ПНСТ 489-2021 Нефтяная и газовая промышленность. Системы подводной добычи. Фланцы, фитинги, клапаны и детали для работы в условиях высоких температур. Технические условия

        ПНСТ 489-2021

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Нефтяная и газовая промышленность

СИСТЕМЫ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ

Фланцы, фитинги, клапаны и детали для работы в условиях высоких температур. Технические условия

Petroleum and natural gas industry. Subsea production system. Flanges, fittings, valves and parts for high temperature service. Specifications

ОКС 75.020

Срок действия с 2021-08-01

до 2024-08-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью "Газпром 335" (ООО "Газпром 335")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 023 "Нефтяная и газовая промышленность"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 февраля 2021 г. N 22-пнст

Правила применения настоящего стандарта и проведения его мониторинга установлены в ГОСТ Р 1.16-2011 (разделы 5 и 6).

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии собирает сведения о практическом применении настоящего стандарта. Данные сведения, а также замечания и предложения по содержанию стандарта можно направить не позднее чем за 4 мес до истечения срока его действия разработчику настоящего стандарта по адресу: [email protected] и/или в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии по адресу: 123112 Москва, Пресненская набережная, д.10, стр.2.

В случае отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты" и также будет размещена на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет ()

Введение

Создание и развитие отечественных технологий и техники для освоения шельфовых нефтегазовых месторождений должно быть обеспечено современными стандартами, устанавливающими требования к проектированию, строительству и эксплуатации систем подводной добычи. Для решения данной задачи Министерством промышленности и торговли Российской Федерации и Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии реализуется "Программа по обеспечению нормативной документацией создания отечественной системы подводной добычи для освоения морских нефтегазовых месторождений". В объеме работ программы предусмотрена разработка национальных стандартов и предварительных национальных стандартов, областью применения которых являются системы подводной добычи углеводородов.

Целью разработки настоящего предварительного национального стандарта является обеспечение безопасности эксплуатации систем подводной добычи за счет установления требований к элементам трубопроводов (фланцам, фитингам, трубопроводной арматуре и другим деталям) из нержавеющей стали, изготовленным методом горячего изостатического прессования и порошковой металлургии, для использования в системах, работающих под давлением в системах подводной добычи углеводородов.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на элементы трубопроводов (фланцы, фитинги, трубопроводную арматуру и другие детали) из нержавеющей стали, изготовленные методом горячего изостатического прессования и порошковой металлургии, для использования в системах, работающих под давлением в системах подводной добычи углеводородов.

Настоящий стандарт включает в себя требования к маркам мартенситных, аустенитных, дисперсионно-твердеющих и феррито-аустенитных сталей.

Дополнительные требования, представленные в приложении А, могут предъявляться при необходимости заказчиком, что должно указываться в запросе, контракте или заказе.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 1497 (ИСО 6892-84) Металлы. Методы испытаний на растяжение

ГОСТ 6032 (ISO 3651-1:1998, ISO 3651-2:1998) Стали и сплавы коррозионно-стойкие. Методы испытаний на стойкость против межкристаллитной коррозии

ГОСТ 9012 (ИСО 410-82, ИСО 6506-81) Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю

ГОСТ 28473 Чугун, сталь, ферросплавы, хром, марганец металлические. Общие требования к методам анализа

ГОСТ Р 54153 Сталь. Метод атомно-эмиссионного спектрального анализа

ГОСТ Р ИСО 643 Сталь. Металлографическое определение наблюдаемого размера зерна

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 капсула: Контейнер, используемый для помещения порошка во время приложения давления, полностью удаляемый с конечной детали.

3.2

3.3

3.4 деталь: Единичное изделие, полученное из прессовки до механической обработки либо после механической обработки.

3.5 порошковая смесь: Однородная смесь порошка из одной или более плавок одной и той же марки.

3.6 отпуск: Термическая обработка (термообработка) стали, сплавов, проводимая после закалки для уменьшения или снятия остаточных напряжений в стали и сплавах, повышающая вязкость, уменьшающая твердость и хрупкость металла.

3.7 отжиг на твердый раствор: Термообработка, предусматривающая нагрев до заданной температуры, выдержку при этой температуре, длительность которой должна быть достаточной для перехода одного или нескольких компонентов в твердый раствор, и последующее охлаждение, скорость которого должна быть достаточной для того, чтобы эти компоненты остались в твердом растворе.

4 Общие требования и информация для заказа

Заказ по настоящему стандарту должен включать в себя, но не ограничиваться следующим:

- количество (масса или число деталей);

- обозначение по UNS*;

________________

* UNS - универсальная система обозначений металлов и сплавов

- обозначение настоящего стандарта;

- размеры (допуски и качество поверхности);

- необходимость механической обработки;

- дополнительные требования в соответствии с приложением А.

5 Химический состав

5.1 Химический состав стали (см. [1]*), как в состоянии порошка, так и в детали, должен соответствовать требованиям, указанным в таблице Б.1 (приложение Б). Кроме приведенных в настоящем стандарте допускается применение иных марок стали, при условии, что они имеют аналогичный химический состав, а их физические и механические характеристики, подтвержденные соответствующими испытаниями, обеспечивают требуемые эксплуатационные свойства изготавливаемых деталей оборудования для систем подводной добычи углеводородов.

5.2 Допуск на химический состав детали должен соответствовать таблице Б.2 (приложение Б).

6 Изготовление

6.1 Порошок для изготовления прессовок следует изготавливать методом плавления, позволяющим получить заданный химический состав, таким как открытая индукционная или вакуумно-индукционная плавка с последующим газовым распылением.

6.2 Если для изготовления порошковой смеси используют порошок из более чем одной плавки одной и той же марки стали, порошок разных плавок следует тщательно перемешать для обеспечения однородности.

6.3 Прессовки следует производить посредством помещения порошковой смеси одного состава в капсулу, герметизации капсулы и ее вакуумирования. Материал капсулы должен быть выбран таким образом, чтобы гарантировать отсутствие его негативного воздействия на конечное изделие. Весь узел следует нагревать, и к нему необходимо прикладывать давление в течение периода времени, необходимого для того, чтобы отвердевшая деталь удовлетворяла требованиям, предъявляемым к плотности. Из одной прессовки может быть изготовлена одна или более деталей.

6.4 Если в заказе на поставку не указано иное, производитель должен удалять материал капсулы с поверхности отвердевших прессовок, используя химическое травление или механическую обработку. Удаление материала капсулы допускается проводить либо перед термообработкой, либо после нее на усмотрение производителя.

6.5 За исключением указанного в 6.6, окончательная термообработка должна соответствовать требованиям, приведенным в таблице В.1 (приложение В). После горячего изостатического прессования и перед окончательной термообработкой прессовки допускается подвергать отжигу.

6.6 Если это согласовано с заказчиком, к мартенситным нержавеющим сталям вместо медленного охлаждения в печи или на воздухе, как указано в таблице В.1 (приложение В), допускается применять закалку в жидкости при условии проведения последующего отпуска в диапазонах температур, указанных в таблице В.1 (приложение В).

6.7 Ремонт деталей с помощью сварки не допускается.

7 Объем испытаний

7.1 Контроль химического состава проводят на одной пробе от каждой порошковой смеси.

7.2 Изделия должны проходить механические испытания и контроль микропористости партиями. Партия должна состоять из прессовок с одинаковым сечением, изготовленных из одной порошковой смеси, прессованных в одном и том же горячем изостатическом прессе с использованием одинаковых параметров давления, температуры и времени, прошедших термообработку по одному режиму.

7.3 Испытание на растяжение и контроль микропористости должны быть проведены на одной пробе (в случае измерения плотности - на одном изделии) из партии.

7.4 Гидростатическому испытанию подвергают каждое изделие, за исключением фланцев.

8 Контроль микропористости и механические свойства

8.1 Контроль микропористости

8.1.2 Микроструктура должна быть однородной, не иметь пустот, трещин и пористости при трех увеличениях: 20Х-50Х, 100Х-200Х и 1000Х-2000Х. Если проба не соответствует данным требованиям, разрешается повторно испытывать каждую деталь в данной партии и те детали, которые прошли испытание и являются годными.

8.2 Гидростатические испытания

8.2.1 Течи при проведении гидростатических испытаний не допускаются.

8.3 Механические свойства

8.3.1 Материал должен соответствовать требованиям, предъявляемым к механическим характеристикам, указанным в таблицах Г.1 и Г.2 приложения Г.

8.3.2 Если результаты механических испытаний не соответствуют заданным требованиям, производитель может выполнять повторную термообработку деталей, после чего должны быть проведены повторные испытания в полном объеме. Повторную термообработку допускается проводить не более двух раз.

9 Методы испытаний

9.1 Определение химического состава

Химический анализ стали должен быть выполнен методами, установленными в ГОСТ Р 54153, ГОСТ 28473 или другими методами, обеспечивающими требуемую точность измерений и аттестованными в установленном порядке.

9.2 Испытания на растяжение

9.2.1 Испытания на растяжение следует проводить в соответствии с ГОСТ 1497.

9.2.2 Один образец для испытаний на растяжение должен быть отобран из середины сечения детали на расстоянии не менее Т от торца детали, где Т - максимальная толщина стенки детали перед термообработкой.

9.2.3 Если размеры детали не позволяют отобрать образец, как указано в 9.2.2, место отбора образца для испытаний на растяжение должно быть согласовано между заказчиком и производителем.

9.3 Измерение твердости

9.3.1 Измерение твердости проводят в соответствии с ГОСТ 9012.

9.3.2 Место измерения указывают при заказе.

9.4 Измерение плотности

9.5 Гидростатические испытания

9.5.1 Гидростатическое испытание проводят после механической обработки.

9.5.2 Испытательное давление должно быть выбрано для соответствующего класса стали, к которому относится данная деталь (см. [2]).

9.5.3 Детали, заказываемые в соответствии с настоящим стандартом для рабочих давлений, отличающихся от перечисленных в [2], следует испытывать при давлениях, согласованных между заказчиком и производителем.

10 Требования к сертификату

Сертификат должен содержать следующую обязательную информацию:

- режим термической обработки (диаграмма термообработки);

- результаты химического анализа;

- результаты испытания на растяжение;

- результаты измерения твердости;

- результаты контроля микропористости;

- результаты гидростатических испытаний (если применимо);

- результаты любых дополнительных испытаний, требуемых в заказе на поставку.

11 Маркировка продукции

11.1 Каждое изделие должно быть промаркировано.

11.2 Маркировка должна содержать, как минимум, следующую информацию:

- обозначение настоящего стандарта;

- обозначение стали в соответствии с таблицей Б.1 (приложение Б);

- наименование либо обозначение предприятия-производителя;

- номер партии.

11.3 Изделия из мартенситной нержавеющей стали, прошедшие термообработку по режиму закалки с отпуском, должны содержать символы "QT" после обозначения марки стали в маркировке.

11.4 Маркировка может быть выполнена на поверхности изделия. Если размер не позволяет нанести маркировку на поверхность изделия, допускается осуществлять маркировку на табличках либо на ярлыке.

11.5 Допускается использовать систему штрихового кодирования как дополнительный метод идентификации изделия. При этом в заказе может быть указана определенная система штрихового кодирования, которая будет использоваться. В случае если система штрихового кодирования применяется по усмотрению поставщика, то она должна соответствовать согласованному между производителем и заказчиком стандарту на штриховое кодирование.

Приложение А

(справочное)

Дополнительные требования

В заказе могут быть обозначены одно или несколько следующих дополнительных требований. Подробная информация по данным дополнительным требованиям должна быть согласована в письменном виде между производителем и заказчиком. Дополнительные требования не должны отменять какие-либо требования самих технических условий.

А.1 Контроль макроструктуры

Полное сечение детали должно пройти контроль макроструктуры после травления. Методика проведения контроля и критерии приемки должны быть согласованы между производителем и заказчиком.

А.2 Магнитопорошковая дефектоскопия

Все доступные поверхности после механической обработки деталей из мартенситной стали, дисперсионно-твердеющей или аустенитно-ферритной нержавеющей стали должны быть исследованы методом магнитопорошковой дефектоскопии. Методика проведения контроля и критерии приемки должны быть согласованы между производителем и заказчиком.

А.3 Капиллярная дефектоскопия

Все доступные поверхности после механической обработки деталей должны быть исследованы методом капиллярной дефектоскопии. Методика проведения контроля и критерии приемки должны быть согласованы между производителем и заказчиком.

А.4 Гидростатическое испытание

Производитель должен провести гидростатическое испытание при давлении, согласованном между заказчиком и производителем.

А.5 Ультразвуковой контроль

Детали из феррито-аустенитных сталей должны подвергаться 100%-ному ультразвуковому контролю. Методика проведения контроля и критерии приемки должны быть согласованы между производителем и заказчиком.

А.6 Испытания на межкристаллитную коррозию

Испытания на стойкость против межкристаллитной коррозии следует выполнять на образцах деталей из нержавеющей аустенитной стали в соответствии с ГОСТ 6032. Количество образцов для испытаний и место их отбора должны быть согласованы между производителем и заказчиком.

А.7 Испытание на питтинговую и щелевую коррозию

Испытания на стойкость к питтинговой и щелевой коррозии следует выполнять на образцах деталей из нержавеющей стали. Методика проведения контроля и критерии приемки должны быть согласованы между производителем и заказчиком.

А.8 Исследование интерметаллидных фаз

Феррито-аустенитные нержавеющие стали должны быть исследованы на наличие интерметаллидных фаз. Методика проведения контроля и критерии приемки должны быть согласованы между производителем и заказчиком.

А.9 Измерение твердости

Каждую деталь следует подвергать измерению твердости, и она должна соответствовать требованиям, приведенным в таблице Г.1 (приложение Г).

А.10 Определение размера зерна

Детали из аустенитной нержавеющей стали, марки которой отличаются от марок Н, необходимо исследовать для определения среднего размера зерен в соответствии с ГОСТ Р ИСО 643. Критерии приемки должны быть согласованы между производителем и заказчиком.

А.11 Гранулометрический состав порошка

Максимально допустимый размер зерен порошка составляет 0,5 мм.

А.12 Защита порошка от окисления

Сразу же после распыления порошок должен быть защищен от воздействия кислорода инертным газом до тех пор, пока этот порошок не охладится до температуры ниже 40°С.

Приложение Б

(обязательное)

Химический состав сталей

Б.1 Требования и допуски к химическому составу сталей представлены в таблицах Б.1 и Б.2.

Таблица Б.1 - Требования к химическому составу сталей (масс. %, не более или в пределах)

Таблица Б.2 - Допуски на химический состав конструкционной стали детали при анализе продукции

Приложение В

(обязательное)

Требования к термообработке

В.1 Требования к термообработке материалов представлены в таблицах В.1 и В.2.

Таблица В.1 - Требования к термообработке

Таблица В.2 - Требования к термообработке дисперсионно-твердеющих сталей

Приложение Г

(обязательное)

Требования к механическим свойствам

Г.1 Требования к механическим свойствам материала представлены в таблице Г.1.

Таблица Г.1 - Требования к механическим свойствам

Библиография