高档次不锈钢（焊）管的制造与订购——美国Plymouth Tube公司的经验和对美国标准的系统解读

何德孚，王晶滢，2

（1.上海久立工贸发展有限责任公司，上海200135；2.浙江德传管业有限公司，浙江湖州313103）

高档次不锈钢（焊）管的制造与订购
——美国Plymouth Tube公司的经验和对美国标准的系统解读

何德孚1，王晶滢1，2

（1.上海久立工贸发展有限责任公司，上海200135；2.浙江德传管业有限公司，浙江湖州313103）

介绍了美国Plymouth Tube公司的生产经验，并分析讨论了所涉美国不锈钢焊接钢管标准的系统特征。分析认为：美国ASTM/ASME不锈钢钢管（材）标准由产品标准和通用材质标准组成；ASTM技术标准（正文部分）实际上只规定了不锈钢钢管的最低设计和检验要求，仅按照该标准未必能订购到质量有保证的优质钢管；ASTM/ ASME不锈钢钢管（材）标准不仅在不断补充新品种和新内容，也经常在纠正各种错误或修正认识；全面系统地解读美国标准，对我国不锈钢（焊）管的生产、销售和订购十分有益。

不锈钢钢管；ASTM标准；ASME标准；生产经验；制造技术；质量检验；订购要求；附加条件

美国Plymouth Tube公司是一家专门从事冷凝器、给水加热器用高档次不锈钢焊接钢管生产的著名制造商，目前已进入中国市场，而文献［1］比较全面地介绍了该厂此类焊接钢管的制造流程及其质量检验要点。笔者读到文献［1］时正值国内有关工厂在主攻该类焊接钢管，且遇到一些挫折，这曾引起笔者许多思考［2-3］。而在阅读文献［4］后重读文献［1］，更觉文献［1］中的经验对我国小直径连续焊管产业向高端产品发展具有参考价值。

本文将详细介绍文献［1］中的要点，并对所涉美国不锈钢焊接钢管标准的系统特征进行分析讨论，以厘清文献［1］中的误解或补充其不足。希望通过此举可以促进我国生产能力过剩的小直径不锈钢焊接钢管行业向高档产品领域进军。

1 Plymouth Tube公司的经验

焊接技术的发展，已成熟到可将每种奥氏体、双相及全铁素体钢卷（带）焊接成管材。

如304不锈钢、316不锈钢及其变种，其焊缝在凝固时会形成少量铁素体，由于凝固过程中焊缝的收缩可由奥氏体和少量铁素体以不同密度加以补偿，因而使这些钢种可以承受焊接过程中的变化，这就允许焊接时可采用较高的焊接速度。这类焊接钢管的常见技术标准有：ASME SA 249/SA 249M—2010a《锅炉、过热器、换热器和冷凝器用奥氏体焊接钢管》、ASME SA 688/SA 688—2012《给水加热器用焊接奥氏体不锈钢钢管》、ASME SA 803/SA 803M—2012《给水加热器用焊接铁素体不锈钢钢管》以及ASME SA 789/SA 789M—2010a《一般用途用无缝及焊接双相不锈钢钢管》。铁素体钢在冷却时会形成马氏体，而马氏体很脆并对缺口敏感，退火以前可能会因热应力产生裂纹。有些焊接钢管辊轧成型机组拥有专门的技术和热处理方法，能在马氏体开裂之前就使铁素体钢回火。

对于高合金奥氏体钢和全铁素体钢，其焊缝在凝固时不会形成补偿的第二相，因此焊接时要特别小心；需采用低速焊接，并在焊接熔池正前方以所发生收缩的速度对焊接熔池进行挤压，以获得无凝固收缩缺陷的高致密度焊缝。

目前，不锈钢钢卷（带）的质量已达经到22.7 t（50 000 lb），宽度可达1 828 mm（72 in），这是获得优质焊接钢管的关键之一。由于轧制技术的改进，不锈钢钢带的厚度公差通常可保持在ASTM标准要求值的50%，表面粗糙度R a通常在0.5μm以上，保证了生产的不锈钢焊接钢管具有较好的表面质量，且同心度非常高。

1.1 钢卷（带）分剪

钢卷（带）应按照所制焊接钢管的外径规格连续剪切成所需宽度。分剪过程的设计应保证钢带边部端面成矩形，以获得制造焊接钢管所必需的零间隙I型对接焊口。

1.2 开卷和轧辊成型

开卷机的安装应使钢卷（带）以精确的直线度进入辊轧成型机，钢带经过一系列辊轧成型，最后使钢带的两侧边缘形成I型对接焊口。

成型轧辊的数目取决于辊轧成型机组的设计和待焊接材料的性能，最少为6组，最多为14组。这些轧辊与开卷机之间的排列安装应能保证焊头对准其下侧焊缝的中心位置，中心位置稍有偏移就会造成管坯滚动和接口偏离，从而使焊缝偏离带材边沿的中心，造成局部未焊透。6组成型轧辊成型如图1所示。

图1 6组成型轧辊成型示意

1.3 接口焊接方法

不锈钢焊接钢管的焊接通常有3种方法：

（1）钨极氩弧焊，最通用的方法。该焊接方法可以保证充分焊透，并获得合理熔宽的高质量焊缝。其优点是：焊接过程中允许焊缝存在少量偏移和较大焊缝余高，后者可以保证在线精整时焊缝有足够的冷加工余度。

（2）等离子弧焊，板厚较大（t∧3 mm）、需要熔透时采用。该方法依靠高温（电弧）等离子体提供能量，因其局部功率很高，焊接小直径焊接钢管时不能采用。由于等离子弧具有较好的焊透能力，因此焊接相同壁厚的钢管时，比采用钨极氩弧焊焊接方法的焊缝窄。

（3）激光焊。因其高能密度，在3种焊接方法中焊接的焊缝最窄。激光焊的应用推广已引起一场窄焊缝究竟是优点还是缺点的争论。目前，已知激光焊有两个优点：①焊接速度最高；②焊缝组织中带偏析铸造组织的体积最小。但是，采用该方法焊接时，焊缝非常窄，增加了焊缝焊偏的潜在危险；焊缝余高很小，不适合对焊缝进行冷加工。

上述3种焊接方法均为熔焊方法，因为焊缝是经完全熔化形成的。像高频感应焊或电阻焊这类依靠挤压形成焊缝区的焊接方法，不适合焊接Cr含量很高的不锈钢焊接钢管。

实际上美国机械工程师学会（ASME）已在其设计材料标准中涵盖了所有不添加填充金属的不锈钢焊接钢管。因为这类焊接钢管的焊缝通常需经过冷加工及交货前热处理，使焊缝的机械和耐蚀性能恢复到原始母材状态；而试图通过匹配填充金属使焊缝的性能与母材趋于一致，比直接焊接原始母材要困难很多，焊接过程的复杂性也将增加许多。

1.4 焊缝的冷加工

对焊缝作冷加工的目的是提升铸态偏析焊缝组织的均匀性，可在线进行焊道加工或进行焊接钢管全断面缩减。其中，在线焊道加工仅对焊缝局部冷加工，焊接后立即进行，最好在成型焊接机组上在线完成，以保证焊缝保持在已知的可控位置，用工具从外径（缝）表面上对放在内径（缝）余高处的硬质模块施加压力，硬质模块由一轧辊从焊接钢管背面予以支承。

冷加工后的不锈钢焊接钢管不能进行磨抛。这是因为磨抛操作可能使直线度不好的焊缝选择性地磨除一侧焊缝，最后造成局部区域壁厚小于技术标准要求最小值，而这种局部减薄是不可能用常规检验手段检测出来的。磨抛造成焊接钢管局部区域壁厚变小如图2所示。

图2 磨抛造成焊接钢管局部区域壁厚变小

1.5 冷拔定径

焊接钢管可采用整体冷拔加工。该操作可以使焊接钢管达到传统辊轧成型公差约1/2的精度，且内外径（缝）表面粗糙度R a均可保持在0.5～0.6μm。这是因为焊接钢管同心度好，该公差明显优于冷拔无缝钢管的。此外，不锈钢焊接钢管冷拔后可提高其抗拉强度和屈服强度，最高可达到退火态的3倍。然而，应用到换热器产品时大多数客户并不认可该冷加工优点，特别是ASME标准有明文规定时。该工序会增加产品的生产成本。

1.6 热处理

为了提高不锈钢焊接钢管的耐蚀性能，所有不锈钢焊接钢管应在焊接和冷加工后进行退火处理，以使焊缝组织均匀，腐蚀不会在偏析区发生。不锈钢焊接钢管退火处理可在线一次性完成，也可以采用离线方式单独进行。

在线热处理是不锈钢焊接钢管退火最常用的方法，焊接钢管由感应线圈加热到一定温度，然后用水或H2之类气体快速冷却。这种热处理方法在焊接钢管成型机组中在线施行，通常在焊缝冷加工后立即进行，一旦管材离开感应线圈就进行冷却。超级铁素体和超级双相不锈钢焊接钢管，则要求有足够的淬火速率，以防止形成有害的第二相，使其耐蚀性能降低。不锈钢焊接钢管感应加热如图3所示，不锈钢焊接钢管在线冷却如图4所示。

图3 不锈钢焊接钢管感应加热

图4 不锈钢焊接钢管在线冷却

经热处理后，不锈钢暴露在空气和水中，表面会产生多孔和有裂纹的氧化皮，其主要成分为氧化铬，不能起到很好的防腐作用，必须清除。氧化皮层下还有一个贫铬不耐蚀层，除掉这一贫铬不耐蚀层也十分重要。机械抛磨可能会将贫铬不耐蚀层重新埋入不锈钢焊接钢管表面，不能根除；化学处理是唯一能保证除掉全部贫铬不耐蚀层的有效途径。通常采用硝酸溶液或柠檬酸溶液进行处理［5］。对有氧化皮的不锈钢焊接钢管进行化学处理，实质上是对不锈钢焊接钢管作100%的腐蚀试验，特别是当化学处理在涡流检验前进行时，酸液将侵蚀所有敏化区或前期处理过程中所显露的MnS类及其他杂质，若不进行化学处理，在涡流检验时就会发出“不合格”的报警。

对于特殊用途的合金钢焊接钢管采用离线热处理，通常在一个单列的热处理炉中进行，退火保温5～10 min，以达到均匀组织和提高耐蚀性的目的。高Ni、Mo含量合金钢的焊缝通常存在严重偏析，使其组织均匀需要很长的扩散时间，因此进行离线热处理特别重要。但目前较高的天然气价格使得离线热处理的成本增加。

光亮退火处理是在H2之类还原性气氛中，限制氧化皮的形成，使管材表面不产生厚氧化皮，达到光亮效果的热处理方法。但是光亮退火处理仅在1 010℃以上温度有效。水可能会使管材表面产生一层氧化皮，所以光亮退火不应采用水淬；因此某些合金钢并不适合采用光亮退火处理。

1.7 矫直、定径和定尺切断

在线或离线退火后的焊接钢管可能要进行矫直、定径及定尺切断。

1.8 检验

所制焊接钢管必须在检验合格后才能交货，包括NDT无损检测（ET、UT）和压力试验。

ET（涡流）检验几乎是所有不锈钢焊接钢管都采用的标准检验方法，采用全环套差动线圈，对短突缺陷的检测最灵敏，但对构成电桥的两个差动线圈断面之间长而渐变的瑕疵很不敏感，这些瑕疵形成的检测讯号辐值与其突变程度有关。ET检验是快速、低成本的检验方法；但与检验内表面缺陷相比，ET检验更容易发现外表面缺陷。

UT（超声波）检验通过向管材壁厚方向发送超声波并接收来自缺陷的反射波实施检测，对裂纹和未完全熔合管材的纵向缺陷很敏感，但检测速度较慢、成本较高。

目前有3种压力试验方法可用于换热器用焊接钢管的检测：水下空压试验、压差试验和水压试验。

水下空压试验是将压缩空气压入浸在水箱中两端密封的焊接钢管，以钢管长度范围内是否出现气泡作出判别。采用1.0～1.7 MPa试验压力，可探测到0.05 mm的泄漏孔。该试验成本低、灵敏度高，是换热器用焊接钢管最常用的压力试验方法。

压差试验随高灵敏度电子压力传感器的发展已具备实用性。该试验将待测焊接钢管和无泄漏孔标样管加压到相同压力，待脱离气源后监测两者的压差，从而实现检测，若压差超过某一预定值则发出报警。目前该方法主要用于钛焊管的检验。

传统水压试验方法因为灵敏度比水下空压试验低3个数量级已被淘汰，仅在用户有要求时采用。

1.9 辊轧成型机组焊接钢管操作质量检验

经目测，在线涡流检验和破坏性操作试验组合实施，监控焊接钢管焊缝质量。操作试验设计是为了检测不同方向焊缝的密实性（延展塑性）。例如，反向展平试验可以测试内表面焊缝的横向延展性；卷边试验可以测试焊缝的纵向延展性，特别是内表面焊缝；而拉伸试验则可测试整个焊缝的纵向延展性。上述3种试验都有适用的ASTM标准。

不锈钢焊接钢管也可以进行腐蚀试验，但在ASTM/ASME标准中大都属于非必做项目。例如，焊缝腐蚀试验用于检测304、316不锈钢系列初始凝固焊缝中残存的铁素体时，沸腾的HCl溶液会迅速侵蚀这些铁素体，从而使焊缝的减薄速率高于母材；退火恰当的焊缝，该项试验的减薄比应≤1。

晶间腐蚀试验是可以检验金属材料晶间腐蚀敏感性的加速金属腐蚀的试验方法。通常认为该试验是为了校核合金是否可以固溶退火——一种常用于溶解晶间碳化铬析出的概念，这是保证Cr含量以保持不锈钢晶体“不锈”的前提。

但焊接钢管进行上述试验后，并不意味着所订购的合金钢焊接钢管保证可以适合某种应用，也不能确定焊缝是否已达到最佳耐蚀性。

1.10 订购思考

无论是订购不锈钢无缝钢管还是不锈钢焊接钢管，仅根据ASTM/ASME标准未必能订购到质量有保证的优质钢管。ASTM/ASME标准一般只规定了不锈钢焊接钢管的最低要求，可能不能满足某一特定应用，规定的无损检测要求也是最低的，无法完全检测出在特殊用途中会引起麻烦的某些缺陷。一种无损检测方法不可能对所有缺陷都有效。

将ET检验与水下空压试验组合在一起应用，可检测出换热器用焊接钢管中的大多数缺陷。此外，大多数ASTM/ASME标准未将腐蚀试验列入强制要求，因此应考虑在订购合同中加入该项。

需要注意的是，ASTM/ASME标准是为满足广泛需求而制定的，适用范围很广，可能会与供应商提供的货源并不相匹配。

2 对ASTM/ASME标准的系统解读

Plymouth Tube公司的经验对我国不锈钢钢管的生产、销售和使用是十分有益的。但必须注意：①文献［1］对Plymouth Tube公司经验的介绍并非是毫无保留的，例如图1所示是否是最佳配置等；②文献［1］中所指的ASTM/ASME标准仅是每个标准的正文部分。长期以来，在不锈钢钢管及钢材工业贸易中，国内外许多订购者的确都只是单纯地按照某种ASTM/ASME标准，甚至只知道某个标准代码，例如ASME SA 312/SA 312M—2012《奥氏体不锈钢无缝钢管和焊接钢管》标准就是常用于不锈钢钢管的，因此难免会出现供需双方的摩擦或争议。事实上，ASTM/ASME不锈钢钢管、棒、板材标准已经构成一个庞大的系统，且仍在不断发展完善［6］。全面认识ASTM/ASME不锈钢钢管、钢材标准的系统特征及其变化，不仅有助于提高不锈钢钢管和钢材的工业贸易质量，也有益于我国不锈钢钢管和钢材制造业的可持续发展，避免像文献［4］中介绍的按ASME SA 213/SA 213M《锅炉、过热器和换热器用无缝铁素体和奥氏体合金钢管》订购304不锈钢焊接钢管类似事情的发生。

表1 ASTM/ASME不锈钢钢管、板材、棒材通用要求及其管辖的产品标准汇总①

2.1 ASTM/ASME标准系统

ASTM/ASME标准系统由5项不锈钢钢管通用材质标准和各自管辖的不同用途、钢材类别及制造方法的多个不锈钢无缝钢管、无缝钢管和焊接钢管、焊接钢管产品标准组成。ASTM/ASME不锈钢钢管、板材、棒材通用要求及其管辖的产品标准汇总见表1。从表1可以看出：ASTM A 999/A 999M—2012（ASME SA 999/SA 999M）《合金钢和不锈钢钢管通用要求》和ASTM A 1016/A 1016M—2011a（ASME SA 1016/SA 1016M）《铁素体合金钢、奥氏体合金钢和不锈钢钢管通用要求》分别针对管道用和非管道用不锈钢钢管。管道用不锈钢钢管（pipe）由ASME B 36.19M—2004《不锈钢钢管》或ASME B 36.10M—2004《焊接和无缝轧制钢管》限定尺度标准规格，用无量纲的管件公称尺寸NPS或公称直径DN表示外径（实际单位为in或mm，取近似值或整数，外径≥12 in时，NPS等于外径），壁厚用in或mm表示，但也可采用ASME B 36.19M—2004标准中规定的壁厚序列5s、10s、40s、80s或标准厚度STD、加厚XS来表示，特别是涉及管道弯头等标准件时［7-8］。非管道用不锈钢钢管（tube）则由ASME B 32.5—1994《非管道用金属管状制品的优选公制尺度》规定标准规格，直接用外径×厚度，单位为in或mm［9］。Tube一般无法采购到标准化管接头件，外径×厚度匹配自由度较大，管材的规格品种远多于管道用钢管。ASTM B 751—2008（ASME SB 751）《镍和镍合金焊接钢管通用要求》、ASTM B 775—2008（ASME SB 775）《镍和镍合金焊接钢管通用要求》、ASTM B 829—2009（ASME SB 829）《镍和镍合金无缝钢管通用要求》则分别是高Ni含量不锈钢（及其他Ni合金）焊接钢管（pipe和tube）及无缝钢管产品标准。美国标准中对pipe与tube的区别可参考文献［10］和文献［11］。

表1也列出了不锈钢板材、棒材的通用材质及对应的产品标准，这是考虑到一方面板材是焊接钢管的原材料，棒材则是无缝钢管的原材料，它们均是ASTM A 999/A 999M—2012或ASTM A 1016/A 1016M—2011a相关产品标准的源头标准；另一方

面随着我国不锈钢产量逐年提高，板材、棒材的贸易量都会比管材的大。

续表

美国将Ni含量在25.0%～35.0%的不锈钢也列入镍合金范畴，并统一编码为N08XXX，实际上有相当一部分高镍合金不锈钢钢管在早期就属于ASTM B 751—2008（ASME SB 751）、ASTM B 775—2008（ASME SB 775），以及ASTM B 829—2009（ASME SB 829）要求范畴。近几年这些钢种大部分已出现在ASTM A 249/A 249M—2010a、ASTM A 312/A 312M—2012、ASTM A 213/A 213M—2011a等焊接钢管和无缝钢管标准中，表明这些高镍、高镍钼超级奥氏体钢都已趋于成熟并已适宜大批量生产。以上所述钢种再加上一部分不属上述3项通用材质标准管辖的不锈钢钢管（如A511、A554、A632、A903等），ASTM/ASME标准中规定的不锈钢钢管总数已达50种以上，远高于文献［10］中的30种。

认识ASTM/ASME标准系统特征的重要性在于：

（1）由于通用材质标准规定了一些共性的要求，产品标准可着眼于某些特定要求，因此考虑得比较细致全面，并充分平衡了供需双方的权益，但只有全面理解表1后才能认识这一特征，如果只根据某一产品标准订购就可能比较片面。ASTM/ ASME不锈钢钢管通用材质标准及典型产品标准内容要目对比见表2［7］。由表2可知：产品标准中有些缺少的内容实际上在通用材质标准都有规定。例如，常被国内引用的ASTM A 312/A 312M—2012（ASME SA 312/SA 312M）标准，没有对外径公差及与此相关的椭圆度公差进行规定，但在ASTM A 999/A 999M—2012（ASME SA 999/SA 999M）标准中则有明确规定；ASTM A 213/A 213M—2011a（ASME SA 213/SA 213M）标准里缺少的外径公差、直线度公差、椭圆度及偏心度公差也可以在ASTM A 1016/A 1016M—2011a（ASME SA 1016/SA 1016M）标准中找到。

值得注意的是，表1中ASTM A 480/A 480M、ASTM A 484/A 484M、ASTM A 1016/A 1016M标准的前身ASTM A 450/A 450M《碳素钢管、铁素体合金钢管及奥氏体合金钢管通用要求》标准以及ASTM A 999/A 999M的前身ASTM A 530/A 530M《特殊用途碳钢和合金钢公称管通用要求》标准都是1960年代版，ASTM B 751、ASTM B 775、ASTM B 829标准是1980—1990年代版，ASTM A 999/A 999M、ASTM A 1016/A 1016M标准则分别于1999年、2002年才从ASTM A 530/A 530M标准中脱离出来，这表明美国不锈钢钢材标准系统是经历了半个世纪发展才逐步形成的。1985年，美国和全球的不锈钢年产量分别为153万t、792万t（美国和欧洲是当时全球不锈钢产品的垄断者，占全球总产量的92%）；1999年分别为219万t、1 711万t，占粗钢的比例均为2.3%。而德国、法国、意大利、西班牙及日本、韩国等国家不锈钢占粗钢的比例一直都在3.5%以上，有些北欧地区的国家甚至达到15%以上（这些国家都非常富足）。实际上美国一直是不锈钢钢材的净进口国。表1所列标准对保证美国不锈钢钢材生产和流通质量、效率、市场公正性和供需双方权益都十分重要。2011年，我国不锈钢产量约为美国的6倍，占粗钢的比例达到2.3%，拓展市场已成为我国不锈钢钢材生产持续发展的依托。很多用户借用美国标准的现象说明了我国急需建立类似美国标准的、更完善的标准体系。

（2）粗看表2给出的要目，看似繁琐、重复，但细读全文后会发现并非如此。例如，同样是适用范围，通用材质标准与产品标准中的视角完全不同；对于化学成分，通用材质标准只提出了一般方法和炉分析、产品分析的原则，而产品标准则指明具体要求，有时两种标准对炉分析与产品分析的要求略有不同，但也可能完全一样。

（3）对于相同条目，通用材质标准与产品标准有时不一致或矛盾，但通用材质标准中都明确规定以产品标准规定为准。

（4）有些条目在通用材质标准与产品标准中的确是重复的，最典型的是“订购讯息”条目。这里特别要强调的是，每种美国标准都指出“确定订购产品的全部要求是订购者的责任，以下是可以包括，但并非全部要求的讯息。”标准列出的只是“讯息”，订购者确认而写在订单上的才是订购要求。这样的措词和反复提示对保证流通秩序、划定经济责任或保证供需双方权益都非常有利。

（5）美国标准还允许订购者在订单中提出更苛刻的质量要求，这实际上是市场经济的最高原则，也是促进技术进步的根本动力。文献［4］讨论了焊接钢管应用中很有意义的质量问题。不过文献［4］中提到按照ASME SA 213/SA 213M标准从国外订购TP304焊接钢管的原因，笔者认为，TP304钢管应是ASME SA 249/SA 249—2011a标准的产品，按ASME SA 213/SA 213M标准订购的TP304冷凝

器用管应是无缝钢管而不能称之为焊接钢管，这中间可能有许多疑问值得思考。其中包括：为什么不按照ASME SA 249/SA 249—2011a标准订购TP304钢管或304L焊接钢管？只按ASTM A 240/A 240M板材标准能否制造国产304L焊接钢管？冷凝器失效事故的原因肯定是材质成分差异，与焊接钢管制造质量有无关系？此外，文献［4］中所引ASME SA 213/SA 213M和ASTM A 240/A 240M标准均未注明版本年份或译者，无从查证304钢的Mo含量和Cu含量为何高达9.99%的这一常识性错误。

表2 ASTM/ASME 不锈钢钢管通用材质标准及典型产品标准内容要目对比

需要注意：冷凝器虽然也是某种意义上的换热器，但在ASTM/ASME不锈钢钢管标准中总是加以区别而单列。可以查到名称中含有冷凝器的ASTM/ ASME标准有：ASTM A 249/A 249M—2010a（ASME SA 249/SA 249M）、ASTM A 851、ASTM B 163—2008（ASME SB 163）。其中ASTM A 851已在1996年取消，而ASTM B 163标准中包含有w（Ni）≥25%的高镍合金不锈钢，这说明冷凝器是一种高要求的特种换热器，304、304L不锈钢均非其合适选材。太原钢铁（集团）有限公司（简称太钢公司）已在冷轧板样本中提出304、304L非换热器选材，值得不锈钢钢管行业和用户重视或效仿。

2.2 各项标准附加的补充要求

每项ASTM/ASME产品标准大都包含有若干条可附加的补充要求。常用美国不锈钢钢管标准中所列可附加补充要求见表3［7］。但须特别注意的是：

（1）这些补充要求都明确指明，只有订购者在合同中逐条指明时才有效，否则供货者或制造商不予执行。国内很少有用户在订单中提到此类附加补充条目，这一点特别值得设计单位或按ASME SA 312/SA 213M标准等订购不锈钢钢管的用户重视。

（2）从表3可以看出，不同产品标准的附加补充要求条目和数量有很多差异，这完全是由产品的应用条件及标准内容决定的。文献［1］中提到的许多问题，特别是订购思考中所指的片面性，是完全可以避免的。例如，ASTM A 249/A 249M—2010a标准中针对性地选择S1～S9条目就可解决许多疑问；由于ASTM A 688/A 688M—2010标准的正文部分已经包含有很多要求，又无需稳定化热处理钢种，因此只有S1～S4可选择补充条目，其中S1和S2实际是有关ET标样管人工缺口（切口）宽度（即ET检验灵敏度）的两种不同要求规定，充分反映出其对ET检验的严格要求，这对给水加热器用焊接钢管质量的监控有十分重要的作用。

2.3 标准的修改

ASTM标准A类的修改频率很高，有的标准一年会有数次，这使其始终保持在全球领先和权威地位。考虑到ASTM标准要经ASME锅炉及压力容器委员会审定后才有效，后者通常3年才复审一次，其ASME标准SA类或SB类的版本年号经常不同于ASTM标准A类或B类同数字编码的最新版本年号；因此两者都要求注明标准版本年号。常见的修改内容有：

（1）最常见的是增加新钢种。例如，ASTM A 789/A 789M—2010a（ASME SA 789/SA 789M）、ASTM A 790/A 790M—2011（ASME SA 790/SA 790M）标准中所列钢种数目已从几年前的12种增加到24种；ASTM A 213/A 213M—2011a（ASME SA 213/SA 213M）标准中所列奥氏体钢种的数目已加到了65种。ASTM A 1016/A 1016M—2011a（ASME SA 1016/SA 1016M）等通用材质标准都以附录形式规定了在产品标准中增加新钢种的要求，包括向审定该产品标准的子委员会递交申请；提供一个以上用户增加该钢种必要性的陈述；提交3组以上不同炉号试验批次的试验数据，以证明新钢种符合适用标准要求，并作出满足所适用标准全部要求的推荐；说明新钢种是否包含专利。上述要求的用意显然是为了维护美国及其企业的利益。

（2）修正化学成分、力学性能、热处理温度等个别数据。例如，ASTM A 240/A 240M—2007（ASME SA 240/SA 240M）将304不锈钢的C含量从0.08%改为0.07%，Cr含量从18.00%～20.00%修正为17.50%～19.50%。这实际上是吸取欧洲地区的经验，并向欧洲标准1.4301不锈钢种靠拢，但目前我国标准中06Cr19Nil0钢与304不锈钢的化学成分仍有很大不同。ASTM A 1016/A 1016M从2002年颁布以后曾经在长达10年时间内颠倒了奥氏体不锈钢与铁素体不锈钢钢管的内径扩口率指标，直至ASTM A 1016/A 1016M—2011a版才改正过来，具体可参考文献［12］。

（3）增添新内容。例如，ASTM A 999/A 999M—2012、ASTM A 1016/A 1016M—2011a标准中对非规定合金元素含量的规定是在2004年以后增添的；2011年10月在ASTM A 213/A 213M—2011a标准中增添了焊接修补小节12；2012年3月1日在ASTM A 688/A 688M—2012、ASTM A 803/A

803M—2012标准中增添了无缝钢管。

（4）其他内容补正。例如，2010年在ASTM A 999/A 999M—2010标准中补入了4个离心铸造不锈钢钢管要求，对双相不锈钢钢管压扁试验计算系数e也是刚补上；在ASTM A 249/A 249M—2010标准中补入了可为美国国防部采纳的要求。

3 小结和建议

（1）冷凝器和换热器的制造是小直径不锈钢连续焊管的一个重要高端应用领域。美国Plymouth Tube公司的生产经验表明：采用表面粗糙度和尺度公差精度都极高的不锈钢钢带，生产的焊接钢管是制造冷凝器和超超临界电站给水加热器之类换热器的优质管材；但对钢带分剪、辊轧成型、焊接、在线滚压加工和固溶退火热处理都必须严格控制，而气压泄漏试验和涡流检验更是特别重要。

（2）美国ASTM/ASME不锈钢钢管（材）标准由产品标准和通用材质标准组成。通用材质标准概括了所管辖产品标准范围内的基本共性要求，产品标准则更侧重于特定应用环境下的具体要求，两者加在一起使ASTM/ASME标准更细致全面，不能简单地仅根据某项ASTM/ASME产品标准制造或订购不锈钢钢管（材）。

（3）每一项ASTM/ASME不锈钢钢管（材）标准，根据产品及应用特征均有若干条补充要求，以供订购者选择，并明确指出只有在订单中逐条指明时才有效，否则制造商或供应商不予考虑这些附加要求。

（4）经过30余年发展，我国不锈钢焊接钢管的生产已有显著进步，小直径连续焊管生产能力已经出现过剩，但像冷凝器这类高端不锈钢焊接钢管仍需依赖进口。学习美国Plymouth Tube公司的经验，系统解读美国标准无疑是有益的。但无论是美国企业经验或标准都必然保护美国的利益，有些关键性内容（要求）还是有保留的，其中包括专利屏蔽，而识破这些保留或屏蔽点对我们十分有帮助。

（5）高端不锈钢焊接钢管的制造必须树立质量第一理念，克服速度至上观念，不仅焊接速度快的高频焊接不能用，对于不加填充焊丝的钨极氩弧焊也要根据钢种的不同严格控制焊接速度，以避免焊缝缺陷，保证足够熔宽，供焊后实施焊缝冷加工。

（6）从耐蚀性来看，304、304L不锈钢都不属于冷凝器这类高端不锈钢钢管的优选用材。太钢公司产品样本中表明的这一观点应该广泛宣传。

（7）耐蚀性应是不锈钢钢管制造中质量控制的首要目标。这也是在美国标准中，制造绝大多数焊接钢管，尤其是像冷凝器之类高端焊接钢管，强调不加填充焊丝的自动电弧焊并排除高频电阻焊的根本原因。焊接钢管制造商、用户和标准制（修）订者都应充分认识到这一点。

（8）ASTM/ASME不锈钢钢管（材）标准始终处于更新发展之中，既不断补充新品种或新内容，也经常在纠正各种错误或修正认识。及时认识这些变化对我们十分有益。

［1］Daniel S Janikowski，Ron Roth.Making the grade with stainless steel tubing［J］.Power Business and Technology for the Global Generation Industry，2007，151（10）：76-81.

［2］何德孚，曹志樑，周志江，等.不锈钢和钛管的气动泄漏密实性试验新方法［J］.钢管，2012，41（4）：63-67.

［3］何德孚，曹志樑，周志江，等.中外不锈钢管标准细节比较研究（之一）——从欧美不锈钢管标准中的泄漏密实性试验条款看不锈钢管制造质量监管［J］.焊管，2011，34（10）：49-54；2011，34（11）：52-56.

［4］谢亿，郭建亭，陈红冬，等.某国产凝汽器不锈钢焊管耐点蚀性能研究［J］.焊管，2012，35（8）：27-30.

［5］何德孚，王晶滢.不锈钢管制造和使用过程中的酸洗和钝化［J］.焊管，2012，35（5）：30-35.

［6］何德孚，王晶滢.我国应重视低镍钼双相不锈钢及钢管的研发［J］.钢管，2013，42（5）：1-8.

［7］ASTM International.ASTM standards source DVD-ROM［S］.2012.

［8］Rao K R.Companion guide to the boiler and pressure vessel code［M］.3rd.New York：American Society of Mechanical Engineers，2009.

［9］何德孚.我国应尽快制定焊管和无缝管统一的钢管尺度标准［J］.焊管，2009，32（3）：9-14.

［10］何德孚，曹志樑，周志江，等.从欧美日标准看我国不锈钢钢管制造业的现状及发展前景［J］.钢管，2008，37（5）：69-73；2008，37（6）：60-68；2009，38（1）：63-69.

［11］何德孚.从中外标准对比看不锈钢管制造技术发展［J］.管道技术与设备，2007（1）：1-6.

［12］何德孚，王晶滢.对ASTM 1016/A 1016M—2011a标准的三个疑问及探讨［J］.焊管，2013，36（11）：48-58.

Manufacture and Purchase of Hi-grade（Welded）Stainless Steel Tubing——Production Experience of Plymouth Tube Company，US and Reading of Relevant US Standards

HE Defu1，WANG Jingying1，2
（1.Shanghai Jiuli Industrial&Commercial Development Co.，Ltd.，Shanghai 200135，China；2.Zhejiang Detrans Piping Co.，Ltd.，Huzhou 313103，China）

Introduced here in the assay is the production experience of US Plymouth Tube Company.Also analyzed and discussed are the systematic characteristics of relevant US standards concerning stainless steel welded tubing.Based on the analysis and discussion results，the comments as follows are made by the co-authors.The American ASTM/ASME standards for stainless steel tubing（goods）consistrelevantproduct specifications and general mateial specifications.The ASTM technical standard（the body）in fact，justonly specifies the minimum requirements for design and inspection of the stainless steel tubing.And therefore，if just following this standard to place an order，it would not be ensured that you can purchased quality-assured good pipes.The ASTM/ASME standard for stainless steel tubing（goods）themselves are not only always being amended with new products and new information，but also making correction of errors or knowledge.Fully and systematically reading and understanding relevant US standards will be very helpful for production，sales and purchase of stainless steel（welded）tubular goods by domestic companies.

stainless steel tubing；ASTM standard；ASME standard；production experience；manufacturing technology；quality inspection；purchase requirements；supplementary terms

TG44；TG335.75

B

1001-2311（2014）04-0072-11

2013-02-18；修定日期：2014-05-08）

何德孚（1937-），男，教授，技术总监，长期从事焊接方法、焊接过程自动控制、电焊机及电力电子技术领域的教学和科研工作。