API 产品制造规范

文件号： 版本号： *******厂 第 1 页 共 7 页 生效日期 2011年12月8日 API 20B产品制造规范 1. 目的

本规范规定了用于石油和天然气工业的自由锻成型锻件的生产要求，作为生产过程的依据，以保证石油和天然气工业用自由锻件按照要求进行制造，确保产品质量符合要求。 2. 适用性

本规范适用于石油和天然气工业用自由锻成型锻件的生产过程控制，其它用途的锻件生产过程控制也可参照使用。 3. 锻件规范等级（FSL）

API 20B为四个锻件规范等级（附表1是锻造状态下的重量范围分级）制定了要求，分别定义了不同级别锻造产品的技术、质量和合格准则要求。 3.1一个鉴定锻件应由工厂生产、试验和评估，以便确定在附表1中的质量等级。锻件应按照MPS中规定的生产流程规范进行制造。鉴定锻件应处于锻造完成状态，并完成任何附加规定的粗加工，以及形成最终产品机械性能所需的热处理。鉴定锻件应按照工厂编制的原材料控制规范、API 20B产品制造规范和API 20B产品检验规范要求，以及工厂的规定了接受准则的书面规范要求进行生产。 3.2一个限定的鉴定FSL锻件可以覆盖更低的FSLs锻件（例如，评定合格的FSL-4锻件覆盖FSL-3、FSL-2和FSL-1锻件）。 3.3合格锻件上不允许进行焊补。 3.4确认工厂可以生产的锻件范围分级表： 碳钢，微合金钢 < 2500磅 ≥ 2500 < 10,000磅 ≥ 10,000磅 FSL-1 低合金钢 非双相不锈钢 碳钢，微合金钢 √ × × FSL-2 低合金钢 非双相不锈钢 碳钢，微合金钢 √ × × FSL-3 低合金钢 非双相不锈钢 √ × × 打“√”的表示可以生产，打“×”的表示需要进行质量鉴定合格后确认可以生产。 4. 参考文件

下列参考文件凡是注日期的文件，只有注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的参考文件，其最新版本（包括增补部分）适用于本文件。 API 6A 第20版 井口装置及采油树设备规范 API 20B 石油和天然气工业用自由锻成型锻件 ASTM A105 管道部件用碳钢锻件标准规范

文件号： 版本号： *******厂 第 2 页 共 7 页 生效日期 2011年12月8日 API 20B产品制造规范 ASTM A182 高温用锻制或轧制合金钢和不锈钢管法兰、锻制配件、阀门及部件标准规范 ASTM A29 热锻碳钢和合金钢棒材一般要求标准规范

ASTM A350 要求缺口韧性试验的管道部件用碳钢和低合金钢锻件标准规范 ASTM A434 热轧和冷加工调质处理的合金钢棒材标准规范

ASTM A694 高压传输用管法兰、配件、阀门和零件用碳钢和合金钢锻件标准规范 ASTM A705 时效硬化不锈钢锻件标准规范 5. 名词术语

5.1炉（冶炼炉）

从同一炉最终熔炼出的材料，或对于重熔合金而言，为从同一根重熔锭块生产的原材料。 5.2自由锻造

在平砧上或异形砧子间对金属进行热机械成形的过程，其不对金属流向有严格限制。 5.3热锻比（锻造比）

每次热锻操作时横截面变化率。

例如，除了墩粗锻件外，可使用如下公式计算单次热锻操作时的热锻比。 热锻比= 此处

Af 最终横截面面积

Ai 最初横截面面积

对于墩粗锻件，可使用如下公式计算单次热锻操作时的热锻比 墩粗热锻比= 此处

Af 最终横截面面积 Ai 最初横截面面积 hf 最终锻件高度 hi 最初锻件高度

总热锻压下量指从钢材（原材料）横截面到最终锻造横截面的锻造过程中，每个锻造工序的单个产品的压下量。钢材横截面应为铸造后或最终重熔及锻造前打磨或表面处理而获得的钢材的横截面。当原材料或锻件的横截面变化时，应使用能获得最低计算锻造比的横截面。 5.4热处理批

（分批作业炉）经同一热处理周期，作为同一批装卸和搬运的材料。 （连续作业炉）经同一参数过程的热处理过程，连续搬运的标称尺寸相同的一组零件材料。 6锻件生产过程及控制 6.1 原材料

6.1.1原材料供应商控制

只有被工厂认可的钢厂（熔炼工厂）才能提供API 20B锻造用钢锭、钢坯、轧坯或连铸坯

文件号： 版本号： *******厂 第 3 页 共 7 页 生效日期 2011年12月8日 API 20B产品制造规范 等原材料。

工厂按照《采购控制程序》和《原材料控制规程》对钢厂进行控制，确定合格的原材料供应商。

6.1.2原材料使用

工厂在使用钢厂供应的原材料进行锻件生产前，按照《采购控制程序》、《原材料检验规程》和《原材料控制规程》的要求对原材料进行检验，检验结果符合要求才能使用。 6.1.2.1材料规范

API 20B锻造用原材料必须符合顾客确定的材料规范要求，没有顾客确定的材料规范时，参照相应的国际、国家或行业标准执行。 6.1.2.2标识 检验结果符合要求的原材料要做好标识，确保原材料清晰标明：钢材牌号（材质）、冶炼炉号、规格。 6.2制造过程规范（MPS） 工厂应制定一份制造过程规范，该规范应包括API 20B材料规范及锻造和热处理过程的控制变数。应至少包括5.3 5.4和5.5的内容。 锻造过程规范（MPS）应详细列明检验项目和检验判定标准（对于FSL3和FSL4,应包括金相判定标准）。 注：工厂可以根据实际情况制定产品检验与试验计划（ITP），以作为制造过程规范（MPS）的支撑，进一步明确产品制造过程的控制要求。 6.3锻造 工厂制定《锻造工艺规程》和《锻造工艺卡》，对锻造过程的控制参数进行规定： — 下料尺寸、重量及偏差； — 锻后冷却方法； — 热锻温度范围：始锻温度和终锻温度； — 总锻造比； — 每个锻造工序的描述，包含始锻和终锻的产品外形，以及每一步的锻造比； — 合格的锻件生产设备； — 检验要求。 — NDE 6.3.1下料 6.3.1.1下料

按照《锻造流程卡》和《锻造工艺卡》的要求，在原材料库位提取原材料，使用锯床下料；下料时，如果1台锯床同时锯1支以上原材料，同时锯的原材料必须是同一个炉号。 6.3.1.2标识

下料完成的坯料，在坯料上清晰的标识，内容应包括：材质、产品图号、冶炼炉号、重量

文件号： 版本号： *******厂 第 4 页 共 7 页 生效日期 2011年12月8日 API 20B产品制造规范 等。

6.3.2加热 6.3.2.1装炉

装炉时确保坯料离墙≥200mm，离火口≥400mm。

大件放置在加热炉内侧，先装炉，小件放置在加热炉外侧，后装炉。 6.3.2.2加热

按照《锻造流程卡》和《锻造工艺卡》上规定的锻造温度对坯料进行加热。

6.3.3锻造 6.3.3.1锻造

按照《锻造工艺卡》要求，对锻件进行镦粗、拔长、冲孔或辗压操作，保证锻件的锻造变形过程和锻造温度符合要求；试块（QTC）的锻造比要小于等于锻件的锻造比。锻件按照要求锻造后，放入沙坑冷却。

锻件总热锻比（各工序锻造比相乘）应足够，以保证能锻透所有锻件横截面厚度。从原料毛坯到产品的总热锻比应大于等于如下列出适用于FSL 的规定值：

a） FSL-1：3.0:1 b） FSL-2：3.0:1 c） FSL-3：4.0:1 d） FSL-4：4.0:1 6.3.3.2标识

锻件放入沙坑冷却时，要按照锻件规格进行区域放置，并以代表性的“生产令号”作为热锻件的标识，最少在1个锻件上标识锻件“生产令号”，或在锻件放置区域位置设置标牌，标牌上写上锻件“生产令号”。 6.3.3.2.1锻件的标识

锻件冷却后，在锻件上清晰的标识，内容应包括：材质、产品图号、冶炼炉号、生产令号、数量等。

6.3.3.2.2小锻件的标识

对于尺寸较小、无法标识的小锻件，将小锻件放在木板上，用标识卡注明，相同产品放在同一木板上，标示卡信息应包括：材质、产品图号、冶炼炉号、生产令号、数量等。 6.4热处理

工厂或外协热处理供应商制定《热处理工艺规程》和《热处理工艺过程记录卡》，或其他热处理工艺文件，对热处理过程的控制参数进行规定：

— 对于FSL-4产品，要制定装炉图，示意产品位置；

— 每个热处理工序的热处理温度及保温时间；

— 冷却介质以及冷却方式（空气、水、油或聚合物，喷水、搅拌）； — 淬火介质的初始和结束温度。

文件号： 版本号： *******厂 第 5 页 共 7 页 生效日期 2011年12月8日 API 20B产品制造规范 6.4.1锻件热处理

工厂按照《热处理工艺规程》和《热处理工艺过程记录卡》对锻件进行热处理，或者按照《采购控制程序》对需要热处理锻件安排委外热处理。 6.4.2标识

在完成热处理的产品上清晰的标识，内容应包括：材质、产品图号、冶炼炉号、热处理批号、数量等。 6.5机加工

6.5.1锻件机加工

工厂按照《采购控制程序》对需要机加工锻件安排委外加工，机加工供应商按照图纸对锻件进行机加工，确保锻件尺寸符合图纸要求。 6.5.2标识

在完成机加工的产品上清晰的标识，内容应包括：材质、产品图号、冶炼炉号、生产令号或适用时的热处理批号、数量等。 6.6检验、质量控制和文件 6.6.1校准系统

用来验收的检验、测量和试验设备应根据ANSI/NCSL Z540.3 和API 20B标准定期进行识别、检查、校准和调整。校准标准应可追溯到适用的国家标准或国际标准，并且应至少满足本规范要求。检验、测量和试验设备应只在所校准的范围内使用。校准的间隔应基于可再现性和使用程度。 6.6.2炉子校准 6.6.2.1锻造炉应按照工厂《试验、测量和监视设备管理控制程序》对记录仪、温控仪表和热电偶进行校准。

6.6.2.2热处理炉应按照公认的国际标准，如API 6A 附录M进行校准。 试验、测量和监视设备校准、以及炉子校准的记录应保留。 6.6.3目视检查

6.6.3.1锻件产品的目视检查应按照《过程检验规程》进行。 6.6.3.2检查结果应形成文件，并且材料应进行处置。

6.6.3.3所发现的任何不符合都应进行评估，并记录处置措施。 6.6.4尺寸检验

应按照本规范对生产的锻件进行尺寸检验，每个锻件都应进行检验。

采购方和工厂应规定需要检验的尺寸，尺寸验收准则应在采购方的书面规范或图纸中要求。

6.6.5无损检测（NDE）

6.6.5.1锻件产品应满足适用的API 产品规范中的NDE 要求。 6.6.5.2应按照采购文件中的要求实施NDE。