API Spec 5CT新版主要内容变化

方 伟，秦长毅，许晓锋

(中国石油集团石油管工程技术研究院 陕西 西安 710077)

0 引 言

在美国石油学会(API)和国际标准化组织(ISO)缔结的先导性项目协议下，自2001年10月1日ISO 11960《石油天然气工业 油气井套管或油管用钢管》第2版和API Spec 5CT《套管和油管规范》第7版同时发布以来，ISO/API共同制定ISO 11960/API Spec 5CT三个版次[1]。

近年来，由于API对知识产权和品牌的控制及美国和欧盟贸易禁令的影响，API与ISO结束了国际标准化工作方面的合作，新的提案按照双方各自的程序分别立项并开展工作[2]。

API Spec 5CT第9版[3]于2011年7月发布，自2012年1月1日实施至今已有6年多时间。期间有20多项提案提交工作组讨论，根据讨论确定的10多项提案内容如提案1069“完善无损检测人员资质和检测要求”、提案2368“更新N80钢级1类的要求”、提案2373“取消钢级分组、删除M65钢级”、提案2377“完善合格证相关要求”、提案2379“三角形标记允许采用方法5——振动法”、提案2396“删除缩颈接箍”、提案2399“完善L80钢级13Cr类内表面预处理要求”、提案2417“更新NACE试验要求”等，最终修订完成API Spec 5CT第10版。

API Spec 5CT第10版[4]于2018年6月发布，该版本API会标纲要生效日期为2019年7月1日。作为石油管的核心标准，它在套管和油管的制造、采购、检验等方面发挥着重要的作用。本文对该标准新版的主要内容变化做一介绍，以便使套管和油管相关用户、生产企业、试验检验人员等在其生产、检验过程中更好地使用标准。

标准原文中有多处编辑性错误，因此在使用该标准过程中应注意前后文及与前版内容的对照，以免引用错误的条款和数据。

1 主要内容变化

1.1 结构及条款适用范围

新版标准与第9版比较，主要内容变化有：取消了原有的钢级分组；删除了M65钢级产品和技术要求；对N80钢级1类的技术要求进行了调整；接箍类型中删除了缩颈接箍及相关要求；补充要求中删除了SR 15试验合格证的要求；附录中删除了2个资料性附录(附录K和附录L)；完善了钢管长度要求；扩展了无损检验人员资质及检验要求；调整了部分钢级部分项目的PSL-2和PSL-3要求等。

全文增加、删除和调整了部分条款及内容，结构上较第9版不尽相同，许多条款的标题做了相应修改。因此，部分条款适用的钢级范围发生了变化，标准使用者应特别关注。

1.2 前言、引言部分

前言中增加了表述不同类型条款所使用的动词“应、宜、可、能”的表述含义及资料性要素和规范性要素的概念。

删除整个引言部分。

1.3 正文部分

1.3.1 第1章“范围”

原1.1和1.5内容合并，并重新划分为2条。原1.2取消钢级分组，删除M65钢级。原1.4补充要求删去“试验合格证”。删除原1.3，增加1.5关于API会标的使用。

具体修改如下：

“1.1 适用范围

本标准规定了钢管(套管、油管和短节)、接箍毛坯、接箍材料及附件材料的交货技术条件，并建立了3个产品规范等级(PSL-1、PSL-2、PSL-3)的要求。PSL-1的要求是本标准的基础。给出了除H40、L80 9Cr类和C110钢级以外的所有钢级的PSL-2和PSL-3产品规范等级的标准技术要求。

给出了本标准所涉及的管子的规格、质量、壁厚、钢级和适用的管端加工。可订购符合API 5C6的API 5L管作为套管。

经购方和制造商协商，本标准还可适用于其他规格和壁厚的平端管。

1.2 适用性——接头

本标准适用于符合API 5B的下列接头：

——短圆螺纹套管(SC)；

——长圆螺纹套管(LC)；

——偏梯形螺纹套管(BC)；

——不加厚油管(NU)；

——外加厚油管(EU)；

——整体接头油管(IJ)。

对于这些接头，本标准规定了接箍和螺纹保护器的交货技术条件。给出了经协商可选择的高抗泄漏接头(LC)的补充要求。

本标准还可适用于带有API标准未包括的接头的管子。

本标准不适用于螺纹加工要求。

注：有关螺纹及螺纹量规的尺寸要求、螺纹测量的规定、量规规范及螺纹检验用仪器和方法均在API 5B中给出。

1.3 适用性——钢级

本标准适用的产品包括下列钢级：H40、J55、K55、N80(所有类型)、L80(所有类型)、C90、R95、T95、P110、C110和Q125。

1.4 补充要求

给出了可由购方规定或由购方和制造商协商确定的补充要求：无损检验，经完全机加工的接箍半成品，加厚套管，电焊套管、油管和短节，冲击试验，带密封环接箍，拉伸试验和硫化物应力开裂试验。

1.5 API会标的使用

如果产品是在取得API许可证的生产厂生产，并带API会标供货，则附录A的要求适用。”

1.3.2 第2章“规范性引用文件”

由原第3章调整至新版第2章，根据正文引用情况，在原引用文件的基础上增加2个文件：

“API Spec Q1 对石油天然气工业生产机构的质量管理体系要求

ISO 9712 无损检验 人员资质与鉴定”

删去ISO 15156-2、ISO/IEC 17011、ISO/IEC 17025、ANSI/NACE TM0284—2003、ANSI/NACE MR0175/ISO 15156、ASTM A941，调整至参考文献中。

更新NACE TM0177—2005为2016版。

1.3.3 第3章“术语、定义、符号和缩略语”

符号中增加：“Ar3上临界温度”。

缩略语中删去ID、NIST、OD、USC。

1.3.4 第4章“一致性”

1)由原第2章调整至新版第4章，同时增加有关附录的说明和扩充的范围，具体内容如下：

4.1 相关附录

与套管和油管制造相关的附加要求或信息如下：

——购方检验，见附录B(规范性附录)；

——国际单位制(SI)表，见附录C(规范性附录)；

——国际单位制和美国惯用单位制(USC)图，见附录D(规范性附录)；

——美国惯用单位制表，见附录E(规范性附录)；

——API会标许可证持有者的附加标记信息，见附录F(资料性附录)；

——USC单位转换为SI单位的方法，见附录G(资料性附录)；

——产品规范等级(PSL)，见附录H(规范性附录)；

——螺纹保护器设计验证要求，见附录I(规范性附录)；

——产品规范等级(PSL)要求汇总，见附录J(资料性附录)

——产品补充要求，见附录K(资料性附录)。

4.2 扩充范围

下列内容是对范围某些特定条款的扩充：

——附录H包括了除H40、L80 9Cr类和C110钢级以外的所有钢级的PSL-2和PSL-3产品规范等级的标准技术要求；

——经协商可选择的高抗泄漏接头(LC)的补充要求在K.10(SR 22)中给出；

2)因新版标准沿袭了前几版以国际单位制为主的编排方式，本章删去了有关小数分隔符和千位分隔符的说明。

1.3.5 第5章“购方需提供的资料”

1)关于套管，将C90和T95钢级硫化物应力开裂试验、C110钢级硫化物应力开裂试验方法和试验溶液由购方和制造商协商条款改为购方提供的可选要求，材料合格证由可选要求改为购方和协商条款，可选要求中删除缩颈接箍。

2)关于油管，将C90和T95钢级硫化物应力开裂试验由购方和制造商协商条款改为购方提供的可选要求，材料合格证由可选要求改为购方和协商条款，缩颈接箍从可选要求中删除。

3)关于接箍毛坯、接箍材料和附件材料，将C90和T95钢级硫化物应力开裂试验、C110钢级硫化物应力开裂试验方法和试验溶液由购方提供的可选要求改为购方规定要求，可选要求中删除材料合格证。

1.3.6 第6章“制造方法”

可追溯性要求通则中，增加：“对于C110、Q125钢级和PSL-2产品，该程序应提供一种可追溯产品至唯一的炉号和批号以及所有适用的化学和力学试验结果的方法。”

1.3.7 第7章“材料要求”

1)N80钢级1类管子的夏比V型缺口冲击吸收能要求同N80Q钢级。

2)L80钢级(所有类型)全壁厚硬度要求增加：“平均硬度值不超过HRC23.0是可接收的。若任何单个压痕测得的硬度值超过HRC24.0，则该根或该件产品应拒收。”

3)关于C90、T95和C110钢级硫化物应力开裂试验，试验溶液除要求采用NACE TM0177—2016 A溶液外，补充要求：“若NACE TM0177—2016要求对试验溶液饱和度进行文件化验证，则应使用NACE TM0177—2016附录C中的碘滴定法或其他经验证的书面方法进行分析。”

NACE TM0177—2016 D法DCB试验要求部分数据做了修整：

——C110钢级有效试样的平均值最低为26.4 MPa·m1/2；

——C90和T95钢级无效试样其值应小于29.7 MPa·m1/2；

——预制疲劳裂纹试样在预制裂纹期间的最大应力强度因子不应超过：

C90和T95钢级为29.7 MPa·m1/2(27.0 ksi·in1/2)；

C110钢级为20.4 MPa·m1/2(18.6 ksi·in1/2)。

1.3.8 第10章“检验和试验”

1)制造商提供每炉钢的熔炼分析报告要求变为强制性，删除了向购方提供产品分析结果的要求，统一在第13章合格证中要求。

2)增加对C90、T95和C110钢级单件热处理的接箍半成品的硬度试验环的要求：“硬度试验环应在单件热处理的接箍半成品中部位置截取。”

3)对无损检验人员资质及检验要求修改如下：

“ISO 9712、ISO 11484、ASNT-SNT-TC-1A或公认的等效行业标准应作为无损检验人员(不包括外观检验)资质鉴定的依据。对某种方法已鉴定合格的无损检验人员，若未采用该方法进行无损检验超过12个月，则对该人员就该方法应重新进行鉴定。制造商或检验公司应制定培训计划，对无损检验人员就本标准规定的检验所使用的方法、技术和设备进行资质鉴定和/或认证。

无损检验应由具有1级、2级或3级资格的检验人员采用经具有3级资格的检验人员批准的程序进行。

显示信号的评价应由具有2级或3级资格的检验人员进行，或由具有1级资格的检验人员在具有2级或3级资格的检验人员的监督下进行。”

1.3.9 第11章“标记”

1)通则要求：“按本标准制造的产品应由制造商按本章及附录F规定进行标记”。

2)H40、J55、K55、N80(所有类型)和P110钢级的三角形标记，除能采用第2种、第4种方法外，还可用第5种方法振动法进行锤压印标记。

1.3.10 第13章“文件”

有关合格证，对所有钢级统一强制要求，并对合格证内容进行了补充完善，具体修改如下：

“13.2 合格证要求

制造商应提供所有交付产品的合格证。除13.3所列数据外，合格证书还应包括一份表明产品已按本标准进行制造、取样、试验和/或检验，并证实符合这些要求的声明。

13.3合格证内容

对每个项目，合格证书应至少包括下列信息(若适用)：

a)本标准，版本及修订日期；

b)适用的产品规范等级；

c)适用的补充要求；

d)符合6.4.1要求的可追溯的炉号或批号；

e)规定直径、壁厚、钢级、制造方法、热处理形式；

f)对于每批淬火+回火或正火+回火的套管和油管(接箍毛坯和接箍材料除外)，文件化程序所允许的最低回火温度；

g)本标准规定限定值或要求报告的所有元素的质量分数(以百分比表示)的化学成分(熔炼、成品、控制和复验)分析结果；

h)拉伸试验结果，包括屈服强度、抗拉强度和伸长率；应报告试样的类型、尺寸和取向；报告应给出所采用条形试样的名义宽度，或者所采用圆棒试样的直径和标距长度；当采用全截面试样时，应予以说明；

i)若本标准要求进行冲击试验，则冲击试验结果包括：

1)试验验收标准；

2)试样的尺寸、位置和取向；

3)名义试验温度(即实际试验温度，若适用，包括小尺寸试样试验温度降低值)；

4)测得的每个试样的吸收能；

5)每个试验的平均吸收能。

对于C110钢级(见7.3.1)和PSL-2或PSL-3产品(见H.6.1)，还应报告剪切面积百分比。

j)若要求进行硬度试验，则硬度试验结果(包括洛氏硬度值和平均硬度值、试验类别和判据、试样位置和取向)；

k)若要求进行晶粒度测定，则晶粒度和用于测定晶粒度的试验方法；

l)对于C110钢级的SSC试验，应有规定是否进行A溶液中的SSC试验或当进行K.12.3(SR 39.3)所述溶液中的试验时H2S实际百分比的说明；

m)应提供NACE TM0177—2016“NACE UNIFORM材料试验报告表(第2部分)：按照NACE TM0177 A法——NACE标准拉伸试验进行试验”中规定的信息；

n)应提供NACE TM0177—2016“NACE UNIFORM材料试验报告表(第2部分)：按照NACE TM0177 D法——NACE标准DCB试验进行试验”中规定的信息；

o)最小静水压试验压力和持续时间；

p)对于本标准要求焊缝无损检验的焊管，所采用的无损检验方法(超声、电磁或磁粉)及所用人工参考缺陷的类型和尺寸；

q)对于(在本标准正文、补充要求或订单中)规定无损检验的无缝产品，所采用的无损检验方法(超声、电磁或磁粉)、验收标准、所用参考缺陷的位置和方向，以及所用人工参考缺陷的类型和尺寸；

r)对于电焊管，焊缝热处理的最低温度；若不进行此热处理，应在合格证上注明“焊缝未热处理”；

s)当制造商与购方协商，(如机紧上扣)接箍合格证，包括材料试验结果、检验结果、符合连接要求的说明和可追溯性标识；

t)购方要求的任何补充试验结果。”

1.4 附录部分

1.4.1 附录A“API会标纲要：API许可证持有者使用会标”

此附录内容变化较大，并融合了原附录F的部分内容，主要内容有：

A.1 范围

A.2 规范性引用文件

A.3 API会标纲要：许可证持有者责任

A.3.1 会标纲要要求

A.3.2 API会标使用和去除的控制

A.3.3 设计和设计文件

A.3.4 制造能力

A.3.5 在广告中使用API会标

A.4 产品标记要求

A.4.1 通则

A.4.2 产品规范标识

A.4.3 单位

A.4.4 铭牌

A.4.5 许可证编号

A.5 API会标纲要：不符合报告

1.4.2 附录B“购方检验”

有关工厂出入，删除“代表购方的检验人员在执行购方合同工作的任何时间内，应能自由进出制造商与订购产品生产有关的车间。制造商应向检验人员提供各种方便条件，以使检验人员确信产品是按本标准制造的”。

1.4.3 附录C“SI单位制表”

表C.1“API套管一览表”中，对第4列“名义单位长度质量”的部分数据进行了修改。

表C.2“API油管一览表”中，对L80、R95、N80、C90、T95、P110钢级的端部加工形式部分数据进行了修改。

表C.3“制造方法及热处理工艺”中，热处理栏增加脚注e“Q——淬火+回火”；J55、N80 1类、R95、L80钢级9Cr类增加脚注i“具有较大D/t比并经淬火+回火处理的产品和未经淬火+回火处理的产品的韧性断裂值可能低于内屈服值；见API 5C3/ISO 10400表K.1和表L.1中第15和18栏计算的性能值”。

表C.4“化学成分要求”中，修改了部分钢级的P、S含量上限要求；L80钢级1类增加新的淬火方式——聚合物淬火。

表C.5“拉伸性能和硬度要求”中，硬度栏增加脚注c“对于L80(所有类型)、C90、T95和C110钢级的全壁厚硬度试验，HRC标尺所示的要求为最大平均硬度值”。

表C.6“伸长率表”中，修改了J55、R95、T95钢级部分最小伸长率要求。

表C.7“具有API螺纹的接箍的临界厚度”中，修改了BC、LC、SC接箍的部分临界厚度要求。

表C.10～表C.15“接箍、接箍毛坯、接箍材料、接箍半成品和附件材料夏比冲击试样要求”中，修改了BC、LC、SC接头的部分CVN试样取向、尺寸、吸收能及温度降低值要求；增加表注：“试样取向和试样尺寸是根据接箍材料/毛坯壁厚而不是接箍临界厚度确定的”。

表C.18“管子横向夏比吸收能要求”中，钢级N80Q扩展为N80，并修改了C90、R95、T95、P110钢级的部分最大规定壁厚值。

表C.19“管子纵向夏比吸收能要求”中，钢级N80Q扩展为N80，并修改了C90、R95、T95钢级的部分最大规定壁厚值。

表C.23“标准套管和带API圆螺纹和偏梯形螺纹套管的尺寸和质量”中，增加了部分套管规格及计算质量，对第4列“名义单位长度质量”、平端管计算质量、圆螺纹和偏梯形螺纹因端部加工而增减的质量的部分数据进行了修改；关于新增套管规格的圆螺纹因端部加工而增减的质量增加脚注f“基于最小屈服强度大于等于758 MPa”和g“基于最小屈服强度为379 MPa”。

表C.27“长度范围”中，取消了车载量的概念，删除了最小允许长度要求，对油管最大长度值做了调整。

表C.30“线性缺欠的最大允许深度”中将N80钢级1类的内外表面缺欠深度与规定壁厚比改为10%。

表C.32和表C.33“API套管接箍尺寸、公差和质量”中，修改了外径、承载面宽度、质量的部分数据。

表C.38“接箍毛坯、接箍材料和接箍半成品拉伸试验频次”中，增加了Q125钢级热锻件接箍半成品的试验频次要求，C110钢级相关要求同Q125钢级。

表C.39“短节和附件材料拉伸试验频次”中，修改了R95、L80钢级1类的规格范围及批的大小。

表C.42“无缝管、接箍毛坯、焊管管体和附件材料(根据10.15.11)无损检验方法汇总表”中，钢级N80Q改为N80(所有类型)。

表C.43“验收(检验)等级”中，增加N80钢级1类管体的验收等级要求。

表C.48“标记要求和顺序”中，API Spec 5CT和生产日期标记内容中增加对API会标许可证持有者适用的API许可证编号、API会标和生产日期。

表C.58“高抗泄漏SR 22.1”中，修改了部分标准接箍外径值。

删除了原表C.57“SR 16.5 N80钢级1类横向夏比吸收能要求表”、表C.58“SR 16.6 N80钢级1类纵向夏比吸收能要求”、表C.61“API许可证持有者标记要求”。

附录E中表内容的修改同附录C。

1.4.4 附录D“SI单位制表”

图D.22图题改为“制造商和螺纹加工厂使用API会标、第11章和表C.48或表E.48的标记要求和顺序示例”。

1.4.5 附录F“API许可证持有者的附加信息”

具体修改如下：

“F.1 其他产品标记要求

按本标准制造的产品，API许可证持有者可按第11章或本附录规定对其进行标记。对使用API会标的产品应按第11章、本附录以及附录A、API会标许可协议和任何替代标记协议的要求进行标记。

在下述要求的标记顺序后允许附加其他适用标准的标记。这些标记可由制造商选择或按购方要求。

完整的会标包括以下各项：“Spec 5CT”、工厂生产许可证编号、API会标及生产日期。”

1.4.6 附录G“USC单位转换为SI单位的方法”

增加临界应力强度因子的换算方法：

“G.10.3 SSC要求的临界应力强度因子(KIssc)

可采用式(G.35)将USC临界应力强度因子KIssc转换为SI值：

KIsscm=1.099×KIssc

(G.35)

式中：

KIsscm——SSC的临界应力强度因子，单位为兆帕-米平方根(MPa·m1/2)；

KIssc——SSC的临界应力强度因子，单位为千磅-英寸平方根(ksi·in1/2)。

将换算的SSC的临界应力强度因子KIssc的SI值圆整至最接近的0.1 MPa·m1/2。

将换算的SSC的临界应力强度因子KIsscm的USC值圆整至最接近的0.1 ksi·in1/2。”

1.4.7 附录H“产品规范等级”

L80钢级13Cr类，PSL-2的内表面处理要求改为：“所有管子内表面应经喷砂或酸洗交货，以满足ISO 8501-1中Sa 2-1/2的要求。喷砂处理应采用不锈钢、氧化铝或其他不会造成表面铁污染的喷丸介质进行。”

删除了合格证要求。

修改了K55、N80 1类、N80Q、R95、C90、P110、Q125钢级部分项目的PSL-2和PSL-3要求。

4.8附录K“补充要求”

由规范性附录改为资料性附录。

删除了N80钢级1类管子和外螺纹附件用附件材料夏比V型缺口冲击试验的补充要求。

C110钢级硫化物应力开裂(SSC)试验用替代试验溶液要求修改为：

“应采用NACE TM0177—2016 D试验溶液。

试验气体供应者应将气体预先混合并证明其合格。

NACE TM0177—2016中11.5.6对试验溶液饱和度的文件化验证要求应包括采用NACE TM0177—2016附录C中的碘滴定程序或其他经验证的文件化方法进行分析。”

附加试验条款修改为：

“附加试验条款应按7.14.7规定。

如有原始开裂，应报告原始裂纹长度，仅供参考。”

2 结束语

ISO 11960第5版[5]于2014年1月发布，等同于API 5CT第9版+2012年9月勘误1。目前正在进行修订，内容涉及补充高抗挤套管内容、标准整体升级等。标准升级包括取消产品规范等级、删除M65和L80钢级9Cr类、将L80钢级13Cr类移至ISO 13680、增加抗酸性环境腐蚀产品生产和检验的补充要求等。

API Spec 5CT新版虽已发布，但还有部分相关提案正在讨论中，如提案2393“小规格油管的全长超声检验”、提案2414“斜向刻槽检测”、提案2369“特殊端部加工”、提案2388“非标准壁厚套管接头”、提案2384和2391“螺纹保护器分级”。

由于API与ISO按照各自的程序开展标准制修订工作，API Spec 5CT和ISO 11960技术内容有了较大的差异。我国在采标工作中应进一步做好ISO/API标准在国内实施的可行性研究和论证，合理确定采标对象制定我国国家标准。

相关各方应加强API和ISO标准信息的跟踪研究，及时了解和掌握标准内容的变化。生产企业应在质量体系、资源配置、过程控制上下功夫，以不断提高市场竞争能力；油田用户应做好套管和油管采购、进货的质量控制工作。