"ПНСТ 485-2020. Предварительный национальный стандарт Российской Федерации. Нефтяная и газовая промышленность. Системы подводной добычи. Гайки из углеродистой и легированной стали для болтов для эксплуатации в условиях высокого давления и/или высоких температур. Технические условия"
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 31.12.2020 N 101-пнст)

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 31 декабря 2020 г. N 101-пнст

Создание и развитие отечественных технологий и техники для освоения глубоководных 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.

1.1 Настоящий стандарт распространяется на гайки из углеродистой, легированной и мартенситной нержавеющей стали с номинальной метрической резьбой от М6 до М100, гайки из аустенитной нержавеющей стали с номинальной резьбой М6 и выше. Данные гайки предназначены для оборудования и сооружений систем подводной добычи углеводородов в условиях эксплуатации согласно [1]. Не допускается замена марок стали для изготовления гаек без согласования с заказчиком.

1.2 Стандарт содержит дополнительные требования, которые при необходимости может предъявлять заказчик. Дополнительные требования указаны в приложении А и должны применяться только при наличии указания в запросе, контракте или заказе.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ ISO 898-2 Механические свойства крепежных изделий из углеродистых и легированных сталей. Часть 2. Гайки установленных классов прочности с крупным и мелким шагом резьбы

ГОСТ ISO 4033 Гайки шестигранные высокие (тип 2). Классы точности A и B

ГОСТ 9012 Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю

ГОСТ 9013 Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу

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

ГОСТ Р ИСО 10485 Испытание гаек пробной нагрузкой на конической шайбе

ГОСТ Р 54153 Сталь. Метод атомно-эмиссионного спектрального анализа

ПНСТ 484 Нефтяная и газовая промышленность. Системы подводной добычи. Крепежные изделия из легированных и нержавеющих сталей для эксплуатации при низких температурах. Технические условия

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.

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1

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

3.3 деформационное упрочнение (strain hardening): Увеличение прочностных свойств материала в процессе пластических деформаций при температурах ниже температуры рекристаллизации.

Заказ гаек по настоящему стандарту должен включать в себя следующую информацию:

- обозначение технических условий;

- количество;

- марка стали;

- размеры, нормативный документ на размеры;

- дополнительные требования согласно приложению А.

5.1 Химический состав сталей для изготовления гаек должен соответствовать требованиям, указанным в таблице 1 (см. также [2]).

5.2 Допускается применение иных марок стали кроме приведенных в настоящем стандарте, при условии, что они имеют аналогичный химический состав, а их физические и механические характеристики, подтвержденные соответствующими испытаниями, обеспечивают требуемые эксплуатационные свойства оборудования систем подводной добычи углеводородов.

6.1 Нержавеющие стали для всех типов гаек марок 6 и 8 должны быть выплавлены одним из следующих методов:

- выплавка в электрической печи (с возможным вакуумированием и внепечным рафинированием);

- выплавка в вакуумной индукционной печи;

- одним из указанных выше способов с последующим электрошлаковым или дуговым переплавом.

6.2 Гайки марок 1 и 2 должны быть изготовлены методом горячей или холодной штамповки, или получены механической обработкой из горячекованых, горячекатаных или холоднотянутых прутков.

6.3 Прутки для изготовления гаек должны быть горячедеформированными и в дальнейшем могут быть обработаны бесцентровым шлифованием или холодным волочением.

6.4 Аустенитная нержавеющая сталь может подвергаться отжигу на твердый раствор. Аустенитные стали могут быть подвергнуты отжигу на твердый раствор и деформационному упрочнению, если это указано в заказе на поставку (дополнительное требование см. А.1).

6.5 Все гайки марок 1 и 2 должны быть подвергнуты отжигу для снятия напряжений при температуре не менее 540 °C после штамповки или механической обработки из прутка, за исключением следующих случаев:

- гайки изготовлены горячей ковкой;

- гайки получены механической обработкой из горячедеформированного прутка;

- гайки получены механической обработкой из горячедеформированного и подвергнутого холодной деформации (с коэффициентом деформации не более 10%) прутка;

- гайки получены механической обработкой из холоднотянутого и отожженного (при температуре более 540 °C) прутка.

6.6 Гайки марок 2H, 2HM, 3, 6, 6F, 7, 7M и 16 должны быть изготовлены методом горячей или холодной ковки или должны быть изготовлены на металлообрабатывающем оборудовании из горячедеформированных или холоднотянутых прутков и подвергнуты термообработке (закалка с отпуском) для получения требуемых механических свойств. Марки 2H, 2HM, 3, 7 и 7M должны быть подвергнуты закалке в жидкости. Марки 6 и 6F должны быть подвергнуты закалке в жидкости или среде инертного газа. Марка 16 должна быть нагрета до температуры в диапазоне от 925 до 955 °C и подвергнута закалке в масле. Минимальная температура отпуска должна соответствовать требованиям, указанным в таблице 2.

6.7 Гайки, изготовленные из термообработанного прутка в соответствии с настоящими техническими условиями, не требуют повторной термообработки.

6.8 Для гаек марок 2HM и 7M отжиг для снятия напряжений необходимо проводить после завершения всех операций по деформации и механической обработке при температуре не ниже минимальной температуры отпуска.

6.9 Гайки марок 6 и 6F должны быть подвергнуты отпуску в течение не менее 1 ч при температуре, указанной в таблице 2.

6.10 Гайки марок 8, 8C, 8 CLN, 8M, 8T, 8F, 8P, 8N, 8MN, 8R, 8S, 8LN, 8MLN, 8MLCuN, 8ML4CuN и 9C следует изготавливать методом горячей или холодной деформации, или они должны быть изготовлены на металлообрабатывающем оборудовании из горячекованых, горячекатаных или холоднотянутых прутков.

6.11 Гайки марок 8A, 8CA, 8CLNA, 8MA, 8TA, 8FA, 8PA, 8NA, 8MNA, 8RA, 8SA, 8LNA, 8MLNA, 8MLCuNA, 8ML4CuNA и 9CA следует изготавливать методом горячей или холодной деформации, или должны быть изготовлены на металлообрабатывающем оборудовании из горячекованых, горячекатаных или холоднотянутых прутков и затем подвергнуты отжигу на твердый раствор.

6.12 По требованию заказчика гайки могут поставляться после снятия окалины и зачистки. Это требование должно быть указано в заказе на поставку (дополнительное требование, см. А.9).

7.1.1 Гайки должны проходить испытания партиями, за исключением случаев, указанных в 7.1.2. Партию нужно комплектовать из гаек одной плавки, одной марки с одним номинальным диаметром. Количество образцов для механических испытаний в зависимости от размера партии должно соответствовать таблице 3.

7.1.2 Измерение твердости гаек марок стали 2HM и 7M должно быть проведено на каждой гайке.

7.2.1 Все гайки должны соответствовать требованиям к твердости, указанным в таблице 4.

7.2.2 Для гаек марок 1, 2, 2H, 3, 7, 16, поставляемых без покрытия, дополнительно должно быть проведено измерение твердости на гайках после дополнительной термической обработки. Термообработку проводят после окончания всех операций производства гаек. Гайки нагревают до температур, указанных в таблице 5, выдерживают в течение 24 ч, а затем подвергают медленному охлаждению. Измерение твердости проводят при комнатной температуре.

7.3.1 Гайки установленных марок при температуре окружающей среды должны соответствовать требованиям по пробной нагрузке, указанным в таблице 6.

7.3.2 Испытание пробной нагрузкой гаек, не указанных в таблице 6, следует проводить только при наличии такого требования в заказе (дополнительное требование см. А.7). Значения пробной нагрузки в этом случае должны быть согласованы производителем и заказчиком. В противном случае измерение твердости должно быть проведено на поперечном сечении гаек.

7.3.3 Для гаек, которые должны выдерживать пробную нагрузку более 705 кН, если в заказе не указано иное (дополнительное требование см. А.4), испытание пробной нагрузкой может быть заменено на измерение твердости на поперечном сечении гаек.

7.4.1 Испытание пробной нагрузкой на конической шайбе необходимо проводить только в том случае, когда видимые поверхностные дефекты являются предметом спора между производителем и заказчиком. Данное испытание может быть проведено на гайках всех марок за исключением марки 8. Испытание можно проводить на гайках с размерами в диапазоне от М6 до М36 включительно.

7.4.2 Партию гаек рассматривают как отвечающую требованиям, если образец гайки выдерживает пробную нагрузку на конической шайбе, указанную в таблице 7.

8.1 Гайки должны быть шестигранными по форме и соответствовать размерам для серий шестигранных и высоких шестигранных гаек согласно требованиям ГОСТ ISO 4033, см. также [3].

8.2 Резьбы могут соответствовать и быть измерены в соответствии с [4], как указано в 8.3.

8.3 Гайки должны иметь допуск на посадку 6H для резьбы с крупным шагом.

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

9.2.1 Измерение твердости по Бринеллю следует проводить по ГОСТ 9012 или эквивалентному стандарту.

9.2.2 Измерение твердости по Роквеллу следует проводить по ГОСТ 9013 или эквивалентному стандарту.

9.2.3 Измерение твердости поперечного сечения гайки следует проводить по методу Роквелла. Измерения проводят на поперечном сечении образца гайки, разрезанной примерно на середине высоты. Должны быть проведены две группы измерений твердости в местах гайки, расположенных диаметрально по отношению друг к другу, причем каждая из групп включает замеры в трех точках (позициях), как указано на рисунке 1:

- позиция 1 - как можно ближе к внутреннему диаметру, но не ближе 2,5 диаметров индентора,

- позиция 2 - середина между внутренним диаметром и углом гайки,

- позиция 3 - как можно ближе к углу гайки, но не ближе 2,5 диаметров индентора.

9.2.4 Допускается использование электромагнитного (вихретокового) метода измерения твердости гаек марок 2HM и 7M в качестве альтернативы определению твердости методом вдавливания. В этом случае каждая контролируемая партия должна быть исследована электромагнитным методом в 100%-ном объеме по согласованной с заказчиком методике. После измерений твердости электромагнитным методом пробы в количестве, как минимум 100 шт. из каждой партии, отобранные случайным образом, должны быть подвергнуты измерению твердости методом вдавливания. Для осуществления приемки партии все пробы должны соответствовать требованиям к твердости, указанным в таблице 4. Если любая из проб выходит за пределы указанных максимального или минимального значений твердости, партия должна быть отбракована и подвергнута повторной термической обработке и повторному отбору проб либо испытана в 100%-ном объеме для определения твердости методами вдавливания.

9.3.1 Испытания пробной нагрузкой следует проводить с использованием резьбовой оправки или болта для испытания в соответствии ГОСТ ISO 898-2.

9.3.2 Испытания пробной нагрузкой на конической шайбе следует проводить в соответствии с ГОСТ Р ИСО 10485.

Сертификат на гайки должен содержать размеры, способ изготовления, режим термообработки, результаты анализа химического состава, механических испытаний, исследования микроструктуры (при необходимости), информацию по покрытию (в случае нанесения покрытия).

11.1 Гайки должны быть разборчиво промаркированы по одной поверхности маркировкой, содержащей марку, тип и применимую технологию производства, указанные в таблице 8. Нанесение маркировки на одну из двух опорных поверхностей допустимо.

11.2 Требования к дополнительным маркировочным знакам при дополнительных требованиях указаны в приложении А.

Одно или несколько из следующих дополнительных требований необходимо применять только при указании их заказчиком в запросе, контракте или заказе. Подробная информация по данным дополнительным требованиям должна быть согласована в письменном виде между производителем и заказчиком. Дополнительные требования не должны никоим образом отменять каких-либо требований настоящего стандарта.

При указании в заказе дополнительного требования А.1 гайки марок 8, 8C, 8T, 8M, 8F, 8P, 8N и 8MN должны быть получены механической обработкой из холоднотянутого прутка или холодной штамповкой. Для данных гаек не нужно проводить последующую термообработку. Гайки, изготовленные в соответствии с данным требованием, должны быть подвергнуты испытанию на пробную нагрузку в соответствии с 7.3 и должны выдерживать пробную нагрузку, указанную в таблице А.1. Испытание гаек, при котором пробная нагрузка свыше 705 кН, необходимо только в случае указания дополнительного требования А.4. Предельные значения твердости таблицы 4 не применяют для гаек после деформационного упрочнения. Гайки, изготовленные в соответствии с данным требованием, должны быть промаркированы с подчеркиванием символа обозначения марки.

Представитель заказчика может отобрать 2 гайки из того их количества, масса которого составляет порядка 90 кг для размеров М16 и меньше, может отобрать 1 гайку из того их количества, масса которого составляет порядка 90 кг для размеров от М16 до М36, и 1 гайку на каждые 180 кг для размеров свыше М36, которые должны быть подвергнуты испытаниям, указанным в разделе 7.

Когда для гаек марок 7 указано требование в отношении эксплуатации в условиях низких температур, должно быть проведено испытание на ударный изгиб для марки L7 в соответствии с ПНСТ 484. Когда требование в отношении эксплуатации в условиях низких температур указано для гаек марки 7M, должно быть проведено испытание на ударный изгиб для марки L7M в соответствии с ПНСТ 484-2020.

Испытание на пробную нагрузку следует проводить для гаек, требующих пробной нагрузки свыше 705 кН, если указано это дополнительное требование. Испытание следует проводить в соответствии с 8.2 до значений нагрузок, указанных в качестве требований в таблице А2. Максимальная нагрузка будет ограничиваться исключительно возможностями оборудования.

Когда требуется контроль гаек по результатам фактического анализа плавки и когда указано настоящее дополнительное требование, производитель должен идентифицировать готовые гайки в каждой партии указанием фактического номера плавки. При указании настоящего дополнительного требования производитель должен предоставить сертификат, включающий в себя результаты анализа химического состава плавки.

При заказе гаек с покрытием заказчик должен указать настоящее дополнительное требование, а также следующую информацию:

- тип покрытия;

- нормативный документ на нанесение покрытия;

- цвет покрытия.

Гайки с цинковым покрытием должны иметь буквы ZN в маркировке после символа марки. Гайки с покрытием на основе ПТФЭ должны иметь буквы PTFE в маркировке после символа марки.

Испытания на пробную нагрузку гаек, изготовленных с размерами, шагом резьбы и конфигурацией, отличными от указанных в таблице 6, должны быть проведены при указании на настоящее дополнительное требование с использованием нагрузок, согласованных между производителем и заказчиком.

При указании настоящего дополнительного требования каждая гайка марки 2HM и 7M должна быть подвергнута измерению твердости методом вдавливания и должна соответствовать требованиям, указанным в таблице 4.

При указании настоящего дополнительного требования гайки следует поставлять после полировки, снятия окалины.