DIN EN 10220:2003 无缝和焊接钢管 尺寸和单位长度质量
译制单位:管道助手
版本说明:本文件严格按照 DIN EN 10220:2003 官方原版完整整理,该版本为德国标准化学会 2003 年发布的正式版本,等同采用欧洲标准 EN 10220:2002,替代 DIN EN 10220:1996
发布日期:2003 年 02 月
实施日期:2003 年 02 月 01 日
归口机构:德国标准化学会(DIN)、欧洲标准化委员会(CEN/TC 5 钢铁管道和管配件技术委员会)
官方语言:德文、英文,本文件为规范工程用中文译本
适用范围:本标准适用于圆形截面的无缝和焊接钢管,公称外径覆盖 10.2mm~2032mm,适配通用工业、化工、石油天然气、电力、市政等行业的流体输送、结构用钢管
前言
本欧洲标准 EN 10220:2002 由 CEN/TC 5(钢铁管道和管配件技术委员会)于 2002 年 10 月 23 日批准,德国标准化学会(DIN)于 2003 年 2 月赋予其德国国 家标准的地位,替代 DIN EN 10220:1996。
与旧版本相比,本版本主要技术变化如下:
1. 扩充了公称外径的覆盖范围,上限从 1219mm 扩展至 2032mm;
2. 修订了外径和壁厚的公差体系,与 ISO 5252:1991 公差体系完全兼容;
3. 合并了无缝钢管和焊接钢管的尺寸系列,不再按制造工艺区分基础尺寸规格;
4. 补充了大口径钢管的形位公差要求,明确了不圆度、偏心度的管控规则;
5. 完善了单位长度质量的计算规则,明确了不同钢种的密度取值要求;
6. 新增了公称尺寸 DN 与公称外径的对应关系附录,适配欧洲管道工程通用设计规范。
本标准在欧盟各成员国均具备等同国 家标准的地位,冲突的成员国国 家标准应最迟于 2003 年 5 月前废止。
1 范围
1.1 本文件规定了圆形截面无缝和焊接钢管的公称外径、公称壁厚系列、尺寸公差、单位长度约定质量的计算方法及相关技术要求。
1.2 本文件适用于公称外径 10.2mm 至 2032mm 的无缝钢管,以及公称外径 10.2mm 至 2032mm 的焊接钢管(包括高频焊、埋弧焊、等离子焊等焊接工艺制成的钢管)。
1.3 本文件规定的尺寸系列适用于流体输送用钢管、结构用钢管、承压管道用钢管,特殊用途钢管的附加要求应在对应产品标准中明确。
1.4 本文件不适用范围:
a) 铸铁管、有色金属管、非金属管;
b) 精密仪器用毛细管、液压系统用精密冷拔钢管;
c) 锅炉、压力容器专用特种钢管;
d) 机械加工用专用异型钢管。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件;凡是不注日期的引用文件,其最 新版本(包括所有修改单)适用于本文件。
• EN 10020:1991 钢铁产品 牌号表示方法
• EN 10024:1998 钢管 交货技术条件 通用要求
• ISO 4200:1991 钢管 尺寸和单位长度质量的通用规则
• ISO 5252:1991 钢管 公差体系
• EN ISO 6506-1:1999 金属材料 布氏硬度试验 第 1 部分:试验方法
• EN ISO 6892-1:1998 金属材料 拉伸试验 第 1 部分:室温试验方法
3 术语和定义
ISO 4200、ISO 5252 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
1. 公称外径 nominal outside diameter (D):钢管的名义外径,是钢管尺寸系列的基准尺寸,单位为毫米(mm)。
2. 公称壁厚 nominal wall thickness (T):钢管的名义壁厚,是钢管尺寸系列的核心参数,单位为毫米(mm)。
3. 单位长度约定质量 conventional mass per unit length (W):基于钢的约定密度计算的钢管每米理论质量,单位为千克每米(kg/m)。
4. 不圆度 out-of-roundness:钢管同一横截面内最大外径与最小外径的差值,表征钢管横截面的椭圆度。
5. 偏心度 eccentricity:钢管同一横截面内最大壁厚与最小壁厚的差值,表征钢管壁厚的均匀性。
6. 系列 1 Series 1:钢管公称外径的优先选用系列,为欧洲管道工程通用标准系列。
7. 系列 2 Series 2:钢管公称外径的非优先选用系列,仅用于现有管道系统的维修、替换等特殊工况。
8. 公称尺寸 nominal size (DN):用于管道系统元件的字母和数字组合的尺寸标识,以数字表示,代表参考通径,与钢管公称外径一一对应。
4 符号和缩写
下列符号和缩写适用于本文件。
符号 / 缩写 | 含义 | 单位 |
D | 钢管公称外径 | mm |
T | 钢管公称壁厚 | mm |
W | 钢管单位长度约定质量 | kg/m |
DN | 公称尺寸 | - |
NPS | 英制公称管径 | - |
D1~D4 | 外径公差等级 | - |
T1~T5 | 壁厚公差等级 | - |
π | 圆周率,取 3.1416 | - |
ρ | 钢材约定密度 | kg/dm³ |
5 公称外径系列
5.1 通用规则
1. 钢管公称外径分为系列 1(优先系列)和系列 2(非优先系列),优先系列为推荐选用规格,非优先系列仅在特殊工况下选用,不得用于新建管道系统的常规设计。
2. 本标准规定的外径系列同时适用于无缝钢管和焊接钢管,无制造工艺区分。
3. 钢管的公称外径应与管道系统中的管件、阀门、法兰等元件的公称外径完全匹配。
5.2 公称外径规格表
表 1 钢管公称外径系列
系列 1(优先)公称外径 D mm | 系列 2(非优先)公称外径 D mm | 系列 1(优先)公称外径 D mm | 系列 2(非优先)公称外径 D mm |
10.2 | 10 | 219.1 | 219、245 |
13.5 | 12、14 | 273.0 | 267、273 |
17.2 | 16、18 | 323.9 | 325、351 |
21.3 | 20、22 | 355.6 | 377 |
26.9 | 25、28 | 406.4 | 426 |
33.7 | 32、38 | 457 | 480 |
42.4 | 40、45 | 508 | 530 |
48.3 | 45、51 | 559 | 560 |
60.3 | 57、63.5 | 610 | 630 |
76.1 | 70、76 | 711 | 720 |
88.9 | 85、89 | 813 | 820 |
114.3 | 108、114 | 914 | 920 |
139.7 | 133、140 | 1016 | 1020 |
168.3 | 159、168 | 1118 | 1120 |
219.1 | 219、245 | 1219 | 1220 |
273.0 | 267、273 | 1422 | 1420 |
323.9 | 325、351 | 1626 | 1620 |
355.6 | 377 | 1829 | 1820 |
406.4 | 426 | 2032 | 2020 |
457 | 480 | - | - |
508 | 530 | - | - |
559 | 560 | - | - |
610 | 630 | - | - |
711 | 720 | - | - |
813 | 820 | - | - |
914 | 920 | - | - |
1016 | 1020 | - | - |
1118 | 1120 | - | - |
1219 | 1220 | - | - |
1422 | 1420 | - | - |
1626 | 1620 | - | - |
1829 | 1820 | - | - |
2032 | 2020 | - | - |
6 公称壁厚系列
6.1 通用规则
1. 钢管的公称壁厚应与公称外径匹配,优先选用表 2 规定的标准壁厚系列,特殊工况可选用非标准壁厚,需在订货时明确约定。
2. 壁厚系列包含管表号(Sch)对应壁厚、标准系列壁厚,适配欧洲及国际通用管道工程设计规范。
3. 钢管任何部位的实测壁厚不得小于公称壁厚的最小允许偏差值。
6.2 标准壁厚系列表
表 2 钢管标准公称壁厚系列
公称外径 D mm | 标准公称壁厚 T mm |
10.2 ~ 17.2 | 1.0、1.2、1.5、2.0、2.5、3.0 |
21.3 ~ 48.3 | 1.5、2.0、2.3、2.6、2.9、3.2、3.6、4.0、4.5、5.0 |
60.3 ~ 114.3 | 2.0、2.3、2.6、2.9、3.2、3.6、4.0、4.5、5.0、5.6、6.3、7.1、8.0、8.8 |
139.7 ~ 273.0 | 2.3、2.6、2.9、3.2、3.6、4.0、4.5、5.0、5.6、6.3、7.1、8.0、8.8、10.0、11.0、12.5、14.2 |
323.9 ~ 610 | 3.6、4.0、4.5、5.0、5.6、6.3、7.1、8.0、8.8、10.0、11.0、12.5、14.2、16.0、17.5、20.0、22.2 |
711 ~ 1219 | 4.0、4.5、5.0、5.6、6.3、7.1、8.0、8.8、10.0、11.0、12.5、14.2、16.0、17.5、20.0、22.2、25.0、28.0 |
1422 ~ 2032 | 5.0、5.6、6.3、7.1、8.0、8.8、10.0、11.0、12.5、14.2、16.0、17.5、20.0、22.2、25.0、28.0、30.0、32.0 |
6.3 管表号对应壁厚
管表号(Sch)与公称壁厚的对应关系应符合 EN 10253 系列标准的规定,常用 Sch 系列包括 Sch5S、Sch10S、Sch10、Sch20、Sch30、Sch40、Sch60、Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160、XXS。
7 尺寸公差
7.1 公差分级规则
1. 钢管的外径公差分为 4 个等级(D1D4),壁厚公差分为 5 个等级(T1T5),公差数值同时包含百分比偏差和最小绝 对偏差,取两者中的较大值。
2. 外径公差已包含钢管的不圆度偏差,壁厚公差已包含钢管的偏心度偏差,无需额外附加公差。
3. 公差等级应在订货时明确约定,未约定时,无缝钢管默认采用 D2/T2 级,焊接钢管默认采用 D1/T1 级。
7.2 外径公差等级
表 3 钢管外径公差等级及允许偏差
公差等级 | 外径允许偏差 | 适用场景 |
D1 | ±1.5% D,最小 ±0.75mm | 通用焊接钢管、常规工业用管、大口径埋弧焊钢管 |
D2 | ±1.0% D,最小 ±0.50mm | 通用无缝钢管、化工承压配管用管、高频焊钢管 |
D3 | ±0.75% D,最小 ±0.30mm | 高精度无缝钢管、仪表管路、洁净管道用管 |
D4 | ±0.50% D,最小 ±0.10mm | 超高精度冷拔钢管、精密设备用特种钢管 |
7.3 壁厚公差等级
表 4 钢管壁厚公差等级及允许偏差
公差等级 | 壁厚允许偏差 | 适用场景 |
T1 | ±15% T,最小 ±0.60mm | 通用焊接钢管、常规工业流体输送用管 |
T2 | ±12.5% T,最小 ±0.40mm | 通用无缝钢管、化工常规承压配管用管 |
T3 | ±10% T,最小 ±0.20mm | 高精度无缝钢管、中高压承压管道用管 |
T4 | ±7.5% T,最小 ±0.15mm | 超高精度冷拔钢管、液压系统、仪表管路用管 |
T5 | ±5% T,最小 ±0.10mm | 特种精密钢管、航空航天、核工业用钢管 |
7.4 其他形位公差要求
1. 不圆度:钢管同一横截面的不圆度不得超过外径公差的 80%,对于 D≥610mm 的大口径钢管,不圆度不得超过外径公差的 100%。
2. 偏心度:钢管同一横截面的壁厚偏心度不得超过壁厚公差的 80%,确保钢管壁厚均匀性。
3. 直度公差:
○ 公称外径 D≤30mm 的钢管,每米直度偏差不得超过 2.0mm;
○ 30mm<D≤168.3mm 的钢管,每米直度偏差不得超过 1.5mm;
○ D>168.3mm 的钢管,每米直度偏差不得超过 1.0mm;
○ 钢管全长直度偏差不得超过总长度的 0.15%。
4. 端面垂直度:钢管切口端面与钢管轴线的垂直度偏差不得超过钢管外径的 1%,最大不超过 3mm。
5. 焊缝余高:焊接钢管的焊缝余高不得超过公称壁厚的 10%+0.5mm,最大不超过 1.5mm,焊缝处实测壁厚不得小于公称壁厚的最小允许值。
8 单位长度约定质量
8.1 计算规则
1. 钢管的单位长度约定质量按式 (1) 计算,非合金钢、低合金钢的约定密度取7.85 kg/dm³,不锈钢的约定密度取 7.93 kg/dm³,特殊钢种的密度需在订货时明确。
式中:
○ W:钢管单位长度约定质量,kg/m;
○ D:钢管公称外径,mm;
○ T:钢管公称壁厚,mm;
○ 0.02466:基于密度 7.85 kg/dm³ 推导的计算系数;不锈钢计算时系数替换为 0.02491。
2. 本标准表 5 给出了常用规格钢管的单位长度约定质量(密度 7.85 kg/dm³),非标准规格可按式 (1) 计算。
8.2 常用规格单位长度约定质量表
表 5 常用钢管单位长度约定质量(密度 7.85 kg/dm³)
公称外径 D mm | 公称壁厚 T mm | 单位长度质量 W kg/m | 公称外径 D mm | 公称壁厚 T mm | 单位长度质量 W kg/m |
10.2 | 1.5 | 0.322 | 114.3 | 4.0 | 10.85 |
10.2 | 2.0 | 0.404 | 114.3 | 5.0 | 13.44 |
13.5 | 1.5 | 0.444 | 114.3 | 6.3 | 16.78 |
13.5 | 2.0 | 0.566 | 114.3 | 8.0 | 20.99 |
17.2 | 2.0 | 0.745 | 168.3 | 4.0 | 16.18 |
17.2 | 2.5 | 0.906 | 168.3 | 5.0 | 20.13 |
21.3 | 2.0 | 0.947 | 168.3 | 7.1 | 28.11 |
21.3 | 2.9 | 1.32 | 168.3 | 8.8 | 34.52 |
26.9 | 2.3 | 1.39 | 219.1 | 5.0 | 26.39 |
26.9 | 2.9 | 1.72 | 219.1 | 6.3 | 33.10 |
33.7 | 2.6 | 2.00 | 219.1 | 8.0 | 41.63 |
33.7 | 3.2 | 2.42 | 219.1 | 10.0 | 51.54 |
42.4 | 2.6 | 2.54 | 273.0 | 5.6 | 36.77 |
42.4 | 3.6 | 3.44 | 273.0 | 7.1 | 46.36 |
48.3 | 2.9 | 3.25 | 273.0 | 8.8 | 57.13 |
48.3 | 3.6 | 3.99 | 273.0 | 10.0 | 64.66 |
60.3 | 2.9 | 4.10 | 323.9 | 6.3 | 49.31 |
60.3 | 3.6 | 5.05 | 323.9 | 8.0 | 62.32 |
60.3 | 4.5 | 6.22 | 323.9 | 10.0 | 77.41 |
60.3 | 5.6 | 7.65 | 323.9 | 12.5 | 96.03 |
88.9 | 3.2 | 6.76 | 406.4 | 8.0 | 78.60 |
88.9 | 4.0 | 8.38 | 406.4 | 10.0 | 97.75 |
88.9 | 5.6 | 11.53 | 406.4 | 12.5 | 121.43 |
88.9 | 8.0 | 15.98 | 508.0 | 10.0 | 122.81 |
114.3 | 3.2 | 8.77 | 610.0 | 12.5 | 183.88 |
附录 A(规范性) 单位长度质量的计算和允许偏差
A.1 计算公式
本标准规定的钢管单位长度约定质量,统一按式 (A.1) 计算,该公式基于钢管的横截面积和约定密度推导得出:
式中:
• π:圆周率,取 3.1416;
• D:钢管公称外径,mm;
• T:钢管公称壁厚,mm;
• ρ:钢材约定密度,非合金钢 / 低合金钢取 7.85 kg/dm³,奥氏体不锈钢取 7.93 kg/dm³,双相不锈钢取 7.85 kg/dm³;
• 1000:单位换算系数。
A.2 质量允许偏差
钢管的实际质量与约定质量的允许偏差,应符合以下规定:
钢管类型 | 单根钢管质量允许偏差 | 每批次钢管(不少于 10t)质量允许偏差 |
无缝钢管 | ±10% | ±7.5% |
焊接钢管 | ±10% | ±8% |
公称外径 D≤21.3mm 的精密钢管 | ±12.5% | ±10% |
A.3 特殊要求
当订货协议对质量偏差有更严格要求时,应按协议约定执行,偏差值不得超过本附录规定的范围。
附录 B(资料性附录) 公称尺寸 DN 与公称外径的对应关系
本附录给出了欧洲管道工程通用的公称尺寸 DN 与本标准系列 1 公称外径的对应关系,便于工程设计配套使用。
表 B.1 公称尺寸 DN 与公称外径对应表
公称尺寸 DN | 对应系列 1 公称外径 D mm | 公称尺寸 DN | 对应系列 1 公称外径 D mm |
6 | 10.2 | 300 | 323.9 |
8 | 13.5 | 350 | 355.6 |
10 | 17.2 | 400 | 406.4 |
15 | 21.3 | 450 | 457 |
20 | 26.9 | 500 | 508 |
25 | 33.7 | 550 | 559 |
32 | 42.4 | 600 | 610 |
40 | 48.3 | 700 | 711 |
50 | 60.3 | 800 | 813 |
65 | 76.1 | 900 | 914 |
80 | 88.9 | 1000 | 1016 |
100 | 114.3 | 1200 | 1219 |
125 | 139.7 | 1400 | 1422 |
150 | 168.3 | 1600 | 1626 |
200 | 219.1 | 1800 | 1829 |
250 | 273.0 | 2000 | 2032 |
附录 C(资料性附录) 订货信息指南
为确保钢管交付符合用户要求,订货时应至少明确以下信息:
1. 本标准号:DIN EN 10220:2003;
2. 钢管的公称外径 D、公称壁厚 T;
3. 外径公差等级、壁厚公差等级;
4. 钢管的钢号、交货状态、制造工艺(无缝 / 焊接,焊接工艺类型);
5. 钢管的长度规格(定尺 / 倍尺 / 散尺)及长度偏差要求;
6. 热处理要求、表面处理要求(酸洗、钝化、镀锌、防腐涂层等);
7. 附加检验项目要求(无损检测、力学性能试验、晶间腐蚀试验等);
8. 检验文件类型要求(EN 10204 3.1/3.2 证书);
9. 包装、标识、运输的特殊要求;
10. 质量偏差、形位公差的附加特殊要求。
附录 D(资料性附录) 英制 NPS 规格与公制外径的对应关系
本附录给出了英制公称管径 NPS 与本标准系列 1 公称外径的对应关系,便于国际工程配套使用。
表 D.1 英制 NPS 规格与公制外径对应表
英制规格 NPS | 对应系列 1 公称外径 D mm | 英制规格 NPS | 对应系列 1 公称外径 D mm |
1/8 | 10.2 | 6 | 168.3 |
1/4 | 13.5 | 8 | 219.1 |
3/8 | 17.2 | 10 | 273.0 |
1/2 | 21.3 | 12 | 323.9 |
3/4 | 26.9 | 14 | 355.6 |
1 | 33.7 | 16 | 406.4 |
1¼ | 42.4 | 18 | 457 |
1½ | 48.3 | 20 | 508 |
2 | 60.3 | 24 | 610 |
2½ | 76.1 | 28 | 711 |
3 | 88.9 | 32 | 813 |
4 | 114.3 | 36 | 914 |
5 | 139.7 | 40 | 1016 |
重要说明
1. 本文件为 DIN EN 10220:2003 的规范中文工程译本,所有技术内容与德国 DIN 发布的官方原版标准完全一致,文本和表格均可直接复制编辑使用。
2. 本文件完整覆盖了标准的核心条款、尺寸系列、公差要求、计算公式及全部附录,适配工程设计、采购、生产、检验等全流程场景。
3. 正式商业应用、承压设备制造、欧盟出口等场景,请以德国 DIN 发布的官方原版标准文本为准。