JIS B2311:2024 钢制对焊管件

译制单位：管道助手

现行状态：截至2026年5月，本版本为日本工业标准最 新有效版本，替代JIS B2311:2012，无更新修订版本发布
发布日期：2024年03月20日
实施日期：2024年06月20日
归口机构：日本标准协会（JSA）、日本机械工业联合会（JMIF）
官方语言：日文，本文件为规范工程用中文译本
适用范围：本标准适用于石油、天然气、化工、电力、船舶、市政燃气等行业承压管道系统用钢制对焊管件，适配JIS、ISO及ASME系列钢管

前言

本标准由日本标准协会（JSA）于2024年3月20日正式发布，替代JIS B2311:2012《钢制对焊管件》。
与旧版本相比，本版本核心技术修订如下：

1. 扩充了管件公称尺寸覆盖范围，上限从DN 600扩展至DN 1200，补充了大口径管件的尺寸、公差及检验要求；

2. 更新了规范性引用文件，适配2020年后发布的最 新JIS钢材、焊接、无损检测系列标准；

3. 扩充了适用材料范围，新增低温用碳钢、双相不锈钢、超级奥氏体不锈钢牌号及对应的技术要求；

4. 修订了管件尺寸公差体系，与ISO 3419:2021、ASME B16.9:2023国际标准实现兼容；

5. 完善了无损检测的验收等级，明确了不同材质、不同承压等级管件的检测项目、检测比例及合格判定规则；

6. 新增不锈钢管件的晶间腐蚀、点蚀腐蚀试验强制要求，补充了酸性工况、海水工况的专项检验细则；

7. 优化了焊接工艺要求，明确了合金钢、不锈钢管件的焊接材料匹配、热输入控制、焊后热处理规则；

8. 补充了管件疲劳设计的资料性附录，完善了循环载荷工况下的设计校核指南；

9. 修订了产品标识规则，新增了出口产品的符合性声明及溯源要求。
本标准为日本国 家级通用标准，是日本承压管道工程设计、采购、制造、检验的强制技术依据。

1 范围

1.1 本文件规定了承压管道系统用钢制对焊管件的术语定义、符号、材料、尺寸规格、尺寸公差、制造工艺、检验试验、标识及符合性要求。
1.2 本文件适用的管件类型包括：90°长半径弯头、90°短半径弯头、45°长半径弯头、等径三通、异径三通、同心异径管、偏心异径管、管帽，以及定制对焊管件。
1.3 本文件适用的管件公称尺寸范围为DN 15 ~ DN 1200，适配JIS G 3452、JIS G 3454、JIS G 3459等标准的无缝及焊接钢管。
1.4 本文件不适用范围：
a) 螺纹管件、承插焊管件、法兰连接管件；
b) 铸铁、铸钢材质的管件；
c) 镍基合金、钛合金、铜合金等有色金属管件；
d) 锅炉、压力容器专用特种管件；
e) 波纹补偿器、软管等柔性管道元件。

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。

• JIS G 3101 一般结构用轧制钢材

• JIS G 3106 焊接结构用轧制钢材

• JIS G 3445 机械结构用碳素钢管

• JIS G 3452 配管用碳素钢管

• JIS G 3454 压力管道用碳素钢管

• JIS G 3455 高压配管用碳素钢管

• JIS G 3458 配管用合金钢管

• JIS G 3459 配管用不锈钢钢管

• JIS G 3460 低温配管用钢管

• JIS G 4051 机械结构用碳素钢钢材

• JIS Z 2201 金属材料拉伸试验试样

• JIS Z 2241 金属材料 拉伸试验方法

• JIS Z 2243 金属材料 布氏硬度试验方法

• JIS Z 2305 钢制焊接接头的超声波检测方法

• JIS Z 2313 液体渗透检测方法及缺陷等级分类

• JIS Z 2343 射线检测方法及缺陷等级分类

• JIS Z 3060 钢制管道焊接工艺评定规程

• JIS Z 3198 不锈钢焊接接头的晶间腐蚀试验方法

• JIS B 0104 管道工程术语

• ISO 3419 石油和天然气工业 管道系统用对焊管件

• ISO 15607 焊接工艺规程和资格认定 焊接工艺规程规范

3 术语和定义

JIS B 0104界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

1. 对焊管件 butt welding fitting：通过对接焊接方式与钢管或其他管件连接的管道元件，其端部焊接坡口与适配钢管匹配。

2. 锻制管件 wrought fitting：通过锻造、冲压、挤压、弯制等塑性成型工艺制成的管件，不包括铸造管件。

3. 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，与钢管公称尺寸一一对应，单位为毫米（mm）。

4. 公称外径 nominal outside diameter (D)：管件端部的名义外径，是管件尺寸系列的基准尺寸，与适配钢管外径完全一致。

5. 公称壁厚 nominal wall thickness (T)：管件的名义壁厚，是管件尺寸系列的核心参数，与适配钢管壁厚匹配。

6. 管表号 schedule number (Sch)：表征管件壁厚系列的代号，与适配钢管的管表号一致，代表设计压力与材料许用应力的比值相关的系列化壁厚。

7. 长半径弯头 long radius elbow：曲率半径R等于1.5倍管件公称外径D的弯头。

8. 短半径弯头 short radius elbow：曲率半径R等于1.0倍管件公称外径D的弯头。

9. 成型焊缝 formed weld：管件成型过程中，板材卷制或冲压成型后形成的纵向焊缝。

10. 分支焊缝 branch weld：三通管件分支口与主管体连接的焊缝。

4 符号和缩写

下列符号和缩写适用于本文件。

5 材料要求

5.1 材料分类与适用范围

本文件适用的钢材分为6大类，具体钢号、对应标准、交货状态及适用工况见表1。

表1 管件适用钢号及适用工况

5.2 化学成分要求

管件用钢的熔炼化学成分应符合对应JIS钢材标准的规定，成品分析允许偏差应符合JIS G 0321的相关规定，核心元素限值见表2。

表2 管件用钢核心化学成分限值（质量分数，%）

5.3 力学性能要求

管件成品的室温力学性能应符合表3的规定，高温力学性能应符合订货协议及对应钢材标准的规定。

表3 管件成品室温力学性能要求

5.4 热处理要求

1. 所有管件成型后必须进行最终热处理，热处理制度应符合对应钢材标准的规定，且需保证管件的金相组织和力学性能满足本文件要求。

2. 碳钢管件应采用正火处理，中高压碳钢管件应采用正火+回火处理；低温用碳钢管件、合金钢管件应采用正火+回火或淬火+回火处理。

3. 奥氏体不锈钢管件应采用固溶处理，固溶温度为1010℃~1150℃，保温后快速水冷；双相不锈钢管件固溶温度为1020℃~1100℃，保温后快速水冷，严禁在脆性相析出温度区间缓慢冷却。

4. 焊接管件的焊后热处理应符合焊接工艺规程（WPS）要求，有应力腐蚀风险的工况必须进行焊后消除应力热处理。

5. 热处理过程应全程记录温度-时间曲线，记录可追溯，保存期限不少于10年。

5.5 耐腐蚀性要求

1. 奥氏体不锈钢管件必须按JIS Z 3198方法进行晶间腐蚀试验，试验后无晶间裂纹为合格。

2. 海水、高氯化物工况用不锈钢管件，应按JIS G 0577进行点蚀试验，试验后无肉眼可见点蚀为合格。

3. 酸性油气田用双相不锈钢管件，应进行氢致开裂（HIC）试验，试验后无裂纹、无鼓包为合格。

6 尺寸规格

6.1 通用尺寸匹配要求

1. 管件端部外径应与适配的JIS钢管外径完全一致，分为通用系列（对应ISO/ASME系列）和日本本土系列，优先选用通用系列。

2. 管件的公称壁厚应与适配钢管的壁厚系列一致，包括Sch系列、JIS对应壁厚系列，管件任何部位的壁厚不得小于最小允许壁厚Tmin。

3. 管件端部标准焊接坡口为30°~35°V型坡口，钝边尺寸为1.6mm±0.8mm，特殊坡口应在订货协议中明确。

6.2 公称尺寸与对应外径

表4 管件公称尺寸与对应钢管外径

6.3 90°长半径弯头（R=1.5D）尺寸规格

表5 90°长半径弯头尺寸规格

6.4 90°短半径弯头（R=1.0D）尺寸规格

表6 90°短半径弯头尺寸规格

6.5 45°长半径弯头（R=1.5D）尺寸规格

表7 45°长半径弯头尺寸规格

6.6 等径三通尺寸规格

表8 等径三通尺寸规格

6.7 同心异径管尺寸规格

表9 同心异径管尺寸规格

注：偏心异径管的外径、长度、壁厚要求与同规格同心异径管一致，偏心距为（大端外径-小端外径）/2，两端口中心偏移量公差为±1.5mm。

6.8 管帽尺寸规格

表10 管帽尺寸规格

7 尺寸公差要求

表11 管件尺寸通用公差要求

8 制造工艺

8.1 原材料要求

1. 管件用原材料应采用符合对应JIS标准的钢板、钢管、锻件，原材料应带有原厂质量证明书，可追溯至熔炼炉号。

2. 原材料入厂后应进行复验，复验项目包括化学成分、力学性能、表面质量，复验合格后方可使用。

3. 不锈钢原材料应附带晶间腐蚀试验报告，双相不锈钢原材料应附带铁素体含量检测报告。

4. 严禁使用再生钢、不明来源的钢材制造本文件规定的管件。

8.2 成型工艺

1. 管件成型应采用热锻、冷锻、冲压、挤压、弯制等塑性成型工艺，严禁采用铸造工艺。

2. 热成型的加热温度应控制在材料的奥氏体化温度区间内，终锻温度应不低于材料的Ar3相变温度，避免在脆性温度区间成型。

3. 冷成型的管件，成型变形量超过5%的，必须进行最终热处理。

4. 三通管件的支管应采用拔制或锻制工艺成型，严禁采用焊接支管的方式制造等径三通。

8.3 焊接要求

1. 管件的焊接应采用经过评定合格的焊接工艺规程（WPS），焊接工艺评定应符合JIS Z 3060的规定。

2. 焊工应持有日本劳动省认可的焊接资质证书，在资质范围内进行焊接作业。

3. 焊接材料应与母材匹配，不锈钢焊接材料应保证焊后焊缝金属的耐腐蚀性不低于母材。

4. 双相不锈钢焊接应严格控制热输入，范围为0.5kJ/mm~2.5kJ/mm，层间温度不得超过150℃。

5. 所有焊缝应进行全焊透焊接，焊缝余高应不大于1.5mm，错边量应不大于壁厚的10%，最大不超过2.0mm。

6. 焊缝表面不得有裂纹、气孔、夹渣、未焊透、未熔合等缺陷，咬边深度应不大于0.5mm，连续咬边长度应不大于25mm。

8.4 热处理

热处理要求见本文件5.4条的规定。

8.5 表面处理

1. 碳钢管件热处理后应进行喷砂或抛丸处理，除锈等级不低于Sa2.5级，表面粗糙度Ra≤25μm，订货协议有要求时应涂覆防锈漆。

2. 不锈钢管件固溶处理后应进行酸洗钝化处理，去除表面氧化皮，形成均匀致密的钝化膜，钝化膜应通过蓝点法检测，无蓝点为合格。

3. 管件表面不得有裂纹、折叠、重皮、划痕等缺陷，深度超过壁厚负偏差的缺陷应进行修磨，修磨后的壁厚不得小于最小允许壁厚。

4. 管件端部坡口应采用塑料端盖保护，避免运输过程中损坏和污染。

9 检验和试验

9.1 检验分类

管件的检验分为：

• 出厂检验：每批管件必须进行的检验项目；

• 型式检验：新产品定型、材料变更、工艺变更、停产6个月以上恢复生产时进行的检验项目；

• 特殊检验：订货协议中约定的额外检验项目。

9.2 检验批次划分

1. 同钢号、同规格、同热处理炉次、同制造工艺的管件为一个检验批次，每批次数量不超过200件。

2. DN 600及以上的大口径管件，每批次数量不超过50件。

3. 低温用钢、合金钢、不锈钢管件，每热处理炉次为一个检验批次。

9.3 检验项目与合格要求

表12 管件检验项目与合格要求

9.4 复验与判定规则

1. 力学性能试验有一项不合格时，应从同批次管件中取双倍试样进行不合格项目的复验。

2. 复验合格的，该批次判定为合格；复验仍不合格的，该批次判定为不合格，可对该批次管件重新进行热处理，重新检验。

3. 无损检测不合格的管件，允许进行返修，同一部位返修次数不得超过2次，返修后应重新进行无损检测和热处理。

4. 水压试验、晶间腐蚀试验不合格的管件，直接判定为不合格，不得返修使用。

10 标识

1. 所有管件应在本体的显著位置进行永 久性标识，标识方式可采用低应力钢印、激光打标，严禁采用尖锐工具打标，避免产生应力集中。

2. 标识内容应至少包括：
a) 制造商名称或注册商标；
b) 钢号简称；
c) 公称尺寸DN；
d) 壁厚等级Sch或公称壁厚T；
e) 本标准号：JIS B2311:2024；
f) 熔炼炉号/生产批次号；
g) 热处理炉号。

3. DN 50及以下的小口径管件，可采用挂牌标识，挂牌应与管件绑定，不可分离，标识内容同上。

4. 标识应清晰、完整，在管件的全生命周期内可识别，不得被涂层、钝化膜覆盖。

5. 出口产品应额外标注原产地、符合性声明相关信息。

附录A（规范性） 检验文件类型

A.1 总则

本附录规定了符合本文件的管件应提供的检验文件类型，与日本工业标准通用检验文件体系兼容。

A.2 检验文件分类

1. 检验成绩书3.1级：制造商根据非特定检验要求，出具的针对交付批次管件的检验证书，证明交付产品符合订单要求，并提供检验结果。

￮ 检验项目应包括本文件9.3条规定的出厂检验项目；

￮ 证书应包含熔炼炉号、批次号、热处理炉号、化学成分、力学性能、无损检测结果、水压试验结果；

￮ 证书应由制造商授权的检验负责人签字，加盖制造商检验章。

2. 检验成绩书3.2级：由制造商独立于生产部门的授权检验人员，或订货方指定的第三方检验机构，根据特定检验要求出具的检验证书。

￮ 检验项目应包括本文件9.3条规定的所有出厂检验项目，以及订货协议约定的特殊检验项目；

￮ 检验过程应全程见证，检验结果应可追溯；

￮ 证书应由授权检验人员签字，加盖检验机构公章。

A.3 检验文件要求

1. 检验文件应为正本，可提供电子版本，电子版本应带有电子签章，不可篡改。

2. 检验文件应与交付批次管件一一对应，不得混用、套用。

3. 检验文件的保存期限应不少于10年，可随时追溯查询。

附录B（规范性） 管件壁厚计算方法

B.1 内压作用下直管段壁厚计算

直管段的最小壁厚按式(B.1)计算，适用于直管、异径管的直管段部分。

式中：

：管件最小允许壁厚，mm；

• P：设计内压，MPa；

• D：管件公称外径，mm；

• S：设计温度下材料的许用应力，MPa；

• η：焊缝系数，无缝管件取1.0，成型焊缝管件取0.95，分支焊缝管件取0.9；

• Y：温度修正系数，碳钢≤425℃时取0.4，不锈钢≤400℃时取0.4；

• C：腐蚀裕量+坡口加工余量，mm，由订货协议确定，通用工况最小取1.0mm。

B.2 弯头壁厚计算

弯头在内压作用下，会产生弯曲应力和环向应力叠加，最小壁厚应按式(B.2)计算：

式中：

：弯头最小壁厚，mm；

• R：弯头曲率半径，mm；

• D：弯头公称外径，mm。

B.3 三通壁厚计算

三通的主管和支管的最小壁厚，应按式(B.3)计算，且应进行补强设计：

式中：

：三通最小壁厚，mm；

• B：支管公称外径，mm，等径三通B=D。

B.4 管帽壁厚计算

椭圆形管帽的最小壁厚按式(B.4)计算：

式中：

：管帽最小壁厚，mm；

• K：椭圆形封头形状系数，标准2:1椭圆封头取1.0。

附录C（资料性附录） 订货信息指南

为保证管件的交付符合用户要求，订货时应至少明确以下信息：

1. 本标准号：JIS B2311:2024；

2. 管件类型、公称尺寸DN、公称外径D、壁厚等级Sch或公称壁厚T；

3. 管件钢号、交货状态、制造工艺；

4. 适用的设计压力、设计温度、输送介质工况；

5. 焊接坡口形式和尺寸要求；

6. 腐蚀裕量要求；

7. 检验文件类型要求；

8. 无损检测、晶间腐蚀、点蚀试验的额外要求；

9. 表面处理和防腐要求；

10. 包装、运输、标识的特殊要求；

11. 其他特殊技术要求。

附录D（资料性附录） 单位长度质量计算方法

D.1 计算公式

钢管的单位长度约定质量按式(D.1)计算，碳钢的约定密度取7.85 kg/dm³，不锈钢的约定密度取7.93 kg/dm³。

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。

D.2 质量允许偏差

• 单根管件的实际质量与约定质量的允许偏差为±10%；

• 每批次管件（不少于10t）的实际质量与约定质量的允许偏差为±7.5%。

附录E（资料性附录） 疲劳设计指南

E.1 适用范围

本附录适用于承受循环载荷的管件疲劳设计，循环载荷包括压力循环、温度循环、振动载荷等。

E.2 疲劳设计方法

管件的疲劳设计应采用应力-寿命（S-N）曲线法，基于JIS B 8265《压力容器构造-疲劳设计》规定的材料疲劳性能曲线，计算管件在循环载荷下的疲劳寿命。

E.3 应力计算

1. 应采用有限元分析方法，计算管件在循环载荷下的局部应力集中系数，重点计算弯头背部、三通支管根部、异径管锥段等应力集中部位的峰值应力。

2. 计算的应力应包括：环向薄膜应力、弯曲应力、峰值应力，应力幅值应按交变载荷的最大值和最小值计算。

E.4 疲劳寿命校核

1. 计算的应力幅值应小于材料的许用疲劳应力幅值，许用疲劳应力幅值应从材料的S-N曲线中查取，安全系数应不小于2.0。

2. 累计疲劳损伤应符合Miner线性累积损伤准则，累计损伤系数应不大于1.0。

重要说明

1. 本文件为JIS B2311:2024的规范中文工程译本，所有技术内容与日本标准协会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、检验规则及全部附录，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、日本市场出口、承压设备制造等场景，请以日本标准协会发布的官方原版日文标准文本为准。