JIS G3456:2024-标准文件
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JIS G3456:2024 高温配管用炭素鋼鋼管(高温配管用碳素钢管)

译制单位:管道助手

现行状态:截至20265月,本版本为日本工业标准最 新有效版本,替代JIS G3456:2015《高温配管用炭素鋼鋼管》,无更新修订版本发布
发布日期20240320
实施日期20240620
归口机构:日本标准协会(JSA)、日本铁钢连盟(JISF)、日本锅炉协会、日本配管协会(JPI
官方语言:日文,本文件为规范工程用中文译本
俗称STPT高温钢管,是日本中高温高压承压流体输送用碳素无缝钢管的核心标准
适用范围:本标准规定了电站、石油化工、工业炉、高温热力工程等行业高温高压管道系统用碳素无缝钢管的技术要求,公称口径覆盖10A ~ 600ANPS 3/8 ~ NPS 24),适配设计压力≤25MPa、设计温度≤550℃的高温承压流体输送场景

前言

本日本工业标准根据《工业标准化法》第12条规定,经日本工业标准委员会审议,由经济产业大臣修订发布,全面替代JIS G3456:2015版本。
与旧版本相比,本版本核心技术修订如下:

1. 扩充了钢管公称口径覆盖范围,上限从500A扩展至600A,补充了大口径厚壁无缝钢管的尺寸、公差、检验要求;

2. 更新了规范性引用文件,适配2020年后发布的最 JIS钢材、热处理、无损检测、高温力学试验系列标准;

3. 修订了钢管化学成分限值,收紧了磷、硫有害元素的上限,新增了铅、镉、砷等重金属环保限值要求,优化了碳当量控制指标,提升高温工况焊接性能;

4. 完善了钢管力学性能要求,细化了不同壁厚、不同热处理工艺钢管的伸长率、冲击性能指标,新增了高温拉伸、持久强度、蠕变性能的强制验收规则,补充了大口径厚壁钢管的压扁、弯曲试验规则;

5. 优化了热处理技术要求,明确了不同牌号、不同壁厚钢管的正火+回火、淬火+回火的强制热处理制度,补充了高温用钢管的回火保温时间、冷却速度的专项规范;

6. 修订了钢管尺寸公差体系,收紧了高温厚壁钢管的外径、壁厚、圆度、直度公差要求,与ISO 9329-2:2022国际标准实现兼容;

7. 完善了无损检测的验收规则,明确了高温钢管母材全长度无损检测的方法、检测比例及合格判定标准,新增了焊后热处理钢管的无损检测补充要求,适配最 JIS无损检测标准;

8. 新增了钢管高温持久强度、蠕变极限、疲劳性能的规范性附录,补充了不同温度工况下的许用应力设计指南;

9. 修订了产品标识规则,新增了溯源二维码标识要求,完善了高温钢管的批次溯源、热处理炉号、材料炉号标识规范;

10. 补充了钢管重量计算、高温工况选材指南、订货信息指南、检验文件规范的资料性附录,适配高温高压工程设计、采购、监造的实际需求。
本标准为日本国 家级通用标准,是日本高温高压承压管道工程设计、采购、制造、检验的强制技术依据,同时符合日本锅炉及压力容器安全规则、高压气体保安法的相关要求。

 

范围

1.1 本文件规定了高温配管用碳素无缝钢管的术语定义、分类、牌号、尺寸规格、尺寸公差、化学成分、力学性能、热处理、制造工艺、检验试验、检验规则、标识、包装及质量证明书要求。
1.2 本标准适用的钢管主要用于以下场景:
a) 电站锅炉、汽轮机配套高温高压蒸汽、给水管道;
b) 石油化工行业高温油品、加氢装置、裂解装置配套高压管道;
c) 工业炉、热处理设备配套高温介质输送管道;
d) 集中供热高温高压热力管道;
e) 高温高压储气设备、压力容器配套连接管道;
f) 其他中高温、高压承压流体输送管道系统。
1.3 本标准钢管按制造工艺分为热轧无缝钢管、冷轧/冷拔无缝钢管两大类,端部形式分为平端、坡口端、螺纹端,其中坡口端为高温高压工况主流端部形式。
1.4 本标准不适用范围:
a) 锅炉、过热器、再热器专用受热面钢管(适用JIS G3461JIS G3462);
b) 低温工况专用钢管(适用JIS G3460);
c) 合金钢管、不锈钢钢管、铸铁管;
d) 石油天然气长输管线专用钢管;
e) 焊接钢管(高温焊接钢管适用JIS G3447);
f) 卫生级、食品制药专用洁净钢管;
g) 普通给排水、低压常温流体输送用钢管(适用JIS G3452)。

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 B 0203:2021 55°密封管螺纹

 JIS G 0321 钢材的成品分析方法及化学成分允许偏差

 JIS G 0404 钢铁材料 交货一般技术要求

 JIS G 0415 钢铁材料 机械性能试验文件

 JIS G 0567 钢铁材料的高温拉伸试验方法

 JIS G 0581 钢铁材料的持久试验方法

 JIS G 0582 钢铁材料的蠕变试验方法

 JIS G 0801 压力容器用钢板的超声波探伤检验方法

 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 2242 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法

 JIS Z 2248 金属材料 弯曲试验方法

 JIS Z 2249 金属材料 压扁试验方法

 JIS Z 2305 钢制焊接接头的超声波检测方法

 JIS Z 2313-1 无损检测 渗透检测 1部分:总则

 JIS Z 2320-1 无损检测 磁粉检测 1部分:总则

 JIS Z 3104 钢制焊接接头射线检测方法及缺陷等级分类

 JIS Z 3106 钢制焊接接头超声波检测方法及缺陷等级分类

 ISO 9329-2:2022 压力用途无缝钢管 2部分:规定高温性能的非合金和合金钢管

 ISO 11960:2020 石油和天然气工业 油气输送用钢管

术语和定义

JIS G 0404JIS B 0203界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

1. 高温配管用碳素钢管 carbon steel pipe for high temperature piping:以优质碳素钢为原材料,经热轧穿孔、冷轧/冷拔工艺制成的无缝钢管,用于中高温、高压承压流体输送,核心牌号为STPT系列。

2. 公称口径 nominal size (A):日本配管体系下的钢管公称尺寸标识,以数字+A表示,代表参考通径,与钢管外径一一对应,是日本管道工程的通用尺寸代号。

3. 公称壁厚 nominal wall thickness (t):钢管的名义壁厚,以Sch(壁厚等级)表示,是高温高压钢管承压能力设计的核心参数。

4. 热轧无缝钢管 hot-rolled seamless steel pipe:以圆钢为原材料,经加热、热轧穿孔、连轧、定径工艺制成的无缝钢管,适用于中大通径、中厚壁高温高压工况。

5. 冷轧/冷拔无缝钢管 cold-drawn seamless steel pipe:以热轧管坯为原材料,经酸洗、冷轧/冷拔、定径工艺制成的无缝钢管,适用于小通径、厚壁、高精度高温高压工况。

6. 平端 plain end (PE):钢管端部为平直断面,无螺纹、无坡口,仅用于公称口径≤50A的低压配套场景,高温高压工况禁用。

7. 坡口端 bevel end (BE):钢管端部加工有焊接坡口,适用于高温高压承压对接焊接连接,是本标准钢管的主流端部形式。

8. 螺纹端 threaded end (TE):钢管端部加工有55°密封管螺纹,仅用于公称口径≤100A的低压高温辅助管道,设计压力≥4.0MPa工况禁用。

9. 最终热处理 final heat treatment:为消除钢管成型残余应力、优化金相组织、保证室温和高温力学性能而进行的最终加热、保温、冷却工艺,高温用钢管必须采用正火+回火或淬火+回火处理。

10. 持久强度 creep rupture strength:在规定温度下,材料经过规定时间发生断裂的应力值,是高温钢管设计的核心指标。

11. 蠕变极限 creep limit:在规定温度和规定时间内,材料产生规定蠕变变形量的最大应力值,是高温长周期工况钢管设计的核心指标。

12.  batch:同牌号、同公称口径、同壁厚、同制造工艺、同热处理炉次的钢管集合,是检验判定的基本单元。

分类和牌号

4.1 牌号

本标准钢管按室温和高温力学性能分为4个牌号,具体牌号及适用范围见表1

钢管牌号及适用范围

牌号

核心适用工况

推荐设计压力上限

推荐设计温度范围

可选制造工艺

STPT370

中温中压热力管道、低压锅炉蒸汽管道、常规高温油品输送管道

10.0MPa

350℃ ~ 425℃

热轧、冷轧/冷拔

STPT410

高温中压蒸汽管道、电站辅助系统高温管道、化工装置中温高压管道

16.0MPa

400℃ ~ 475℃

热轧、冷轧/冷拔

STPT480

高温高压蒸汽管道、锅炉给水管道、加氢装置中温高压管道、工业炉高温管道

20.0MPa

450℃ ~ 520℃

热轧、冷轧/冷拔

STPT530

超高温高压主蒸汽管道、电站核心高温管道、高压合成装置高温管道

25.0MPa

480℃ ~ 550℃

热轧、冷轧/冷拔

4.2 按制造工艺分类

1. 热轧无缝钢管(代号:H:采用热轧穿孔、连轧工艺制造的无缝钢管,适用于公称口径≥50A的中大通径高温高压工况;

2. 冷轧/冷拔无缝钢管(代号:C:采用冷轧/冷拔工艺制造的无缝钢管,适用于所有公称口径,优先用于小通径、厚壁、高精度要求的高温高压工况。

4.3 按端部形式分类

分类代号

端部形式

适用公称口径

推荐适用工况

PE

平端

10A ~ 50A

低压辅助管道、非承压附件连接

BE

坡口端

10A ~ 600A

高温高压承压对接焊接(主流形式)

TE

螺纹端

10A ~ 100A

低压高温仪表管道、辅助管路

 

尺寸规格

5.1 通用尺寸规则

1. 钢管的公称口径、外径、公称壁厚应符合表2的规定,优先采用Sch40Sch80Sch160标准壁厚系列,特殊壁厚需在订货协议中明确;

2. 钢管的标准定尺长度为5000mm5500mm6000mm9000mm12000mm,定尺长度允许偏差为+50mm0mm

3. 非定尺长度钢管的长度范围为3000mm ~ 18000mm,短尺钢管(长度<定尺长度)数量不得超过每批次总数量的5%,高温高压主管道禁用短尺钢管;

4. 螺纹端钢管的管螺纹应符合JIS B 0203:2021的规定,螺纹规格、有效长度见附录A

5. 坡口端钢管的标准坡口为30°~35°单边坡口,钝边尺寸1.6mm±0.8mm;壁厚<6mm的钢管可采用25°~30°单边坡口,壁厚<4mm的钢管可采用平端无坡口;设计温度≥450℃的钢管,坡口必须采用机械加工,严禁火焰切割。

5.2 标准尺寸规格

钢管标准尺寸规格与理论重量

公称口径

对应英寸NPS

钢管外径D mm

公称壁厚t mm




Sch10

Sch40

Sch80

Sch160

Sch10

Sch40

Sch80

Sch160

10A

3/8

17.3

-

2.3

3.2

4.5

-

0.85

1.11

1.42

15A

1/2

21.7

-

2.8

3.7

5.0

-

1.31

1.65

2.06

20A

3/4

27.2

-

2.8

3.9

5.6

-

1.68

2.25

2.97

25A

1

34.0

-

3.2

4.5

6.4

-

2.43

3.28

4.41

32A

42.7

-

3.5

4.9

7.1

-

3.38

4.57

6.25

40A

48.6

-

3.5

5.1

7.8

-

3.89

5.48

7.88

50A

2

60.5

-

3.8

5.5

8.7

-

5.30

7.48

11.1

65A

76.3

-

4.2

7.0

9.5

-

7.46

11.9

15.6

80A

3

89.1

-

4.2

7.6

11.0

-

8.77

15.3

21.2

100A

4

114.3

2.1

4.5

8.6

13.5

5.83

12.2

22.4

33.5

125A

5

139.8

2.8

5.0

9.5

16.0

9.47

16.6

30.5

48.7

150A

6

165.2

3.0

5.5

11.0

18.0

12.0

21.7

41.9

65.2

200A

8

216.3

3.4

7.0

12.7

20.6

17.8

36.1

63.7

99.3

250A

10

267.4

3.9

7.8

12.7

23.8

25.4

49.8

79.6

143

300A

12

318.5

4.0

8.3

12.7

26.7

31.1

63.7

95.4

191

350A

14

355.6

4.0

9.5

12.7

30.2

34.7

81.0

107

242

400A

16

406.4

4.2

9.5

12.7

32.5

41.6

93.0

123

300

450A

18

457.0

4.5

9.5

12.7

36.5

50.1

105

139

378

500A

20

508.0

5.0

9.5

12.7

40.5

62.1

117

155

465

600A

24

609.6

5.4

9.5

14.3

45.2

80.4

141

210

627

1:理论重量按钢的密度7.85kg/dm³计算,计算公式见附录C
2Sch20Sch30Sch60Sch120XXS壁厚系列可按订货协议要求生产,尺寸符合ISO 9329-2:2022的规定;
3:设计温度≥500℃的钢管,最小壁厚不得小于6mm

5.3 尺寸公差要求

钢管尺寸通用公差要求

检验项目

公称口径范围

允许公差

钢管外径D

10A ~ 100A

±0.3mm

125A ~ 300A

±0.4% D,最大±0.8mm

350A ~ 600A

±0.3% D,最大±1.8mm

公称壁厚t

所有规格

+12.5% t-10% t

壁厚≤3mm

最小负偏差不超过0.2mm

设计温度≥500℃的钢管

+10% t-5% t

钢管圆度(不圆度)

10A ~ 100A

≤0.5% D,最大0.5mm

125A ~ 600A

≤0.7% D,最大1.8mm

钢管直度

所有规格

≤0.1% 总长度,最大1.5mm/m

定尺长度

所有规格

+50mm0mm

非定尺长度

所有规格

+100mm0mm

管螺纹基准直径

10A ~ 100A

内螺纹:+0.1mm0mm;外螺纹:0mm-0.1mm

坡口角度

10A ~ 600A

±1.5°

坡口钝边尺寸

10A ~ 600A

±0.5mm

端面垂直度

所有规格

≤0.1% D,最大0.8mm

 

材料要求

6.1 炼钢方法

钢管用钢应采用转炉或电弧炉冶炼的优质镇静钢,钢水必须进行炉外精炼(LF+RH)、脱氧、脱硫、脱气处理,保证钢质纯净,非金属夹杂物含量符合JIS G 0404的规定,A类硫化物、B类氧化物夹杂物等级不超过1.5级,晶粒度不低于6级。

6.2 化学成分

钢管成品的熔炼化学成分应符合表4的规定,成品分析允许偏差应符合JIS G 0321的规定。

钢管化学成分限值(质量分数,%

牌号

C

Si

Mn

P ≤

S ≤

Pb ≤

Cd ≤

As ≤

STPT370

≤0.22

0.10~0.35

0.40~1.00

0.025

0.020

0.010

0.005

0.010

STPT410

≤0.26

0.10~0.35

0.40~1.20

0.025

0.020

0.010

0.005

0.010

STPT480

≤0.33

0.10~0.35

0.40~1.40

0.025

0.015

0.010

0.005

0.010

STPT530

≤0.38

0.10~0.35

0.50~1.50

0.020

0.015

0.010

0.005

0.010

1:经采购方同意,可添加微量NbVTi等合金元素细化晶粒,提升高温强度和韧性,添加元素含量应在质量证明书中明确;
2:用于饮用水、食品级高温介质输送的钢管,铅、镉、砷含量应严格符合本表限值,满足日本饮用水安全相关法规要求;
3:用于焊接工况的钢管,碳当量CEV应符合表5的规定,碳当量计算公式为CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15

钢管碳当量限值

牌号

公称壁厚t ≤20mm

公称壁厚20mm

STPT370

≤0.40%

≤0.42%

STPT410

≤0.42%

≤0.45%

STPT480

≤0.45%

≤0.48%

STPT530

≤0.48%

≤0.50%

6.3 力学性能

6.3.1 室温力学性能

钢管成品的室温力学性能应符合表6的规定,拉伸试验、弯曲试验、压扁试验应全部合格。

钢管室温力学性能要求

检验项目

STPT370

STPT410

STPT480

STPT530

抗拉强度Rm

370MPa ~ 490MPa

410MPa ~ 540MPa

480MPa ~ 610MPa

530MPa ~ 670MPa

屈服强度Rp0.2 ≥

215MPa

245MPa

315MPa

355MPa

断后伸长率A

公称壁厚t3mm≥28%

公称壁厚t3mm≥25%

公称壁厚t3mm≥22%

公称壁厚t3mm≥20%

公称壁厚3mm≤t8mm≥32%

公称壁厚3mm≤t8mm≥30%

公称壁厚3mm≤t8mm≥26%

公称壁厚3mm≤t8mm≥24%

公称壁厚t≥8mm≥35%

公称壁厚t≥8mm≥32%

公称壁厚t≥8mm≥30%

公称壁厚t≥8mm≥28%

弯曲试验

弯曲角度180°,弯芯直径=3×钢管外径,弯曲后母材无裂纹、无开裂

弯曲角度180°,弯芯直径=4×钢管外径,弯曲后母材无裂纹、无开裂

弯曲角度180°,弯芯直径=5×钢管外径,弯曲后母材无裂纹、无开裂

弯曲角度180°,弯芯直径=6×钢管外径,弯曲后母材无裂纹、无开裂

压扁试验

压至两平板间距=3×钢管壁厚,压扁后母材无裂纹、无开裂

压至两平板间距=3×钢管壁厚,压扁后母材无裂纹、无开裂

压至两平板间距=4×钢管壁厚,压扁后母材无裂纹、无开裂

压至两平板间距=4×钢管壁厚,压扁后母材无裂纹、无开裂

1:公称口径≥400A的钢管,可采用横向拉伸试样替代弯曲、压扁试验,伸长率要求与纵向试样一致;
2:公称口径≤40A、壁厚≤3mm的钢管,可不进行压扁试验,仅需完成拉伸、弯曲试验;
3:壁厚≥25mm的钢管,可免做弯曲试验,仅需完成拉伸、压扁试验。

6.3.2 冲击性能

1. 所有牌号钢管必须进行夏比V型缺口冲击试验,试验温度为0℃3个试样的平均冲击功KV2应符合表7的规定,单个试样的冲击功不得低于平均值的70%

2. 用于低温启动工况的钢管,试验温度可按采购方要求降低至-10℃-20℃,冲击功指标应在订货协议中明确。

钢管夏比冲击功要求

牌号

公称壁厚t mm

3个试样平均冲击功KV2 ≥ J

STPT370

8

22


≥8

27

STPT410

8

24


≥8

30

STPT480

8

27


≥8

34

STPT530

8

30


≥8

38

6.3.3 高温力学性能

1. 高温拉伸性能:设计温度≥400℃的钢管,应按JIS G 0567进行高温拉伸试验,高温屈服强度Rp0.2应符合表8的规定;

2. 持久强度:设计温度≥450℃的钢管,应按JIS G 0581进行持久强度试验,10万小时持久强度应符合附录JA的规定;

3. 蠕变极限:设计温度≥500℃的钢管,应按JIS G 0582进行蠕变试验,10万小时蠕变变形量1%的蠕变极限应符合附录JA的规定。

钢管高温屈服强度Rp0.2最 低值(单位:MPa

牌号

200℃

300℃

350℃

400℃

425℃

450℃

475℃

500℃

525℃

550℃

STPT370

186

157

147

137

127

118

-

-

-

-

STPT410

206

176

167

157

147

137

127

-

-

-

STPT480

265

235

225

215

206

196

186

176

157

-

STPT530

304

275

265

255

245

235

225

215

196

176

6.4 热处理要求

1. 所有钢管必须进行最终热处理,热处理制度应符合表9的规定,保证钢管的金相组织为均匀的铁素体+珠光体,无带状组织、魏氏组织、贝氏体等有害组织,晶粒度不低于6级;

2. 热处理过程应全程记录温度-时间曲线,记录应可追溯,保存期限不少于15年;

3. 严禁采用控制轧制替代最终热处理,所有高温用钢管必须经过完整的正火+回火或淬火+回火热处理。

钢管热处理制度

牌号

热处理类型

加热温度

保温时间

冷却方式

STPT370

正火+回火

正火880℃~940℃,回火600℃~680℃

正火:壁厚每25mm保温15min,最小≥20min;回火:最小保温时间≥30min

正火空冷,回火空冷/炉冷

STPT410

正火+回火

正火890℃~950℃,回火620℃~700℃

正火:壁厚每25mm保温15min,最小≥20min;回火:最小保温时间≥30min

正火空冷,回火空冷/炉冷

STPT480

正火+回火

正火900℃~960℃,回火630℃~720℃

正火:壁厚每25mm保温15min,最小≥20min;回火:最小保温时间≥60min

正火空冷,回火空冷/炉冷


淬火+回火

淬火880℃~930℃,回火630℃~720℃

淬火:壁厚每25mm保温20min,最小≥30min;回火:最小保温时间≥60min

淬火水冷/油冷,回火空冷/炉冷

STPT530

淬火+回火

淬火870℃~920℃,回火650℃~730℃

淬火:壁厚每25mm保温20min,最小≥30min;回火:最小保温时间≥60min

淬火水冷/油冷,回火空冷/炉冷

1:壁厚≥20mmSTPT480钢管,必须采用淬火+回火热处理;
2:所有牌号壁厚≥30mm的钢管,必须采用淬火+回火热处理;
3:回火保温时间按壁厚每25mm保温30min计算,确保组织均匀、应力充分消除。

6.5 水压/气压性能要求

1. 水压试验:所有钢管应进行100%水压试验,试验压力按式(1)计算,最大试验压力不超过30MPa,保压时间不少于15s,钢管无渗漏、无塑性变形、无异常声响为合格。

式中:P为试验压力(MPa),为材料室温屈服强度(MPa),t为钢管公称壁厚(mm),D为钢管外径(mm)。

2. 气压试验:经采购方同意,可采用气压试验替代水压试验,试验压力为水压试验压力的0.8倍,试验过程应严格符合高压气体安全规范,采用肥皂水或氦质谱检漏,无泄漏为合格;

3. 经采购方同意,通过100%全长度超声波探伤+射线探伤检验的钢管,可免做水压试验,相关要求应在订货协议中明确。

 

制造工艺

7.1 钢管制造

1. 钢管应采用优质碳素钢圆钢为原材料,经热轧穿孔、连轧、定径工艺(热轧无缝钢管)或冷轧/冷拔工艺(冷拔无缝钢管)制造,严禁采用焊接工艺、铸造工艺制造;

2. 钢管成型过程中,应严格控制穿孔、轧制工艺参数,避免产生折叠、裂纹、离层、划伤等缺陷,钢管内外表面不得有折叠、裂纹、结疤、分层等有害缺陷;

3. 同一根钢管上不得有环向对接焊缝,严禁将短管拼接成长尺钢管,高温高压主管道严禁任何形式的拼接;

4. 钢管制造过程中,严禁对裂纹、穿透性缺陷、折叠等有害缺陷进行补焊,表面轻微缺陷可进行修磨,修磨后的壁厚不得小于最小允许壁厚,修磨处应平滑过渡,修磨深度不得超过壁厚的5%,修磨长度不小于深度的6倍;

5. 钢管成型后应进行定径、矫直处理,保证钢管的圆度、直度符合本标准公差要求,矫直过程不得产生裂纹、过度变形。

7.2 端部加工

1. 平端钢管的端部应采用锯切加工,断面平整,去除毛刺、锐边,尖角倒钝,严禁火焰切割;

2. 坡口端钢管的坡口必须采用机械加工,保证坡口角度、钝边尺寸符合本标准规定,加工后应去除毛刺、锐边,坡口表面无裂纹、缺肉、撕裂等缺陷,设计温度≥450℃的钢管,坡口加工后应进行表面无损检测;

3. 螺纹端钢管的管螺纹应采用专用数控机床加工,螺纹精度符合JIS B 0203:2021的规定,加工后应去除毛刺,螺纹端部必须加装硬质塑料保护套,防止运输过程中损伤。

7.3 表面处理

1. 钢管表面应去除氧化皮、铁锈、油污,表面应光滑洁净,无裂纹、折叠、重皮、结疤、分层、离层等有害缺陷;

2. 钢管表面的轻微划痕、麻点、凹坑等局部缺陷,深度不得超过壁厚的负偏差,且修磨后的壁厚不得小于最小允许壁厚;

3. 可根据订货协议要求,对钢管进行涂漆、热浸镀锌、环氧粉末涂层等防腐处理,防腐层应均匀、无脱落、无流挂、无针孔,附着力符合对应标准要求,高温工况用防腐涂层应耐对应设计温度;

4. 钢管两端应加装塑料封堵,防止管内进入灰尘、水分、杂物,管内不得有氧化皮、铁屑等异物残留。

 

检验和试验

8.1 检验分类

钢管的检验分为出厂检验和型式检验。

1. 出厂检验:每批钢管必须进行的检验项目,检验合格后方可出厂;

2. 型式检验:有下列情况之一时,应进行型式检验:
a) 新产品定型或老产品转厂生产时;
b) 原材料、制造工艺、热处理制度发生重大改变时;
c) 停产6个月以上恢复生产时;
d) 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时;
e) 采购方、监管机构、锅炉安全监察部门有要求时;
f) 正常生产每1年进行一次。

8.2 检验批次划分

1. 同牌号、同公称口径、同壁厚、同制造工艺、同热处理炉次、同熔炼炉号的钢管为一个检验批次;

2. 每批次钢管的数量:公称口径≤100A的钢管不超过100根,公称口径>100A的钢管不超过50根;

3. 热处理炉次批量超过上述规定时,应分批进行检验;

4. 用于高温高压主管道、易燃易爆介质、有毒介质的钢管,每批次数量不得超过20根。

8.3 检验项目与取样规则

10 检验项目与取样规则

检验项目

出厂检验

型式检验

取样数量

取样部位

尺寸与公差检验

每批次100%全检

钢管两端及中间部位

表面质量检验

100%全检

钢管全长

化学成分分析

每熔炼炉号1

钢管母材或圆钢原材料

拉伸试验

每批次1组,2根试样

钢管纵向,钢管两端各1

冲击试验

每批次1组,3根试样

钢管纵向,远离端部部位

弯曲试验

每批次1组,2根试样

钢管两端各1

压扁试验

每批次1组,2根试样

钢管两端各1

高温拉伸试验

每批次1组,2根试样

钢管纵向,远离端部部位

持久强度/蠕变试验

按订货协议,每熔炼炉号1

钢管纵向,远离端部部位

水压/气压试验

100%全检

钢管全长

母材超声波检测

100%全检

钢管全长

表面无损检测

100%全检

钢管全长及两端坡口

金相组织检验

每批次1组,2根试样

钢管纵向,远离端部部位

晶粒度检验

每批次1组,2根试样

钢管纵向,远离端部部位

注:为必检项目,为可选项目(订货协议有要求时必须执行)。

8.4 试验方法

1. 化学成分分析:按JIS G 0321的规定执行,可采用直读光谱仪、化学分析法进行;

2. 拉伸试验:按JIS Z 2241的规定执行,采用JIS Z 2201规定的11号试样,优先采用全壁厚纵向试样;

3. 冲击试验:按JIS Z 2242的规定执行,采用V型缺口标准试样,试样轴线应与钢管轧制方向一致;

4. 弯曲试验:按JIS Z 2248的规定执行,弯曲角度180°

5. 压扁试验:按JIS Z 2249的规定执行,压头移动速度不超过25mm/min

6. 高温拉伸试验:按JIS G 0567的规定执行;

7. 持久强度/蠕变试验:按JIS G 0581JIS G 0582的规定执行;

8. 水压/气压试验:按本标准6.5条的规定执行;

9. 无损检测:母材超声波检测按JIS G 0801的规定执行,合格等级不低于1级;表面磁粉/渗透检测按JIS Z 2320-1JIS Z 2313-1的规定执行,验收等级见附录B

10. 金相组织/晶粒度检验:按JIS G 0551JIS G 0552的规定执行。

8.5 复验与判定规则

1. 所有检验项目均符合本标准规定时,判定该批次钢管合格;

2. 力学性能试验有一项不合格时,应从同批次钢管中取双倍试样进行不合格项目的复验,复验合格则判定该批次合格;复验仍不合格,判定该批次不合格,可对该批次钢管重新进行热处理,重新检验,同一批次钢管重新热处理次数不得超过2次;

3. 无损检测不合格的钢管,不允许返修,直接判定为不合格品;

4. 水压/气压试验不合格的钢管,直接判定为不合格品,不得返修使用;

5. 尺寸、外观检验不合格的单根钢管,允许进行修磨、矫直,修复后重新检验,合格后方可使用;无法修复的,判定为不合格品;

6. 金相组织、晶粒度检验不合格的批次,直接判定为不合格,不得复验。

 

标识

9.1 标识要求

1. 所有钢管应在本体的显著位置进行永 久性标识,标识方式可采用喷码、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,损伤钢管基体;设计温度≥450℃的钢管,严禁采用冷冲钢印标识,优先采用喷码、激光打标;

2. 公称口径10A ~ 40A的小口径钢管,可采用单根挂牌标识,挂牌应与钢管绑定,不可分离,标识内容同上,严禁仅采用捆扎挂牌;

3. 标识应清晰、完整,在钢管的全生命周期内可识别,不得被涂层、防腐层覆盖;

4. 每根钢管的标识间距不超过3000mm,钢管两端距端部200mm内必须有一处标识。

9.2 标识内容

标识应至少包含以下内容:

1. 制造商名称或注册商标;

2. 本标准号:JIS G3456:2024

3. 牌号:STPT370/STPT410/STPT480/STPT530

4. 制造工艺代号:H/C

5. 公称口径、壁厚等级/公称壁厚;

6. 熔炼炉号/生产批次号;

7. 热处理炉号;

8. 制造日期;

9. 检验合格标识、检验员代号;

10. 锅炉用钢管应额外标注ボイラ用标识,高压气体用钢管应额外标注高圧ガス用标识。

 

10 包装、运输、贮存

10.1 包装

1. 小口径钢管可采用捆扎包装,每捆重量不超过2000kg,捆扎带不少于4道,端部应加装塑料保护帽和封堵,每根钢管单独包裹防锈纸;

2. 大口径钢管应采用单根包装,钢管外表面包裹防锈膜,两端加装塑料封堵,坡口部位加装橡胶保护圈,钢管之间采用软垫隔离,避免运输过程中碰撞损伤坡口和表面;

3. 螺纹端钢管的螺纹部位必须加装硬质塑料保护套,坡口端应加装橡胶保护圈,避免端部损伤;

4. 每捆/每根钢管应附带产品合格证、质量证明书,合格证应包含标识的全部内容、检验结果、检验日期、检验员签字;

5. 出口产品应按海运要求进行包装,加装防潮、防锈、防震包装,避免运输过程中腐蚀、变形。

10.2 运输

1. 钢管运输过程中应采取防雨、防潮、防腐蚀措施,避免钢管生锈、防腐层损伤;

2. 装卸过程中应采用软吊带,严禁直接用钢丝绳吊装,避免损伤钢管表面、坡口和螺纹,严禁抛摔、撞击钢管;

3. 运输过程中应固定牢固,避免钢管滚动、碰撞,造成端部变形、表面损伤,多层堆放时应采用垫木隔离,避免挤压变形;

4. 高温高压精密钢管应采用专用包装箱运输,避免挤压、变形、划伤。

10.3 贮存

1. 钢管应贮存在干燥、通风的封闭库房内,严禁露天堆放,严禁与腐蚀性介质、易燃易爆物品一同存放;

2. 钢管贮存时应采取防锈措施,两端应加装封堵,避免管内进水、进杂物,管内不得有积水;

3. 钢管应按规格、批次、牌号分类堆放,堆放高度不超过1.5m,底层应采用垫木架空,离地高度不小于200mm,避免受潮生锈,不同牌号、不同批次钢管严禁混放;

4. 钢管贮存期限超过3个月的,出厂前应重新进行外观、尺寸、表面无损检测,防腐层有损伤的应重新进行防腐处理,合格后方可交付;

5. 钢管贮存期限超过12个月的,出厂前应重新进行水压试验和无损检测,合格后方可交付;

6. 钢管贮存期限超过24个月的,不得直接用于高温高压工况,必须重新进行全项性能检验,合格后方可使用。

 

11 质量证明书

1. 制造商应向采购方提供产品质量证明书,质量证明书应与交付批次钢管一一对应,每批次一份正本,副本不少于2份;

2. 质量证明书应至少包含以下内容:
a) 制造商名称、地址、联系方式、生产许可证编号、锅炉制造许可资质编号;
b) 采购方名称、订单号、合同号、交货日期;
c) 产品名称、牌号、制造工艺、公称口径、壁厚、数量、总重量;
d) 本标准号;
e) 原材料熔炼炉号、生产批次号、制造日期、热处理炉号、热处理制度;
f) 化学成分分析结果(熔炼分析+成品分析);
g) 室温力学性能试验结果(拉伸、冲击、弯曲、压扁试验);
h) 高温力学性能试验结果(如有);
i) 金相组织、晶粒度检验结果(如有);
j) 无损检测、水压/气压试验结果;
k) 检验结论;
l) 检验日期、检验员签字、制造商检验专用章、法定代表人授权签字、质量负责人签字。

3. 质量证明书应带有可溯源的二维码,可查询检验原始记录、热处理曲线、原材料质量证明;

4. 质量证明书的保存期限不少于15年。

 

附录A(规范性) 管螺纹尺寸与公差

A.1 螺纹类型

本标准螺纹端钢管采用的管螺纹为JIS B 0203:2021规定的55°密封圆锥外螺纹(R),锥度1:16,牙型角55°,与圆锥内螺纹(Rc)配合使用,高温高压工况严禁采用螺纹连接,仅可用于低压辅助管路,且必须采用耐高温密封材料辅助密封。

A.2 螺纹基本尺寸

A.1 钢管管螺纹基本尺寸

公称口径

对应英寸NPS

每英寸牙数

螺纹基准直径 mm

基准距离 mm

螺纹有效长度 mm

螺纹总长度 mm

10A

3/8

19

16.662

6.4

12.0

15.0

15A

1/2

14

20.955

7.5

15.0

19.0

20A

3/4

14

26.441

9.5

17.0

22.0

25A

1

11

33.249

11.0

19.0

25.0

32A

11

41.910

12.0

20.0

28.0

40A

11

47.803

13.0

21.0

30.0

50A

2

11

59.614

15.0

23.0

32.0

65A

11

75.184

17.0

26.0

35.0

80A

3

11

87.884

19.0

28.0

38.0

100A

4

11

113.030

23.0

32.0

42.0

A.3 螺纹公差

1. 基准距离公差:±0.8mm

2. 螺纹有效长度公差:+2.0mm0mm

3. 螺纹中径公差:外螺纹0mm-0.1mm

4. 螺纹加工后应采用螺纹环规进行通止检验,通规应能顺利旋合至基准位置,止规旋合量不得超过2牙;

5. 高温工况用螺纹,加工后应进行表面无损检测,无裂纹、缺牙等缺陷为合格。

 

附录B(规范性) 无损检测验收等级

B.1 母材超声波检测(UT)验收等级

1. 母材全长度超声波检测应按JIS G 0801的规定执行,采用横波+纵波检测,检测灵敏度应能发现≥3%壁厚的缺陷;

2. 不允许存在的缺陷:裂纹、分层、白点、缩孔、夹杂等危害性缺陷;

3. 单个点状缺陷当量直径不得超过1.0mm,任意100mm长度内缺陷数量不超过2个,缺陷间距不小于100mm

4. 不允许存在任何线性缺陷,单个线性缺陷长度超过1mm的,直接判定为不合格。

B.2 表面无损检测验收等级

1. 磁粉检测(MT)、渗透检测(PT)应按JIS Z 2320-1JIS Z 2313-1的规定执行,检测灵敏度不低于1级;

2. 不允许存在的缺陷:裂纹、白点、发纹等任何线性缺陷,以及尺寸超过1.0mm的圆形缺陷;

3. 任意100cm²检测面积内,尺寸0.3mm~1.0mm的圆形缺陷数量不得超过3个,缺陷间距不小于最大缺陷尺寸的5倍。

 

附录C(资料性) 钢管重量计算方法

C.1 钢管理论重量计算

钢管的理论重量按式(C.1)计算,钢的约定密度为7.85kg/dm³

式中:

 W:钢管每米理论重量,kg/m

 D:钢管公称外径,mm

 t:钢管公称壁厚,mm

 0.02466:基于密度7.85kg/dm³推导的计算系数。

C.2 重量允许偏差

1. 单根钢管的实际重量与理论重量的允许偏差为±5%

2. 每批次钢管的实际总重量与理论总重量的允许偏差为±3%

 

附录D(资料性) 钢管选材与适用工况指南

D.1 钢管选材与适用工况推荐表

牌号

制造工艺

推荐适用工况

不推荐适用工况

备注

STPT370

热轧/冷拔

1. 市政高温高压热力管道;
2. 低压锅炉饱和蒸汽、热水管道;
3. 常规高温油品、非腐蚀性化工介质输送管道;
4. 工业炉低温段辅助管道

1. 设计压力>10.0MPa的超高压管道;
2. 设计温度>425℃的高温管道;
3. 低温工况、易燃易爆、有毒介质主管道;
4. 强腐蚀性、氢腐蚀介质管道

韧性好、焊接性能优异,适用于中温中压通用工况,成本适中

STPT410

热轧/冷拔

1. 中温中压锅炉蒸汽、给水管道;
2. 化工装置中温高压非腐蚀性介质管道;
3. 电站辅助系统高温高压管道;
4. 船舶高温高压蒸汽管道

1. 设计压力>16.0MPa的超高压管道;
2. 设计温度>475℃的高温管道;
3. 低温工况、强腐蚀性介质管道;
4. 氢含量较高的工况

强度与韧性均衡,焊接性能良好,是高温中压工况的主流牌号

STPT480

热轧/冷拔

1. 高温高压锅炉主给水、蒸汽管道;
2. 加氢装置中温高压管道;
3. 工业炉高温段主管道;
4. 电站高温高压辅助蒸汽管道

1. 设计压力>20.0MPa的超高压管道;
2. 设计温度>520℃的超高温管道;
3. 低温工况、强氢腐蚀介质管道;
4. 焊接性能要求极高的薄壁管道

高温强度优异,适用于高温高压工况,厚壁管需采用淬火+回火热处理

STPT530

热轧/冷拔

1. 电站超高温高压主蒸汽管道;
2. 高压合成装置高温高压管道;
3. 大型锅炉核心高温管道;
4. 超高压高温反应器配套管道

1. 设计温度>550℃的超高温管道;
2. 低温工况、强腐蚀性介质管道;
3. 薄壁、焊接要求高的通用管道;
4. 设计压力<10MPa的低压工况

高温强度和持久性能优异,适用于超高温高压核心工况,必须采用淬火+回火热处理

 

附录E(资料性) 订货信息指南

为保证钢管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 G3456:2024

2. 产品牌号、制造工艺(热轧/冷拔);

3. 公称口径、壁厚等级/公称壁厚;

4. 钢管端部形式(平端/坡口端/螺纹端)、坡口角度、钝边尺寸要求;

5. 定尺长度、非定尺长度的比例要求,短尺钢管禁用要求;

6. 钢管的数量、总重量;

7. 冲击试验温度、高温拉伸、持久强度、蠕变性能的专项要求;

8. 无损检测的项目、比例、验收等级要求;

9. 金相组织、晶粒度的专项要求;

10. 表面处理、防腐涂层的特殊要求;

11. 检验文件类型、质量证明书等级要求;

12. 包装、运输、标识的特殊要求;

13. 其他特殊技术要求(如碳当量限制、焊接工艺评定、水压试验压力等)。

 

附录JA(规范性) 高温持久强度与蠕变极限

JA.1 高温持久强度要求

钢管在规定温度下,10万小时持久强度最 低值应符合表JA.1的规定。

JA.1 钢管10万小时持久强度最 低值(单位:MPa

牌号

400℃

425℃

450℃

475℃

500℃

525℃

550℃

STPT370

118

98

78

-

-

-

-

STPT410

137

118

98

78

-

-

-

STPT480

167

147

127

108

88

69

-

STPT530

186

167

147

127

108

88

69

JA.2 蠕变极限要求

钢管在规定温度下,10万小时蠕变变形量1%的蠕变极限最 低值应符合表JA.2的规定。

JA.2 钢管10万小时1%蠕变极限最 低值(单位:MPa

牌号

400℃

425℃

450℃

475℃

500℃

525℃

550℃

STPT370

98

78

59

-

-

-

-

STPT410

118

98

78

59

-

-

-

STPT480

147

127

108

88

69

49

-

STPT530

167

147

127

108

88

69

49

 

重要说明

1. 本文件为JIS G3456:2024《高温配管用炭素鋼鋼管》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,适配高温高压工程设计、采购、生产、监造等全流程场景。

3. 正式商业应用、日本市场出口、锅炉压力容器、高压气体工程等监管类场景,请以日本标准协会发布的官方原版日文标准文本为准。