JIS G3457:2024 配管用アーク溶接炭素鋼鋼管(配管用电弧焊接碳素钢管)
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 G3457:2015《配管用アーク溶接炭素鋼鋼管》,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)、日本铁钢连盟(JISF)、日本配管协会(JPI)、日本建筑学会
官方语言:日文,本文件为规范工程用中文译本
俗称:STPY 电弧焊钢管,是日本大口径配管用焊接碳素钢管的核心标准
适用范围:本标准规定了市政、建筑、一般工业等行业流体输送用对接电弧焊接碳素钢管的技术要求,公称口径覆盖 100A ~ 2000A(NPS 4 ~ NPS 80),适配设计压力≤4.0MPa、设计温度≤350℃的流体输送场景,同时可适配钢结构、管桩等结构用场景
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 G3457:2015 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 1500A 扩展至 2000A,补充了超大口径焊接钢管的尺寸、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 新 JIS 焊接、钢材、无损检测、管螺纹系列标准;
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,提升钢管焊接性能;
4. 完善了焊接工艺要求,明确了埋弧焊、熔化极气体保护焊、药芯焊丝电弧焊的焊缝质量、焊接材料匹配、焊后热处理的强制规范;
5. 修订了钢管尺寸公差体系,细化了超大口径钢管的外径、壁厚、圆度、直度公差要求,与 ISO 4200:2020 国际标准实现兼容;
6. 完善了焊缝无损检测的验收规则,明确了不同焊接工艺钢管的检测方法、检测比例及合格判定标准,适配最 新 JIS 无损检测标准;
7. 新增了钢管低温冲击性能的验收要求,补充了寒冷地区用钢管的专项技术规范;
8. 修订了产品标识规则,新增了溯源二维码标识要求,完善了焊接钢管的批次溯源、焊接工艺、焊接材料标识规范;
9. 补充了钢管重量计算、选材指南、订货信息指南、焊接工艺评定规范的资料性附录;
10. 新增了焊缝金相组织检验的规范性要求,补充了焊接接头力学性能的强制验收规则。
本标准为日本国 家级通用标准,是日本大口径配管工程设计、采购、制造、检验的通用技术依据。
1 范围
1.1 本文件规定了配管用电弧焊接碳素钢管的术语定义、分类、牌号、尺寸规格、尺寸公差、化学成分、力学性能、焊接工艺、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) 市政给排水、中水、再生水输送大口径管道;
b) 市政低压燃气、集中供热低温热力管道;
c) 建筑给排水、消防、暖通空调管道;
d) 一般工业非腐蚀性介质、低压流体输送管道;
e) 钢结构、管桩、支护用结构配管;
f) 其他低压、常温~中温流体输送管道系统。
1.3 本标准钢管按焊接工艺分为埋弧焊钢管(SAW)、熔化极气体保护焊钢管(GMAW)、药芯焊丝电弧焊钢管(FCAW)三大类,端部形式分为平端、坡口端、螺纹端。
1.4 本标准不适用范围:
a) 中高压压力管道(适用 JIS G3454、JIS G3455);
b) 高温高压管道(适用 JIS G3456);
c) 锅炉、压力容器专用钢管;
d) 低温工况专用钢管(适用 JIS G3460);
e) 合金钢管、不锈钢钢管、铸铁管;
f) 石油天然气长输管线专用钢管;
g) 无缝钢管(适用对应无缝钢管标准);
h) 高频电阻焊钢管(适用 JIS G3452、JIS G3454)。
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 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 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 2313-1 无损检测 渗透检测 第 1 部分:总则
• JIS Z 2320-1 无损检测 磁粉检测 第 1 部分:总则
• JIS Z 3060 钢制焊接接头的射线检测方法及缺陷等级分类
• JIS Z 3064 钢制焊接接头的超声波检测方法及缺陷等级分类
• JIS Z 3310 碳钢用埋弧焊焊丝和焊剂
• JIS Z 3312 碳钢用熔化极气体保护焊实心焊丝
• JIS Z 3313 碳钢用药芯焊丝
• JIS Z 3604 钢结构焊接工艺评定方法
• ISO 4200:2020 焊接和无缝钢管 尺寸和单位长度重量通用技术要求
• ISO 10474:2018 焊接钢管 交货技术条件总则
3 术语和定义
JIS G 0404、JIS B 0203、JIS Z 3604 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
1. 配用电弧焊接碳素钢管 carbon steel arc welded pipe for piping:以碳素钢热轧钢板 / 钢带为原材料,经卷制、电弧焊接成型的对接焊接钢管,用于流体输送及结构用配管,核心牌号为 STPY 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,是钢管承压能力设计的核心参数。
4. 埋弧焊钢管 submerged arc welded steel pipe (SAW):以热轧钢板为原材料,经卷制、埋弧焊接工艺制成的钢管,焊缝有填充金属,适用于大口径、厚壁配管场景。
5. 熔化极气体保护焊钢管 gas metal arc welded steel pipe (GMAW):以热轧钢板 / 钢带为原材料,经卷制、熔化极气体保护焊工艺制成的钢管,适用于中口径、薄壁配管场景。
6. 药芯焊丝电弧焊钢管 flux cored arc welded steel pipe (FCAW):以热轧钢板为原材料,经卷制、药芯焊丝电弧焊工艺制成的钢管,适用于大口径、野外施工配管场景。
7. 平端 plain end (PE):钢管端部为平直断面,无螺纹、无坡口,适用于低压焊接、沟槽连接,是本标准大口径钢管的主流端部形式。
8. 坡口端 bevel end (BE):钢管端部加工有焊接坡口,适用于承压对接焊接连接,用于设计压力≥1.0MPa 的工况。
9. 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≤150A 的低压辅助管道。
10. 焊接工艺评定 welding procedure specification (WPS):为验证焊接工艺的合理性,保证焊接接头性能符合要求而进行的试验评定,是钢管焊接生产的强制依据。
11. 热影响区 heat affected zone (HAZ):焊接过程中,母材因焊接热作用未发生熔化,但金相组织和力学性能发生变化的区域。
12. 批 batch:同牌号、同公称口径、同壁厚、同焊接工艺、同热处理炉次、同钢板熔炼炉号的钢管集合,是检验判定的基本单元。
4 分类和牌号
4.1 牌号
本标准钢管按力学性能分为 3 个牌号,具体牌号及适用范围见表 1。
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 | 可选焊接工艺 |
STPY370 | 通用低压给排水、消防管道、结构用管、非腐蚀性流体输送 | 1.0MPa | -10℃ ~ 100℃ | SAW、GMAW、FCAW |
STPY400 | 市政燃气、集中供热热力管道、工业低压流体管道、建筑主配管 | 2.5MPa | -10℃ ~ 200℃ | SAW、GMAW、FCAW |
STPY410 | 中低压压力管道、工业循环水管道、中温热力管道、重要结构用管 | 4.0MPa | -10℃ ~ 350℃ | SAW、GMAW、FCAW |
4.2 按焊接工艺分类
1. 埋弧焊钢管(代号:SAW):采用双面 / 单面埋弧焊接工艺制造的钢管,适用于公称口径 100A ~ 2000A 的所有规格;
2. 熔化极气体保护焊钢管(代号:GMAW):采用熔化极气体保护焊工艺制造的钢管,适用于公称口径 100A ~ 600A 的中薄壁规格;
3. 药芯焊丝电弧焊钢管(代号:FCAW):采用药芯焊丝电弧焊工艺制造的钢管,适用于公称口径 200A ~ 2000A 的规格。
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 | 100A ~ 2000A | 低压焊接、沟槽连接(主流形式) |
BE | 坡口端 | 100A ~ 2000A | 承压对接焊接、设计压力≥1.0MPa 工况 |
TE | 螺纹端 | 100A ~ 150A | 低压辅助管路、仪表管道 |
5 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 Sch10、Sch20 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 6000mm、9000mm、12000mm、18000mm,定尺长度允许偏差为 + 50mm,0mm;
3. 非定尺长度钢管的长度范围为 3000mm ~ 24000mm,短尺钢管(长度<定尺长度)数量不得超过每批次总数量的 10%;
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。
5.2 标准尺寸规格
表 2 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 | Sch20 | Sch30 | Sch40 | Sch10 | Sch20 | Sch30 | Sch40 | |||
100A | 4 | 114.3 | 2.1 | 3.0 | 3.8 | 4.5 | 5.83 | 8.21 | 10.3 | 12.2 |
125A | 5 | 139.8 | 2.8 | 3.4 | 4.5 | 5.0 | 9.47 | 11.4 | 15.0 | 16.6 |
150A | 6 | 165.2 | 3.0 | 3.4 | 5.0 | 5.5 | 12.0 | 13.6 | 19.8 | 21.7 |
200A | 8 | 216.3 | 3.4 | 4.0 | 5.0 | 7.0 | 17.8 | 20.9 | 26.0 | 36.1 |
250A | 10 | 267.4 | 3.9 | 4.8 | 5.6 | 7.8 | 25.4 | 31.1 | 36.1 | 49.8 |
300A | 12 | 318.5 | 4.0 | 4.8 | 6.4 | 8.3 | 31.1 | 37.3 | 49.4 | 63.7 |
350A | 14 | 355.6 | 4.0 | 5.0 | 7.1 | 9.5 | 34.7 | 43.2 | 61.0 | 81.0 |
400A | 16 | 406.4 | 4.2 | 5.0 | 7.1 | 9.5 | 41.6 | 49.5 | 70.1 | 93.0 |
450A | 18 | 457.0 | 4.5 | 5.0 | 7.1 | 9.5 | 50.1 | 55.7 | 78.9 | 105 |
500A | 20 | 508.0 | 5.0 | 5.6 | 7.9 | 9.5 | 62.1 | 69.5 | 97.8 | 117 |
600A | 24 | 609.6 | 5.4 | 6.3 | 8.0 | 9.5 | 80.4 | 93.6 | 119 | 141 |
700A | 28 | 711.2 | 6.0 | 7.1 | 8.8 | 10.0 | 104 | 123 | 152 | 173 |
800A | 32 | 812.8 | 6.3 | 7.1 | 9.5 | 10.3 | 125 | 141 | 188 | 204 |
900A | 36 | 914.4 | 6.3 | 8.0 | 10.0 | 11.1 | 141 | 179 | 223 | 247 |
1000A | 40 | 1016.0 | 6.3 | 8.0 | 10.3 | 12.0 | 157 | 199 | 256 | 298 |
1100A | 44 | 1118.0 | 6.4 | 8.0 | 11.0 | 12.5 | 175 | 219 | 300 | 341 |
1200A | 48 | 1219.0 | 6.4 | 8.0 | 11.0 | 13.0 | 191 | 239 | 328 | 386 |
1300A | 52 | 1321.0 | 6.4 | 8.0 | 12.0 | 13.0 | 207 | 259 | 388 | 420 |
1400A | 56 | 1422.0 | 6.4 | 8.0 | 12.0 | 14.0 | 223 | 279 | 418 | 487 |
1500A | 60 | 1524.0 | 6.4 | 8.0 | 12.0 | 14.5 | 239 | 299 | 447 | 536 |
1600A | 64 | 1626.0 | 6.4 | 8.0 | 12.7 | 14.5 | 255 | 318 | 506 | 577 |
1700A | 68 | 1727.0 | 6.4 | 8.0 | 12.7 | 15.0 | 271 | 338 | 538 | 634 |
1800A | 72 | 1829.0 | 6.4 | 8.0 | 12.7 | 16.0 | 287 | 358 | 569 | 714 |
1900A | 76 | 1930.0 | 6.4 | 8.0 | 12.7 | 16.0 | 303 | 378 | 601 | 754 |
2000A | 80 | 2032.0 | 6.4 | 8.0 | 12.7 | 16.0 | 318 | 398 | 632 | 794 |
注 1:理论重量按钢的密度 7.85kg/dm³ 计算,计算公式见附录 C; |
5.3 尺寸公差要求
表 3 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 | 100A ~ 300A | ±0.8mm |
350A ~ 1000A | ±0.5% D,最大 ±2.0mm | |
1100A ~ 2000A | ±0.4% D,最大 ±4.0mm | |
公称壁厚 t | 所有规格 | +15% t,-12.5% t |
壁厚≤4mm | 最小负偏差不超过 0.3mm | |
钢管圆度(不圆度) | 100A ~ 300A | ≤0.8% D,最大 1.0mm |
350A ~ 1000A | ≤1.0% D,最大 3.0mm | |
1100A ~ 2000A | ≤1.2% D,最大 5.0mm | |
钢管直度 | 所有规格 | ≤0.15% 总长度,最大 3mm/m |
定尺长度 | 所有规格 | +50mm,0mm |
非定尺长度 | 所有规格 | +100mm,0mm |
管螺纹基准直径 | 100A ~ 150A | 内螺纹:+0.1mm,0mm;外螺纹:0mm,-0.1mm |
坡口角度 | 100A ~ 2000A | ±2° |
坡口钝边尺寸 | 100A ~ 2000A | ±0.8mm |
端面垂直度 | 所有规格 | ≤0.2% D,最大 2.0mm |
焊缝余高 | 所有规格 | 内焊缝:01.5mm;外焊缝:02.5mm |
焊缝错边量 | 壁厚≤10mm | ≤1.0mm |
壁厚>10mm | ≤10% t,最大 2.0mm |
6 材料要求
6.1 炼钢方法
钢管用钢板应采用转炉或电弧炉冶炼的镇静钢,钢水应进行炉外精炼、脱氧、脱硫处理,保证钢质纯净,非金属夹杂物含量符合 JIS G 0404 的规定,钢板应符合 JIS G3101、JIS G3131 的相关要求。
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。
表 4 钢管化学成分限值(质量分数,%)
牌号 | 碳 C ≤ | 硅 Si ≤ | 锰 Mn | 磷 P ≤ | 硫 S ≤ | 铅 Pb ≤ | 镉 Cd ≤ | 砷 As ≤ |
STPY370 | 0.20 | 0.35 | 0.30~1.00 | 0.035 | 0.035 | 0.010 | 0.005 | 0.010 |
STPY400 | 0.24 | 0.35 | 0.30~1.20 | 0.030 | 0.030 | 0.010 | 0.005 | 0.010 |
STPY410 | 0.26 | 0.35 | 0.30~1.30 | 0.030 | 0.025 | 0.010 | 0.005 | 0.010 |
注 1:经采购方同意,可添加微量 Nb、V、Ti 等合金元素细化晶粒,提升材料韧性,添加元素含量应在质量证明书中明确; |
6.3 力学性能
6.3.1 室温力学性能
钢管成品及焊接接头的室温力学性能应符合表 5 的规定,拉伸试验、弯曲试验、压扁试验应全部合格。
表 5 钢管室温力学性能要求
检验项目 | STPY370 | STPY400 | STPY410 |
抗拉强度 Rm | 370MPa ~ 490MPa | 400MPa ~ 520MPa | 410MPa ~ 540MPa |
屈服强度 Rp0.2 ≥ | 205MPa | 235MPa | 245MPa |
断后伸长率 A | 公称壁厚 t<5mm:≥20% | 公称壁厚 t<5mm:≥18% | 公称壁厚 t<5mm:≥18% |
公称壁厚 5mm≤t<8mm:≥25% | 公称壁厚 5mm≤t<8mm:≥22% | 公称壁厚 5mm≤t<8mm:≥22% | |
公称壁厚 t≥8mm:≥30% | 公称壁厚 t≥8mm:≥28% | 公称壁厚 t≥8mm:≥28% | |
焊接接头拉伸试验 | 断裂位置位于母材,抗拉强度不低于母材标准下限值 | 断裂位置位于母材,抗拉强度不低于母材标准下限值 | 断裂位置位于母材,抗拉强度不低于母材标准下限值 |
弯曲试验 | 弯曲角度 180°,弯芯直径 = 3× 钢管外径,焊缝位于弯曲外侧,弯曲后焊缝及母材无裂纹、无开裂 | 弯曲角度 180°,弯芯直径 = 4× 钢管外径,焊缝位于弯曲外侧,弯曲后焊缝及母材无裂纹、无开裂 | 弯曲角度 180°,弯芯直径 = 4× 钢管外径,焊缝位于弯曲外侧,弯曲后焊缝及母材无裂纹、无开裂 |
压扁试验 | 压至两平板间距 = 3× 钢管壁厚,焊缝位于与作用力垂直方向,压扁后焊缝及母材无裂纹、无开裂 | 压至两平板间距 = 3× 钢管壁厚,焊缝位于与作用力垂直方向,压扁后焊缝及母材无裂纹、无开裂 | 压至两平板间距 = 4× 钢管壁厚,焊缝位于与作用力垂直方向,压扁后焊缝及母材无裂纹、无开裂 |
注 1:公称口径≥1000A 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; |
6.3.2 冲击性能
1. 经采购方要求,寒冷地区用钢管应进行夏比 V 型缺口冲击试验,试验温度为 - 10℃,3 个试样的平均冲击功 KV2 应符合表 6 的规定,单个试样的冲击功不得低于平均值的 70%;
2. 严寒地区用钢管,试验温度可按采购方要求降低至 - 20℃,冲击功指标应在订货协议中明确。
表 6 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 |
STPY370 | <8 | 18 |
≥8 | 22 | |
STPY400 | <8 | 20 |
≥8 | 24 | |
STPY410 | <8 | 22 |
≥8 | 27 |
6.4 热处理要求
1. 壁厚≤6mm 的钢管,焊接成型后可免做热处理,需保证焊接接头性能符合本标准要求;
2. 壁厚>6mm 的钢管,应进行焊后消除应力退火处理,退火温度为 580℃~650℃,保温时间按壁厚每 25mm 保温 30min 计算,最小保温时间不低于 30min,保温后缓冷;
3. 经采购方要求,STPY410 厚壁钢管可采用正火 + 回火处理,正火温度 880℃~940℃,回火温度≥600℃;
4. 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 10 年。
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 10MPa,保压时间不少于 10s,钢管无渗漏、无塑性变形为合格。![]()
式中:P 为试验压力(MPa),
为材料屈服强度(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,试验过程应符合安全规范,无泄漏为合格。
3. 涡流 / 超声波探伤检验合格的钢管,可免做水压试验,需在订货协议中明确。
7 制造工艺
7.1 钢管制造
1. 钢管应采用符合要求的热轧钢板 / 钢带为原材料,经卷制、电弧焊接工艺制造,焊缝为全焊透对接焊缝,严禁采用搭接焊缝;
2. 焊接工艺必须按 JIS Z 3604 进行评定,焊接材料应与母材匹配,符合 JIS Z 3310、JIS Z 3312、JIS Z 3313 的规定;
3. 同一根钢管的纵向焊缝不得超过 1 条,公称口径≥1000A 的钢管,纵向焊缝不得超过 2 条,两条焊缝的间距不得小于 300mm;
4. 同一根钢管上的环向对接焊缝,公称口径≤600A 的不得超过 1 条,公称口径>600A 的不得超过 2 条,环向焊缝间距不得小于 1000mm;
5. 钢管焊接完成后,应去除内外焊缝的飞溅、焊瘤,焊缝余高应符合本标准公差要求,焊缝表面不得有裂纹、气孔、夹渣、未焊满等有害缺陷;
6. 钢管制造过程中,严禁对裂纹、穿透性缺陷进行补焊,焊缝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;焊缝内部缺陷允许返修,同一部位返修次数不得超过 2 次,返修后应重新进行热处理和无损检测。
7.2 端部加工
1. 平端钢管的端部应采用锯切或等离子切割加工,断面平整,去除毛刺、锐边,尖角倒钝;
2. 坡口端钢管的坡口应采用机械加工,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、缺肉等缺陷;
3. 螺纹端钢管的管螺纹应采用专用机床加工,螺纹精度符合 JIS B 0203:2021 的规定,加工后应去除毛刺,螺纹端部应加装保护套。
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,无裂纹、折叠、重皮、结疤、分层等有害缺陷;
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,对钢管进行喷砂除锈、涂漆、热浸镀锌、环氧涂层等防腐处理,防腐层应均匀、无脱落、无流挂,附着力符合对应标准要求。
8 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、焊接工艺、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) 采购方或监管机构有要求时;
f) 正常生产每 2 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、同焊接工艺、同热处理炉次、同钢板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≤300A 的钢管不超过 300 根,公称口径>300A 的钢管不超过 100 根;
3. 热处理炉次批量超过上述规定时,应分批进行检验。
8.3 检验项目与取样规则
表 7 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 10%,不少于 10 根 | 钢管两端及中间部位 |
表面质量检验 | ● | ● | 100% 全检 | 钢管全长及焊缝 |
化学成分分析 | ● | ● | 每熔炼炉号 1 组 | 钢管母材或钢板原材料 |
母材拉伸试验 | ● | ● | 每批次 1 组,2 根试样 | 钢管纵向,远离焊缝部位 |
焊接接头拉伸试验 | ● | ● | 每批次 1 组,2 根试样 | 钢管焊缝部位 |
冲击试验 | ○ | ● | 每批次 1 组,3 根试样 | 钢管焊缝及热影响区 |
弯曲试验 | ● | ● | 每批次 1 组,2 根试样 | 钢管焊缝部位 |
压扁试验 | ● | ● | 每批次 1 组,2 根试样 | 钢管焊缝部位 |
水压 / 气压试验 | ● | ● | 100% 全检 | 钢管全长 |
焊缝无损检测 | ● | ● | 100% 全检 | 钢管焊缝全长 |
母材无损检测 | ○ | ● | 按订货协议 | 钢管全长 |
焊缝金相检验 | ○ | ● | 每批次 1 组,2 根试样 | 钢管焊缝及热影响区 |
注:●为必检项目,○为可选项目(订货协议有要求时执行)。 |
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;
3. 冲击试验:按 JIS Z 2242 的规定执行,采用 V 型缺口标准试样;
4. 弯曲试验:按 JIS Z 2248 的规定执行,弯曲角度 180°,焊缝位于弯曲外侧;
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. 水压 / 气压试验:按本标准 6.5 条的规定执行;
7. 无损检测:焊缝射线检测(RT)按 JIS Z 3060 的规定执行,超声波检测(UT)按 JIS Z 3064 的规定执行;表面磁粉 / 渗透检测按 JIS Z 2320-1、JIS Z 2313-1 的规定执行,验收等级见附录 B;
8. 焊缝金相检验:按 JIS G 0552 的规定执行,检验焊缝及热影响区的金相组织,无淬硬组织、裂纹、未焊透等缺陷为合格。
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;
3. 焊缝无损检测不合格的钢管,允许按本标准 7.1 条的规定进行返修,返修后应重新进行无损检测和热处理,合格后方可判定为合格;同一部位返修次数超过 2 次的,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。
9 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,避免损伤钢管基体;
2. 公称口径 100A ~ 200A 的钢管,可采用捆扎挂牌标识,挂牌应与钢管捆绑定,不可分离,标识内容同上;
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 4000mm,钢管两端距端部 300mm 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 G3457:2024;
3. 牌号:STPY370/STPY400/STPY410;
4. 焊接工艺代号:SAW/GMAW/FCAW;
5. 公称口径、壁厚等级 / 公称壁厚;
6. 钢板熔炼炉号 / 生产批次号;
7. 热处理炉号(如有);
8. 制造日期;
9. 检验合格标识。
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 3 道,端部应加装塑料保护帽;
2. 大口径钢管应采用单根包装或托架包装,钢管之间应采用软垫隔离,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塑料保护套,坡口端应加装保护圈,避免端部损伤;
4. 每捆 / 每批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。
10.2 运输
1. 钢管运输过程中应采取防雨、防潮措施,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,避免损伤钢管表面和端部;
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。
10.3 贮存
1. 钢管应贮存在干燥、通风的库房内,避免露天堆放,严禁与腐蚀性介质一同存放;
2. 钢管贮存时应采取防锈措施,两端应封堵,避免管内进水、进杂物;
3. 钢管应按规格、批次、牌号分类堆放,堆放高度不超过 2m,底层应采用垫木架空,离地高度不小于 100mm,避免受潮生锈;
4. 钢管贮存期限超过 6 个月的,出厂前应重新进行外观、尺寸检验,防腐层有损伤的应重新进行防腐处理,合格后方可交付。
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对应;
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;
b) 采购方名称、订单号、合同号;
c) 产品名称、牌号、焊接工艺、公称口径、壁厚、数量、总重量;
d) 本标准号;
e) 钢板原材料熔炼炉号、生产批次号、制造日期、热处理炉号;
f) 化学成分分析结果;
g) 力学性能试验结果(母材 + 焊接接头);
h) 无损检测、水压 / 气压试验结果;
i) 检验结论;
j) 检验日期、检验员签字、制造商检验章。
3. 质量证明书的保存期限不少于 10 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。
A.2 螺纹基本尺寸
表 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 |
100A | 4 | 11 | 113.030 | 23.0 | 32.0 | 42.0 |
125A | 5 | 11 | 138.430 | 25.0 | 35.0 | 45.0 |
150A | 6 | 11 | 163.830 | 28.0 | 38.0 | 48.0 |
A.3 螺纹公差
1. 基准距离公差:±1.0mm;
2. 螺纹有效长度公差:+2.0mm,0mm;
3. 螺纹中径公差:外螺纹 0mm,-0.15mm;
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。
附录 B(规范性) 无损检测验收等级
B.1 焊缝射线检测(RT)验收等级
1. 焊缝射线检测应按 JIS Z 3060 的规定执行,透照方式应保证焊缝全长全覆盖,像质计灵敏度应符合 AB 级要求;
2. 不允许存在的缺陷:裂纹、未焊透、未熔合、条状夹渣;
3. 允许存在的圆形缺陷:单个缺陷最大尺寸不超过 2.0mm,任意 100mm 焊缝长度内缺陷总面积不超过 15mm²,缺陷间距不小于最大缺陷尺寸的 3 倍。
B.2 焊缝超声波检测(UT)验收等级
1. 焊缝超声波检测应按 JIS Z 3064 的规定执行,检测范围应覆盖焊缝及两侧各 10mm 的母材区域;
2. 不允许存在的缺陷:裂纹、未焊透、未熔合,以及波高超过评定线的任何线性缺陷;
3. 单个点状缺陷波高不得超过定量线,任意 100mm 焊缝长度内缺陷数量不超过 5 个。
B.3 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 2320-1、JIS Z 2313-1 的规定执行;
2. 不允许存在的缺陷:裂纹、白点、发纹等线性缺陷,以及尺寸超过 2mm 的圆形缺陷。
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 ±7.5%;
2. 每批次钢管的实际总重量与理论总重量的允许偏差为 ±5%。
附录 D(资料性) 钢管选材与适用工况指南
表 D.1 钢管选材与适用工况推荐表
牌号 | 焊接工艺 | 推荐适用工况 | 不推荐适用工况 | 备注 |
STPY370 | GMAW/SAW | 1. 市政给排水、中水、再生水输送管道; | 1. 设计压力>1.0MPa 的压力管道; | 成本低、焊接性能优异,适用于通用低压、常温工况,是市政工程最常用的牌号 |
STPY400 | SAW/FCAW | 1. 市政低压燃气、集中供热低温热力管道; | 1. 设计压力>2.5MPa 的中高压管道; | 强度与韧性均衡,焊接性能良好,适用于中低压、低温工况 |
STPY410 | SAW/FCAW | 1. 中低压压力管道、工业中温热力管道; | 1. 设计压力>4.0MPa 的高压管道; | 强度高,韧性好,适用于中低压、中温工况,以及重要结构用场景 |
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 G3457:2024;
2. 产品牌号、焊接工艺(SAW/GMAW/FCAW);
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)、坡口角度要求;
5. 定尺长度、非定尺长度的比例要求;
6. 钢管的数量、总重量;
7. 冲击试验、低温性能的专项要求;
8. 无损检测的项目、比例、验收等级要求;
9. 表面处理、防腐涂层的特殊要求;
10. 检验文件类型、质量证明书等级要求;
11. 包装、运输、标识的特殊要求;
12. 其他特殊技术要求(如焊缝数量限制、焊接工艺评定要求等)。
附录 F(资料性) 焊接工艺评定要求
F.1 一般要求
1. 制造商在钢管批量生产前,必须对拟采用的焊接工艺进行评定,评定合格后方可进行生产;
2. 焊接工艺评定应覆盖所有拟采用的焊接方法、母材牌号、壁厚范围、焊接材料、焊接位置、热处理工艺;
3. 焊接工艺评定试验应由熟练焊工按拟定的焊接工艺规程(WPS)完成,试验结果应符合本标准要求。
F.2 评定试验项目
焊接工艺评定应至少完成以下试验项目:
1. 焊接接头拉伸试验;
2. 焊接接头弯曲试验(面弯 + 背弯);
3. 焊缝及热影响区冲击试验(有低温要求时);
4. 焊缝金相检验;
5. 焊缝无损检测(RT/UT)。
F.3 评定有效期
1. 焊接工艺评定合格后,当焊接工艺的重要参数发生变更时,应重新进行评定;
2. 无重要参数变更时,焊接工艺评定长期有效,正常生产每 5 年应重新验证一次。
重要说明
1. 本文件为 JIS G3457:2024《配管用アーク溶接炭素鋼鋼管》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,适配市政、建筑、工业配管工程设计、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、特种设备相关工程等监管类场景,请以日本标准协会发布的官方原版日文标准文本为准。