JIS G3458:2024-标准文件
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JIS G3458:2024 低温配管用合金鋼鋼管(低温配管用合金钢管)

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 G3458:2015《低温配管用合金鋼鋼管》,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)、日本高压气体保安协会、日本配管协会(JPI)、日本冷冻空调工业协会
官方语言:日文,本文件为规范工程用中文译本
俗称STPL低温合金钢管,是日本低温承压配管用镍系合金无缝钢管的核心标准
适用范围:本标准规定了液化天然气(LNG)、液化石油气(LPG)、低温工业气体、冷冻设备、化工低温装置等行业低温承压管道系统用合金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≤16.0MPa、设计温度-100℃ ~ 常温的低温流体输送场景

 

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 G3458:2015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,补充了大口径厚壁低温无缝钢管的尺寸、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、低温冲击试验、无损检测系列标准;

3. 修订了钢管化学成分限值,收紧了磷、硫、氧、氮、氢有害元素的上限,优化了镍元素的含量范围,提升低温冲击韧性的批次稳定性;

4. 完善了钢管力学性能要求,细化了不同壁厚、不同牌号钢管的低温冲击性能指标,明确了不同最 低设计温度对应的冲击试验温度和强制验收值;

5. 优化了热处理技术要求,明确了不同牌号钢管的淬火+回火(调质)强制热处理制度,补充了回火保温时间、冷却速度的专项规范,保证金相组织均匀和低温韧性;

6. 修订了钢管尺寸公差体系,收紧了低温用钢管的外径、壁厚、圆度、直度公差要求,与ISO 9329-3:2022国际标准实现兼容;

7. 完善了无损检测的验收规则,明确了低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,补充了表面缺口类缺陷的严格验收要求;

8. 新增了钢管低温疲劳性能、焊接接头低温性能的资料性附录,补充了不同低温工况下的设计选型指南;

9. 修订了产品标识规则,新增了溯源二维码标识要求,完善了低温钢管的最 低适用温度、热处理炉号、材料炉号的强制标识规范;

10. 补充了钢管重量计算、低温工况选材指南、订货信息指南、低温钢焊接工艺评定规范的资料性附录,适配低温工程设计、采购、监造的实际需求。
本标准为日本国 家级通用标准,是日本低温承压管道工程设计、采购、制造、检验的强制技术依据,同时符合日本高压气体保安法、冷冻保安规则、锅炉及压力容器安全规则的相关要求。

 

范围

1.1 本文件规定了低温配管用合金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) 液化天然气(LNG)、液化石油气(LPG)的装卸、储存、输送低温管道;
b) 液氮、液氧、液氩等低温工业气体的输送与储存配套管道;
c) 化工、石化行业低温分离、冷冻装置配套承压管道;
d) 食品冷冻、冷链仓储配套低温承压管道;
e) 船舶LNG燃料系统配套低温管道;
f) 其他低温、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,其中坡口端为低温承压工况主流端部形式。
1.4 本标准不适用范围:
a) 常温中高压管道(适用JIS G3454JIS G3455);
b) 高温高压管道(适用JIS G3456);
c) 锅炉、过热器专用受热面钢管;
d) 不锈钢钢管、低温用铝合金管、铜管;
e) 焊接钢管(低温焊接钢管适用JIS G3447);
f) 石油天然气长输管线专用钢管;
g) 普通给排水、低压常温流体输送用钢管。

 

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 0551 钢的晶粒度测定方法

 JIS G 0552 钢的显微组织检验方法

 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 1部分:总则

 JIS Z 2320-1 无损检测 磁粉检测 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 3312 碳钢及低合金钢用熔化极气体保护焊实心焊丝

 JIS Z 3313 碳钢及低合金钢用药芯焊丝

 JIS Z 3604 钢结构焊接工艺评定方法

 ISO 9329-3:2022 压力用途无缝钢管 3部分:规定低温性能的合金钢管

 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 0203JIS Z 3604界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

1. 低温配管用合金钢管 alloy steel pipe for low temperature piping:以镍系低合金镇静钢为原材料,经热轧穿孔、冷轧/冷拔工艺制成的无缝钢管,经调质热处理后具备优异的低温冲击韧性,用于低温承压流体输送,核心牌号为STPL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,是低温钢管承压能力和抗低温脆断设计的核心参数。

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,适用于公称口径≥50A的中大通径低温工况。

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,适用于所有公称口径,优先用于小通径、厚壁、高精度要求的低温工况。

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的低压辅助低温管道,设计压力≥1.0MPa工况禁用。

7. 坡口端 bevel end (BE):钢管端部加工有焊接坡口,适用于低温承压对接焊接连接,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的常温~-20℃低压辅助低温管道,设计温度≤-40℃工况禁用。

9. 调质处理 quenching and tempering:由淬火+回火组成的最终热处理工艺,是低温钢管获得均匀金相组织和稳定低温韧性的强制工艺。

10. 低温冲击韧性 low temperature impact toughness:材料在低温下抵抗冲击载荷的能力,以夏比V型缺口冲击试验的冲击功表示,是低温钢管的核心验收指标。

11. 韧脆转变温度 ductile-brittle transition temperature:材料由韧性状态转变为脆性状态的温度区间,是低温钢管选材的核心依据。

12.  batch:同牌号、同公称口径、同壁厚、同制造工艺、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。

 

分类和牌号

4.1 牌号

本标准钢管按最 低适用设计温度和力学性能分为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

低适用设计温度

核心适用工况

推荐设计压力上限

可选制造工艺

STPL380

-45℃

液化石油气、冷冻设备、-45℃以上低温低压管道

10.0MPa

热轧、冷轧/冷拔

STPL450

-60℃

液氮、液氧储运、化工低温装置、-60℃以上低温中压管道

16.0MPa

热轧、冷轧/冷拔

STPL480

-80℃

LNG储运、低温工业气体管道、-80℃以上低温高压管道

16.0MPa

热轧、冷轧/冷拔

STPL520

-100℃

LNG船舶燃料系统、超低温工业装置、-100℃以上低温高压管道

16.0MPa

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 ~ 600A的中大通径低温工况;

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,适用于公称口径10A ~ 600A的所有规格,优先用于小通径、厚壁、高精度低温工况。

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

低温承压对接焊接(主流形式)

TE

螺纹端

10A ~ 100A

常温~-20℃低压辅助管路、仪表管道

 

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Sch40Sch80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5000mm6000mm9000mm12000mm,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%,设计温度≤-60℃的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±0.5mm;壁厚<6mm的钢管可采用25°~30°单边坡口,坡口必须采用机械加工,严禁火焰切割,避免产生热影响区和微裂纹。

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D
2Sch20Sch30Sch60Sch120壁厚系列可按订货协议要求生产,尺寸符合ISO 9329-3:2022的规定;
3:设计温度≤-80℃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±1.5mm

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≤-60℃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1.5mm

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)、深度脱氧、脱硫、脱气处理,严格控制氢、氧、氮含量,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,奥氏体晶粒度不低于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,%

元素

STPL380

STPL450

STPL480

STPL520

C

≤0.18

≤0.18

≤0.18

≤0.18

Si

0.15~0.35

0.15~0.35

0.15~0.35

0.15~0.35

Mn

0.40~1.20

0.40~1.20

0.40~1.20

0.40~1.20

Ni

0.30~0.80

1.50~2.00

2.00~2.75

3.25~3.75

P ≤

0.020

0.020

0.015

0.015

S ≤

0.015

0.015

0.010

0.010

Pb ≤

0.010

0.010

0.010

0.010

Cd ≤

0.005

0.005

0.005

0.005

As ≤

0.010

0.010

0.010

0.010

H ≤

0.0002

0.0002

0.0002

0.0002

N ≤

0.008

0.008

0.008

0.008

1:经采购方同意,可添加微量NbVTi等合金元素细化晶粒,提升低温韧性,添加元素含量应在质量证明书中明确;
2:残余元素Cr≤0.20%Mo≤0.10%Cu≤0.25%,残余元素总量≤0.50%
3:用于焊接工况的钢管,碳当量CEV≤0.40%,碳当量计算公式为CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15

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5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

STPL380

STPL450

STPL480

STPL520

抗拉强度Rm

380MPa ~ 510MPa

450MPa ~ 580MPa

480MPa ~ 610MPa

520MPa ~ 650MPa

屈服强度Rp0.2 ≥

235MPa

275MPa

305MPa

345MPa

断后伸长率A

公称壁厚t5mm≥25%

公称壁厚t5mm≥24%

公称壁厚t5mm≥24%

公称壁厚t5mm≥22%

公称壁厚5mm≤t8mm≥30%

公称壁厚5mm≤t8mm≥28%

公称壁厚5mm≤t8mm≥28%

公称壁厚5mm≤t8mm≥26%

公称壁厚t≥8mm≥35%

公称壁厚t≥8mm≥32%

公称壁厚t≥8mm≥32%

公称壁厚t≥8mm≥30%

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=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

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:壁厚≥20mm的钢管,可免做弯曲试验,仅需完成拉伸、压扁试验。

6.3.2 低温冲击性能

所有牌号钢管必须进行夏比V型缺口冲击试验,试验温度为对应牌号的最 低适用设计温度,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%,且不得低于表中单个最小值。

钢管低温冲击性能要求

牌号

试验温度

公称壁厚t mm

3个试样平均冲击功KV2 ≥ J

单个试样冲击功最小值 ≥ J

STPL380

-45℃

8

24

17

≥8

27

19

STPL450

-60℃

8

27

19

≥8

31

22

STPL480

-80℃

8

31

22

≥8

35

25

STPL520

-100℃

8

35

25

≥8

40

28

注:经采购方要求,可降低试验温度,冲击功指标应在订货协议中明确。

6.4 热处理要求

1. 所有牌号钢管必须进行最终调质热处理(淬火+回火),热处理制度应符合表7的规定,保证钢管的金相组织为均匀的回火索氏体,无带状组织、魏氏组织等有害组织,奥氏体晶粒度不低于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、正火处理替代调质热处理,所有低温用钢管必须经过完整的淬火+回火热处理。

钢管热处理制度

牌号

热处理类型

淬火加热温度

回火加热温度

保温时间

冷却方式

STPL380

淬火+回火

880℃~930℃

600℃~680℃

淬火:壁厚每25mm保温20min,最小≥30min
回火:壁厚每25mm保温30min,最小≥60min

淬火水冷/油冷,回火空冷/炉冷

STPL450

淬火+回火

870℃~920℃

610℃~690℃

淬火:壁厚每25mm保温20min,最小≥30min
回火:壁厚每25mm保温30min,最小≥60min

淬火水冷/油冷,回火空冷/炉冷

STPL480

淬火+回火

860℃~910℃

620℃~700℃

淬火:壁厚每25mm保温20min,最小≥30min
回火:壁厚每25mm保温30min,最小≥60min

淬火水冷/油冷,回火空冷/炉冷

STPL520

淬火+回火

850℃~900℃

630℃~710℃

淬火:壁厚每25mm保温20min,最小≥30min
回火:壁厚每25mm保温30min,最小≥60min

淬火水冷/油冷,回火空冷/炉冷

注:回火保温时间不得低于60min,确保组织均匀、内应力充分消除。

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20MPa,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. 钢管应采用符合要求的优质合金圆钢为原材料,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,表面不得有尖锐缺口、划痕,防止低温工况下应力集中导致脆断;

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,低温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10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、表面划伤。

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,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,缺陷处不得有尖锐棱角;

3. 可根据订货协议要求,对钢管进行喷砂除锈、涂漆、环氧涂层等防腐处理,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,低温工况用防腐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、高压气体安全部门有要求时;
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LNG、易燃易爆、有毒低温介质的钢管,每批次数量不得超过20根。

8.3 检验项目与取样规则

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

母材拉伸试验

每批次1组,2根试样

钢管纵向,钢管两端各1

低温冲击试验

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

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/晶粒度检验

每批次1组,2根试样

钢管纵向,远离端部部位

焊接接头低温性能试验

按订货协议

钢管焊接接头部位

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. 低温冲击试验: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,试样冷却温度偏差控制在±1℃以内,保温时间不少于30min

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. 水压/气压试验:按本标准6.5条的规定执行;

7. 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C

8. 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、低温冲击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、激光打标,严禁采用冷冲钢印、尖锐工具打标,避免产生应力集中和缺口,导致低温脆断;

2. 公称口径10A ~ 40A的钢管,必须采用单根挂牌标识,挂牌应与钢管绑定,不可分离,严禁仅采用捆扎挂牌,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 G3458:2024

3. 牌号:STPL380/STPL450/STPL480/STPL520

4.  适用设计温度;

5. 制造工艺代号:H/C

6. 公称口径、壁厚等级/公称壁厚;

7. 熔炼炉号/生产批次号;

8. 热处理炉号;

9. 制造日期;

10. 检验合格标识、检验员代号。

 

10 包装、运输、贮存

10.1 包装

1. 小口径钢管可采用单根包裹防锈纸后捆扎包装,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;

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、划伤表面和坡口;

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、表面划伤。

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. 装卸过程中应采用宽幅软吊带,严禁直接用钢丝绳吊装,严禁抛摔、撞击、拖拽钢管,避免钢管表面产生划痕、凹坑、缺口等缺陷;

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. 低温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、尖锐物品一同存放;

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低温冲击试验,合格后方可交付;

6. 钢管贮存期限超过24个月的,不得直接用于低温承压工况,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、高压气体相关制造资质编号;
b) 采购方名称、订单号、合同号、交货日期;
c) 产品名称、牌号、最 低适用设计温度、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、热处理制度及温度-时间曲线;
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、弯曲、压扁试验);
h) 低温冲击试验结果(试验温度、每个试样的冲击功、平均值);
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,仅适用于-20℃以上、设计压力≤1.0MPa的低压辅助管路。

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. 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) 低温冲击试验补充要求

B.1 试样要求

1. 冲击试样应采用JIS Z 2242规定的V型缺口标准试样,试样尺寸为10mm×10mm×55mm

2. 钢管壁厚<10mm时,可采用小尺寸试样,优先采用7.5mm×10mm×55mm5mm×10mm×55mm试样,小尺寸试样的冲击功验收值应按试样宽度比例折算;

3. 试样缺口应垂直于钢管外表面,缺口轴线应与钢管轧制方向一致。

B.2 试验温度控制

1. 试样冷却应采用低温恒温槽,冷却介质应选用无水乙醇+液氮、或对应低温介质,不得直接采用液氮冷却,避免试样过冷;

2. 试样在试验温度下的保温时间不少于30min,试验过程中温度偏差不得超过±1℃

3. 试样从低温槽取出到冲击完成的时间不得超过5s,避免试样温度回升。

B.3 结果判定

1. 3个试样的平均冲击功应符合表6的规定,单个试样的冲击功不得低于平均值的70%,且不得低于表中单个最小值;

2. 若有1个试样的冲击功低于单个最小值,但不低于最小值的80%,且平均值符合要求,可从同批次钢管中再取3个试样进行复验,6个试样的平均冲击功符合要求,且低于单个最小值的试样不超过2个,可判定为合格;

3. 复验仍不符合要求的,判定该批次不合格。

 

附录C(规范性) 无损检测验收等级

C.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。

C.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D(资料性) 钢管重量计算方法

D.1 钢管理论重量计算

钢管的理论重量按式(D.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。

D.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E(资料性) 钢管选材与适用工况指南

E.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

STPL380

热轧/冷拔

1. 液化石油气(LPG)储运、装卸管道;
2. -45℃以上冷冻设备、冷库配套管道;
3. 化工低温分离装置低压管道;
4. 一般低温工业气体输送管道

1. 设计温度≤-45℃的超低温工况;
2. 设计压力>10.0MPa的超高压管道;
3. LNG、液氧等深冷介质管道;
4. 强腐蚀性介质管道

成本适中,焊接性能优异,适用于-45℃以上中低压低温工况

STPL450

热轧/冷拔

1. 液氮、液氧、液氩储运配套管道;
2. -60℃以上化工低温装置中压管道;
3. 食品冷冻、冷链仓储配套高压管道;
4. 低温工业气体充装站管道

1. 设计温度≤-60℃的深冷工况;
2. 设计压力>16.0MPa的超高压管道;
3. LNG-80℃以下深冷介质管道;
4. 强腐蚀性介质管道

低温韧性优异,焊接性能良好,是-60℃低温工况的主流牌号

STPL480

热轧/冷拔

1. 陆上LNG接收站、储运站配套管道;
2. -80℃以上低温工业气体高压管道;
3. 化工深冷分离装置高压管道;
4. LNG槽车装卸管道

1. 设计温度≤-80℃的超深冷工况;
2. 设计压力>16.0MPa的超高压管道;
3. -100℃以下超低温介质管道;
4. 强腐蚀性介质管道

深冷韧性优异,适用于LNG-80℃深冷高压工况

STPL520

热轧/冷拔

1. LNG船舶燃料系统配套管道;
2. -100℃以上超低温工业装置高压管道;
3. 航空航天低温配套管道;
4. 超低温实验室配套承压管道

1. 设计温度≤-100℃的极低温工况;
2. 强腐蚀性介质管道;
3. 常温低压通用管道;
4. 焊接性能要求极高的薄壁管道

超低温韧性优异,适用于-100℃超低温高压工况,必须严格控制焊接工艺

 

附录F(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 G3458:2024

2. 产品牌号、最 低适用设计温度、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. 低温冲击试验温度、冲击功的专项要求;

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、焊接工艺评定要求、水压试验压力等)。

 

附录G(资料性) 低温钢焊接工艺评定要求

G.1 一般要求

1. 制造商及施工单位在低温钢管焊接施工前,必须对拟采用的焊接工艺进行评定,评定合格后方可进行焊接施工;

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、预热及焊后热处理工艺;

3. 焊接工艺评定试验应由持证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。

G.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. 焊缝及热影响区低温冲击试验(试验温度不高于钢管最 低适用设计温度);

4. 焊缝金相检验;

5. 焊缝无损检测(RT/UT)。

G.3 评定验收要求

1. 焊接接头拉伸试验的抗拉强度不得低于母材标准下限值,断裂位置应位于母材;

2. 焊接接头弯曲试验弯曲角度180°,弯曲后无裂纹、无开裂为合格;

3. 焊缝及热影响区的低温冲击功平均值不得低于母材标准要求的70%,单个试样冲击功不得低于平均值的70%

4. 焊缝金相组织无淬硬组织、裂纹、未焊透、未熔合等缺陷为合格;

5. 焊缝无损检测应符合附录C的验收要求。

G.4 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3年应重新验证一次。

附录JA(规范性) 不同温度下的许用应力表

JA.1 钢管不同温度下的许用应力最 低值(单位:MPa

牌号

常温

-20℃

-40℃

-45℃

-60℃

-80℃

-100℃

STPL380

118

118

118

118

108

98

-

STPL450

138

138

138

138

138

127

-

STPL480

153

153

153

153

153

153

142

STPL520

173

173

173

173

173

173

173

注:许用应力按安全系数3.0计算,设计时应结合具体工况的载荷、腐蚀余量、焊接接头系数进行修正。

重要说明

1. 本文件为JIS G3458:2024《低温配管用合金鋼鋼管》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,适配低温工程设计、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、LNG工程、高压气体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。