ASTM A53/A53M-24 (ASME SA-53/SA-53M-24) 

黑色和热浸镀锌焊接和无缝钢管的标准规范

译制单位：管道助手

美国材料与试验协会标准
美国机械工程师协会锅炉及压力容器规范第 II 卷 A 篇
代替 ASTM A53/A53M-22
2024 年 3 月 1 日发布
2024 年 3 月 20 日实施
ASTM International 发布

前言

本标准按照 ASTM 国际标准制定规则起草。
本标准代替 ASTM A53/A53M-22《黑色和热浸镀锌焊接和无缝钢管的标准规范》，与 ASTM A53/A53M-22 相比，主要技术变化如下：

• 更新了部分规范性引用文件；

• 调整了部分尺寸偏差要求；

• 完善了无损检验方法和验收标准；

• 补充了镀锌层质量要求；

• 修订了检验和试验频次规定。

本标准已被美国国防部批准使用。
本标准由 ASTM A01 钢、不锈钢及相关合金委员会管辖，由 A01.09 碳素钢管产品分委员会直接负责。
本标准同时被美国机械工程师协会 (ASME) 采纳为 SA-53/SA-53M-24，适用于锅炉及压力容器规范应用。

1 范围

1.1 本规范涵盖公称管径 (NPS) 1/8 至 NPS 26 [DN 6 至 DN 650] 的无缝和焊接黑色及热浸镀锌钢管，其公称壁厚如表 X2.2 和表 X2.3 所示。允许供应其他尺寸的钢管，前提是此类钢管符合本规范的所有其他要求。提供了可选性质的补充要求，仅当买方指定时适用。

注 1：本规范已用无量纲标记 NPS (公称管道尺寸)[DN (公称直径)] 取代传统术语，如 "公称直径"、"尺寸" 和 "公称尺寸"。
注 2：术语 "公称壁厚" 是为了方便指定而指定的，仅以名义存在，用于将其与实际壁厚区分开来，实际壁厚可能高于或低于公称壁厚。

1.2 本规范涵盖以下类型和等级：

• 1.2.1 F 型 - 炉对接焊接，连续焊接 A 级和 B 级

• 1.2.2 E 型 - 电阻焊接，A 级和 B 级

• 1.2.3 S 型 - 无缝，A 级和 B 级

注 3：有关管类型的定义见附录 X1。

1.3 按本规范订购的钢管适用于机械和压力应用，也适用于蒸汽、水、气体和空气管道的普通用途。它适用于焊接，也适用于卷制、弯曲和翻边等成形操作，但需符合以下条件：

• 1.3.1 F 型钢管不适合翻边。

• 1.3.2 当钢管需要紧密卷制或冷弯时，A 级是首 选等级；然而，这并不禁止 B 级钢管的冷弯。

• 1.3.3 E 型钢管由制造商选择提供非膨胀型或冷膨胀型。

1.4 以 SI 单位或英寸 - 磅单位表示的值应单独视为标准。每个系统中规定的值可能并不完全相同；因此，每个系统应独立使用。组合两个系统的值可能会导致不符合标准。

1.5 以下预防性警告仅适用于本规范的试验方法部分 (第 7、8、9、13、14 和 15 节)：本标准并不旨在解决与其使用相关的所有安全问题 (如果有)。本标准的使用者有责任在使用前建立适当的安全、健康和环境实践，并确定监管要求的适用性。

1.6 本规范的文本包含提供解释性材料的注释或脚注，或两者兼而有之。此类注释和脚注 (不包括表格和图中的注释和脚注) 不包含任何强制性要求。

1.7 本国际标准是根据世界贸易组织技术性贸易壁垒 (TBT) 委员会发布的《关于制定国际标准、指南和建议的原则的决定》中确立的国际公认的标准化原则制定的。

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 (包括所有的修改单) 适用于本文件。

2.1 ASTM 标准

• A90/A90M 钢铁制品上锌或锌合金镀层涂层重量 [质量] 的测试方法

• A370 钢产品机械测试的测试方法和定义

• A530/A530M 专用碳素钢和合金钢管的通用要求规范

• A700 钢铁产品装运的包装、标记和装载方法指南

• A751 钢铁产品化学分析的测试方法和实践

• A865/A865M 钢管接头用黑色或镀锌 (热浸) 焊接或无缝钢制螺纹接头规范

• B6 锌规范

• E29 试验数据中有效数字的使用以确定与规范的符合性

• E213 金属管材的超声波检测实践

• E273 焊接管材焊缝区的超声波检测实践

• E309 使用磁饱和法对钢管产品进行涡流检测的实践

• E570 铁磁钢管产品的漏磁检测实践

• E1806 钢铁化学成分测定的取样实践

2.2 ANSI 标准

• B1.20.1 通用管螺纹

2.3 ASME 标准

• B36.10M 焊接和无缝锻钢管

2.4 军用标准

• MIL-STD-129 装运和储存标记

• MIL-STD-163 钢铁厂产品装运和储存准备

2.5 联邦标准

• Fed. Std. No. 123 装运标记 (民用机构)

• Fed. Std. No. 183 钢铁产品的连续识别标记

2.6 API 标准

• 5B 套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验规范

3 订购信息

3.1 采购订单中应考虑 (如适用) 包括以下信息项目：

• 3.1.1 规范编号 (A53 或 A53M，包括年份)

• 3.1.2 数量 (英尺、米或长度数)

• 3.1.3 等级 (A 或 B)

• 3.1.4 类型 (F、E 或 S；见 1.2)

• 3.1.5 表面处理 (黑色或镀锌)

• 3.1.6 尺寸 (公称 (NPS)[DN] 和重量等级或壁厚等级，或两者兼有；或外径和壁厚，见表 X2.2 和表 X2.3)

• 3.1.7 长度 (特定长度或随机长度，见第 16 节)

• 3.1.8 端部加工 (平端或螺纹，第 11 节)

￮ [3.1.8.1](3.1.8.1) 如需螺纹和接头

￮ [3.1.8.2](3.1.8.2) 如需仅螺纹 (无接头)

￮ [3.1.8.3](3.1.8.3) 如需平端

￮ [3.1.8.4](3.1.8.4) 如需接头拧紧

￮ [3.1.8.5](3.1.8.5) 如需 NPS 2 [DN 50] 及更小规格的锥螺纹接头

• 3.1.9 如需紧密卷制 (见 7.2.2)

• 3.1.10 无缝钢管的无损电气试验 (见 9.2)

• 3.1.11 认证 (见第 20 节)

• 3.1.12 如需端部效应长度报告 (见 9.2.7)

• 3.1.13 标记 (见第 21 节)

• 3.1.14 钢管的最终用途

• 3.1.15 特殊要求

• 3.1.16 如有补充要求

• 3.1.17 如需选择适用的防腐和包装等级以及包装等级 (如果不是规定的或如果适用 MIL-STD-163)(见 22.1)

• 3.1.18 如需包装和包装标记 (见 23.1)

4 材料和制造

4.1 无缝和焊接钢管用钢应采用以下一种或多种工艺制造：平炉、电炉或碱性氧气转炉。

4.2 如果不同等级的钢连续连铸，则需要识别所得的过渡材料。钢铁生产商应通过任何既定程序去除过渡材料，该程序能可靠地分离等级。

4.3 B 级 E 型或 F 型钢管的焊缝在焊接后应进行至少 1000°F [540°C] 的热处理，以确保没有未回火马氏体残留，或以其他方式处理以确保没有未回火马氏体残留。

4.4 当钢管进行冷膨胀时，膨胀量不应超过钢管规定外径的 1.5%。

5 化学成分

5.1 钢的化学成分应符合表 1 的要求，化学分析应按照 A751 测试方法、实践和术语进行。

表 1 化学成分要求
单位为百分比 (%)

A 这五种元素的总含量不应超过 1.00%。
B 每降低 0.01% 的碳含量，允许锰含量增加 0.06%，最高可达 1.35%。
C 每降低 0.01% 的碳含量，允许锰含量增加 0.06%，最高可达 1.65%。

6 产品分析

6.1 买方有权对每批 500 根或不足 500 根的钢管抽取两根进行分析。除光谱分析外，化学分析样品应按照 E1806 实践进行取样。由此测定的化学成分应符合表 1 的要求。

6.2 如果任何一根钢管的分析不符合表 1 的要求，则应从同一批中加倍取样进行分析，每根都应符合规定的要求。

7 力学性能

7.1 拉伸试验

7.1.1 除横向焊缝拉伸试验外，拉伸试验应测定对应于标距长度 0.2% 永 久偏移或标距长度 0.5% 载荷下延伸的屈服强度、抗拉强度以及 2 英寸或 50 毫米标距长度的伸长率，拉伸试验结果应符合表 2 规定的适用拉伸性能要求。

7.1.2 对于横向焊缝拉伸试验，应测定抗拉强度，拉伸试验结果应符合表 2 规定的适用抗拉强度要求。

7.1.3 NPS 8 [DN 200] 及更大规格的电阻焊钢管应使用两个横向试样进行试验，一个取自焊缝处，一个取自焊缝对面。

7.1.4 横向拉伸试样在标距长度内的宽度应约为 1.5 英寸 [38 毫米]，并应代表所取钢管的全壁厚。

表 2 拉伸性能要求

A 2 英寸 [50 毫米] 的最小伸长率应按以下公式确定：

式中：

•  = 2 英寸或 50 毫米的最小伸长率，%，四舍五入至最接近的整数

•  = 拉伸试样的横截面积，取 0.75 英寸 ²[500 毫米 ²] 和根据钢管规定外径或拉伸试样公称宽度和规定壁厚计算的横截面积中的较小值，计算值四舍五入至最接近的 0.01 英寸 ²[1 毫米 ²]

•  = 规定的最小抗拉强度，psi [MPa]

B 各种拉伸试样尺寸和规定最小抗拉强度组合所需的最小伸长率值见表 X4.1 或表 X4.2 (视适用情况而定)。

7.2 弯曲试验

7.2.1 对于 NPS 2 [DN 50] 及更小规格的钢管，足够长度的钢管应能在圆柱形心轴上冷弯 90°，心轴直径为钢管规定外径的 12 倍，弯曲后任何部位不得出现裂纹，焊缝不得开裂。

7.2.2 如果订购用于紧密卷制，钢管应能在圆柱形心轴上冷弯 180°，心轴直径为钢管规定外径的 8 倍，弯曲后不得失效。

7.2.3 NPS 1¼ [DN 32] 以上的特厚钢管无需进行弯曲试验。

7.3 压扁试验

7.3.1 压扁试验应在 NPS 2 [DN 50] 以上的加厚及更轻重量的焊接钢管上进行。

7.3.2 无缝钢管：

• [7.3.2.1](7.3.2.1) 虽然不要求进行试验，但如果进行试验，钢管应能满足补充要求 S1 的压扁试验要求。

7.3.3 E 型 A 级和 B 级以及 F 型 B 级钢管：

• [7.3.3.1](7.3.3.1) 长度至少为 4 英寸 [100 毫米] 的试样应在平行板之间冷压三步，焊缝位置根据 [7.3.3.2](7.3.3.2) 或 [7.3.3.3](7.3.3.3) 的要求与力的方向成 0° 或 90°。第 一步是焊缝延性试验，除 7.3.5、7.3.6 和 7.3.7 允许的情况外，在板间距离小于钢管规定外径的三分之二之前，焊缝内外表面不得出现裂纹或断裂。第二步是焊缝以外部位的延性试验，除 7.3.6 和 7.3.7 允许的情况外，在板间距离小于钢管规定外径的三分之一但不小于钢管规定壁厚的五倍之前，焊缝以外的内外表面不得出现裂纹或断裂。第三步是致密性试验，继续压扁直至试样断裂或相对管壁接触。压扁试验中发现的分层或不致密材料或未焊透现象应作为拒收的理由。

• [7.3.3.2](7.3.3.2) 对于单根长度生产的钢管，[7.3.3.1](7.3.3.1) 规定的压扁试验应使用从每根试验钢管一端截取的试样进行，焊缝位置与力的方向成 0°。

• [7.3.3.3](7.3.3.3) 对于连续生产并随后切割成单根长度的钢管，[7.3.3.1](7.3.3.1) 规定的压扁试验应使用从每根试验钢管一端截取的两个试样进行，一个试样焊缝位置与力的方向成 0°，另一个成 90°。

7.3.4 F 型 A 级钢管：

• [7.3.4.1](7.3.4.1) 长度至少为 4 英寸 [100 毫米] 的试样应在平行板之间冷压，焊缝位置与力的方向成 90°。在板间距离小于钢管规定外径的三分之二之前，焊缝内外表面不得出现裂纹或断裂。继续压扁直至相对管壁接触，压扁过程中不得出现分层或金属过烧现象。

7.3.5 对于壁厚大于 0.500 英寸 [12.7 毫米] 的钢管，在压扁试验的第 一步中，当板间距离小于钢管规定外径的三分之二但不小于钢管规定壁厚的三倍时，焊缝处允许出现微小裂纹。

7.3.6 在压扁试验的任何步骤中，允许出现深度不超过 0.03 英寸 [0.8 毫米] 的微小表面裂纹。

7.3.7 在压扁试验的任何步骤中，允许出现因表面缺陷引起的裂纹，只要这些缺陷的深度不超过规定壁厚的 12.5%。

8 静水压试验

8.1 每根钢管都应进行静水压试验，试验压力不应低于表 3A (平端钢管) 或表 3B (螺纹和接头钢管) 的规定，试验过程中不得有渗漏现象。

8.2 静水压试验压力应按以下公式计算，但 NPS 3 [DN 80] 及更小规格的钢管最大试验压力不应超过 2500 psi [17.2 MPa]，所有大于 NPS 3 [DN 80] 的钢管最大试验压力不应超过 2800 psi [19.3 MPa]。这并不禁止制造商选择在更高压力下进行试验。

式中：

•  = 静水压试验压力，psi [MPa]

•  = 环向应力，对于 A 级钢管为 24000 psi [165 MPa]，对于 B 级钢管为 30000 psi [205 MPa]

•  = 钢管规定壁厚，英寸 [毫米]

•  = 钢管规定外径，英寸 [毫米]

8.3 所有规格的无缝和电阻焊钢管的静水压试验压力保持时间不应少于 5 秒。

8.4 经供需双方协商，并在合同中注明，静水压试验可用无损检验代替，仲裁时以静水压试验为准。

9 无损检验

9.1 焊接钢管的无损检验

9.1.1 每根焊接钢管都应进行无损检验，以检测焊缝和管体中的缺陷。无损检验方法可采用涡流检验、超声波检验或漏磁检验。

9.1.2 无损检验应按照适用的 ASTM 标准进行：

• 涡流检验：E309

• 超声波检验：E213 和 E273

• 漏磁检验：E570

9.1.3 无损检验的验收标准应符合以下要求：

• 任何导致信号幅度等于或大于校准孔信号幅度的缺陷都应视为不合格。

• 校准孔的尺寸应符合表 4 的规定。

表 4 无损检验校准孔尺寸

9.2 无缝钢管的无损检验

9.2.1 除非买方在合同中另有规定，否则无缝钢管无需进行无损检验。

9.2.2 如果买方要求进行无损检验，应采用涡流检验、超声波检验或漏磁检验中的一种或多种方法。

9.2.3 无损检验应按照适用的 ASTM 标准进行：

• 涡流检验：E309

• 超声波检验：E213

• 漏磁检验：E570

9.2.4 无损检验的验收标准应与 9.1.3 规定的焊接钢管验收标准相同。

9.2.5 对于 NPS 8 [DN 200] 及更大规格的无缝钢管，如果采用超声波检验，还应进行分层检测。

9.2.6 分层检测的验收标准：不允许有横向尺寸超过 6.4 毫米的分层。

9.2.7 如果买方要求，制造商应报告无损检验设备的端部效应长度。

10 表面质量

10.1 钢管表面不应有裂缝、结疤、折叠、分层以及其他深度超过公称壁厚下偏差的缺陷。对无法判明深度的缺陷，应采用修磨法完全清除后进行测量。

10.2 钢管管壁上不应有深度超过 6.4 毫米的摔坑。摔坑长度在任何方向不应超过 0.5D。凹陷部分带有尖锐划伤时，凹陷深度不应超过 3.2 毫米。当凹陷部分带有尖锐划伤时，应将尖锐划伤磨去，但磨后的凹坑深度和长度应符合本条规定。

注：摔坑深度指凹陷处最 低点与钢管原始轮廓延伸部分之间的距离。

10.3 焊缝表面应光滑，不应有裂纹、未焊透、焊瘤和飞溅。焊缝余高不应超过 1.6 毫米。

10.4 镀锌钢管的镀锌层应均匀、连续，不应有漏镀、起皮和鼓泡等缺陷。镀锌层的平均重量不应小于 1.8 盎司 / 平方英尺 [550 克 / 平方米]。

11 端部加工

11.1 钢管端部应为平端，切斜不应超过 1.6 毫米，且不应有切口毛刺。

11.2 除非买方另有规定，否则壁厚大于等于 3.2 毫米的钢管端面应加工焊接坡口。坡口角度为 30°，上偏差为 + 5°，下偏差为 0°，钝边为 1.6 毫米 ±0.8 毫米，以钢管轴线的垂线为基准测量坡口角。

11.3 经供需双方协商，钢管可以其他角度坡口或平头交货。

11.4 如果买方要求，钢管可以螺纹端交货。螺纹应符合 ANSI B1.20.1 的规定。

11.5 螺纹端钢管应配有接头。接头应符合 A865/A865M 的规定。

12 尺寸、外形及质量

12.1 外径和壁厚

12.1.1 钢管的公称外径和公称壁厚应符合 ASME B36.10M 的规定。

12.1.2 钢管外径偏差应符合表 5 的要求。

表 5 钢管外径偏差
单位为毫米

12.1.3 钢管壁厚偏差应符合表 6 的要求。

表 6 钢管壁厚偏差
单位为毫米

12.2 长度

12.2.1 钢管通常长度为 5 米～12 米。经供需双方协商，可供应其他长度的钢管。

12.2.2 钢管定尺长度应在通常长度范围内，定尺长度的极限偏差为 ±300 毫米。

12.2.3 钢管倍尺长度应在通常长度范围内，每个倍尺长度应留 5 毫米～15 毫米的切口余量。

12.3 不圆度

在管端 100 毫米长度范围内，钢管不圆度应不大于 2%。采用能够测量最大和最小外径的卡尺、杆规或其他测量工具测量。应在钢管不受外力状态下测量不圆度。

注：不圆度指同一横截面上的最大实测外径和最小实测外径的差值，相对于公称外径的百分比。

12.4 直度

公称外径 D<114.3 毫米的钢管应具有不影响使用的直度。公称外径 D≥114.3 毫米钢管的全长相对于直线的总偏离不应超过 0.002L (即 0.2% L)。

12.5 质量

12.5.1 钢管单位长度质量应按以下公式计算：

式中：

•  = 钢管单位长度质量，千克 / 米 (kg/m)

•  = 钢管公称外径，毫米 (mm)

•  = 钢管公称壁厚，毫米 (mm)

12.5.2 本标准范围内的钢管既可按理论质量交货，也可按实际质量交货。交货方式由供需双方协商，并在合同中注明。

13 检验和试验方法

13.1 化学成分分析

化学成分分析应按照 A751 或 GB/T 223 系列标准的相关部分规定进行。如有争议，应以湿法分析结果为准。

13.2 拉伸试验

拉伸试验应按照 A370 的要求进行，试验温度为室温。

13.3 弯曲试验

弯曲试验方法应按照 A370 的相关规定进行。

13.4 压扁试验

压扁试验方法应按照 A370 的相关规定进行。

13.5 静水压试验

静水压试验方法应按照 A530/A530M 的要求进行。

13.6 无损检验

无损检验方法应按照第 9 章规定的适用 ASTM 标准进行。

14 检验规则

14.1 表面和尺寸检验

应逐根检查钢管表面质量和尺寸。

14.2 化学成分分析

每一熔炼炉的钢管应抽取一个试样进行化学分析。

14.3 拉伸试验

拉伸试验应以同一工作班 (不超过 8 小时) 生产的同一钢级、同一规格、同一焊接工艺、同一热处理工艺 (如适用) 的钢管为一检验批，每批抽一根钢管取一个试样进行试验。

14.4 弯曲试验

弯曲试验应以同一工作班 (不超过 8 小时) 生产的同一钢级、同一规格、同一焊接工艺、同一热处理工艺 (如适用) 的钢管为一检验批，每批抽一根钢管取一个试样进行试验。

14.5 压扁试验

压扁试验应以同一工作班 (不超过 8 小时) 生产的同一钢级、同一规格、同一焊接工艺、同一热处理工艺 (如适用) 的钢管为一检验批，每批抽一根钢管取两个试样进行试验 (焊缝分别置于与施力方向成 0° 和 90° 两个位置)。

14.6 静水压试验

应逐根进行静水压试验。

14.7 无损检验

应逐根进行无损检验 (无缝钢管除外，除非买方要求)。

14.8 复验

如果任何一项试验结果不符合本标准的要求，应从同批钢管中另取两个试样进行复验。如果复验结果均合格，则除初验不合格的钢管外，该批钢管可判合格；如果复验结果中有一个或两个不合格，则该批钢管应判不合格。

15 涂层、标志和质量证明书

15.1 涂层

15.1.1 黑色钢管表面应涂敷防锈漆或其他防腐涂层。经供需双方协商，也可不涂敷涂层。

15.1.2 镀锌钢管表面应进行热浸镀锌处理，镀锌层质量应符合第 10.4 条的要求。

15.1.3 涂层应均匀、牢固，不应有气泡、剥落、流挂等缺陷。

15.2 标志

15.2.1 每根钢管应在距管端不大于 500 毫米处清晰地标志下列内容：

• a) 制造厂名称或商标

• b) 标准号 (ASTM A53/A53M-24 或 ASME SA-53/SA-53M-24)

• c) 钢级 (A 或 B)

• d) 类型 (F、E 或 S)

• e) 公称外径和公称壁厚

• f) 批号或炉号

• g) 生产日期

15.2.2 标志应采用不褪色的涂料喷涂或打钢印。打钢印时，钢印深度不应超过钢管公称壁厚的 10%，且不应使钢管产生裂纹。

15.2.3 成捆交货的钢管，每捆应挂有不少于两个标牌，标牌上应标明：

• a) 制造厂名称或商标

• b) 标准号 (ASTM A53/A53M-24 或 ASME SA-53/SA-53M-24)

• c) 钢级 (A 或 B)

• d) 类型 (F、E 或 S)

• e) 公称外径和公称壁厚

• f) 批号或炉号

• g) 根数和质量

• h) 生产日期

15.3 质量证明书

每批钢管交货时应附有质量证明书，质量证明书应包括下列内容：

• a) 制造厂名称和地址

• b) 订货合同号

• c) 标准号 (ASTM A53/A53M-24 或 ASME SA-53/SA-53M-24)

• d) 钢级 (A 或 B)

• e) 类型 (F、E 或 S)

• f) 公称外径和公称壁厚

• g) 批号或炉号

• h) 交货状态

• i) 数量和质量

• j) 各项检验和试验结果

• k) 制造厂质量检验部门的印章和检验员签字

• l) 生产日期