结构用焊接异型钢管 编制说明

11工作概况1.1任务来源根据国家标准化管理委员会国标委发【2023】63号文“国家标准化管理委员会关于下达2023年第四批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知”要求，《结构用焊接异型钢管》的制定任务由浙江德威不锈钢管业股份有限公司、冶金工业信息标准研究院等单位承担。本项目是制定项目，项目编号为20232258-T-605，项目完成时间为2025年6月。1.2标准化对象简要情况本标准化的对象为结构用焊接异型钢管。结构用焊接异型钢管是钢材经过金属成型加工成的异型钢管产品，是建筑、桥梁、机械、车辆、船舶、交通设施和体育器材等结构用关键基础材料。我国钢铁产业是国民经济的重要基础产业，产量已多年居世界第一，而我国是一个发展中的大国，在经济发展的相当长时期内钢铁需求较大，但钢铁产业的技术水平和物耗与国际先进水平相比还有差距，其中不锈钢消费量占钢材总量的比重仅为发达国家的一半。不锈钢材料因具有较高的强度、较好的塑性和耐腐蚀性能，并且可以100%回收利用，符合环保、节能、节约资源的国家战略，已经被广泛应用于建筑结构、临海建筑物结构、桥梁、光伏等各个领域。在国家政策鼓励扩大不锈钢的应用领域的推动下，我国不锈钢产业近年来取得快速发展，不锈钢不但具有优于碳素钢的力学性能，而且在耐腐蚀、耐久性等方面具有明显的优势，在全生命周期内具有优异的经济性，在某些腐蚀领域只能采用不锈钢代替普通碳钢等材料，不仅有利于提升产品服役周期，也有利于节省资源，其应用也将越来越广泛，因此，近年来不锈钢焊接异型钢管产品市场需求也越来越旺盛。国外，美国材料与试验协会制定了ASTMA500/A500M-23《圆钢和型钢的冷成形焊接与无缝碳钢结构管用标准规范》，该标准为碳钢钢管的标准；日本制定了JISG3466:2015《一般结构用方形和矩形钢管》，适用于热镀锌、电镀锌、热镀铝、热镀锌-5%铝合金材料。国内，在碳素结构钢、低合金钢等方面均制定了相应的异型钢管国家标准和行业标准，如GB/T3094-2012《冷拔异型钢管》、GB/T26080-2010《塔机用冷弯矩形管》等，这些标准在材质、技术要求、试验方法等方面均没有不锈钢材料，无法适用于不锈钢异型管的制造及检验；国内YB/T5363-2016《装饰用焊接不锈钢管》中有涉及不锈钢异型钢管，其主要用途为装饰用管，在产品材质、组距范围和检测要求等方面存在很大的局限性，对应用范围、产品质量和使用可靠性方面存在不足，不能引导行业产品向高质量发展。随着国内外不同领域、不同材料的产品标准日趋完善，但针对结构用不锈钢焊接异型钢管暂无国家标准来规范，给设计单位、生产制造企业、以及用户带来诸多不便。为了规范不锈钢焊接异型钢管的制造，在碳素钢、低合金钢管的基础上，明确不锈钢焊接异型钢管技术要求以及试验2方法等，填补国家技术标准空白，制定适用于结构用不锈钢焊接异型钢管和碳钢管国家标准迫在眉睫。焊接异型钢管国家标准的制定，将规范产品制造，提升产品质量，引导企业向高质量发展，提升我国产品与国际接轨，推动行业技术进步，对规范和引领产业的发展具有重要意义，同时，不锈钢材料可循环利用，对减少生态环境破坏和碳排放，促进建筑业绿色低碳发展，具有重要的生态、经济和社会意义。截止目前，国内外仍没有类似的不锈钢焊接异型钢管产品标准，由于国家标准的缺失，导致各生产企业的技术要求无法统一，给生产企业、设计单位及客户的实际应用带来很多困难，也不利于产品向国外推广应用，迫切需要制定国家标准填补空白。1.3编制单位本标准编制单位：浙江德威不锈钢管业股份有限公司，冶金工业信息标准研究院（其余暂略）。1.4主要工作过程1.4.1起草阶段2023年12月28日，接到标准制定任务后，冶金信息标准研究院和浙江德威不锈钢管业股份有限公司及时与相关单位沟通协调成立了标准编制组。编制组开展了技术资料收集和标准框架结构讨论，主要工作过程如下：（1）收集了与本标准编制相关的国内外标准，美国ASTMA500/A500M-21a《圆钢和型钢的冷成形焊接与无缝碳钢结构管用标准规范》，日本JISG3466:2015《一般结构用方形和矩形钢管》针对这些标准进行分析，同时参考了国内相关企业的采购技术协议等资料，对结构用焊接异型钢管的尺寸规格、材料要求、无损检测、管端口处理要求等技术指标进行规定。（2）总结了国内结构用焊接异型钢管行业对管材性能及接口性能的要求，充分了解和吸取使用单位对结构用焊接异型钢管的技术要求和需求现状。（3）在上述工作基础上，确立编制标准的技术方案,制定原则、标准框架、标准主要内容。（4）主编单位于2024年7月完成了标准征求意见稿和编制说明的起草。1.4.2征求意见阶段2024年7月，发函广泛征求意见。由全国钢标委钢管分技术委员会秘书处将标准征求意见稿发全体委员及相关单位正式开展征求意见，共计发函家单位，并在国标委和钢铁标准网公开征求意见。截止2024年月，共发函个单位，收到个单位回函，其中个单位提出了条意见或建议（见《意见汇总处理表》）。1.5主要起草人本标准主要起草人暂略）。承担工作如下：1）收集国内相关法律法规、国内外相关标准和企业相关技术要求，并进行研究、分析和对比；32）对结构用异型焊接钢管市场及顾客使用情况进行调研和实物质量分析；3）编写本标准各阶段的文本和标准编制说明、标准水平对比分析、意见汇总及处理、实物质量数据的统计与分析；4）研究标准中主要技术指标确定所需的理论和论证材料；5）完成标准的报批稿及报批材料。2标准编制原则本标准的修订应满足结构用异型焊接钢管行业发展及下游使用需求，充分体现标准的科学、合理、先进、适用。本标准的制定原则：1）符合国家相关法律法规要求；2）规范性：严格按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分标准化文件的的结构和起草规则》的要求进行编写和制定。3）适用性：根据建筑、桥梁、机械、车辆、船舶、交通设施和体育器材等技术法规对于异型焊接钢管的技术要求的具体性能和质量检验指标作出相应的规定，与流体输送用钢管、石油天然气输送用钢管、化工管道等采用不同的技术要求。4）协调一致性原则：与相关钢管的上游产品（钢板、钢带等）的要求保持协调一致。5）先进性：保持一定的先进性，关键技术指标达到国际先进水平。3采标情况无采标内容4标准主要内容说明4.1范围本文件规定了结构用焊接异型钢管的分类和代号、订货内容、尺寸、外形、重量及允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明书。适用于建筑、桥梁、机械、光伏、车辆、船舶、交通设施和体育器材等结构用焊接异型钢管。4.2规范性引用文件本文件有59个引用文件4.3术语和定义GB/T30062界定的术语和定义适用于本文件。4.4符号和缩略语将钢管按交货状态及截面形状进行了分类，并规定了代号。4.5订货内容4为规范双方订货事宜，规定了订购钢管的合同或订单应包括但不限于的内容。4.6尺寸、外形、重量及允许偏差4.6.1边长和壁厚规定了钢管通常以方形钢管或矩形钢管交货，焊缝应位于边长中心位置。4.6.2长度规定了钢管的通常长度应为4000mm～12000mm。根据需方要求，经供需双方协商，并在合同中注明，可供应其他长度的钢管，可按定尺长度或倍尺长度交货，定尺长度允许偏差为mm；倍尺长度的全长允许长度偏差为mm。按倍尺长度交货的钢管每个切口应留5mm～20mm的余量。钢管可对接交货。对接所用短管的长度应不小于1.5m，单支对接管接头应不超过1个。对接钢管的数量应不超过该批钢管交货总数量的5%。4.6.3边凹凸度规定了钢管的边凹凸度应不超过其边长的0.6%或0.3mm，两者取较大值，边凹凸度测量方法见图3。钢管的边凹凸度应在距离端部不小于100mm处测量。4.6.4边垂直度规定了钢管的相邻两边的侧边垂直度θ应为90°±1°,边垂直度测量方法见图4。4.6.5外圆角半径规定了钢管端面的外圆角半径（R）值应符合表2的规定，外圆角半径测量方法见图5。4.6.6扭转值规定了钢管不应有明显的扭转。4.6.7端头外形规定了钢管的两端端面应与钢管轴线垂直，切口毛刺应予清除。4.6.8重量规定了钢管按实际重量交货，亦可按理论重量交货。钢管按理论重量交货时，其理论重量应按公式计算。4.7技术要求4.7.1原料要求制造碳素结构钢管、低合金高强度结构钢管用钢带应符合GB/T3274、GB/T3524的规定，制造不锈钢钢管用钢带应符合GB/T3280、GB/T4237的规定。54.7.2制造方法1）钢应采用电弧炉加炉外精炼或转炉加炉外精炼方法冶炼。经供需双方协商，并在合同中注明，也可采用其他较高要求的冶炼方法。需方指定某一种冶炼方法时，应在合同中注明。2）碳素结构钢和低合金高强度结构钢钢管应采用热轧钢带以冷成型直缝电焊方法制造。不锈钢钢管应采用冷轧或热轧钢带，经冷弯成型及自动电熔焊方法制造，需方指定某一种焊接方法时，应在合同中注明：a)不添加填充金属的单面焊接方法；b)不添加填充金属的双面焊接方法；c)添加填充金属的单面焊接方法；d)添加填充金属的双面焊接方法；内焊缝不添加填充金属、外焊缝添加填充金属的双面焊接方法。3）当采用添加填充金属焊接方法时，填充金属应与母材规定的化学成分相匹配；当要求更高耐蚀性能或其他性能时，需方可指定较高合金的填充金属。4.7.3交货状态碳素结构钢和低合金高强度结构钢钢管以焊接状态交货，不锈钢钢管应以焊接并酸洗状态交货。经供需双方协商，并在合同中注明，不锈钢钢管可以热处理状态交货，推荐的热处理制度见表6。凡经整体磨（抛光）或保护气氛热处理的不锈钢钢管可不酸洗交货。4.7.4力学性能1）钢管应进行母材拉伸试验，碳素结构钢和低合金高强度结构钢钢管的力学性能，不锈钢钢管的力学性能应符合相应的规定。钢管拉伸试验时，可用母材的横向拉伸试验代替纵向拉伸试验，拉伸性能应符合相应的规定，但仲裁时应以纵向拉伸为准。2）边长不小于250mm的钢管应进行焊接接头拉伸试验。3）根据需方要求，经供需双方协商，并在合同中注明，壁厚不小于6mm的钢管可进行冲击试验，试验温度和冲击吸收能量由供需双方协商确定。4.7.5工艺性能4.7.5.1压扁试验规定边长不大于200mm的钢管应进行压扁试验。试验时，焊缝应位于与受力方成90°的位置。经热处理的钢管，试样应压至钢管边长的1/3；未经热处理的钢管，试样应压至钢管边长的2/3。压扁后，试样不应出现裂缝和裂口。4.7.5.2焊缝横向弯曲1）规定了边长大于200mm的钢管应进行焊缝横向弯曲试验。弯曲试样应从钢管或焊接试板上截取，焊接试板应与钢管同一牌号、同一炉号、同一焊接工艺、同一热处理制度或同一交货状6态。2）一组弯曲试验应包括一个面弯试验和一个背弯试验（即钢管外焊缝和内焊缝分别位于最大弯曲表面）。壁厚大于10mm的钢管，可采用一组两个侧弯试验代替面弯试验和背弯试验。3）弯曲试验时，弯曲压头直径为4倍的试样厚度，弯曲角度为180°。弯曲后试样焊缝区域不应出现裂纹和裂口。4.7.5.3晶间腐蚀规定了根据需方要求，经供需双方协商，并在合同中注明，除07Cr19Ni10、07Cr17Ni12Mo2、07Cr19Ni11Ti、07Cr18Ni11Nb牌号外，其余奥氏体不锈钢管可按GB/T4334—2020中E法的规定进行晶间腐蚀试验，试验后试样不应出现晶间腐蚀倾向。碳素结构钢和低合金高强度结构钢不进行晶间腐蚀试验。4.7.5.4金相组织规定了奥氏体-铁素体型不锈钢钢管应进行金相检验，其金相组织应为奥氏体和铁素体，母材区域的奥氏体含量应为40%～60%。根据需方要求，经供需双方协商，并在合同中注明，可进行焊缝和热影响区的奥氏体含量检验，奥氏体含量由供需双方协商确定。4.7.6晶粒度规定了根据需方要求，经供需双方协商，并在合同中注明，可对牌号为07Cr19Ni10、07Cr17Ni12Mo2、07Cr19Ni11Ti、07Cr18Ni11Nb的不锈钢钢管母材进行晶粒度检验，其平均晶粒度应为7级或更粗。4.7.7无损检测规定了钢管可进行焊缝全长或局部射线检测。当合同规定进行局部射线检测时，应注明检测比例和位置。经供需双方协商，并在合同中注明，可规定其他检测技术等级和/或质量等级或其他无损检测。4.7.8表面质量规定了钢管的内外表面应光滑，不应有裂纹、未焊透、未熔合、折叠、重皮、过酸洗、分层及其他影响使用的缺陷。上述缺陷应完全清除，清除后钢管的实际壁厚应不小于壁厚偏差所允许的最小值。钢管表面可有不影响壁厚偏差最小值的局部的划伤、压坑、摔坑及其他局部缺欠存在。除非需方另有规定，焊缝不应位于钢管拐角半径处。钢管焊缝处不应有开焊、搭焊、烧穿及严重错位。4.7.9补焊规定钢管焊缝缺陷允许修补、打磨，焊缝同一位置的补焊应不超过3次。边长不大于100mm7的钢管距离管端200mm范围内不应补焊。以热处理状态交货的钢管，补焊后应进行热处理。补焊后的焊缝应进行表面质量检查；有无损检测要求的钢管，补焊后应重新进行局部无损检测。4.7.10镀锌层规定根据需方要求，经供需双方协商，并在合同中注明，碳素合金钢和低合金高强度钢管内外表面可进行镀锌后交货。镀锌钢管应测量锌层重量。钢管内外表面镀锌层单位面积总重量应不小于200g/m2。镀锌钢管应进行锌层均匀性试验。试验时，试样（焊缝处除外）在硫酸铜溶液中连续浸渍5次应不变红（镀铜色）。钢管内外表面镀锌层应完整，不应有未镀上锌的黑斑和气泡存在，可有局部的锌瘤存在。钢管镀锌后表面可进行钝化处理。4.8试验方法1）对化学分析的方法进行了规定。2）钢管其他检验项目的取样数量、取样方法和试验方法应符合表8的规定。4.9检验规则钢管的检查和验收应由供方质量技术监督部门进行。钢管化学成分可按炉检查和验收，钢管其余检验项目应按批次检查和验收。钢管各项检验的取样数量应符合表7的规定。钢管的复验与判定规则应符合GB/T2102中的规定。4.10标识、包装和质量证明书钢管的标志应包括钢的牌号、截面形状代号、尺寸、交货状态代号、本文件编号，其他要求应符合GB/T2102的规定。5标准中涉及专利的情况本标准未发现涉及专利问题。6确定国家标准主要内容（如技术指标、参数、公式、性能要求、试验方法、检验规则等）的论据（包括试验、统计数据）本标准属于新制定标准。标准起草时参考了GB/T12770-2002和YB/T4674—2018，主要内容源于GB/T12770-2002和YB/T4674—2018两个版本的标准。结合了当前用户使用的具体情况，同时参照了国内外相关标准。例如：1）钢管的边长、壁厚、边凹凸度、外圆角半径、扭转值参照了GB/T3094-2012《冷拔异型钢管》、GB/T6728-2017《结构用冷弯空心型钢》、GB/T34201-2017《结构用方形和矩形热轧无缝钢管》、YB/T4674—2018《焊接异型钢管》、YB/T5363-2016《装饰用焊接不锈钢管》和ASTMA554-21《机械工程用不锈钢焊接钢管》。2）试验方法中的附录A碳素钢、低合金钢镀锌层的重量测定方法中的相关内容参照了YB/T84674—2018《焊接异型钢管》的内容。3）试验方法中的附录B碳素钢、低合金钢镀锌层的均匀性试验方法中的相关内容参照了YB/T4674—2018《焊接异型钢管》的内容。7主要实验（或验证）结果的分析、综述报告、技术经济论证，预期的经济效果编制组通过对钢管进行出厂检验以及用户的入厂检验和使用经验，对结构用焊接异型钢管主要性能指标进行了验证，标准规定的各项指标符合实际，具有先进性和合理性。本次制定纳入和反映了当今焊接异型钢管生产工艺和技术水平、新的检测标准等，保证了标准的时效性，为结构用焊接异型钢管的应用提供了有力的技术支撑，为指导和规范异型焊接钢管生产、验收提供了依据。通过标准的制定和实施，将促进技术创新，增强产品的国内外市场竞争力，同时为推进产