ASTM A106 グレード B 継目無炭素鋼管
概要
ASTM A106カバー高温用途向けシームレス炭素鋼鋼管-、通常、発電所、製油所、産業用配管システムで使用されます。グレードBは、強度、延性、溶接性のバランスにより、最も一般的に指定されるグレードです。
主要な機械的特性
| 財産 | グレード B の要件 | 注意事項 |
|---|---|---|
| 抗張力 | 最小 60,000 psi (415 MPa) | 通常 60,000 ～ 75,000 psi |
| 降伏強さ | 最小 35,000 psi (240 MPa) | 通常 35,000 ～ 50,000 psi |
| 伸長 | 最小値は壁の厚さによって異なります | ASTM A106 表 2 を参照 |
注: 壁の厚さが増加すると、最小伸び要件は減少します。
化学成分 (最大%)
| 要素 | グレードB | 目的・効果 |
|---|---|---|
| 炭素 | 0.30 | 強度、硬度 |
| マンガン | 1.06 | 強度、焼入性 |
| リン | 0.035 | 不純物（靭性を低下させる） |
| 硫黄 | 0.035 | 不純物（溶接性に影響） |
| シリコン | 最小0.10 | 脱酸素剤、強度 |
| 銅 | 0.40（Cu鋼指定時） | 耐食性 |
*注: A106 グレード B は、シリコン含有量が通常 0.10 ～ 0.35% のキルド鋼です。*
製造工程
シームレスパイプの製造方法:
ロータリーピアシング (マンネスマンプロセス):
2200～2400°Fに加熱された固体ビレット
傾斜ロールで回転・穿孔
細長く中空の殻になっている
さらなるサイズと仕上げ
押出プロセス:
ビレットを加熱してコンテナに入れる
ラムが金属を金型に押し込みます
寸法制御に優れたパイプを製造
追加の処理:
ホットフィニッシュ:熱間加工後にさらなる熱処理は不要
冷間引抜:正確な寸法を得るために追加の冷間加工
正規化:熱処理による特性向上
標準サイズとスケジュール
| パラメータ | 範囲 | 共通スケジュール |
|---|---|---|
| 呼び径 | 1/8インチ～26インチ+ | SCH 10、20、STD、40、80、160、XXS |
| 外径 | 0.405インチ～26インチ+ | ASME B36.10 による |
| 肉厚 | 0.068インチ～3.0インチ以上 | スケジュールにより異なります |
| 長さ | ランダム: 16～22フィート ダブルランダム: 35-45フィート |
カット可能な長さ |
温度と圧力の定格
温度制限:
最大：連続使用の場合は最大 750 度 (399 度)
短期:-限られた期間で最大 1000 度 (538 度)
最小：下限値は指定なし（靱性試験はオプション）
圧力定格 (例):
6 インチ SCH 40 ASTM A106B の場合:
設計圧力:~1,480 psi @ 100 °F
試験圧力:通常、静水圧 2,960 psi
実際の定格は、許容応力を使用して ASME B31 コードに従って計算されます。
テスト要件
| テスト | 要件 | 目的 |
|---|---|---|
| 静水圧試験 | 圧力=2S × t/D 最低利回りの S=60% 継続時間 10 秒以上 |
漏れ気密性の検証 |
| 非破壊検査 | オプション（渦電流、超音波） | 水圧試験の代替 |
| 引張試験 | ヒートごとに 1 つ、サイズごとに 1 つ | 機械的特性の検証 |
| 曲げ試験 | 材質の壁が0.75インチ以下の場合 | 延性の検証 |
| 平坦化試験 | 継目無管用 | 曲げ試験の代替 |
| 硬さ試験 | 契約ごとにオプション | 追加の品質チェック |
アプリケーション
第一次産業:
発電:主蒸気ライン、給水システム
石油化学:プロセス配管、ヒーターチューブ
精製:原油および製品ライン、公益事業
産業用:高温プロセス配管-
造船：ボイラー及び機械配管
特定のサービス:
蒸気（飽和、過熱）
お湯
空気とガス
石油および石油製品
一般的な高温流体-
他の規格との比較
| パラメータ | ASTM A106 グレード B | ASTM A53 グレード B | API 5L グレード B |
|---|---|---|---|
| 製造業 | シームレスのみ | シームレスまたは溶接 | シームレスまたは溶接 |
| 主な用途 | 高温対応- | 汎用 | オイル/ガストランスミッション |
| 炭素含有量 | 0.30%以下 | 0.30%以下 | 0.28%以下 |
| マンガン | 1.06%以下 | 1.20%以下 | 1.20%以下 |
| 温度 | 最大 750 度 F | 最大400度F | 常温～中程度 |
| 料金 | 最高 | 適度 | さまざま |
シームレス鋼管のメリット
均一な強度:溶接シームの脆弱性なし
高圧に適しています:縦方向の溶接が失敗しない
耐食性の向上:溶接HAZ異状腐食なし
より良い楕円性:通常、溶接パイプよりも丸い
高温対応:均一な微細構造
制限事項
料金：溶接パイプよりも 20 ～ 50% 高価です
サイズ制限:最大サイズは通常 26 インチ (これより大きいサイズはまれです)
壁厚のバリエーション:ERW よりも均一性が低い可能性があります
リードタイム:多くの場合、溶接パイプよりも長い
表面仕上げ:溶接パイプよりも多くの洗浄が必要な場合があります
熱処理オプション
| 状態 | 説明 | 利点 |
|---|---|---|
| 熱間仕上げ | -圧延されたままのため、追加の熱処理は不要 | 経済的な標準配送 |
| 正規化された | 臨界温度以上に加熱、空冷 | 改善された微細構造、特性 |
| 焼き鈍し | 加熱してゆっくり冷却する | 最大の延性、応力緩和 |
| ストレス解消 | 臨界温度以下に加熱される | 残留応力の低減 |
材料認証
必要な書類:
ミルテスト証明書:化学分析と機械的試験を伴う
熱数トレーサビリティ:コードコンプライアンスに不可欠
静水圧試験記録:圧力と持続時間
材質マーキング:ASTM A106 要件に基づく
マーキング要件:
メーカー名または商標
ASTM 指定 (A106)
グレード(B)
サイズ（NPSとスケジュール）
熱数
静水圧試験圧力 (実施した場合)
製作と溶接
溶接に関する考慮事項:
予熱:通常、壁が薄い場合は必要ありません (<0.75")
フィラーメタル:通常は E7018 または同等品
-溶接後の熱処理:ストレス解消のためのオプション
手続き資格:ASME セクション IX に従って必須
曲げと成形:
熱間曲げ:厚い壁または狭い半径に推奨
冷間曲げ:適切な工具を使用すれば許容可能
最小曲げ半径:通常、冷間曲げの場合は 3× OD
品質管理の問題
シームレスパイプの一般的な欠陥:
ラミネート:パイプ製造時の内部分離
縫い目:圧延による表面の欠陥
偏心：不均一な肉厚
表面のピッチング:スケールまたは腐食から
検査方法:
超音波検査:内部欠陥の場合
渦電流:表面欠陥の場合
磁性粒子:表面クラックに対して
X線撮影:溶接検査用
業界標準と参考資料
主要な関連規格:
ASME B36.10:溶接継目無鍛鋼管
ASME B31.1:動力配管
ASME B31.3:プロセス配管
ASTM A530:特殊炭素鋼管の一般要件
設計コード:
ASME ボイラーおよび圧力容器コード セクション II、パート D の許容応力
該当する B31 コード セクションの設計式
選定ガイドライン
次の場合に ASTM A106B を選択してください。
使用温度が華氏400度を超える
High pressure application (>1000 psi)
重要な安全サービス
溶接部が弱点となる可能性がある腐食環境
コードにはシームレス パイプが必要です (例: 特定のボイラー アプリケーション)
次の場合は代替案を検討してください。
コストが最大の関心事 (A53 または API 5L を使用)
Large diameters needed (>24")
低温サービス（< -20°F)
腐食性の高い用途 (合金鋼を考慮してください)
注文情報
最低限必要な情報:
数量 (フィートまたは個)
サイズ（NPSとスケジュールまたはOD×壁）
長さ (ランダム、ダブルランダム、または特定)
端部仕上げ（プレーン、ベベル、ネジ付き）
仕様 (ASTM A106 グレード B)
試験要件 (静水圧または NDT)
認定の必要性
オプションの要件:
特殊熱処理
追加試験（シャルピー、硬さ）
特殊清掃・保存
マーキングと梱包の指示
経済的考慮事項
コスト要因:
サイズ：直径が大きくなるとフィートあたりのコストが高くなります
壁の厚さ:壁が重くなると材料費が増加する
量：通常、ボリュームディスカウントが利用可能
熱処理:追加のプロセスによりコストが増加する
テスト:追加のテストは価格に加算されます
市況：原材料価格の変動
コストの比較 (概算):
A106B シームレス: 100% (ベースライン)
A53B ERW: 60-80%
A53B シームレス: 90-95%
API 5L B: 70-90%
環境と安全
危険性:
高温：取り扱い時の熱傷
プレッシャー：パイプが故障した場合のエネルギー放出
重さ：重いセクションは適切に持ち上げる必要があります
鋭いエッジ:切り口が裂傷を引き起こす可能性がある
安全な取り扱い:
適切な吊り上げ装置を使用してください
適切な PPE を着用してください
輸送中の荷物の固定
圧力試験の安全手順に従ってください
まとめ
ASTM A106 グレード B シームレスパイプは、高温炭素鋼配管用途の業界標準です。-シームレスな構造により、溶接された代替品と比較して優れた強度と信頼性が得られ、発電、精製、産業プロセスにおける重要なサービスに最適です。
溶接パイプよりも高価ですが、安全性、信頼性、長期的な完全性が最優先される用途では、そのパフォーマンス上の利点により、追加コストが正当化されることがよくあります。{0}}適切な選択、設置、メンテナンスにより、要求の厳しい環境において数十年にわたる信頼性の高いサービスが保証されます。
*注: A106 パイプを使用するシステム、特に高圧または高温のアプリケーションを設計する場合は、必ず該当する規格 (ASME B31.1、B31.3) を参照し、資格のあるエンジニアを関与させてください。*
