ASTM A53 グレード B 溶接管とは何ですか?
ASTM A53 は、黒色および溶融亜鉛-めっき、溶接、シームレスのパイプ、スチールの標準仕様です。-グレード B は、この仕様の中で最も広く使用されているグレードです。 A53 に基づく溶接パイプは、タイプ E (電気抵抗溶接、ERW) またはタイプ F (炉突合せ溶接) と指定されます。タイプ E が主流の商業形態です。 A53 グレード B 溶接パイプは、低圧流体輸送、機械用途、構造部材、重要ではないプロセス ラインなどの一般的なサービスを目的とした炭素鋼製品です。-その機械的特性は規格によって定義されており、シームレスタイプと溶接タイプで同一です。
機械的性質
以下の表は、A53 グレード B 溶接パイプの機械的要件と一般的な測定値をまとめたものです。
| 財産 | 価値 |
|---|---|
| 最小引張強さ | 415 MPa (60,000 psi) |
| 最小降伏強度 | 240 MPa (35,000 psi) |
| 最小伸び (2 インチ) | 23% |
| 一般的な硬度範囲 | 137-179HB |
| 物性の安定性 | 最大約 204 度 (400 度 F) |
降伏対引張比は意図的に高く設定されているため、材料の設計が予測可能になります。この要件はパイプ全体に適用されるため、適切に製造された ERW パイプの溶接部も母材と同じ引張要件と降伏要件を満たしている必要があります。
パフォーマンスに対する温度の影響
A53 グレード B は炭素鋼であり、以下の温度範囲全体で適切に動作します。
周囲温度では、パイプは指定された強度を最大限に発揮します。
約 204 度（華氏 400 度）を超えると強度は徐々に低下するため、高温での継続的な使用は意図した範囲を超えます。-
氷点下では耐衝撃性が低下します。-寒冷地での用途には靭性の評価が必要であり、必要に応じてシャルピー特性が保証された代替グレードが必要です。
熱サイクルにより膨張と収縮の応力が生じます。熱膨張係数は約 6.5 x 10-6 インチ/インチ/度 F (11.7 x 10-6 m/m/度) です。
連続高温プロセス配管の場合は、ASTM A106 グレード B が通常選択されます。これは、高温圧力サービス向けに製造およびテストされているためです。{2}}
圧力定格と設計
圧力容量はスケジュールに依存し、壁の厚さが決まります。たとえば、スケジュール 40 パイプの使用圧力は、小さな直径で約 1,500 psi から直径 10 で約 300 psi までの範囲です。最大許容圧力は、材料強度、外径、肉厚から Barlow 式で計算され、該当するコードによって減圧されます。ミルの水圧試験では、使用圧力の 1.5 ～ 3 倍の圧力能力を検証します。
| 呼び径（スケジュール40） | 一般的な使用圧力 |
|---|---|
| 小さな直径 (1 ～ 2 インチ) | 約1,500psi |
| 中径 (4 ～ 6 インチ) | 約700～900 psi |
| 直径10 | 約300psi |
設計者は、一般的な圧力テーブルを使用するのではなく、許容応力、接合効率係数、および使用上の制限について、常に該当する ASME B31 コードを参照する必要があります。
溶接が機械的特性に与える影響
最新の ERW 製造では、母材金属とほぼ同等の溶接が行われます。熱影響部はわずかに異なる微細構造を示す場合がありますが、必要な強度は維持されており、溶接の完全性は非破壊検査によって検証されます。-古い溶接法とは異なり、現代の ERW ではほとんどの場合、溶接後の熱処理が不要です。-適切に製造されたパイプでは、通常、溶接シームが製品の最も強度の高い部分であるため、A53 タイプ E が規格の範囲内で圧力サービスに使用できるのはこのためです。
疲労特性
A53 グレード B 溶接パイプは、静的またはゆっくりと変化する使用では優れた耐疲労性を備えていますが、その繰り返し疲労性能には限界があります。滑らかな試験片の場合、耐久限界は引張強度の約 50% です。表面欠陥が存在すると溶接継ぎ目が疲労寿命を短縮する可能性があるため、動的用途ではシームレス パイプまたは疲労定格合金を検討する必要があります。-配管システムでは、正しいサポート間隔と振動減衰により応力振幅が制御され、疲労寿命が向上します。
よくある質問
1. A53 グレード B 溶接管の最小機械的特性は何ですか?
最小引張強さ 415 MPa (60,000 psi)、最小降伏強さ 240 MPa (35,000 psi)、最小伸び 23% (2 インチ)。同じ要件が溶接タイプとシームレス タイプに適用されます。
2. A53 グレード B パイプは何度まで使用できますか?
特性は約 204 度 (400 度 F) まで安定しています。この温度を超えると強度が低下するため、通常、持続的な高温使用には ASTM A106 が推奨されます。-
3. A53 溶接パイプの圧力定格はどのように決定されますか?
Barlow の式を使用して壁の厚さ、直径、材料強度から計算され、ASME B31.1 や B31.3 などの該当するコードに従って定格が下がります。工場での静水圧試験により、圧力能力が検証されます。
4. 電縫溶接は母材より弱いですか?
最新の ERW パイプでは、溶接部は母材金属と同じ強度要件を満たすように製造されており、非破壊検査によって検証されているため、パイプが仕様に従って製造されている場合、溶接部は弱点ではありません。{0}
5. A53 グレード B 溶接管は優れた耐疲労性を持っていますか?
静的および低サイクルの使用に適しており、滑らかな試験片の引張強度の約 50% が耐久限界です。{0}周期的または動的荷重は、特に溶接継ぎ目で慎重に検討する必要があります。
6. A53 溶接パイプの代わりに A106 を選択する必要があるのはどのような場合ですか?
サービスが高温、高圧、またはコードで規制されているプロセス配管の場合。{0}} A106 はその義務のために製造およびテストされていますが、A53 は一般的なサービス製品です。-
