ASTM A335 パイプ: グレード、P22 対 P91、および高温サービスの説明-

ASTM A335 の対象となる内容

ASTM A335、高温サービス用シームレス フェライト合金-鋼管-の標準仕様は、クロム-モリブデンおよびクロム-モリブデン-バナジウム鋼のファミリーのシームレス パイプを対象としています。パイプは固体ビレットを穿孔し、その後熱間圧延または引抜き加工することによって製造され、常にグレードに適した熱処理状態で供給されます。通常、低級合金グレードでは焼きならしと焼き戻しが行われ、高グレードでは完全な焼き入れと焼き戻しまたは焼きならしと焼き戻しサイクルが行われます。- A335 パイプは、炭素鋼の強度が急速に失われる場所、つまり蒸気ライン、過熱器接続部、製油所の搬送ライン、および約 400 ℃を超えるその他の用途で使用され、クリープ耐性と耐酸化性によって肉厚が決まります。

グレードファミリー

A335 のグレードは、文字 P とそれに続く数字によって識別されます。最も一般的なグレードとその公称合金含有量は次のとおりです。

各グレードは、耐酸化性のためにクロム、クリープ強度のためにモリブデン、そしてP91では析出強化のためにバナジウムとニオブのバランスをとります。選択は、設計温度、蒸気またはプロセス条件、および設計者が受け入れる壁の厚さに応じて異なります。高クロムおよびバナジウム-改質グレードはコストが高くなりますが、同じ温度でより薄い壁とより長い寿命を実現します。

P22 対 P91: 重要な比較

P22 (2.25Cr-1Mo) は、数十年にわたり高温配管の主力-でした。約 593 ℃までの良好なクリープ強度を備え、確立された手順で溶接が容易で、ASME コードに深い設計データの基盤があります。{11}} P91 (9Cr-1Mo-V) は、バナジウムとニオブを添加し、厳密な窒素制御を行った改良 9% クロム鋼として後に開発されました。完全な焼きならしおよび焼き戻し処理を行うと、析出強化を伴う焼き戻しマルテンサイト組織が発達し、P22 と比較して 600 ℃での許容応力が約 2 倍になります。

P91 は、プラント設計者に、現代の蒸気温度でのより薄い壁、より低い熱応力、およびより長いクリープ寿命を提供します。その代償は手順の規律です。P91 溶接では、予熱、パス間温度、狭い窓内での溶接後の熱処理を制御する必要があります。-また、焼き戻しが効果的であることを確認するために完成した溶接の硬度テストを行う必要があります。- P22 は、より低い温度や既存のシステムが P22 である場合の改修には依然として完全に優れた選択肢ですが、新しい高効率プラントでは最も高温のセクションに P91 が指定されています。-

A335 対 SA335

ASTM A335 と ASME SA- 335 は、2 つの異なる組織によって発行された同じ仕様です。 ASTM International は、この規格を A335/A335M として発行しています。 ASME ボイラーおよび圧力容器コードは、コードの構築に使用するためにこれを SA{13}} 335 として採用し、コードの管轄範囲と材料が ASME で認められた品質システムの下で製造されるという要件を追加しています。 ASME B31.1、B31.3、またはボイラー コードに従って設計された配管システムの場合、材料は適切なグレードの SA-335 として注文する必要があり、材料証明書には SA 指定が記載されている必要があります。コード以外の作業の場合は、A335 が正しいリファレンスです。技術的要件は基本的に同じです。

A335はステンレス鋼ですか?炭素鋼ですか？

A335 はステンレス鋼でも普通の炭素鋼でもありません。これはフェライト合金鋼であり、使用温度での微細構造がオーステナイトではなくフェライトまたはマルテンサイトであることを意味します。一般的なグレードのクロム含有量は、P11 の 1.25% から P9 および P91 の 9% で、ステンレス鋼を定義する最小値約 10.5% をはるかに下回っています。そのため、A335 パイプにはステンレスグレードの耐食性がなく、コーティングやプロセス環境によって保護されない限り、高温でスケールが発生します。高温サービス用のステンレス鋼パイプは、ASTM A312 や A358 などの規格でカバーされています。-クロムやモリブデンを意図的に添加していない普通の炭素鋼パイプは、ASTM A106 および A53 の対象となります。

製造、テスト、および文書化

A335 パイプはシームレスで、穴を開けたビレットから形成され、注文された寸法に縮小されます。すべてのパイプはグレードに応じたサイクルで熱処理されます。P11 と P22 は通常、焼きならしと焼き戻しが行われますが、P91 ではオーステナイト化処理に続いて空冷または加速冷却し、硬度を指定範囲にする焼き戻し処理が必要です。この規格では、各パイプに対して引張試験、平坦化試験または曲げ試験、および静水圧試験または非破壊電気試験のいずれかを義務付けています。-通常、購入者は追加の要件を追加します。シャルピー衝撃試験、超音波検査、あらゆる加熱のクロムとモリブデンの含有量を確認するための材料識別などです。材料証明書には、圧力作業に関する EN 10204 3.1 または 3.2 文書として発行された、熱価、化学的性質、熱処理温度、機械的試験の結果が記載されている必要があります。

よくある質問

A335 P22 と P91 の違いは何ですか?

P22 は 2.25Cr-1Mo 鋼で、最低降伏量は 205 MPa、使用上限温度は約 593 ℃です。 P91 は 9Cr-1Mo-V 鋼で、最小降伏値 415 MPa と摂氏 600 度での許容応力の約 2 倍を備え、肉厚が薄く、使用温度が高くなります。 P91では溶接や熱処理の管理をより厳しくすることが求められています。

ASTM A335 は ASME SA335 と同じですか?

はい、技術的には。 SA-335 は、同じ ASTM 仕様の ASME コード版です。配管が ASME コードに準拠して構築されている場合は、材料を SA-335 として注文し、コード以外の用途の場合は A335 として注文します。

A335パイプはステンレスですか？

No. A335 は、ステンレスの基準を下回る 1.25% ～ 9% のクロムを含むフェライト合金鋼を対象としています。ステンレス鋼管はA312、A358で被覆されています。

A335パイプは炭素鋼ですか？

No. A335 グレードには、合金鋼として定義されるクロムとモリブデンが意図的に添加されています。炭素鋼管はA106、A53で被覆されています。

A335 のどのグレードが最も一般的ですか?

P22 は歴史的に高温配管に最も広く使用されているグレードであり、P91 は新しい高効率発電所の標準となっています。- P11 は製油所や石油化学サービスでよく見られ、P5 と P9 は製油所の炉やヒーターの配管に発生します。

A335 パイプは溶接後に溶接後熱処理が必要ですか?{1}

はい、基本的にすべての使用中の溶接に適用されます。- Cr-Mo グレードでは、溶接中の予熱と、熱影響部を焼き戻して残留応力を軽減する-溶接後の熱処理-が必要です。 P91 は最も厳しい PWHT ウィンドウを備えており、完成した溶接部は硬度試験によって検証されています。