321/321H ステンレス鋼のシームレスパイプ

321および321Hは、チタン安定化オーステナイト系クロムニッケルステンレス鋼です。チタンは、溶接後または炭化クロム析出温度範囲内での暴露による粒界腐食感受性を低減するために使用されます。

TP321は、一般耐食性がタイプ304に匹敵し、高温暴露後の安定性が向上した配管システムが必要とされる場合に通常選択されます。TP321Hは、クリープ強度と応力破断特性が重要になる用途向けの、炭素含有量が高いバージョンです。

ASTM A312/A312Mは、高温および一般的な腐食性サービス向けのシームレス、溶接、および重度に冷間加工されたオーステナイト系ステンレス鋼管を対象としています。この規格は、クリープおよび応力破断特性が重要な温度向けのHグレードとしてTP321Hを特定しています。

TP321Hは、単に最高温度が高いという理由だけで選択されるべきではありません。配管設計者は、設計温度、圧力、許容応力、クリープ寿命、熱サイクル、腐食メカニズム、および適用される配管コードを評価する必要があります。

Outokumpuは、主にクリープ強度が設計要因となる高温条件向けに設計された、チタン安定化耐熱オーステナイト系ステンレス鋼としてType 321H/UNS S32109を特定しています。

熱は、両方のグレードに適用されるすべての要件を満たす場合にのみ、TP321とTP321Hの両方として認証されることができます。これには以下が含まれます:

• 化学組成
• 炭素範囲
• チタン安定化
• 熱処理
• 結晶粒度要件
• 機械的特性
• 製品形態要件
• ASTMまたはASME材料規格の指定された版

炭素の重複だけでは、パイプが自動的にデュアル認証されるわけではありません。

一般的なプロセス配管、腐食性サービス、および高温配管で使用されるTP321およびTP321Hシームレスステンレス鋼管の主要仕様。

ASTM A312は、熱処理、機械的試験、および非破壊電気試験または静水圧試験のいずれかを必要とします。標準化された寸法はASME B36.19Mにリンクされていますが、その他の仕様要件が満たされている場合は、非標準寸法も注文できます。

配管または圧力機器がASME建設コードの下で設計および製造される場合に一般的に使用されるASME材料仕様。購入者は、注文書に必要なASMEコード版および材料仕様版を指定する必要があります。

高温サービス向けのシームレスオーステナイト系ステンレス鋼管の特殊仕様。元々は火力発電所配管用に開発されましたが、他の適切な高温システムにも適用できます。

ASTMは現在、A376/A376M-22を有効な規格としてリストしています。これは、プロジェクトがこの高温シームレスパイプ仕様を必要とする場合にのみ指定されるべきであり、A312の自動的な代替として使用されるべきではありません。

以下のような標準化されたステンレス鋼管外径およびステンレス鋼スケジュールに使用されます:

• スケジュール5S
• スケジュール10S
• スケジュール40S
• スケジュール80S

ASME B36.19Mは寸法規格です。TP321/TP321Hの化学組成、熱処理、または耐食性を定義するものではありません。

スケジュール160またはXXSのような、製品仕様およびプロジェクト設計で許可されている他の市販の壁厚シリーズを参照するために使用される場合があります。

接尾辞「S」は、B36.19M下のステンレス鋼管スケジュールをB36.10Mの対応する壁厚システムと区別します。一部の名目上のサイズでは、2つの規格で同一の壁厚を持たない場合があります。

圧力用途向けのシームレスステンレス鋼管に適用されます。

一般的な欧州グレード参照には以下が含まれます:

• 1.4541 / X6CrNiTi18-10 — タイプ321と一般的に関連付けられる
• 1.4878 — 高温321Hファミリーと一般的に関連付けられる

ENグレード指定は、ASTMグレードの自動的な1対1の置き換えとして扱われるべきではありません。顧客は、必要な化学組成、機械的特性、熱処理、試験、および圧力機器の承認を確認する必要があります。Alleimaは、EN 10216-5の下で供給される欧州指定の中に1.4541および1.4878をリストしています。

シームレスフェライト系およびオーステナイト系ボイラー、過熱器、熱交換器チューブ用。製品が最小壁厚の熱交換器またはボイラーチューブであり、NPSプロセスパイプではない場合にこの仕様を使用してください。

一般的な耐食性および低温または高温サービスで使用される名目壁厚のシームレスおよび溶接オーステナイト系ステンレス鋼チューブ用。

A213およびA269にはTP321またはTP321Hが含まれる場合がありますが、プロセスパイプのASTM A312を自動的に置き換えるものではありません。

航空機およびエンジン用チューブには、ASTM A312の代わりにAMS 5570、AMS 5557、または顧客固有の航空宇宙仕様が必要な場合があります。Alleimaは、タイプ321シームレス航空宇宙用チューブに対してこれらのAMS規格をリストしています。

材料規格は、プロジェクト設計コードと組み合わせて使用する必要があります。例:

• ASME B31.3 — プロセス配管
• ASME B31.1 — 電力配管
• ASMEボイラーおよび圧力容器コード
• EN 13480 — 金属工業配管
• 顧客製油所、発電、またはエンジニアリング仕様

これらのコードは、許容応力、圧力設計、最小壁厚、接合効率、腐食代、検査要件、および温度制限を決定します。ASTM A312だけでは、完全な配管システム設計を提供しません。

以下の値は、ASTM TP321およびTP321Hに一般的に関連付けられています。最終的な注文書、現在の材料規格版、および認定MTCが常に優先されます。

チタンは炭素に対してクロムよりも強い親和性を持っています。適切な安定化により、結晶粒界での炭化クロムの形成が減少し、したがって溶接後または高温暴露後の粒界腐食に対する耐性が向上します。

チタンの存在は、321をすべての腐食メカニズムに対して免除するものではありません。塩化物孔食、隙間腐食、および塩化物応力腐食割れは依然として評価する必要があります。

機械的要件は、適用される製品規格、製造ルート、および壁厚によって異なります。

Alleimaは、チタン安定化321ファミリーシームレスチューブおよびパイプ材の室温値として、少なくとも210 MPaの耐力、515–690 MPaの引張強度、および少なくとも35%の伸びを報告しています。

ASTM A312は、公称壁厚が3/8インチまたは9.5 mmを超えるシームレスTP321およびTP321Hパイプには、異なる、より低い最小強度要件があると規定しています。したがって、厚壁の注文仕様は、適用される規格表と直接照合する必要があります。

321ファミリーシームレスチューブおよびパイプの典型的な固溶化焼鈍範囲は約次のとおりです:

1040–1100℃ / 1905–2010°F、その後急速冷却。

TP321Hには以下が必要な場合があります:

• 固溶化焼鈍
• 結晶粒度制御
• 安定化処理
• 材料規格またはプロジェクト仕様で指定された追加の高温処理

Alleimaは、TP321に対して約1040–1100℃での固溶化処理を推奨しており、TP321Hの追加の結晶粒度および安定化に関する考慮事項を説明しています。

熱処理パラメータは、汎用データシートから注文書にコピーする前に、以下を確認せずにコピーしないでください:

• パイプ壁厚
• 製造ルート
• 製品規格
• 必要な結晶粒度
• 設計温度
• 後続の成形または溶接
• 顧客仕様

チタン安定化構造は、高温暴露後および溶接後の粒界腐食に対する耐性を向上させます。

これは、繰り返し熱暴露を伴う用途で従来のタイプ304よりもTP321を選択する主な理由です。

321の一般的な湿式耐食性は、選択された有機酸、塩溶液、およびアルカリ環境を含む多くの穏やかな環境で、タイプ304に広く匹敵します。

一部の硝酸条件を含む特定の制限が適用されます。

TP321には、タイプ316/316Lの塩化物耐性を向上させるために使用されるモリブデンレベルは含まれていません。孔食および隙間腐食は、比較的低い塩化物濃度でも発生する可能性があります。特に以下と組み合わされた場合:

• 高温
• 低流速または停滞した液体
• 堆積物
• 隙間
• 低pH
• 酸化性汚染物質

TP321/321Hは海水グレード材料として宣伝されるべきではありません。

他の従来のオーステナイト系ステンレス鋼と同様に、321は、引張応力、塩化物暴露、および高温が同時に発生する場合、塩化物応力腐食割れを起こしやすい可能性があります。Alleimaは、このリスクが特定の塩化物含有環境で約60℃を超えると発生する可能性があると指摘しています。

公開されている材料データは、以下のような環境での使用可能性を示しています:

• 約850℃までの空気
• 約750℃までの蒸気
• 約550℃までの合成ガス

これらの数値は環境固有の材料ガイダンスであり、普遍的な設計温度制限ではありません。実際の適合性は、圧力、ガス組成、酸化、硫黄、浸炭、クリープ寿命、および設計コードによって異なります。

• 加熱炉配管
• 水素化分解装置
• 硫化装置
• 高温プロセスライン
• 熱酸化装置
• 伸縮継手およびベローズ
• 製油所移送配管
• 多硫化水素リスクにさらされる機器（エンジニアリングレビュー対象）

• エチレンおよび塩化ビニル処理装置
• 分解炉部品
• 反応器移送ライン
• 高温化学配管
• 熱回収システム
• プロセス加熱炉
• 高温ガス配管
• 化学熱交換器

Alleimaは、加熱炉、水素化処理プラント、分解炉、熱交換器、および化学または石油化学配管向けにチタン安定化321ファミリー材料を特定しています。

• 高温蒸気配管
• ボイラー補助配管
• 過熱器および再熱器接続部
• 火力発電所配管
• 廃熱回収システム
• 高温計装ヘッダー

ボイラー、過熱器、または熱交換器チューブの場合、ASTM A312パイプとして製品を説明する代わりに、通常ASTM A213を評価する必要があります。

• 炉配管
• 熱処理装置
• バーナーおよび燃焼システム
• 放射熱部品
• 高温マニホールド
• 熱酸化装置
• 熱風および排気システム

• 航空機排気部品
• ピストンエンジンマニホールド
• 高温ダクト
• フレキシブル接続
• エンジンおよびエアフレームチューブ

航空宇宙顧客は、単に「321シームレスパイプ」で注文するのではなく、必要なAMS仕様と寸法公差を指定する必要があります。

321は、選択された加熱処理装置、貯蔵部品、および熱システムに考慮される場合があります。

ただし、衛生的なサービスには、以下を別途評価する必要があります:

• 内部表面仕上げ
• 清掃性
• 溶接手順
• デッドレッグ制御
• 排水性
• 適用される衛生チューブ規格
• 製品接触規制

ASTM A312パイプは、自動的に衛生チューブとして説明されるべきではありません。

一般的な購入説明には以下が含まれます:

• NPS 1/8～NPS 24
• SCH 5S
• SCH 10S
• SCH 40S
• SCH 80S
• SCH 160
• XXS
• 非スケジュール厚壁パイプ

入手可能性は、グレード、製造ルート、外径、壁厚、熱処理能力、および注文数量によって異なります。

カスタムメートル法サイズは以下によって供給される場合があります:

外径 * 壁厚 * 長さ

典型的な問い合わせには以下を含める必要があります:

• OD
• 壁厚
• 長さ
• 数量
• 寸法公差
• 直角度要件
• 表面状態
• 端部処理
• 検査レベル

• ランダム長
• ダブルランダム長
• 5.8 m
• 6 m
• 11.8 m
• 12 m
• カスタム定尺

すべての供給範囲は、技術レビュー中に確認する必要があります。

• 熱間仕上シームレスパイプ
• 冷間仕上シームレスパイプ
• 固溶化焼鈍
• 指定された場合の安定化熱処理
• 酸洗および不動態化
• 選択された寸法範囲での光輝焼鈍
• 矯正
• 定尺切断
• 平端部
• 面取り端部
• バリ取り
• 内外表面清掃
• 寸法検査
• マーキングとトレーサビリティ
• 輸出梱包

面取り寸法は、図面またはプロジェクト仕様で指定する必要があります。一般的な要件はASME B16.25を参照する場合がありますが、正確な面取り角度、ルートフェイス、および寸法公差は、製造前に確認する必要があります。

321ファミリーステンレス鋼は一般的に良好な溶接性を持ち、以下のような一般的なプロセスで溶接できます:

• GTAW/TIG
• GMAW/MIG
• SMAW
• 該当する場合は自動軌道溶接

固溶化焼鈍材の一般的な溶接では予熱は通常必要ありません。接合設計とサービス条件によっては、適切な安定化溶加材（多くは347ファミリー）を検討できます。

Alleimaは、321ファミリー材料にはGTAWを推奨プロセスとしており、ER347/E347タイプの安定化溶加材をリストしています。また、熱入力とパス間温度の制御も推奨しています。

最終的な溶接手順では、以下を考慮する必要があります:

• 母材規格
• 設計コード
• サービス温度
• 腐食環境
• 溶加材の適合性
• 熱入力
• パス間温度
• 溶接後清掃
• 必要な手順資格
• 安定化または溶接後熱処理

• 化学組成レビュー
• 熱番号トレーサビリティ
• 外径検査
• 壁厚検査
• 長さ検査
• 直角度検査
• 目視表面検査
• 引張試験
• 必要に応じた平坦化試験
• 静水圧または非破壊電気試験
• 最終マーキング検査
• 梱包検査

ASTM A312は機械的試験を必要とし、各パイプに非破壊電気試験または静水圧試験のいずれかを受けることを要求します（規格の規定に従う）。

• 材料識別（PMI）
• 光学発光分光法
• 超音波探傷試験
• 渦電流探傷試験
• 粒界腐食試験
• 結晶粒度測定
• 硬度試験
• 表面粗さ測定
• 第三者検査
• EN 10204 3.2認証
• 検査および試験計画
• 出荷前検査

ハンドヘルドXRFは、クロム、ニッケル、チタンなどの主要な合金元素を識別できますが、従来のハンドヘルドXRFではTP321とTP321Hを区別するために必要な炭素含有量を正確に測定することはできません。

したがって:

• XRF PMIは合金ファミリーの検証をサポートできます。
• S32109またはTP321Hを認証するためにXRFのみを使用することはできません。
• Hグレードは、MTCおよびOES、実験室燃焼分析、または承認された同等の方法などの炭素感受性分析を通じて検証する必要があります。
• 必要に応じて、結晶粒度および熱処理要件も確認する必要があります。

特に、XRFは従来のステンレス鋼グレードとそのLまたはHバージョンを区別するために必要な炭素を測定できないことを指摘しています。

購入者が粒界攻撃に対する感受性に関する証拠を必要とする場合、ASTM A262試験を指定することができます。

注文書には以下を記載する必要があります:

• 適用されるASTM A262の実践
• サンプル位置
• 感応化処理（該当する場合）
• 試験条件
• 合格基準
• サンプル数
• 報告要件

「ASTM A262試験済み」は、必要な実践と合格基準を特定しないと不完全です。

利用可能な梱包オプションには以下が含まれます:

• プラスチックエンドキャップ
• PEフィルムラップ
• 防水ラップ
• スチールストラップバンドル
• 木製サポート
• 小径または精密パイプ用の木製ケース
• 耐航性のある輸出梱包
• 熱番号とアイテム番号タグ
• 出荷マーク
• コンテナ積載保護

梱包は、パイプサイズ、壁厚、表面仕上げ、輸送方法、および仕向港の取り扱い条件に応じて選択する必要があります。

購入仕様は、グレード、製品規格、寸法規格、設計コード、およびサービス条件に従ってレビューされます。

TP321Hの注文は、ハンドヘルドXRFのみに依存するのではなく、MTCレビューと炭素感受性化学分析を通じて管理できます。

寸法試験、静水圧/非破壊検査要件、PMI、UT、粒界腐食試験、および第三者検査は、注文書に従って調整できます。

定尺切断、面取り、端部保護、表面清掃、マーキング、およびプロジェクト固有の梱包が利用可能です。

材料証明書、梱包リスト、検査記録、トレーサビリティ文書は、国際的な産業プロジェクト用に準備できます。

正確な技術レビューと見積もりのために、以下を送信してください:

1. 材料グレード: TP321またはTP321H
2. 製品規格: ASTM A312、ASME SA-312、ASTM A376、またはEN 10216-5
3. サイズ: NPSとスケジュール、またはOD * 壁厚
4. 必要な長さ
5. 数量または総重量
6. 設計温度と圧力
7. プロセス媒体と塩化物レベル
8. 腐食代
9. 熱処理要件
10. 表面と端部の状態
11. 静水圧またはNDE要件
12. PMIと炭素検証要件
13. 粒界腐食試験要件
14. MTC 3.1または3.2
15. 第三者検査要件
16. 梱包と仕向港

ASTM A312 TP321Hシームレスステンレス鋼管、NPS 4、SCH 40S、長さ6 m、固溶化焼鈍および酸洗、面取り端部、EN 10204 3.1、OESで炭素検証済み、静水圧/非破壊検査済み、耐航性のある輸出梱包で、見積もりをお願いします。

TP321Hは、クリープおよび応力破断性能を向上させることを目的とした、制御された高炭素含有量と追加の高温要件を備えています。TP321は、一般的な高温および安定化された耐食性サービスに通常選択されます。

いいえ。TP321Hは、持続的な高温強度が必要な場合に有利です。低温サービス、熱サイクル、または腐食支配の用途では、TP321または他のグレードの方が適切かもしれません。

ASTM A312/A312MまたはASME SA-312は、通常、シームレスステンレス鋼プロセスパイプの主要な製品規格です。

ASTM A376は、特殊な高温サービスで使用されるシームレスオーステナイト系ステンレス鋼管、特にプロジェクトまたは電力業界の仕様で明示的に要求される場合に検討すべきです。

自動的にはできません。ASTM A213はボイラー、過熱器、熱交換器チューブの仕様です。ASTM A312はパイプの仕様です。寸法、公差、試験要件、および意図された用途は異なります。

いいえ。XRFは主要な合金元素を識別できますが、Hグレードに必要な炭素範囲を独立して検証することはできません。炭素感受性分析とMTC検証が必要です。

一般的に、海水または攻撃的な塩化物サービスには推奨されるグレードではありません。孔食、隙間腐食、および応力腐食割れを評価する必要があります。モリブデン含有または二相鋼グレードの方が適切かもしれません。

一般的な塩化物サービスではそうではありません。321は主にチタン安定化と高温性能のために選択されます。316Lは、モリブデン含有量のため、多くの塩化物含有環境に対して通常より優れた耐性を提供します。

通常の溶接条件では通常必要ありませんが、最終的な要件は、壁厚、成形、設計コード、運転温度、腐食メカニズム、およびプロジェクト仕様によって異なります。

はい、ただし、材料が両方のグレードのすべての適用可能な化学、結晶粒度、熱処理、機械的、および製品規格の要件を満たす場合に限ります。

ASTM A312パイプは、必要な熱処理状態で供給されます。正確な温度と冷却の要件は、グレード、製造方法、および指定された規格版によって異なります。

EN 10204 3.1 MTC、化学および機械試験報告書、寸法検査記録、PMI報告書、NDE報告書、熱処理記録、および第三者検査文書は、注文書に従って供給される場合があります。

必要な規格、グレード、NPSまたはOD、壁厚、長さ、数量、運転温度、圧力、プロセス媒体、および検査要件を送信してください。

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