圧力容器鋼
圧力容器用鋼とは何ですか?
圧力容器用鋼板、「ボイラー プレート」と呼ばれることが多く、特殊化されています。炭素および低合金-熱間圧延鋼板-主に製造に使用される圧力容器シェル、ボイラードラム、その他の加圧コンポーネント。これらの材料は通常、次の温度範囲内で動作します。-20度～500度、特定の高性能グレード（典型的なものなど）-16MnR、P265GH、P295GH、P355GH、A387、A537、A612鋼鉄— まで到達可能560度.
これらの船舶は、高圧、激しい熱サイクル、腐食性媒体などの極端な条件下で動作するため、次の 6 つの重要な性能基準を遵守する必要があります。
1.高強度:蒸気、ガス、または液体による巨大な内部圧力に耐える能力があり、塑性変形や壊滅的な破裂を防ぎます。
2.優れた靭性と可塑性:圧力変動や温度衝撃時の脆性破壊に強く、高い亀裂成長耐性を確保します。
3.優れた溶接性：容器は通常、溶接によって製造されます。鋼は溶接が容易であると同時に、接合部が母材と同様の機械的特性を維持する必要があります。
4.高温性能:{1}
- 耐クリープ性:継続的な高応力と熱下でもゆっくりとした変形（クリープ）や破断を起こさず安定性を維持します。
- 耐酸化性:高温の蒸気や空気からの腐食性スケールに耐性があります。-
5.低温-靭性:極低温用途（LNG、液体アンモニアなど）の場合、鋼は「低温脆性破壊」を防ぐために延性を維持する必要があります。-
6.耐食性:硫化水素 (H2 S)、アンモニア、酸、アルカリなどの媒体からの化学的および電気化学的攻撃に抵抗する能力。
圧力容器用鋼の分類
1. 化学組成による分類
化学組成は、鋼の基本的な物理的および機械的境界を決定します。
炭素鋼:
- 構成：主に鉄と炭素に少量のマンガン (Mn) とシリコン (Si) が含まれています。
- 特徴:強度と費用対効果のバランスが優れています。{0}ただし、顕著な耐食性が欠けているため、非常に攻撃的な環境での使用は制限されます。
- 代表的なグレード:
ASME/ASTM:SA-516 (グレード 55、60、65、70); SA-515 (グレード 60、65、70); ASTM A285 (グレード A、B、C)。
ヨーロッパ (EN 10028-2):P265GH、P295GH、P355GH。
中国語 (GB 713): Q245R, Q345R.
低合金鋼:
- 構成：性能を向上させるために 1% ～ 5% の合金元素が含まれています。
- 主要な要素:
クロム(Cr):強度、硬度、耐酸化性を高めます。
モリブデン (Mo):高温強度（耐クリープ性）と耐食性が向上します。-
ニッケル(Ni):靭性と低温に対する本質的な耐性を追加します。
- 代表的なグレード:
ASME SA-387:グレード 11、グレード 22 (Cr-Mo 鋼)。
ASTM A204:グレードA、B、C（モリブデン合金）。
ASTM A533:クラス 1、クラス 2 (原子炉用 Mn-Mo-Ni 合金)。
EN 10028-2:16Mo3、13CrMo4-5、10CrMo9-10。
GB713:12Cr1MoV、15CrMoR。
2. サービス環境による分類
高温-高圧-:反応器やコークスドラムに使用されます。
グレード:15CrMoR、12Cr2Mo1R (SA387 Gr22)、10CrMo9-10。
低温/極低温サービス:液化ガスの貯蔵に使用されます。
グレード:ASTM A612、A662、A735、A203、A645。
中国語:09MnNiDR、16MnDR、15MnNiDR (「DR」は低温容器を示します)。-
日本語（JIS）：SL1N、SL2N、JIS G3126。
高強度焼き入れ焼き戻し（Q&T）:
グレード:ASTM A517、A537、A724、JIS G3115。
中国語:18MnMoNbR、13MnNiMoR (厚肉-高圧-装置に使用)。
3. 強度レベルによる分類（引張強さN/mm）2)
表6-7-3「圧力容器プレートの品質指標」に基づく：
310～350N/mm2:ASTM A285、BS1501、DIN 17175、GOST 5520。
360～380N/mm2:ASTM A285、A515、A516、A442、GOST 5520。
390～410N/mm2:ASTM A515/516、A442、JIS G3116/G3103/G3118/G3115。
430～450N/mm2:ASTM A515/516、JIS G3116/G3103/G3118。
480–490 N/mm2:ASTM A515/516、A537、A737、JIS G3116/G3113/G3118/G3115、GB 713。
510–530 N/mm2:ASTM A455、A299、DIN 17155、JIS G3115。
寸法・仕様・品質基準
- 厚さの範囲:一般的にはから5mm～200mm、国際規格によって定義された特定の厚さの間隔があります。
- 幾何学的制御:形状、平面度、直角度に対する厳しい公差。
- 表面品質:亀裂、かさぶた、転がる気泡、不純物、プレスされたスケールなどの表面欠陥は固く禁止されています。{0}}欠陥の除去は、残りの厚さが許容誤差内に留まっている場合にのみ許可されます。
- 内部整合性:ラミネート（内部層）は通常許可されておらず、超音波テストによって確認されます。
化学組成指標 (炭素鋼中心)
炭素鋼の強度は主に炭素含有量とともに増加します。
- カーボン(C):通常、次の間0.16%と0.33%。プレートの強度を決定する主な要素です。
- シリコン (Si) とマンガン (Mn):Si (0.10% ～ 0.55%) および Mn (0.4% ～ 1.6%) は、材料品質と靭性を向上させるために使用されます。
- 不純物管理:プレミアム品質グレードでは、銅 (Cu < 0.30%)、クロム (Cr < 0.25%)、ニッケル (Ni < 0.30%)、モリブデン (Mo < 0.10%)、およびバナジウム (V < 0.03%) が厳しく制限されています。
製造プロセスと先端技術
極端な条件下での安全性を確保するために、標準的な構造用鋼よりもはるかに厳密な製造が行われています。
- 製錬:転炉または電気炉を利用し、二次精製（LF、RH、またはVD）および真空脱ガスを行い、有害なガス（O、H、N）および不純物（P、S）を最小限に抑えます。
- 鋳造：電磁撹拌による連続鋳造により、内部品質を均一にし、偏析を低減します。
- 熱処理:
正規化 (N):粒子構造を微細化し、靭性と強度を向上させます。
正規化 + 焼き戻し (N+T):内部応力を緩和し、微細構造を安定させます。
焼き入れ + 焼き戻し (Q+T):特殊グレードに最適な高強度と延性のバランスを提供します。
制御されたローリング:温度と変形を正確に管理して粒度を微細化します。
テストと選択基準
1. 検査の義務化
- 超音波検査 (UT): 全数UT検査内部剥離や異物を検出するには必須の要件です。
- 機械試験:すべてのプレートは、引張、衝撃（室温および低温での V ノッチ）、および曲げ試験を受ける必要があります。{0}
- 高温引張試験:{0}高温での使用を目的とした鋼には必須です。-
2. 選択ロジック
- 設計圧力と温度:材料選択の主な要素（たとえば、加熱用には Cr-Mo、低温用には Ni- 合金）。
- メディアのプロパティ:H2S などの腐食性物質が存在すると、HIC- 耐性または Cr-Mo 鋼が必要になります。
- 壁の厚さ:-厚肉の容器には、均一な性能を確保するために高い焼入れ性を備えた鋼が必要です。
- 溶接性:炭素当量（CEV または CET）によって測定。値が低いほど溶接が容易であることを示します。
- 規制遵守:次のような規範を厳守するASME VIII Div.1またはGB150.
産業用途
発電:ボイラードラム、ヘッダー、水壁。
石油化学製品:反応器、熱交換器、蒸留塔、球形タンク（LPG、酸素、窒素）。
石炭およびファインケミカル:ガス化装置、スクラバー、加圧反応釜。
原子力エネルギー:格納容器、加圧器、蒸気発生器のサポート。
交通機関：鉄道・道路用（LPG・液体アンモニア）専用タンク車。
[お問い合わせ]ASME、EN、および GB の標準圧力容器プレートの詳細なデータシート、材料認証 (MTC)、および最新の価格については、こちらをご覧ください。
ボイラーおよび圧力容器用鋼種の国際比較
パート 1: GB 713—2008 規格 (ボイラーおよび圧力容器用鋼板)
| 中国 (GB/YB) | 米国 (ASTM) | 日本（JIS） | ヨーロッパ (DIN/BS/NF EN) | ロシア (GOST) | ISO |
| Q245R(前. 20g、20R) | A414/A414MグループD | (JIS G3124) SEV25 | S235JR (1.0038)、S235J0 (1.0114)、S235J2 (1.0117) | Ст3кп | P235GH |
| Q345R(前. 16万、19万、16万R) | A737/A737MグループB | (JIS G3124) SEV 345 | S355JR (1.0045)、S355J0 (1.0553)、S355J2 (1.0577)、S355K2 (1.0596) | 17℃、15XCHД | P355GH |
| Q370R(前. 15MnNbR) | A572/A572M グループ. 50 (345) | (JIS G3115) SPV355 | S355JR (1.0045)、S355J0 (1.0553)、S355J2 (1.0577)、S355K2 (1.0596) | 10Г2Б | P355GH |
| 18MnMonNbrR | A735/A735M グループ. 1 | (JIS G3115) SPV410 | — | — | — |
| 13MnNiMoR(前. 13MnNiCrMoNbg、13MnNiMoNbR) | A738/A738MグループB | — | — | — | 15NiCuMoNb 5-6-4 |
| 15クロムモル(前. 15CrMog) | A387/A387M グレー. 12 (K11757) | (JIS G4109)SCMV2 | 18CrMo4 | 15XM | 13CrMo4-5 (ASME: 14CrMo4-5) |
| 14Cr1MoR | A387/A387M グレー. 11 (K11789) | (JIS G4109)SCMV3 | 18CrMo4 | 15XM | 13CrMoSi5-5 (ASME: 14CrMoSi5-6) |
| 12Cr2Mo1R | A387/A387M グレー. 22 (K21590) | (JIS G4109)SCMV4 | — | — | 10CrMo9-10 (ASME: 13CrMo9-10 / 14CrMo9-10) |
| 12Cr1MoVR(前. 12Cr1MoVg) | — | — | — | — | — |
パート 2: GB 5310—1995 規格 (高圧ボイラー用継目無鋼管)-
| 中国 (GB/YB) | 米国 (ASTM) | 日本（JIS） | ドイツ (DIN EN) | ロシア (GOST) | ISO |
| 20G | 1020 | (JIS G3461) STB340 | C22 (1.0402), C20C (1.0411) | 20 | — |
| 20万G | 1022 | STB410 | C22 (1.0402) | 20Г | — |
| 25万G | 1026 | STB510 | C26D (1.0415) | 25Г | — |
| 15モグ | ASTM A692 (定義グレード、コードなし) | (JIS G3462) STBA 12 | — | — | 16Mo3 |
| 20モグ | ASTM A209/A209M T1a | (JIS G3462) STBA13 | — | — | — |
| 12CrMoG | ASTM A250 T2 | STBA20 | — | — | 13CrMo4-5 |
| 15CrMoG | ASTM A250 T12 | STBA22 | — | — | 13CrMoSi5-5 |
| 12Cr2MoG | ASTM A250 T22 | STBA24 | — | — | 10CrMo9-10 |
| 12Cr1MoVG | — | — | — | — | — |
| 12Cr2MoWVTiB | — | — | — | — | — |
| 12Cr3MoVSiB | — | — | — | — | 12CrMoV12-10 |
| 10Cr9Mo1VNb | ASTM A199/A199M T91 | STBA26 | — | — | X10CrMoVNb9-1 |
| 07Cr18Ni11Nb(前. 1Cr19Ni11Nb) | 347H | SUS347H | X7CrNiNb18-10 (1.4912) | — | X7CrNiNb18-10 |
パート 3: GB 13396—2007 規格 (圧力機器用のステンレス鋼)
| 中国 (GB/YB) | 米国 (ASTM) | 日本（JIS） | ヨーロッパ (DIN/BS/NF EN) | ロシア (GOST) | ISO |
| 06Cr19Ni10(前. 0Cr18Ni9) | A213 TP304 | SUS304 | X5CrNi18-10 (1.4301) | — | X5CrNi18-10 |
| 12Cr18Ni9(前. 1Cr18Ni9) | — | — | X10CrNi18-8 (1.4310) | 12X18H9 | X10CrNi18-8 |
| 1Cr19Ni9 | TP304H | SUS304HTB | X6CrNi18-10 (1.4948) | — | X7CrNi18-9 |
| 022Cr19Ni10(前. 00Cr19Ni10) | TP304L | SUS304LTB | X2CrNi19-11 (1.4306) | 03X18H11 | X2CrNi19-11 |
| 06Cr18Ni11Ti(前. 0Cr18Ni10Ti) | TP321 | SUS321TB | X6CrNiTi18-10 (1.4541) | 08X18H10T | X6CrNiTi18-10 |
| 07Cr19Ni11Ti(前. 1Cr18Ni11Ti) | TP321H | SUS321HTB | X6CrNiTi18-10 (1.4541) | 12X18H11T | X7CrNiTi18-10 |
| 06Cr18Ni11Nb(前. 0Cr18Ni11Nb) | TP347 | SUS347TB | X6CrNiNb18-10 (1.4550) | 08X18H12Б | X6CrNiNb18-10 |
| 07Cr18Ni11Nb(前. 1Cr19Ni11Nb) | TP347H | SUS347HTB | X7CrNiNb18-10 (1.4912) | — | X7CrNiNb18-10 |
| 06Cr17Ni12Mo2(前. 0Cr17Ni12Mo2) | TP316 | SUS316TB | X5CrNiMo17-12-2 (1.4401) | — | X5CrNiMo17-12-2 |
| 07Cr17Ni12Mo2(前. 1Cr17Ni12Mo2) | TP316H | SUS316HTB | X3CrNiMo17-13-3 (1.4436) | — | — |
| 0Cr18Ni12Mo2Ti | TP316Ti | SUS316TiTB | X6CrNiMoTi17-12-2 (1.4571) | — | X6CrNiMoTi17-12-2 |
| 1Cr18Ni12Mo2Ti | TP316Ti | SUS316TiTB | X6CrNiMoTi17-12-2 (1.4571) | — | X6CrNiMoTi17-12-2 |
| 06Cr17Ni12Mo3Ti(前. 0Cr18Ni12Mo3Ti) | TP316Ti | SUS316TiTB | X6CrNiMoTi17-12-2 (1.4571) | 08X17H13M3T | X6CrNiMoTi17-12-2 |
| 1Cr18Ni12Mo3Ti | TP316Ti | SUS316TiTB | X6CrNiMoTi17-12-2 (1.4571) | 08X17H13M3T | X6CrNiMoTi17-12-2 |
| 1Cr18Ni9Ti | TP321 | SUS321TB | X6CrNiTi18-10 (1.4541) | 12X18H10T | X7CrNiTi18-10 |
| 06Cr19Ni13Mo3(前. 0Cr19Ni13Mo3) | TP317 | SUS317TB | — | — | — |
| 022Cr19Ni13Mo3(前. 00Cr19Ni13Mo3) | TP317L | SUS317LTB | X2CrNiMo18-15-4 (1.4438) | 03X16H15M3 | X2CrNiMo 18-15-4 (1.4438) |
| 022Cr19Ni10N(前. 00Cr18Ni10N) | TP304LN | SUS304LN | X2CrNiN18-10 (1.4311) | — | X2CrNiN18-9 |
| 06Cr19Ni10N(前. 0Cr19Ni9N) | TP304N | — | X5CrNiN19-9 (1.4315) | — | X5CrNiN19-9 |
| 06Cr23Ni13(前. 0Cr23Ni13) | TP309S | SUS309STB | X12CrNi23-13 (1.4833) | 10X23H13 | X12CrNi23-13 |
| 16Cr23Ni13(前. 2Cr23Ni13) | — | SUS309TB | X15CrNiSi20-12 (1.4828) | 20X23H12 | — |
パート 4: GB 3531—1996 および GB/T 18984—2003 規格 (低温鋼)
| 中国 (GB/YB) | 米国 (ASTM) | 日本（JIS） | ヨーロッパ (DIN/BS/NF EN) | ロシア (GOST) | ISO |
| 16MnDR | A572/A572M グループ. 50 [345] | (JIS G3460) STPL380、(JIS G3464) STBL380 | E335 (1.0060) | 15XCHД | E355 |
| 15MnNiDR | グル. 50 [345] | STPL380、STBL380 | E335 (1.0060) | 15XCHД | E355 |
| 09Mn2VDR | A572/A572M グループ. 42 [290] | STPL450、STBL450 | E295 (1.0050) | 09Г2, 09Г2Д | E275 |
| 09MnNiDR | グル. 42 [290] | STPL450、STBL450 | E295 (1.0050) | 09Г2, 09Г2Д | E275 |
| 16MnDG | グル. 50 [345] | STPL380、STBL380 | E335 (1.0060) | 15XCHД | E355 |
| 10MnDG | A283/A283MグループD | (JIS G3101)SS400 | S235JR (1.0038) | Ст3кп | E235A |
| 09DG | グループC | SS330 | — | Ст2кп | — |
| 09Mn2VDG | A572/A572M グループ. 42 [290] | (JIS G3460) STPL 450、(JIS G3464) STBL 450 | E295 (1.0050) | 09Г2, 09Г2Д | E275 |
| 06Ni3MoDG | グル. 42 [290] | STPL450、STBL450 | E295 (1.0050) | 09Г2, 09Г2Д | E275 |
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