エネルギーや化学処理などの高圧、高温の産業では、パイプラインは材料輸送の重要な動脈として機能します。これらのシステムの障害は、生産性の低下から致命的な安全上のインシデントまで多岐にわたります。極端な条件に耐えることができるパイプライン材料の探索は、エンジニアやオペレーターにとって依然として重要な課題です。
ASTM A335 P91 合金鋼: 要求の厳しい用途向けに設計
ASTM A335 P91 合金鋼は、厳しい使用条件向けに特別に開発されたクロムモリブデン鋼の一種です。その並外れた高温強度は、特殊な組成と熱処理プロセスに由来しています。この材料は 1050°C で焼きならしが行われ、続いて 200°C まで空冷され、その後 760°C で焼き戻しが行われます。この熱処理により、優れた耐クリープ性と耐久性が実現します。
「P91」という命名は、その元素組成を反映しています。クロム 9%、モリブデン 1%、バナジウムが添加されています。クロムは高温強度と耐酸化性の両方を強化し、モリブデンは高温での弾性、耐摩耗性、クリープ強度に貢献します。
ASTM A335 P91 タイプ 2 の主な特徴:
- 長期にわたるパフォーマンスの安定性:長期間の使用期間にわたって機械的特性を維持します
- 肉厚の減少:より薄いプロファイルで同等の圧力封じ込めを実現し、材料コストと溶接要件を削減します。
- 優れた耐クリープ性:持続的な高温高圧条件下でも変形しにくい
産業用途
ASTM A335 P91 は、ストレスの高い複数の産業分野で広く使用されています。
- 発電量:火力発電所の高圧蒸気ラインに最適
- 天然ガス処理:処理施設の腐食性媒体に対する耐性
- 石油サービス:抽出および輸送システムの過酷な条件に耐えます
- 石油化学プラント:高温プロセス配管に最適
- 熱交換器システム:ヒーターおよび再熱ライン用途で確実に動作します
- ボイラーのコンポーネント:高圧蒸気サービス向けに設計
技術仕様
材料指定には次のものが含まれます。
- 商品名：P91
- UNS番号:K91560
- パイプ仕様:A335/SA335
- 鍛造/穴あけパイプ:A369/SA369
フェライト系合金鋼である A335/SA335 P91 は、優れた耐クリープ性を備えながら、経時劣化することなく高強度特性を維持します。 T22/P22 などの前任グレードと比較して、P91 は最大 600°C の温度に耐え、酸化限界が高く、より薄いコンポーネント設計が可能です。
化学組成の要件:
- 炭素：0.08%～0.12%
- マンガン：0.30%～0.60%
- クロム：8.00%～9.50%
- モリブデン：0.85%～1.05%
- バナジウム：0.18%～0.25%
- 窒素：0.030% ～ 0.070%
機械的特性:
- 引張強さ(分):85,000 psi (585 MPa)
- 降伏強度 (分):60,000 psi (415 MPa)
溶接に関する考慮事項
P91 アプリケーションでは、適切な溶接手順が重要です。主な要件は次のとおりです。
- 予熱温度とパス間温度の厳密な制御
- 溶接後の熱処理の義務化
- 組成が一致した電極の使用
- 水素による亀裂に対する保護
最新の誘導加熱システムは、特に溶接 T 型や分岐接続などの複雑な形状の厚肉コンポーネントに最適な温度制御を提供します。