A333 パイプと A106 パイプ: 低温-と高温-炭素鋼の比較

A333 対 A106: 簡単な答え

ASTM A333 は低温パイプ仕様です。- ASTM A106 は高温パイプ仕様です。- A333 パイプは、冷間使用時に脆化しないように、指定された氷点下温度で衝撃試験が行われています。{6}一方、A106 パイプは、温間使用用の汎用シームレス炭素鋼鋼管であり、低温での靭性要件はありません。- 2 つの規格は温度スケールの両端に位置するため、互換性はありません。

アイテム	ASTM A333	ASTM A106
完全なタイトル	低温使用用継目無溶接鋼管-	高温用継目無炭素鋼鋼管-
設計意図	-45 度以下の低温サービス-	高温サービス、およそ 425 度まで
グレード	1, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11	A, B, C
最も一般的なグレード	6年生	グレードB
製品形態	シームレスまたは溶接	シームレスのみ
シャルピー衝撃試験	特定の低温では必須	必須ではありません。補足要件 S5 としてのみ利用可能
熱処理	焼きならし、または焼き入れおよび焼き戻し	熱処理不要の熱間仕上げ。-冷間引抜管は熱処理する必要があります-
代表的な用途	LNG、寒冷地パイプライン、冷凍、プロパン、アンモニアのパイプライン-	ボイラー、蒸気ライン、ヒーター、製油所、発電所の配管-

A333パイプとは何ですか？等級と衝撃温度

ASTM A333 (ASME SA333 とも呼ばれる) は、低温サービスやノッチ靱性が必要なその他の用途向けのシームレス溶接鋼管の標準仕様です。-この現象が存在する理由は 1 つあります。通常の炭素鋼は温度が低下すると延性を失い、目に見える警告なしに破壊する可能性があり、これを技術者は脆性破壊と呼んでいます。 A333 は、すべての熱が指定された低温でのシャルピー V- ノッチ衝撃試験に合格することを要求することで、そのギャップを埋めています。

この規格には 9 つのグレードが含まれており、グレード 6 が最も多く注文されています。以下の表は、それらを区別するものを示しています。

学年	合金の種類	衝撃試験の最低温度	代表的な用途
グル. 1	炭素-マンガン	−45度	プロパン、アンモニア、冷凍ガスのライン
グル. 3	3.5% ニッケル	−100度	石油化学および極低温プロセス配管
グル. 4	ニッケル-クロム-銅	−100度	グレード3と同様の義務
グル. 6	炭素-マンガン	−45度	LNG 受入および寒冷地パイプライン用の主力グレード-
グル. 7	2.25% ニッケル	−75度	寒冷地の石油とガスのライン
グル. 8	9% ニッケル	−195度	-162度でのLNGの貯蔵と移送
グル. 9	ニッケル-銅	−75度	極低温装置および熱交換器
グル. 10	マンガン-モリブデン	−60度	低温{0}}熱交換器-配管
グル. 11	36% ニッケル	プロジェクトごとの仕様	低熱膨張を必要とするLNGサービス

ほとんどの調達では、A333 Grade 6 がデフォルトの回答です。これは、-45 度の衝撃試験に合格した炭素-マンガン鋼で、低温-配管プロジェクトの大部分をカバーしています。設計温度が -45 度を下回った場合にのみ、購入者はグレード 3 やグレード 8 などのニッケル含有グレードにステップアップします。-

A106パイプとは何ですか?

ASTM A106 (ASME SA106 としても発行されている) は、高温用途向け継目無炭素鋼管の標準仕様です。-これは、流体が高温になるボイラー、蒸気ライン、熱交換器、製油所配管用のデフォルトの炭素鋼パイプです。この規格にはA、B、Cの3つのグレードがあり、需要の大部分を占めるのはグレードBです。実際には、A106 グレード B は約 425 度まで使用されます。それを超えると、エンジニアは A335 P11 や A335 P22 などの合金鋼に移行します。

A106 に関する 2 つの事実が、ほとんどの仕様決定の原動力となります。まず、シームレスのみです。標準には溶接バージョンはありません。第二に、低温衝撃試験の要件がありません。-多くの場合、材料は -20 度でも許容できる性能を発揮しますが、仕様に基づいてその性能を主張することはできないため、材料は低温での使用に対して認定されません-。

実際に重要な違い

1. 温度範囲。A106 グレード B は、約 -29 度から約 425 度までの高温使用向けに設計されています。 A333 グレード 6 は、衝撃試験により -45 度まで認定されています。寒冷地、冬の始動、膨張ガスによってパイプが冷えるレットダウンおよびブローダウン システムなど、ラインがマイナス 30 度以下になる場合、ASME B31.3 などのほとんどの設計基準では衝撃試験済みの材料が必要です。これは通常 A333 を意味します。-

2. 衝撃テストが決定的な違いです。A333 グレード 6 では、-45 度でのシャルピー V- ノッチ衝撃試験が必要で、最小平均吸収エネルギーは 18 J で、個々の試験片は 14 J 未満ではありません。A106 グレード B にはそのような要件はありません。衝撃試験は補足要件 S5 として注文できますが、これは規格の一部ではありません。それがまさに、A106 がコールドサービスで A333 の代わりに使用されるべきではない理由です。

3. シームレス-のみとシームレスまたは溶接。A106はシームレスのみです。 A333 はシームレスまたは溶接で供給されます。溶接中に溶加材が追加される場合、その製品は代わりに ASTM A671 に該当します。フィラーフリーの溶接により、A333 以内に収まります。{5}いずれにしても、低温溶接パイプの場合、靭性を回復するために溶接部と熱影響部を熱処理する必要があります。-

4. 化学: 炭素は一致しますが、不純物は一致しません。A333 グレード 6 の炭素含有量は A106 グレード B より低くありません。どちらも炭素含有量は 0.30% に制限されており、マンガン範囲は同じ 0.29 ～ 1.06% です。変化するのは不純物管理です。A333 グレード 6 では、リンと硫黄が各 0.025% に制限されていますが、A106 グレード B では各 0.035% に制限されており、完全にキルドされた細粒鋼が必要です。-リンと硫黄はシャルピー靱性に最も悪影響を及ぼす元素であり、シリコンとアルミニウムで鋼を死滅させると、延性-から脆性への転移温度が低下します。-。 A106 は、きめ細かい実践を義務付けているわけではありません。-ニッケルは上位の A333 グレードにのみ含まれており、グレード 3 では 3.5%、グレード 8 では 9% となっています。

要素 （％）	A333 グループ. 6	A106 グループB
炭素、C	最大0.30	最大0.30
マンガン、ミネソタ州	0.29 – 1.06	0.29 – 1.06
リン、P	最大0.025	最大0.035
硫黄、S	最大0.025	最大0.035
シリコン、Si	0.10分	0.10分
クロム、Cr	最大0.30	最大0.40
銅、Cu	最大0.40	最大0.40
モリブデン、モリブデン	最大0.12	最大0.15
ニッケル、Ni	最大0.40	最大0.40
バナジウム、V	最大0.08	最大0.08
ニオブ、Nb	最大0.02	–

5. 強さは彼らを引き離しません。引張強度と降伏強度に関しては、2 つのグレードは基本的に同一であるため、強度表では選択できません。

財産	A333 グループ. 6	A106 グループB
引張強さ、最小	415MPa	415MPa
降伏強さ、最小	240MPa	240MPa
伸び、縦方向、分	30%	30%
-45度でのシャルピー衝撃	必須、平均 18 J	不要

それらの選択と置換ルール

設計金属の最低温度が約 -29 度以上で、蒸気、ボイラー供給、高温のプロセス流体、製油所ラインなどのサービスが高温の場合は、A106 グレード B を選択してください。シームレスで、在庫が豊富で、コストが低くなります。

ラインが -45 度以下にさらされる場合、または設計コードで衝撃試験済みの材料が必要な場合には、A333 グレード 6 を選択してください。-LNG プラント、寒冷地設備、冷凍、プロパンおよびアンモニアの貯蔵、パイプを急速に冷却できる減圧サービス-。 −45 度未満では、真の極低温用途にはグレード 3 やグレード 8 などのニッケル グレードにステップアップします。

A106 を A333 の代わりに使用できますか?低温使用ではありません。- A106 グレード B は引張数値と一致する可能性がありますが、影響試験の保証はありません。そのため、コードでノッチ靱性が要求される場合にこれを使用すると、設計不適合となります。-逆方向の方が安全です。A333 グレード 6 は、化学的性質と強度に関する A106 グレード B の要件を満たしているか、それを上回っています。そのため、二重認定された A333 グレード 6 と A106 グレード B のパイプが、どちらの仕様でも引き出せる一般的なストッキング品目となっています。-ただし、衝撃試験の義務化、不純物の制限の厳格化、細粒度の慣行の廃止などにより、価格差は現実的です。したがって、低温機能を必要としないプロジェクトで低温機能にお金を払う理由はありません。-

よくある質問

Q: A106 の代わりに A333 を使用できますか?
A333 グレード 6 は、化学的性質と強度において A106 グレード B を満たすかそれを上回っているため、その方向での代替は一般に許容され、二重認定されたパイプが一般的です。-

Q: A106 はコールドサービスで A333 の代わりに使用できますか?
いいえ、A106 には規格にシャルピー衝撃要件がないため、A333 が認定されている低温サービスについては認定できません。-

Q: A333 グレード 6 にはどのような衝撃エネルギーが必要ですか?
-45 度でのテストでは、指定された試験片全体で最小平均 18 J であり、14 J を下回る個々の試験片はありませんでした。

Q: A333 グレード 6 は、A106 グレード B よりもカーボンが少ないですか?
いいえ、どちらも炭素の上限は 0.30% です。本当の違いは、より厳格なリンと硫黄の制限に加えて、A333 でのキルド細粒鋼の使用です。-

Q: 溶接された A106 パイプは入手可能ですか?
A106 仕様はシームレスパイプのみを対象としています。溶接された低温パイプ-は、A333 に基づいて処理され、溶加材が使用される場合は ASTM A671 に基づいて処理されます。

Q: -45 度以下で使用すべき A333 グレードはどれですか?
ニッケル含有グレードに移行します。-グレード 3 は -100 度のサービスをカバーし、グレード 8 は -195 度の LNG デューティをカバーします。