SA-213 T91パイプの同等材質は何ですか

SA-213 T91 は、オークリッジ国立研究所によって開発された改良 9Cr-1Mo フェライト系-マルテンサイト系耐熱-鋼で、現在、高温用途で最も重要なボイラー管グレードの 1 つです。 「T」は、ASME に基づくチューブグレードであることを意味しますSA-213 / ASTM A213;ヘッダーと配管に適合するパイプグレードは次のとおりです。SA-335 P91、同じ組成ですが、製品の形状が異なります。

同等の材料をお探しの場合は、主要な規格全体にわたる簡単な答えを次に示します。

標準	指定	UNS
ASME / ASTM (米国)	SA-213 T91 / A213 T91 (チューブ); SA-335 P91（パイプ）	K90901
中国	10Cr9Mo1VNbN(GB/T 5310-2017 / 2023)	A31108
ヨーロッパ	X10CrMoVNb9-1、EN 10216-2	1.4903
ISO	X10CrMoVNb 9-1 (ISO 9329-2)	-

中国のグレードに関するメモ: 現在GB/T5310指定は10Cr9Mo1VNbN- 最後の「N」は窒素を表し、意図的に合金化される元素です。古い時代にはGB 5310-1995同じ鋼は 10Cr9Mo1VNb (名前に N が含まれていない) という名前で導入されたため、従来の図面では依然としてその古い綴りを見ることができます。材料は同じです。窒素の役割を反映するために名前が更新されました。

 

化学組成 (「変性」9Cr-1Mo である理由)

T91 は古い 9Cr-1Mo (T9) の化学構造から始まり、バナジウム、ニオブ、窒素で強化されています。 V と Nb は微細で安定した炭化物/炭窒化物（主に MX- タイプの VN と NbC）を形成します。窒素は VN の分散を効果的にするものであり、それがクリープ強度の源です。靭性と溶接性を向上させるために、硫黄とリンは非常に低く抑えられています。

要素 （％）	T91 (A213)	10Cr9Mo1VNbN (GB/T 5310)	X10CrMoVNb9-1 (EN 1.4903)
C	0.07–0.14	0.08–0.12	0.08–0.12
シ	0.20–0.50	0.20–0.50	0.20–0.50
ん	0.30–0.60	0.30–0.60	0.30–0.60
P、最大	0.020	0.020	0.020
S、最大	0.010	0.010	0.005
Cr	8.00–9.50	8.00–9.50	8.00–9.50
モー	0.85–1.05	0.85–1.05	0.85–1.05
V	0.18–0.25	0.18–0.25	0.18–0.25
注意	0.06–0.10	0.06–0.10	0.06–0.10
N	0.030–0.070	0.030–0.070	0.030–0.070
ニ、マックス	0.40	0.40	0.40

3 つの指定は構成的に一致しているため、標準間の代替では同等のものとして扱われます。{0}

 

機械的性質

財産	要件
引張強さ、最小	585MPa
降伏強さ、最小	415MPa
伸び、分（縦方向）	20%
硬度	250 HBW 以下

T91 と 10Cr9Mo1VNbN の両方の熱処理は、1040 ～ 1080 度で焼きならし + 750 ～ 780 度で焼き戻し（肉厚が70 mmを超える場合は、焼入れおよび焼き戻しを行う場合があります）。この焼き戻しは、クリープ性能に関与する焼き戻しマルテンサイト構造を生成するものです-。そのため、熱処理条件は化学的性質だけでなく、MTC 上でも確認する必要があります。-

 

温度制限と用途

T91 / 10Cr9Mo1VNbN は、超臨界および超-ボイラー チューブの主力グレードです。

過熱器および再熱器チューブ: 金属温度は最大約 625 度 (GB/T 5310 による。ASME の慣例では、再加熱器の場合、一般に最大約 650 度が許容されています)。

高温ヘッダーと蒸気配管（P91）-: 通常、金属温度は約 600 度に制限されます。

その他の用途：原子力熱交換器、石油精製分解炉チューブ。

約 620 度未満では、そのクリープ強度は実際に TP304H などの一般的なオーステナイト系ステンレス グレードのクリープ強度を上回りますが、その一方で、より低い熱膨張とより高い熱伝導率により、より優れた熱疲労耐性が得られます -。これが、この範囲でオーステナイト系ステンレス グレードに取って代わるすべての理由です。

 

溶接に関する考慮事項

T91 は溶接可能ですが、マルテンサイト鋼であるため、溶接が許容されないため、手順に注意深く従う必要があります。

予熱とインターパス: 水素-による低温割れを防ぐため、通常は 200 ～ 300 度です。

適合する消耗品: 溶接金属の化学的性質を母材と一致させるために、9Cr-1Mo-V-Nb フィラー (例: ER90S-B9 / E9018-B9) を使用します。

-溶接後熱処理（PWHT）: 必須、通常は約 730 ～ 780 度。 PWHT を省略すると、溶接部と熱影響部に焼き戻しされていないマルテンサイトが残り、脆くて亀裂が発生しやすくなります。{3}}

タイプ IV の亀裂: 臨界間 HAZ は長期使用において弱いゾーンです。-入熱とPWHTを制御して、そこでの軟化を最小限に抑えます。

材料が T91 として供給されるか 10Cr9Mo1VNbN - として供給されるかにかかわらず、同じ溶接手順に従います。冶金は同じです。

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よくある質問

1. SA-213 T91 に相当する中国語は何ですか?

これは、GB/T 5310-2017 (現在の中国の高圧ボイラー管規格) あたり 10Cr9Mo1VNbN です。古い GB 5310-1995 では、10Cr9Mo1VNb という名前でした。この 2 つは同じ鋼を指します。重要な合金元素である窒素を含むように名前が更新されました。

 

2. ヨーロッパでの T91 に相当するものは何ですか?

EN 10216-2 グレード X10CrMoVNb9-1、材料番号 1.4903。その化学的および機械的要件は ASTM A213 T91 と密接に一致しています。

 

3. T91 と P91 の違いは何ですか?

T91 はボイラーチューブに使用されるチューブグレード (ASME SA-213 / ASTM A213) です。 P91 はパイプグレード (ASME SA-335) で、ヘッダーおよび蒸気配管に使用されます。化学組成は同じです。違いは製品の形式と管理規格です。

 

4. T91 ではなぜ窒素 (N) が重要ですか?

窒素 (0.030 ～ 0.070%) はバナジウムと結合して微細な VN 析出物を形成し、高温で鋼を強化します。窒素がなければ、T91 を有用なものにする耐クリープ性は大幅に失われます。現在の中国のグレード名 10Cr9Mo1VNbN が「N」で終わるのはこのためです。

 

5. T91 / 10Cr9Mo1VNbN はどのくらいの温度で使用できますか?

これは一般に、金属温度が最大約 625 度 (GB 5310)、ASME の再加熱器の慣例では最大 ~650 度の過熱器および再加熱器チューブに使用されます。高温ヘッダーおよび蒸気配管 (P91) の場合、金属温度は通常約 600 度以下に保たれます。

 

6. T91 には溶接後の熱処理が必要ですか?{2}}

はい。 T91 は溶接前に予熱し、必須の PWHT (約 730 ～ 780 度) を与える必要があります。 PWHT がないと、溶接部の非焼戻しマルテンサイトは脆くなり、亀裂が発生しやすくなります。-。常に認定溶接手順仕様 (WPS) に従ってください。