ASTM A387 / ASME SA387 Grade 22 Class 2: 高温圧力容器鋼の決定版ガイド-
ASTM A387 / ASME SA387 グレード 22 クラス 2は、ボイラーや圧力容器での高温および高圧の使用向けに設計された、高品質の 2.25% Cr–1.0% Mo 合金鋼板です。- A387 Gr.22 の高強度グレードである - は、クラス 1 と比較して優れた耐クリープ性、耐酸化性、耐食性、良好な溶接性を備えています。最高 600 度 (1112 度 F) の最高使用温度で動作する重要なコンポーネント用に、世界中の石油・ガス、石油化学、発電業界で広く採用されています。このガイドでは、ASTM および ASME 規格に準拠した公式仕様、機械的および化学的特性、規格間の同等品、一般的な用途、製造ガイドラインについて説明します。-
1. 規格の概要とコアの定義
1.1 管理基準
ASTM A387 / A387M: 圧力容器用クロム-モリブデン合金鋼板の標準規格。
ASME SA387 / SA387M: ASME ボイラーおよび圧力容器コード (BPVC) に基づく同等の規格であり、産業用途向けに ASTM A387 と完全に互換性があります。
UNS番号: K21590 (世界的なトレーサビリティのための普遍的な材料識別)。
1.2 学年とクラスの区別
22年生: 2.25% クロムと 1.0% モリブデンの公称化学組成を指定し、グレード 11 (1.25% Cr、0.5% Mo) より優れた高温性能を実現します。-
クラス2: 必須です正規化および強化 (N&T)熱処理により、クラス 1 よりも高い引張強度と降伏強度が得られます (N&T は必須ではありません)。
ASME P-番号: P5 (Cr-Mo 鋼の溶接手順認定について ASME セクション IX で定義)。
2. 化学成分(重量%)
厳格な化学的管理により、高温でも安定した性能が保証されます。以下の値が適用されます熱分析（取鍋サンプル）そして製品分析（完成プレート）.
| 要素 | カーボン(C) | マンガン(Mn) | シリコン（Si） | リン(P) | 硫黄(S) | クロム(Cr) | モリブデン(Mo) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 分 | 0.05 / 0.04 | 0.30 / 0.25 | - | - | - | 2.00 / 1.88 | 0.90 / 0.85 |
| マックス | 0.15 | 0.60 / 0.66 | 0.50 | 0.035 | 0.035 | 2.50 / 2.62 | 1.10 / 1.15 |
炭素当量式: Ceq=C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15
合金元素の主な機能:
クロム (2.00–2.50%): 緻密な保護酸化膜を形成して耐酸化性と一般的な耐腐食性を向上させ、酸性ガスや高温の作業環境に適しています。-
モリブデン (0.90 ～ 1.10%): クリープ強度と 400 ～ 600 度での水素攻撃に対する耐性を大幅に強化し、長期にわたる高温高圧下での早期破損を回避します。-
3. 機械的性質（室温）
すべての機械試験は ASTM A370 に従って実施されます。参考までに、クラス 2 とクラス 1 の比較を以下に示します。
| 財産 | ユニット | クラス2 | クラス1（参考） |
|---|---|---|---|
| 抗張力 | MPa (ksi) | 515–690 (75–100) | 415–585 (60–85) |
| 最小降伏強度 (0.2% オフセット) | MPa (ksi) | 310 (45) | 205 (30) |
| 伸び（ゲージ長50mm） | % | 18 以上 | 18 以上 |
| 面積の縮小（円形試験片） | % | 45以上 | 40以上 |
| 一般的なブリネル硬度 (HB) | - | 130–170 | 140–200 |
熱処理の義務化：890～950度（空冷）で焼きならし後、650～720度（空冷）で焼き戻し。このプロセスにより、機械的強度と材料の靭性のバランスがとれます。
衝撃試験: シャルピー V-ノッチ (CVN) 衝撃試験が必要です-52度低温靱性を確認します。-
4. グローバル同等グレード
以下は、工学的代替品として化学組成と機械的特性が一致した国際的に認められた同等のグレードです。
| 標準システム | 相当グレード | 地域 |
|---|---|---|
| EN 10028-2 / DIN 17155 | 10CrMo9-10 (1.7380) | ヨーロッパ、ドイツ |
| BS622 | 622-515B | イギリス |
| JIS G3103 | SCMV4 | 日本 |
| GB/T713 | 12Cr2Mo1R | 中国 |
| AFNOR | 10CD9-10 | フランス |
| ゴスト | 10KH2M | ロシア |
| SS規格 | SS2218 | スウェーデン |
重要なお知らせ: 材料を交換するときは、必ず材料が供給されていることを確認してください。クラス 2 (N&T) 条件。同等のグレードのほとんどは、機械的強度が低いクラス 1 製品のみを提供します。
5. 主な利点とパフォーマンスの特徴
高温-クリープ耐性: 長期にわたる高温高圧下でも構造の安定性を維持します。最大動作温度は 600 度です。{0}}
優れた耐酸化性と耐食性: 高温蒸気、水素媒体、酸性ガス環境におけるスケールや腐食に耐性があります。-
確実な溶接性: 低水素溶接プロセスと互換性があります。-適切な予熱と溶接後の熱処理により、溶接の低温割れを効果的に防止できます。{2}}
高い強度対-重量比：降伏強度が高いため、圧力容器のプレートをより薄く設計でき、材料コストと装置全体の重量を節約できます。
6. 産業用途
この Cr-Mo 合金鋼板は、主に重要な高温高圧装置に使用されます。-
石油化学および製油所: 水素化分解反応器、接触改質装置、ホットセパレーター、コークスドラム、水素供給圧力容器。
発電：ボイラードラム、過熱器ヘッダー、工業用熱交換器。
石油とガス: 陸上および海上の高圧分離器、LPG 貯蔵タンク、サワーサービス配管システム。{0}}
化学工業: アンモニアコンバーター、硫黄回収装置、高温熱交換装置。-
7. 製品仕様と品質管理
7.1 寸法範囲
厚さ：6mm～300mm
幅：1000mm～4500mm
長さ: 3000mm – 18000mm
製品形状：熱間圧延（HR）鋼板、特注カット品
7.2 品質保証とテスト
超音波試験 (UT): ASTM A435 / A578 に従って検査され、内部欠陥が排除されます。
低温-衝撃テスト: シャルピー V--52 度でのノッチ テスト。
第三者認証-: グローバルなプロジェクト承認のために、SGS、TUV、BV、ロイド レジスター認証を利用できます。
8. 溶接と製造のガイドライン
材料の亀裂を回避し、ASME BPVC コードに準拠するには、以下の要件に従ってください。
予熱温度：150～250度。厚さが 25mm を超えるプレートの場合は、より高い予熱が必要です。
溶接溶加材: SMAW の AWS E8018-B2。 SAW 用の EB3 / FB3、Cr-Mo 化学組成に一致。
-溶接後熱処理（PWHT）: 残留応力を除去するために、板厚 25mm あたり 680 ～ 710 度で 1 時間保持します (最小保持時間: 2 時間)。
熱切断: エッジクラックを防ぐために150〜200度の予熱を伴うレーザー切断またはプラズマ切断。
9. よくある質問 (FAQ)
Q1: A387 Gr.22 Cl.2 の最高連続使用温度は何度ですか?
A: ピーク温度は 600 度 (1112 度 F) に達します。長期にわたる安全な動作のために、連続使用温度は 550 度を超えないようにすることをお勧めします。-
A: ほとんどの作業条件で互換性があります。 A387 Gr.22 Cl.2 にはクロムとモリブデンの含有量が多く、より優れた高温性能が得られます。-
Q3: A387 Gr.22 Cl.2 は 10CrMo9-10 と同一ですか?
A: はい。 EN/DIN 規格 10CrMo9-10 は、一貫した化学的および機械的特性を備えた直接同等のグレードです。
結論
ASTM A387 / ASME SA387 グレード 22 クラス 2は、世界の鉄鋼業界におけるベンチマークとなる高温圧力容器鋼です。{0}優れた耐クリープ性、耐酸化性、安定した溶接性を兼ね備え、ASTMおよびASMEの国際規格に完全準拠しています。広く認識されているクロススタンダード同等グレードのこの素材は、世界中の重要な高温圧力機器プロジェクトのエンジニア、製造業者、調達チームにとって依然として好まれる材料です。-
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