304L パイプ ASTM A312 TP304L: 組成、特性、および用途

ASTM A312 TP304L の概要

ASTM A312 は、一般的な腐食性および高温での使用向けに、シームレス、溶接、および重冷間加工された溶接オーステナイト系ステンレス鋼パイプを対象としています。 TP304L は 304 ファミリーの低炭素メンバーであり、UNS S30403 に指定されており、炭素含有量は最大 0.035% に制限されています。炭素含有量の低減により、溶接中の結晶粒界での炭化クロムの析出が防止されるため、TP304L パイプは通常、TP304 では溶接後の溶体化焼きなましが必要な現場で、溶接したままの状態で使用できます。このため、TP304L は溶接プロセス配管システム用として最も広く指定されているステンレス パイプ グレードの 1 つとなります。

化学組成

ASTM A312 による TP304L の組成限界を以下に示します。

要素	C	ん	P	S	シ	Cr	ニ	N
制限、%	0.035 max	2.00 max	0.045 max	0.030 max	0.75 max	18.0-20.0	8.0-13.0	0.10 max

TP304 と比較すると、クロムとニッケルの範囲は類似していますが、炭素制限は 0.08% から 0.035% に減少しています。この 1 つの変更が、末尾に L が付いた理由です。低炭素であり、炭化物析出範囲での溶接および使用中の鋭敏化が抑制されます。

機械的性質

ASTM A312 に基づく室温での最小引張要件を以下に示します。

財産	価値
引張強さ、MPa	485 min
0.2%耐力、MPa	170 min
伸び率 (2 インチ)、%	35 min

低炭素の化学的性質により、TP304 と比較して室温強度がわずかに低下しますが、配管設計の決定を左右する溶接と腐食に対する利点が得られます。高温における TP304L パイプの設計応力は、該当する ASME ボイラーおよび圧力容器コード表から取得されます。

シームレス vs 溶接パイプ

シームレスな製造

シームレス TP304L パイプは、固体ビレットから熱間仕上げまたは冷間仕上げされており、縦方向の継ぎ目はありません。均一な構造を提供し、あらゆるスケジュールで利用可能であり、高圧での使用や何らかの理由で溶接継ぎ目の存在が望ましくない場合に適しています。

溶接製造

溶接された TP304L パイプは、ストリップまたはプレートから形成され、通常は TIG、プラズマ、または高周波プロセスによる自己溶接またはフィラーを添加した縦方向溶接によって接合されます。 ASTM A312 では、溶接シームが認定された手順で作成されることを要求しており、完成したパイプは指定されたテストに合格する必要があります。重冷間加工溶接パイプは、母材と同じ強度要件を満たすために溶接領域を冷間加工することによって製造されます。

ASTM A999に基づく試験と検査

ASTM A312 に注文されたパイプは、合金およびステンレス鋼パイプの一般要件規格である ASTM A999 に従って提供されます。各長さは水圧試験されるか、仕様で許可されている場合には同等の非破壊試験が適用されます。一般的に指定される追加要件には、溶接パイプの溶接シームの超音波または渦電流検査、平坦化および曲げ試験、各加熱での機械的試験、寸法検証、およびプロジェクト仕様で要求されている場合の確実な材料識別が含まれます。

耐食性

TP304L は、大気腐食、淡水、食品、有機酸、穏やかな化学媒体、酸化環境に耐性があり、炭素含有量が低いため、溶接部の熱影響部が鋭敏化することがありません。これは高温の塩化物サービスを対象としていません。高温の海水、ブライン、または塩化物を含むプロセス流では、代わりに TP316L などのモリブデン含有グレード、二相グレード、または超オーステナイト グレードを指定する必要があります。

代表的な用途

化学および石油化学プロセス配管

食品、飲料、乳製品の加工ライン

製薬およびバイオプロセス配管システム

水処理および淡水化プラントの配管

中温での一般的な腐食性および衛生的なサービス

よくある質問

1. TP304L とはどういう意味ですか?

TP はパイプ製品の従来の ASTM 接頭語で、304 は基本オーステナイトグレード、L は最大 0.035% の低炭素を示します。グレードは UNS S30403 とも指定され、パイプ規格は ASTM A312 です。

2. 304 パイプと 304L パイプの違いは何ですか?

炭素制限: TP304 では最大 0.08% が許容され、TP304L では最大 0.035% が許容されます。 TP304L の低炭素は溶接後の熱影響部の鋭敏化と粒界腐食を防止するため、304L パイプは溶接システムや溶接後の熱処理が現実的ではない用途に適しています。

3. シームレス パイプと溶接 304L パイプのどちらを選択すればよいですか?

どちらも同じ組成と機械的要件を持つ ASTM A312 によってカバーされています。シームレスパイプは、高圧用途、小型サイズ、溶接継ぎ目を避けなければならない場合に選択されます。溶接パイプは経済的で、より大きな直径と長い長さを提供し、溶接シームは非破壊検査によって確認されています。

4. ASTM A312 パイプではどのような試験が行われますか?

ASTM A999 に従って、各パイプは静水圧試験または同等の非破壊試験が実施され、材料は必要な引張試験、平坦化試験、曲げ試験に合格する必要があります。バイヤーは、溶接継ぎ目の超音波または渦電流検査、PMI チェック、および第三者検査を頻繁に追加します。

5. TP304L パイプの溶接にはどのような溶加材が使用されますか?

標準の適合フィラーは、AWS A5.9 に準拠した ER308L で、炭素含有量が低く、クロムとニッケルのバランスがわずかに高く、304L 母材の溶接用に設計されています。溶接手順は該当する規格に適合する必要があり、接合部の設計、シールドガス、およびパス間の温度制御は通常のオーステナイトステンレス慣行に従う必要があります。