ニュース - Womic Steel社、-101℃対応の小径超長尺3.5Niシームレスチューブ（ASTM A334グレード3）の生産ラインを成熟させました

簡単な説明

製品：3.5%ニッケル低温シームレス鋼管 – ASTM A334 グレード3 (UNS K12021 / 3.5Ni)、冷間引抜き、正規化処理、空冷処理済み。低温での使用を目的としたシームレスおよび溶接炭素鋼管および合金鋼管用。

製品概要：Womic Steel Groupは、小径・超長尺の3.5Niシームレス鋼管（外径25mm×肉厚2mm×長さ22m）の量産体制を確立しました。この鋼管は、-101℃までの低温におけるASTM A334グレード3の靭性要件を完全に満たしています。この生産ラインにより、小径・超長尺の3.5Ni鋼管を輸入に頼っていた従来の状況が解消されます。3.5%ニッケル鋼は、-101℃（-150°F）という低温でも優れたノッチ靭性と延性を発揮するため、LNGターミナル、エチレンクラッカー、空気分離プラント、極地プロジェクトにとって重要な材料となっています。

シームレスチューブのサイズ：
外径10mm～610mm（熱間圧延）、肉厚1.5mm～25.4mm、単体長さ最大24m。冷間引抜き精密外径範囲：6mm～89mm、寸法公差は±0.10mmと非常に厳しい。

材料指定:
ニッケルを約3.5%含有し、低炭素・高ニッケル組成により低温靭性を大幅に向上させ、-101℃での低温脆化を防止します。代表的な組成：C ≤0.19%、Mn 0.31-0.64%、Si 0.18-0.37%、Ni 3.18-3.82%、P ≤0.025%、S ≤0.025%。

素材の比較ポジショニング：
3.5Ni（ASTM A334 グレード3）は、標準的な低温鋼グレード6（-45℃）とハイエンドの9%Ni鋼グレード8（-196℃）の中間に位置付けられています。-50℃～-101℃の使用温度範囲において、最も費用対効果の高いソリューションとなります。

適用コード：
ASTM A334/A334M、ASME SA334、ASTM A333/A333M グレード3に準拠しており、ASTM/ASME、PED、およびNACE MR0175にも準拠しています（ご要望に応じて）。

アプリケーション:
LNG受入ターミナルの補助配管、PDH（プロパン脱水素）装置、エチレンクラッカー、空気分離装置、および極地向けオフショアプラットフォーム配管システム。

ウォミック・スチール・グループ当社は、低温シームレスチューブ、小径精密パイプ、および超長尺シームレスチューブの専門メーカーであり、世界各国への輸出業者です。20年以上にわたる冷間引抜き加工の専門知識を活かし、-101℃対応の3.5Niシームレスチューブを大量注文向けにご提供いたします。ミル証明書、100%超音波検査および水圧試験、材料識別、単一ヒート追跡可能な完全な寸法検査レポートをご提供いたします。第三者機関による検査（SGS/BV/DNV/TÜV）も承ります。競争力のある価格設定と迅速な納期をお約束いたします。

第1章：背景 – なぜ-101℃で3.5Niシームレスチューブを使用するのか？

1930年代に米国が低温用途向けに3.5%ニッケル鋼を初めて開発して以来（最終的にASTM A334/A334MおよびA333/A333Mとして標準化された）、欧州と日本も独自の3.5Ni鋼を開発してきた。これらの材料は、エチレン分解装置、LPG/LNG輸送、肥料工場、ゴム加工、石炭ガス化産業などで幅広く利用されている。

3.5Ni鋼は、ニッケル（Ni）含有量が約3.5%の低炭素高ニッケル低合金鋼です。焼ならし処理または焼ならし焼戻し処理により、安定したフェライト＋ベイナイト組織と優れた低温衝撃靭性を実現します。-101℃の低温環境下で使用される圧力容器や配管システム向けに、国際的に広く認知された実績のある材料です。

中国では、3.5Ni鋼板および鍛造品は長年にわたり成熟した信頼性の高い工業生産体制を確立しており、優れた技術性能とコスト効率を実証している。しかしながら、シームレス鋼管、特に小径で長尺の3.5Ni鋼管は、依然として供給量が限られている。

この業界のギャップを埋めるため、Womic Steelは低温シームレスチューブ製造、小径精密加工、超長尺チューブ冷間引抜き技術といった中核技術を活用した専用生産ラインを設立しました。体系的なプロセス開発と複数バッチの検証を経て、外径25mm×肉厚2mm×長さ22mの超長尺3.5Niシームレスチューブの量産を開始し、4月に国内大手設備メーカーに最初のバッチを納入しました。これらのチューブは、ロシア北極圏のプロジェクトで使用される予定です。

国家認定試験により、-101℃の低温シャルピー衝撃靭性、室温引張特性、寸法精度、表面仕上げなど、すべての主要性能指標がASTM A334グレード3の要件を完全に満たしており、国際的に高度なレベルと完全に同等であることが確認されました。

業界の状況:3.5Niシームレスチューブの成熟した量産技術は完全に確立され、石油化学、空気分離、極地インフラプロジェクトに対し、信頼性の高い国内調達ソリューションを提供しています。

第2章：比較グレード分析 – 適切な低温鋼の選定

低温環境で使用される高合金鋼シームレスパイプは、主にASTM A333/A334規格のグレード3、4、6、7、8、9、11に分類されます。中でも、グレード3、4、7、8は、中低温および極低温環境において最も一般的に使用されるグレードです。適切な材料の選定は、必要な最低使用温度、設計圧力、および予算によって決まります。

以下の表は、主要な低温鋼種について、適用温度、機械的特性（引張強度および降伏強度）、および主な用途を含めた包括的な比較を示しています。この比較により、3.5Ni鋼（ASTM A334グレード3）の市場における位置付けを、代替材料と比較して明確にすることができます。

表：ASTM A333/A334低温鋼グレード比較

等級区分	最低使用温度	Ni含有量	引張強度（最小値）	降伏強度（最小）	伸長	種類と主な用途
小学6年生	-45℃（-50°F）	≤0.5%	≥415 MPa	≥240 MPa	30%以上	低炭素マンガン鋼。最も一般的で経済的なグレード。水処理、一般冷凍設備、寒冷地向け配管などに使用されます。
グレード3（3.5Ni）	-101℃（-150°F）	3.18～3.82％	≥450 MPa	≥240 MPa	≥30% (L) / ≥20% (T)	ニッケル含有率3.5%の鋼材。-50℃～-101℃の温度範囲でコスト効率に優れています。PDH装置、エチレンプラント、空気分離装置、北極圏向けパイプラインなどに最適です。
4年生	-101℃（-150°F）	≤0.5%	≥415 MPa	≥240 MPa	30%以上	脱酸炭素鋼。少量のフェライトを含む母材構造。3.5Ni鋼に比べて低温靭性は劣る。
7年生	-73℃（-100°F）	2.0～2.5％	≥450 MPa	≥240 MPa	30%以上	ニッケル含有率2.5%の鋼材。グレード6とグレード3の中間グレード。
8年生（9Ni）	-196℃（-320°F）	8.4～9.6％	≥690 MPa	≥515 MPa	22%以上	ニッケル含有率9%の鋼材。極めて低い温度でも優れた靭性を発揮します。LNG主配管（-162℃）に対応。
グレード11（高強度）	-196℃。グレード8に類似。	グレード8と同様	グレード8と同様	グレード8と同様	グレード8と同様	高品質の脱酸鋼から鍛造され、重要な超低温部品に使用されます。

選定ガイド：従来の低温炭化水素（プロパン、ブタン、アンモニア）用途で、-45℃までの温度範囲では、グレード6が最も経済的です。-101℃までの温度範囲では、グレード3（3.5Ni）が標準的な選択肢であり、低温靭性とコスト効率の最適なバランスを提供します。運転温度が-101℃を下回り、-196℃付近（LNG用途）に低下する場合は、グレード8（9Ni）以上のオーステナイト系ステンレス鋼が必要となります。

第3項：化学組成 – ASTM A334グレード3適合のための厳格な管理

Womic Steelは、3.5Ni鋼板および熱間圧延シームレス管の製造における長年の実績に基づき、冷間引抜き小径管製造プロセスに特化した厳密に管理された化学組成範囲を確立しました。これにより、優れた低温靭性を確保しつつ、安定した冷間引抜き加工性を維持しています。

要素	ASTM A334 グレード3（最大/必要）	Womic Steel 設計目標	Womic Steelの実際の取鍋分析
炭素（C）	≤0.19%	0.06～0.09%	0.07%
シリコン（Si）	0.18～0.37%	0.18～0.33%	0.24%
マンガン（Mn）	0.31～0.64%	0.45～0.60%	0.51%
リン（P）	≤0.025%	≤0.010%	0.004%
硫黄（S）	≤0.025%	≤0.005%	0.001%
ニッケル（Ni）	3.18～3.82％	3.30～3.70％	3.40%

低炭素含有量（C ≤0.19%）、超低リン・硫黄含有量（P ≤0.025%、S ≤0.025%）、および精密な3.18～3.82%のニッケル添加の組み合わせにより、-101℃での低温脆化のリスクを排除しつつ、ASTM A334 Gr.3の化学的および機械的要件を満たし、引抜き加工中の優れた冷間加工性を確保します。

第4項：機械的特性 – ASTM A334グレード3への適合性検証済み

機械的特性は、通常の生産バッチから採取したサンプルを用い、同一の熱処理を施した母管（全肉厚）と完成管（表面）の両方について試験した。

室温引張特性

財産	ASTM A334 グレード3 要件	ウォミック・スチール実測値（通常生産）
降伏強度（0.2%オフセット）	≥240 MPa	330～360MPa
抗張力	≥450 MPa	520～550 MPa
伸長（縦方向）	30%以上	32～36％
伸長（横方向）	20%以上	26～30％
硬度（HB）	≤190	160～175

解釈：降伏強度と引張強度の余裕はASTMの最低要件を大幅に上回っており、設計圧力において安全な運転マージンを確保しています。また、この材料は優れた延性と加工性も備えています。

金属組織構造

845℃以上の温度で正規化熱処理を行い、その後空冷することで、完成した管はASTM No. 10（高度に微細化された結晶粒）程度の粒径を持つ微細なフェライト＋ベイナイト組織を示し、優れた低温靭性に寄与する。

-101℃低温シャルピー衝撃靭性

標準的な手順では、完成した薄肉管（25x2mm）の直接衝撃試験は不可能であるため（試験片が小さすぎるため）、Womic Steel社は同じヒート番号の母管サンプルを採取し、完成管と同じ正規化熱処理を施した後、2.5x10x55mmの小型シャルピーVノッチ試験片に加工しました。その後、設計要件である-101℃を超えるさらに低い-117℃で衝撃試験を実施し、十分な安全マージンを実証しました。

試験温度	サンプル1	サンプル2	サンプル3	ASTM規格（2.5mmサブサイズ）
-117℃	32J	33J	35J	平均最小値 ≥5J、単一値 ≥4J

衝撃試験の結果はASTMの最低要件をはるかに上回っており、定格使用温度である-101℃を大きく超える安全マージンを備えた、材料の優れた低温靭性を実証している。

パフォーマンス概要：Womic Steel社の3.5Niシームレスチューブは、すべての試験カテゴリーにおいてASTM A334グレード3の要件を満たしているか、それを上回っており、厳しい低温環境での使用に適していることが確認されています。

第5章：製造工程 – 小径超長尺管の成熟冷間引抜きおよび熱処理

Womic Steel社は、小径、超長尺、高表面仕上げの製品向けに最適化された完全工業化された製造プロセスを用いて、3.5Ni低温シームレス鋼管を製造しています。

電気アーク炉溶解＋取鍋精錬＋真空脱ガス：水素、酸素、窒素の含有量を極めて低く抑え、厳密な化学組成管理（P ≤0.005%、S ≤0.001%）を実現します。
連続キャスティング＋ブルームローリング：表面品質が高く、内部構造も優れた管状中空部を製造します。
ホットピアッシング（クロスロールピアッシング）：ビレットはウォーキングビーム炉で加熱され、最適な圧延温度で厚肉の中空シェルに穴あけ加工される。偏心は最小限に抑えられる。
冷たい巡礼／冷たい描画– 複数回の加工（中間焼鈍を含む）：これは、超長尺チューブを実現するための重要な工程です。最終サイズ25×2mmの場合、通常、精密に制御された3回の冷間引抜き加工が必要となり、各加工で材料が加工硬化されます。加工と加工の間には、チューブの延性を回復させ、加工硬化による亀裂を防ぐために、中間焼鈍が行われます。
溶液アニーリング（正規化）：845℃以上の温度に制御された雰囲気炉で処理した後、空冷することで冷間加工応力を緩和し、微細構造を微細化する。
ストレートにする：精密ローラー矯正により、1メートルあたり1.5mm以下の真直度公差が保証されます。
長さに合わせて切断し、端面仕上げを行う：フライングカットオフソーは高精度を実現し、必要に応じて切断端面のバリ取りや面取りが行われます。
100%非破壊検査、水圧試験、およびマーキング：各チューブは、最終的な低応力プレス加工の前に、超音波検査、渦電流検査、および圧力検査を受けます。
最終的に達成された寸法：外径24.96～25.05mm、肉厚2.04～2.16mm、長さ22m。内径および外径の表面粗さは1.4μm Ra以下で、NB/T 47019.1-2021（サブマイクロメートル表面仕上げ）に基づくグレード1の熱交換器チューブ品質を満たしています。

第6章：品質管理と試験 – 包括的な性能検証

3.5Ni低温シームレスチューブのすべての製造バッチは、ASTM A334/A334M:2021規格に従って試験されます。

化学テスト分光計（OES）分析（加熱ごとに実施）により、超低リンおよび低硫黄を含む厳密な組成管理が検証されます。

室温張力ASTM A370に準拠した引張試験は、各ヒート（またはバッチ）ごとに実施され、降伏強度、引張強度、および伸び率を確認します。

衝撃試験（シャルピーVノッチ試験）マザーチューブサンプルを用いて-101℃（およびそれ以下の-117℃まで）で試験を実施し、低温でのノッチ靭性が十分であることを確認した。

硬度試験加工（溶接および機械加工）の容易性を確保するため、HB≦190を保証します。

静水圧試験各チューブは個別に設計圧力の1.5倍の圧力で試験され、詳細な圧力記録が残されている。

渦電流／超音波非破壊検査表面および地下の欠陥をオンラインまたはオフラインで自動的に検出します。検出範囲は100%です。

平坦化およびフレアリング試験管の延性と冷間成形能力を実証する。

ポジティブ・マテリアル・アイデンティフィケーション（PMI）XRFを用いてニッケルおよびその他の合金組成を確認するために実施した。

証明書：EN 10204 タイプ3.1に準拠したミルテスト証明書。第三者機関（SGS/BV/DNV/TÜV）による立会い付きタイプ3.2はご要望に応じて提供可能です。

バッチ間の一貫性：Womic Steel社は、各ヒート番号および各バッチごとに詳細な記録を保持し、完成したすべてのチューブの完全なトレーサビリティを保証しています。

第7項：用途 – 3.5Ni ASTM A334グレード3チューブが優れた性能を発揮する場所

3.5Ni低温シームレスチューブは、-45℃～-101℃の使用温度範囲で信頼性の高い長期運転を実現するように設計されており、標準的なグレード6材料と高価な9%Niグレード8材料の間のギャップを埋めるものです。

PDH（プロパン脱水素）単位：プロパンの液化および処理には低温が必要であるため、PDHプラントの低温部には3.5Ni鋼管が広く使用されています。この材料の優れた低温靭性により、プラントの信頼性と運転安全性が確保されます。

エチレンおよびプロピレン製造プラント：液化炭化水素ガスを取り扱うために低温での強靭性が求められる熱交換器チューブ、反応器、および関連配管システム。

空気分離装置（ASU）：極低温における液体酸素、液体窒素、液体アルゴン用の配管システムおよび冷却ボックス。

極地および北極圏における石油・ガス処理：永久凍土地域および極寒地域における海洋プラットフォームの配管、フローライン、および処理装置。-101℃までのノッチ延性が求められる。

工業用ガス処理：化学、肥料、石油化学産業における液化ガスの貯蔵および輸送。

3.5Niチューブは、-50℃（グレード6）から-196℃（9%Niグレード8）の温度範囲において最も費用対効果の高い材料であり、石油化学分野の低温用途の大部分において最適なソリューションとなっています。

第8章：3.5Ni低温シームレスチューブにWomic Steelを選ぶ理由とは？

実績のある成熟した製造技術：Womic Steelは、低温鋼管、小径精密管、冷間引抜き超長尺シームレス管において20年以上の経験を有し、ASTM A334グレード3 3.5Ni管の生産を完全に工業化し、現在ではこの製品を大量注文向けに供給しています。

認証品質システム：ISO 9001:2015、PED 2014/68/EU（CEマーキング）、およびNACE MR0175（オプション）の認証を取得可能です。取鍋から完成品チューブまで、工場全体のトレーサビリティを確保しています。

充実した試験設備：社内に機械、金属組織、化学の各研究所を完備しています。また、第三者機関による立会い検査（SGS、BV、DNV、TÜV、ABS、LR）も承っております。EN 10204 タイプ3.2の証明書はご要望に応じて発行いたします。

柔軟なチューブサイズ調整：小径（外径10～89mm）、超長尺（冷間引抜き管の場合、単体長さ最大24m）、高表面仕上げ（粗さ0.8μm Raまで）の低温用チューブを専門としています。図面またはプロジェクト要件に基づき、外径、肉厚、長さをカスタマイズして製造可能です。

実績のあるグローバル物流：輸送中の損傷を防ぐための専門的な梱包（エンドキャップ付きプラスチックカバー、六角形バンドルまたは個別クレードル、スチール製ストラップなど）。グローバルな運送業者との直接提携により、競争力のある運賃と確実な配送を実現します。

短いリードタイム：標準サイズの場合、納期は注文確定後30～45日です。大量注文の場合は、生産量を増やすことも可能です。

よくある質問（FAQ）

Q1：3.5Ni鋼は-101℃での使用に適していますか？

A：はい。ASTM A334グレード3（ニッケル含有量3.5%）は、-101℃（-150°F）までの低温での使用を想定して特別に設計されており、これが主な適用範囲となっています。ニッケル含有量（3.18～3.82%）により、低温靭性が大幅に向上し、低温脆化のリスクが低減されます。

Q2：ASTM A334グレード3とASTM A333グレード3の違いは何ですか？

A：両規格とも、グレード3材料に対する化学的および機械的要件は同一です。主な違いは、ASTM A334が熱交換器やボイラーで使用されるチューブを対象としているのに対し、ASTM A333は圧力配管を対象としている点です。Womic Steelは、お客様のプロジェクト要件に応じて、どちらの規格にも適合する3.5Niチューブを提供できます。

Q3：成績面で、グレード3（3.5Ni）、グレード6、グレード8（9Ni）の主な違いは何ですか？

A：グレード6（低炭素マンガン鋼）は、-45℃での使用において最も経済的な材料です。グレード3（3.5Ni）は、-101℃までの低温で優れた靭性を発揮し、この温度範囲において最高のコストパフォーマンスを提供します。グレード8（9%Ni鋼）は、ニッケル含有量が高く（8.4～9.6%）、衝撃靭性に優れているため、-196℃までの極低温使用（LNG用途）に必要です。

Q4：ASTM A334グレード3のニッケル含有量はどれくらいですか？

A：ASTM A334グレード3は、ニッケルを約3.5%（3.18～3.82%の範囲）含有しています。この最適なニッケル含有量により、良好な溶接性を維持しながら、-101℃での優れた低温靭性を実現します。

Q5：低温用途には9％ニッケル鋼が必要ですか？

A：9%ニッケル鋼（グレード8）は、-162℃で稼働するLNG主配管などの極低温用途にのみ必要です。-101℃までの使用には、3.5ニッケル鋼（グレード3）が標準的で、より経済的な選択肢となります。

Q6：Womic Steelは22メートル以上の長さの3.5Ni鋼管を供給できますか？

A：はい。当社の冷間引抜き加工機は、適切な直径であれば最大24mまでの単線材を製造可能です。具体的な長さについては、営業担当までお問い合わせください。

Q7：各チューブごとに衝撃試験は必要ですか？

A：ASTM A334/A334M規格では、衝撃試験は個々のチューブごとではなく、ヒートごとまたはバッチごとに実施されます。ただし、Womic Steel社は厳格なロット管理を行っており、各生産バッチまたはヒート番号ごとの衝撃試験データを提供できます。

Q8：3.5Niチューブの最小注文数量（MOQ）はいくらですか？

A：一般的なサイズ（例：外径25mm×肉厚2mm、外径30mm×肉厚2.5mm）については、まとめてのご注文も承っております。具体的な数量をお知らせいただければ、お見積もりを作成いたしますので、お気軽にお問い合わせください。

Q9：低温酸性環境下での使用を想定したNACE MR0175認証付きのチューブを供給できますか？

A：低温（-101℃）およびH₂S/CO₂酸性環境の両方が求められる条件向けに、オプションでNACE MR0175 / ISO 15156認証（SSC/HIC試験を含む）を提供しています。追加料金が発生しますので、お問い合わせの際にお申し付けください。

Q10：特注サイズの3.5Ni低温チューブを大量注文する場合、一般的な納期はどれくらいですか？

A：標準サイズの量産注文の場合、原材料の調達、チューブの製造、熱処理、非破壊検査、最終検査を含め、注文確定後約30～45日かかります。非標準サイズまたは大径サイズの場合は、納期が異なる場合がありますので、弊社営業チームにご確認ください。

Q11：チューブは酸洗処理または光輝焼鈍（BA）処理で供給できますか？

A：はい、標準的な表面仕上げとして焼きなまし酸洗（AP）処理に加え、高純度および耐腐食性用途向けに光輝焼きなまし（BA）処理もご提供しております。ご要望に応じて研磨仕上げも承ります。

Q12：3.5Niチューブの出荷にはどのような書類が提供されますか？

A：各出荷品には、包括的なミルテスト証明書（EN 10204 タイプ3.1またはタイプ3.2）、浴槽固有の衝撃試験報告書、完全な寸法検査報告書、各チューブの静水圧試験記録、非破壊検査報告書（UT/ET）、および各チューブを元のヒート番号にリンクするトレーサビリティ文書が含まれています。

Q13：Womic Steelは、パイプ製造以外にどのような追加サービスを提供していますか？

A：当社では、販売前の技術サポート、材料選定に関するガイダンス、およびプロジェクト固有の品質計画を提供しています。第三者機関による立会検査（SGS、BV、DNV、TUV、ABS、LR）は、当社の施設で実施可能です。また、設置、溶接、試験に関する販売後の技術サポートも提供しています。

Q14：3.5Niチューブは標準的な炭素鋼管に溶接できますか？

A：はい、3.5Ni鋼は、適切な低水素溶接手順と適切な溶加材（例：E8018-B2またはIncoタイプの電極）を使用することで、標準的な炭素鋼に溶接できます。肉厚によっては、適切な予熱と溶接後の熱処理が必要になる場合があります。Womic Steelは、ご要望に応じて推奨溶接手順ガイドラインを提供いたします。