SA-213 T91 / UNS N08028 (合金28) シームレス冶金クラッドパイプ | 耐クリープ性コア + 高温および酸性環境向け高合金クラッド – Womic Steel

簡単な説明:

継ぎ目のない冶金的に接合されたクラッド管 – コア材はSA 213 T91 (X10CrMoVNb9-1 / 1.4903)、内部クラッド材はUNS N08028 (合金28 / 1.4563)。熱間押出成形、冷間仕上げ、熱処理、酸洗処理を経て製造されます。超々臨界ボイラーの過熱器、酸製造プラントの廃熱回収装置、高塩素濃度バイオマスボイラー、クリープ強度と耐食性の両方が必須となる高温化学熱交換器向けに設計されています。


製品詳細

商品タグ

芯材(裏打ち材)

コア材(裏地):SA-213 T91 (X10CrMoVNb9-1 / 1.4903) – マルテンサイト系耐クリープ鋼、9%Cr、1%Mo、V+Nb;最高使用温度650℃

外装材(CRAライナー):UNS N08028(合金28 / 1.4563) – オーステナイト系高合金(27%Cr、31%Ni、3.5%Mo、1%Cu);PREN 38-40;硫酸/リン酸、高濃度塩化物、酸性環境に耐性

サイズ範囲:外径38~168mm、芯壁厚4~15mm、被覆厚2.0~3.5mm、単体長さ最大15m

プロセス:熱間押出→冷間仕上げ→熱処理(T91は焼ならし+焼戻し、合金28は固溶化処理)→酸洗。完全シームレス、縦方向溶接なし。冶金結合せん断強度300MPa以上。

基準:ASME Section II Part A (SA-213/SA-213M)、EN10216-2 (T91用)、ASTM SB-668 (N08028)、EN10088-3 (1.4563)、EN12952-2、ASTM E213、ISO 10893-10。

テスト:100%静水圧試験、ASTM E213/ISO 10893-10準拠の超音波探傷試験、引張試験(室温および高温)、硬度試験、平坦化試験、さらに被覆材についてはオプションで粒界腐食試験(ASTM A262 Practice E)を実施。EN 10204 Type 3.1認証取得済み(Type 3.2はオプション)。

アプリケーション:超々臨界ボイラー最終過熱器/再熱器(650℃)、硫酸プラントの廃熱回収ボイラー、バイオマス/廃棄物発電ボイラー(塩素腐食)、塩素化炭化水素用高温熱交換器、高硫黄/高塩化物供給の製油所ヒーター。

ウォミック・スティールT91+合金28クラッドパイプは、高温クリープと深刻な腐食の両方に対応する究極のソリューションです。発電所、酸プラント、高度な廃棄物発電施設などで実績があります。完全なトレーサビリティを備え、第三者機関による検査にも対応可能です。技術データやプロジェクトごとの見積もりについては、お問い合わせください。

1. SA-213 T91 + UNS N08028(合金28)クラッドパイプを選ぶ理由とは?

1.1 課題

2種類の材料を別々に使用しても、極めて厳しい使用条件を満たすことはできません。

● T91 (X10CrMoVNb9-1)T91は650℃までの優れたクリープ破断強度と良好な耐酸化性を備えていますが、酸性、高塩化物、または酸性環境における耐食性は限られています。排ガス凝縮液(硫酸/リン酸)やプロセス側の塩化物はT91を急速に腐食します。

ソリッドアロイ28(UNS N08028)硫酸、リン酸、高濃度塩化物、および応力腐食割れに対して優れた耐性を示す。しかし、高価であり、高圧・高温ボイラー用途に必要なクリープ強度に欠ける。

1.2 解決策

T91+合金28クラッドパイプ厚いT91コア(圧力とクリープに対応)と薄い(2~3.5mm)合金28の内層(腐食に対応)を接合します。接合は冶金学的であり、ライナーの崩壊や隙間腐食は発生しません。その結果:

T91コア金属温度が最大650℃までの場合、ASME Section I / EN12952規格への準拠を保証します。

 合金28クラッド硫酸の凝縮、高濃度の塩化物、有機酸に耐性があり、チューブを内部から保護します。

料金同等の耐圧性能を持つ合金28製のソリッドチューブと比較して、40~60%低い値です。

この組み合わせは、以下の分野で広く使用されています。

最終過熱器/再熱器セクション超々臨界石炭焚きボイラーでは、排ガス側腐食(高硫黄炭による)が従来T91のみを使用していた。

廃熱回収ボイラー(WHRB)硫酸プラントの下流では、ガスにSO₃が含まれており、起動時には酸がチューブの表面に凝縮する。

バイオマス/廃棄物発電ボイラー燃料中の高濃度の塩素は深刻な腐食を引き起こします。燃焼側(またはレイアウトによっては内側)に合金28の被覆を施すことで、チューブの寿命を劇的に延ばすことができます。

高温熱交換器塩素化炭化水素または高温酸を含む化学プロセス向け。

1.3 生産ルート

熱間押出成形+冷間仕上げ+熱処理+酸洗。この工程により、熱疲労による溶接肉盛管の最も一般的な破損箇所である縦方向の溶接継ぎ目のない継ぎ目のない管が製造されます。

2. 材料仕様 – T91コアおよび合金28クラッド

2.1 化学組成(質量%)

要素 SA 213 T91 (コア) UNS N08028(合金28/クラッディング)
炭素(C) 0.08~0.12 ≤0.03
シリコン(Si) 0.20~0.50 ≤0.50
マンガン(Mn) 0.30~0.60 ≤2.00
リン(P) ≤0.020 ≤0.030
硫黄(S) ≤0.010 ≤0.015
クロム(Cr) 8.0~9.5 26.0~28.0
モリブデン(Mo) 0.85~1.05 3.0~4.0
ニッケル(Ni) ≤0.40 29.0~32.0
銅(Cu) 0.6~1.4
バナジウム(V) 0.18~0.25
ニオブ(Nb) 0.06~0.10
窒素(N) 0.03~0.07
鉄(Fe) バランス バランス

T91はマルテンサイト系の耐クリープ鋼であり、合金28は高クロム、ニッケル、モリブデン、銅を含む完全オーステナイト系の高合金で、還元性酸、酸化性酸、塩化物孔食、およびSSCに対して優れた耐性を示します。

2.2 機械的特性(室温)

財産 T91コア 合金28クラッディング
降伏強度(最小値、MPa) 415 220
引張強度(最小値、MPa) 585 500
伸び率(分、%) 20 30
硬度(最大) 250 HB 230 HB

2.3 高温クリープ強度(T91コア)

温度(℃) 100,000時間破断強度(MPa) 0.2%クリープ限界(MPa)
550 150 120
580 120 95
600 100 80
620 80 60
650 55 40

合金28は高温下での荷重支持を目的としたものではなく、純粋に腐食防止を目的としています。機械的荷重はT91コアが担います。

2.4 合金28クラッドの耐食性

環境 抵抗レベル
硫酸(濃度0~80%、最高温度80℃) 素晴らしい
リン酸(全濃度) 素晴らしい
塩酸(希釈、室温) 良い
塩化物(孔食/隙間腐食) PREN 38-40; 臨界孔食温度 (CPT) 約50℃
H₂S + CO₂ + 塩化物(酸性環境) 非常に優れている。NACE MR0175規格に準拠。
有機酸(酢酸、ギ酸など) 素晴らしい

*合金28は、多くの酸と塩化物の組み合わせにおいて、316L、904L、さらには254SMOよりも優れた性能を発揮します。*

2.5 結合界面

財産 価値
ボンドの種類 冶金(拡散)
せん断強度(押し出し強度) 300 MPa以上(熱サイクル下でも剥離が発生しないことを保証)
UTの許容欠陥限界 剥離は50mm以下。総剥離面積は界面面積の2%未満。

2.6 寸法範囲

外径(mm) コアWT(mm) 外装材の厚さ(mm) 最大長さ(メートル)
38.1 4.0~8.0 2.0~2.5 15
44.5 5.0~8.0 2.0~2.8 15
51.0 5.0~10.0 2.0~3.0 15
63.5 5.0~12.0 2.0~3.0 15
76.2 6.0~12.0 2.2~3.0 15
88.9 6.0~12.0 2.5~3.2 15
101.6 6.0~12.0 2.5~3.5 15
114.3 8.0~15.0 2.5~3.5 12
141.3 8.0~15.0 2.5~3.5 12
168.3 10.0~15.0 3.0~3.5 12

※ホットロールボンディング+JCOEにより、より大きな外径(最大500mm)も可能です。対応可能かどうかはお問い合わせください。

3. 製造工程 – 熱間押出、冷間仕上げ、熱処理、酸洗

製造工程では、マルテンサイト系T91とオーステナイト系合金28の異なる熱処理要件に特化して対応している。

ステップ 説明 管理ポイント
1. 複合材ビレット T91ビレットを穴あけ加工し、合金28製のチューブインサートを使用。真空密封(10 Pa未満)。 表面の清浄度、同心度
2. 熱間押出成形 1180~1220℃、還元率≧8:1。 温度、速度、潤滑
3. 空冷 押出成形後、チューブは空冷される(マルテンサイト変態が始まる)。 冷却速度
4. 冷間仕上げ 冷間引き抜き/最終寸法への加工。 複数回の工程、中間焼鈍(合金28を軟化させる)。
5.熱処理(重要) 1040~1060℃での正規化(空冷または急速冷却)と760~780℃での焼戻し。これにより、最終的なT91組織(焼戻しマルテンサイト)が得られます。同時に、合金28クラッド材は固溶化処理されます。 炉記録、硬度試験
6. ピクルス作り HNO₃+HF浴は、T91と合金28の両方から酸化スケールを除去する。 時間、温度、酸濃度
7. まっすぐにして切る 最終的な長さに応じて。 真直度 ≤1.5mm/m
8. 非破壊検査および水圧検査 第4項に従って 完全なトレーサビリティ
9. 仕上げ 面取り/プレーン;オプションでバターリング加工(面取り面に合金625または合金28の充填材を使用)。 次元的

主要な品質特性:この熱処理により、適切なクリープ強度を持つT91コアと、完全な耐食性を持つ合金28クラッドが、すべて1回の工程で生成される。

4. 検査および試験 – ASME、EN、および顧客要件への適合

T91+合金28クラッド管については、高温使用に特化した試験を含む、厳格なプログラムを実施しています。

テスト 標準 範囲 受容
化学分析 OES 各加熱工程(コア材とクラッド材) ASME SA-213 T91、ASTM SB-668
超音波(縦波および横波) ASTM E213 + ISO 10893-10 100% 不良品なし、接着状態良好
静水圧試験 ASME SA-450 / EN12952-2 各チューブ 漏れなし、永久膨張OK
引張強度(室温) ASME / EN 加熱あたり(コア) T91: 降伏強度 ≥ 415 MPa、引張強度 ≥ 585 MPa
高温引張 600℃(オプション) 加熱ごとに 報告対象(最低仕様ではない)
クリープ破断試験 600℃または650℃ リクエストに応じて オプション(別途料金がかかります)
硬度(芯材および被覆材) HV10 バッチ T91 ≤250 HV、合金28 ≤230 HV
平坦化試験 SA 450 加熱1回あたり/サイズ 外径の2/3圧縮時に亀裂なし
粒界腐食 ASTM A262 実施基準 E(合金28について) バッチごと(オプション) 粒界攻撃なし
PMI(XRF) 確実な物質識別 各チューブ(オプション) 合金グレードを確認する

ドキュメント:EN 10204 タイプ3.1。タイプ3.2は、第三者検査機関(SGS、BV、DNV、TÜVなど)による検査が可能です。

5. アプリケーションの詳細な説明

5.1 超々臨界ボイラー最終過熱器/再熱器

問題:高硫黄石炭排ガスにはSO₃が含まれており、低負荷時や起動時に、これが管表面に硫酸として凝縮する。標準T91管は、この凝縮によって孔食や摩耗が生じる。
解決:T91+合金28クラッド管。合金28は燃焼側(または2パスの場合は内側)に配置される。T91コアは600~620℃でクリープ強度を維持し、合金28は酸腐食に耐性がある。中国およびヨーロッパのいくつかの発電所でこの設計が採用されている。

5.2 硫酸製造プラントにおける廃熱回収ボイラー

プロセス:高温のプロセスガス(600℃、SO₂、SO₃を含む)が廃熱ボイラーに入り、蒸気を発生させる。運転停止時には、SO₃が水分と結合して濃硫酸を生成し、それが冷たいチューブ上で凝縮する。
解決:設計に応じて、ガス側(外径)または内径に合金28のクラッド材を使用します。T91は必要なクリープ耐性を提供します。この組み合わせは、現在多くの新しい硫酸製造プラントで標準となっています。

5.3 バイオマス/廃棄物発電ボイラー

チャレンジ:バイオマス(藁、木材チップ、廃棄物由来燃料など)には塩素(KCl、NaCl)が含まれています。500~600℃では、塩素ガスと塩化物が従来の合金を激しく腐食させ、塩化鉄を生成し、金属の急速な損失を引き起こします。
解決:合金28被覆管(高ニッケル、モリブデン、クロム含有)は塩素腐食に強く、T91コアはボイラーの圧力安定性を維持します。被覆管への切り替え後、管の寿命が1~2年から6~8年に延びたと運転員から報告されています。

5.4 塩素化炭化水素用高温熱交換器

例:塩化ビニルモノマー(VCM)製造プラントでは、プロセスガス中に塩素化有機化合物と塩酸が400~450℃で含まれています。標準的なステンレス鋼(304L)は孔食と応力腐食割れ(SCC)によって破損します。合金28クラッド材は優れた耐性を提供し、T91コア材は必要な強度とクリープ耐性を提供します。

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6.競合製品に対する優位性

代替 T91+合金28が優れている理由
ソリッドT91チューブ 酸による凝縮、孔食、塩化物による腐食に弱い。頻繁な交換が必要。
ソリッドアロイ28チューブ 高価すぎる。降伏強度が低いため壁を厚くする必要があり、コストと重量が増加する。
T91に合金28の溶接肉盛りを施したもの オーバーレイ法はコストがかかり、時間がかかり、小径管に均一に適用するのが難しく、合金の希釈の可能性もある。押出成形法は、より低コストで均一なクラッド層を形成できる。
機械的に内張りされたパイプ ライナーは熱サイクルによって崩壊する(ボイラーによく見られる現象)ため、高温での使用には適さない。
合金625クラッドパイプ 合金625は合金28よりもさらに高価であり、多くの酸性環境においては過剰な仕様となる可能性がある。合金28は優れたコストパフォーマンスを提供する。

コスト削減:同じ圧力定格のソリッド合金28パイプと比較して、T91+合金28クラッドパイプは材料コストを削減します。50~60%(T91は強度が高いため、より薄い壁が可能であり、合金は薄いライナーとしてのみ使用されるため。)

7. 品質保証とトレーサビリティ

トレーサビリティ:T91と合金28の両ロットの記録は、完成した各チューブに刻印されます。すべてのサプライヤー証明書(3.1)は保管されます。

● プロセス制御:押出温度、押出速度、熱処理チャート、酸洗浴のパラメータなど、すべて記録されています。

● 第三者機関による検査:当社は、SGS、BV、DNV、TÜV、またはABSによる立会い検査をあらゆる段階(材料受入、押出成形、最終非破壊検査)で実施いたします。それに応じてEN 10204タイプ3.2の証明書を発行いたします。

8. 梱包と配送

表面状態:酸洗・不動態化処理済み – すぐに設置可能。外部への注油は任意です。

保護終了:プラスチック製キャップ(大径用にはスチール製キャップもご用意しております)。

バンドル:小径(88.9mm未満)のものは、木製スペーサー付きの六角形束にまとめられています。大径のものは、個別に支えられています。

容器:20フィートまたは40フィートのコンテナ。長さが12メートルを超える場合は、オープントップまたはフラットラックを使用します。

リードタイム:初回注文は16~20週間(特殊合金の調達に時間がかかるため)。リピート注文は12~14週間。試作ロット(100~200m)は納期が短縮される場合がありますので、お問い合わせください。

9. よくある質問(FAQ) – T91+合金28クラッドパイプ

Q1:このクラッドパイプの最大使用温度は何度ですか?
A: T91コアは、金属温度が最大で650℃ASMEセクションI(クリープ強度が支配的)によれば、最高温度は1202°F(約650℃)です。合金28クラッド材も同じ温度に耐えることができますが、腐食性の高い環境下では450℃を超えると耐食性が低下する可能性があります。ほとんどのボイラー用途(600~620℃)では、どちらも使用可能です。

Q2:合金28は高濃度の硫酸に適していますか?
A:はい。合金28は、濃度80%までの硫酸および80℃までの温度に対して優れた耐性を示します。廃熱ボイラーでは、酸性凝縮液は通常200℃以下で60~70%の硫酸濃度ですが、合金28は非常に優れた性能を発揮します。

Q3:層を逆にして、外径に合金28、内径にT91を貼ることはできますか?
A:はい、腐食の脅威が外部(例えば、外部の排ガス)から来る場合、外径にCRA層を施したクラッドパイプを製造できます。ご注文の際に、その向きをご指定ください。

Q4:高温引張試験やクリープ試験は実施していますか?
A:通常は含めておりませんが、追加料金で押出成形管から採取した小型試験片(破壊試験)の手配は可能です。第三者機関によるクリープ試験の場合は、追加の時間(4~6週間)と費用がかかりますのでご了承ください。

Q5:T91+合金28クラッド管の溶接には、どの溶加材を使用すべきですか?
A:ルートパス(クラッド材同士)には、合金625(ERNiCrMo-3)または合金59の溶加材を使用してください。フィリングパス(コアT91材同士)には、対応するT91溶加材(E9015-B9または同等品)を使用してください。現場接合部ごとに、認定された溶接手順書(WPS)を作成することをお勧めします。Womic社は、ご要望に応じてWPSのサンプルを提供できます。

Q6:合金28クラッドは、酸性環境下での使用に関するNACE MR0175規格を満たしていますか?
A:はい。合金28(UNS N08028)は、NACE MR0175 / ISO 15156において、酸性環境下で450℃までの使用が認められています。SSC(硫化水素溶解)およびHIC(水素誘起割れ)に対する耐性があり、高H₂S分圧下でも使用可能です。

Q7:クラッドパイプは、面取り加工された端部とCRAバターリング付きで入手可能ですか?
A:はい。標準的な開先角度は30~35°で、1.6mmのランディング幅です。現場溶接時のクラッド材の希釈を防ぐため、開先面に約2~3mmの厚さのバター層(合金28または合金625)を塗布することができます。

Q8:バイオマスボイラーチューブの一般的な外径と肉厚はどれくらいですか?
A:標準的な外径は51~76mm、芯材肉厚は5~8mm、被覆材は2~2.5mmです。具体的な寸法についてはお問い合わせください。

Q9:押出成形中にT91から合金28へ炭素が混入することは問題になりますか?
A:いいえ。押出成形プロセスで形成される拡散層は非常に狭く(通常5~10μm)、合金28の組成は規格内に収まっています。PMI(プロセスモニタリング検査)で確認済みです。鋭敏化のリスクはごくわずかです。

Q10:このクラッドパイプのEN 10204タイプ3.2の証明書を提供できますか?
A:はい。TÜV、BV、DNV、またはSGSによる第三者検査を手配できます。ご注文時にお申し付けください。

10.注文情報と連絡先

見積もりについてはSA-213 T91 / UNS N08028 (合金28) シームレス冶金クラッドパイプ提供してください:

●外径、コア壁厚、クラッド厚

● 1ピースあたりの長さと全長

●オリエンテーション(IDまたはODでのCRA)

● 必須の資格(3.1または3.2、第三者機関による認証)

● 配送条件(FOBまたはCIF)

● 追加試験(クリープ試験、粒界腐食試験、高温引張試験など)

Womic Steel – 電力および化学用途向けの高耐熱クラッドパイプの大手メーカー

Webサイト: www.womicsteel.com
Eメール: sales@womicsteel.com
電話/WhatsApp/WeChat:

ビクター:+86 15575100681

ジャック:+86 18390957568

Womic Steel – 熱間押出成形技術により、耐クリープ鋼と耐腐食合金を組み合わせた製品。