ハステロイ C-276 チューブ フランジの準拠する ASTM および ASME 仕様は何ですか?また、それらは標準の炭素鋼フランジ仕様とどのように異なりますか?

1. Q: ハステロイ C-276 チューブ フランジの準拠する ASTM および ASME 仕様は何ですか?また、それらは標準の炭素鋼フランジ仕様とどのように異なりますか?

A: ハステロイ C-276 チューブ フランジは ASTM B564 (鍛造ニッケル合金フランジ) に従って製造され、ASME B16.5 (パイプ フランジの場合) または ASME B16.47 (大径フランジの場合) に従って寸法設定されています。ただし、炭素鋼フランジと比較すると、仕様要件に重大な違いがあります。

準拠仕様:

炭素鋼フランジ (ASTM A105/A182) との主な違い:

1. トレーサビリティ要件:

炭素鋼: ヒートトレーサビリティは標準ですが、すべての部品に必ずしも義務付けられているわけではありません。

C-276: 100% 陽性物質識別 (PMI) は業界標準です。各フランジは化学的性質、特にモリブデン (15 ～ 17%) とクロム (14.5 ～ 16.5%) について検証する必要があります。偽造 C-276 フランジ (低 Mo) は、現場で壊滅的な故障を引き起こしました。

2. 熱処理:

炭素鋼: 焼きならしまたは焼きなまし。空冷可能。

C-276: 1120 ～ 1150 度で溶体化処理し、その後急速水冷した。空冷は禁止です。認証には熱処理チャートと焼入れ記録が含まれている必要があります。

3. マーキング:

炭素鋼: ASTM A105、サイズ、圧力クラス。

C-276: ASTM B564、UNS N10276、熱番号、圧力クラス、メーカーの刻印。低温での使用に必要な場合は、衝撃試験の認証が必要です。

4. テスト:

炭素鋼: 組み立てられたジョイントの静水圧試験。

C-276: シール面の静水圧試験とオプションの陽性物質の同定、超音波検査 (ASTM A388)、および液体浸透検査。

5. 寸法規格:

ASME B16.5 は、C-276 および炭素鋼フランジに同様に適用されます。ただし、C-276 フランジは、炭素鋼の典型的な 125 ～ 500 Ra ではなく、125 ～ 250 Ra の上げ面仕上げで指定されることがよくあります。より滑らかな仕上げにより、PTFE と膨張黒鉛によるガスケットのシールが向上します。

重要な注意事項: 一部のサプライヤーは、C- プレート (ASTM B575) から機械加工された C-276 フランジを提供しています。低圧の非規定サービスには許容されますが、ASME セクション VIII ディビジョン 1 では、圧力クラス 150# 以上に対して鍛造フランジ (SB-564) を要求しています。プレート フランジは圧力容器ノズルの規格に準拠していません。

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2. Q: 厳しい腐食用途におけるハステロイ C-276 のスリップオン、溶接ネック、ブラインド フランジの重要な違いは何ですか?

A: C-276 のフランジ タイプの選択は、耐食性、疲労寿命、検査能力、コストに大きな影響を与えます。厳しい化学サービスにおいては、各タイプに明確な利点と制限があります。

1. ウェルドネックフランジ (WN):

デザイン: ロングテーパーハブ、パイプ壁からフランジリングへの移行。
製造: パイプ-フランジ接合部の単一突合せ溶接。
臨死体験: 全身X線撮影が可能。 UT試験にアクセス可能。

C-276 サービスの利点:

隙間なし: スムーズなボア移行により、塩化物が集中する停滞領域が排除されます。

耐疲労性: テーパー状のハブが曲げ応力を分散します。周期的なサービス (バッチ反応器、熱サイクル) に不可欠です。

検査可能性: 溶接接合部は X 線撮影で完全に検査可能です。

腐食性能: 孔食を引き起こす内部隙間がありません。

短所:

最も高いコスト: より多くの C-276 鍛造重量が必要です。

リードタイムが長くなります。

2. スリップオン フランジ (SO):

設計: フランジ穴にパイプを挿入し、内側と外側をすみ肉溶接します。
製造: 2 つの隅肉溶接。
臨死体験: 表面検査のみ (PT/MT)。 RTは無理です。

C-276 サービスの利点:

低コスト: 鍛造重量が軽減され、位置合わせが容易になります。

より迅速な製造。

短所:

隙間腐食の危険性：溶接後でもパイプ外径とフランジ穴の間に隙間が存在します。塩化物を使用する場合、この隙間に塩化物が集中し、孔食が発生します。

疲労感受性: すみ肉溶接は、繰り返し荷重がかかると疲労寿命が短くなります。

推奨されないもの: 塩酸、海水、次亜塩素酸塩、または塩化物を含むプロセス流。{0}}

3. ブラインド フランジ (BL):

デザイン: ボルト穴付きのソリッドプレート、ボアなし。
用途：配管システム、マンウェイ、検査ポートの閉鎖端。

C-276 特有の考慮事項:

厚さ: ASME B16.5 に従って、ブラインド フランジの厚さはウェルド ネックよりも大幅に大きくなります。 C-276 は高価です。ブラインドフランジは材料コストが高くなります。

孔食のリスク: デッドレッグの低い位置に設置すると、合金の高い孔食耐性にもかかわらず、停滞した C-276 ブラインによって孔食が発生する可能性があります。デザインは底部に取り付けられたブラインドを避ける必要があります。

4. 重ね継手フランジ (LJ):

設計: 2 ピースのアセンブリ: スタブ エンド (パイプに溶接) + ルーズ バッキング フランジ (炭素鋼またはステンレス)。
C-276 アプリケーション: スタブ端は C-276 です。バッキングフランジは低コストの材料 (316SS または CS コーティング) です。

利点:

大幅なコスト削減: 裏当てフランジは C-276 ではありません。

位置合わせが簡単: 回転フランジによりボルト穴の位置合わせが簡単になります。

短所:

2 つの濡れた隙間: スタブエンドラップジョイントには、フレア半径に固有の隙間があります。

適さない用途: 重度の塩化物使用、完全真空、またはサイクル温度。

業界の推奨事項:

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3. Q: ハステロイ C-276 フランジと互換性のあるボルトおよびガスケットの材質は何ですか?また、どのような電気腐食のリスクが存在しますか?

A: C-276 フランジのボルトとガスケットの材質を選択するには、電気的適合性、かじり防止、および耐薬品性を慎重に考慮する必要があります。不適切な選択は、フランジ接合部の故障の主な原因となります。

ボルト締めの材質:

1. C-276 ボルト締め (ASTM B446):

ガルバニック互換性: 同一の電位。ガルバニックリスクゼロ。

かじりのリスク: 重大。 C-276 のネジ山は、締めるとほぼ瞬時に摩耗します。焼き付き防止剤（銅-フリー、塩素フリー）は必須です。

コスト: 非常に高い。

用途: プロセス流体に浸漬されたり、激しい塩化物蒸気にさらされるフランジに不可欠です。

2. 316L ステンレス鋼ボルト (ASTM A193 Gr. B8M):

ガルバニック互換性: 許容可能。 C-276 は 316L に対して陰極です。 316Lボルトが陽極です。

腐食速度: 塩化物使用では 316L ボルトが優先的に腐食しますが、ボルトの断面積は大きいため、-。通常、失敗には何年もかかります。

かじりのリスク: 中程度。 316L アンチシーズは引き続き必要です。-

費用: 中程度。

用途: 非浸漬サービスにおける ASME B16.5 C-276 フランジに最も一般的。

3. 炭素鋼ボルト締め (ASTM A193 Gr. B7):

ガルバニック適合性: 悪い。 C-276 は炭素鋼に対して強い陰極性を示します。 B7 ボルトは、湿気の多い雰囲気や塩化物雰囲気では急速に腐食します。

コーティング: 亜鉛または PTFE コーティングが必要です。コーティングの損傷により局所的な腐食が発生します。

推奨しません: 腐食性環境向け。

4. モネル 400 ボルト締め (ASTM B164):

ガルバニック適合性: 優れています。モネルポテンシャルは C-276 に近いです。

かじりのリスク: 中程度。

コスト: 高いですが、C-276 よりは低いです。

用途：海水サービス、FGDスクラバー。

ガスケットの材質:

重大な警告 - 塩素汚染:

C-276 フランジ ボルトには塩素系焼き付き防止剤を決して使用しないでください。{0}残留塩素はコンパウンドから浸出して凝縮水に溶解し、C-276 ボルトやフランジ ハブに急速な応力腐食割れを引き起こします。銅-、塩素-を含まないニッケル-ベースまたはグラファイトベースの焼き付き防止剤を使用してください。

フランジ面の仕上げ:

標準: 125 ～ 250 Ra (ASME B16.5)。

PTFE ガスケット: 125 ～ 250 Ra が最適。より滑らかな仕上げ (Ra 32) により、コールドフローが向上します。

うず巻形ガスケット: 125 ～ 250 Ra。

鋸歯状仕上げ: C-276 には推奨されません。機械加工コストは高くなりますが、ニッケル合金のシールは必要ありません。

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4. Q: ASTM B564 に基づくハステロイ C-276 鍛造フランジの特定の熱処理要件は何ですか? また、水焼入れが必須なのはなぜですか?

A: ASTM B564 は、C-276 鍛造フランジに厳格な熱処理プロトコルを義務付けています。水焼入れは任意ではなく、冶金学的に必須です。十分な速さで焼き入れしないと、フランジが粒界腐食や脆化を起こしやすくなります。

熱処理仕様:

水焼入れが必須な理由:

1.相析出の回避:
C-276 が 850 ～ 550 度の温度範囲でゆっくりと冷却されると、2 つの有害な金属間相が析出します。

μ相（Ni-Mo-W）: マトリックスからモリブデンとタングステンを枯渇させ、酸の攻撃を軽減しやすい局所的なゾーンを作成します。

P 相 (Ni-Cr-Mo): クロムが枯渇し、耐酸化性と耐孔食性が低下します。

これらの相はフランジも脆化させ、衝撃靱性を 50 ～ 70% 低下させます。

2. 炭化物の析出:
C-276 の炭素含有量は非常に低い (最大 0.01%) にもかかわらず、ゆっくりと冷却すると粒界に M₆C および M₂₃C₆ 炭化物が析出します。これにより、粒界腐食を受けやすいクロム欠損ゾーンが形成されます。

3. 機械的特性の修復:
水焼入れでは、ニッケルマトリックス中にモリブデン、クロム、タングステンの過飽和固溶体が保持されます。これにより、以下が最大化されます。

耐食性。

延性 (最小伸び率 45%)。

Impact toughness (Charpy V-notch typically >100 J).

検証要件:

ASTM B564 フランジには以下が付属する必要があります。

熱処理認定: 溶体化焼きなましと焼き入れ温度を示す時間温度グラフ。{0}}

機械的試験レポート: 引張、降伏、伸び。

硬度テスト: 通常 85 ～ 95 HRB。

オプションの腐食試験: ASTM G28 メソッド A (沸騰 50% H₂SO₄+Fe₂(SO₄)₃)。許容可能な腐食速度<6.0 mm/year.

不適切な熱処理の結果:

フィールドの識別:
不適切に熱処理された C-276 フランジには、次のような症状が現れる可能性があります。

磁気応答: 完全に溶体化処理された C-276 は非磁性です。 μ相の析出は弱い強磁性を誘起します。

目に見える粒子構造: PMI の準備中のオーバーエッチングにより、析出した粒子の境界が明らかになります。{0}}

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5. Q: ハステロイ C-276 フランジを C-276 パイプに取り付ける場合に特有の溶接および製造上の考慮事項は何ですか?

A: C-276 フランジを C-276 パイプに取り付けるには、認定された溶接手順を厳守する必要があります。フランジ-とパイプの接合部は、多くの場合、配管システム内で最も応力が高く、腐食を受けやすい場所です。

フランジの取り付け方法:

1. 溶接ネックフランジ突合せ溶接:

これは、過酷な腐食サービスに推奨される方法です。

ジョイントデザイン:

ベベル: 37.5 度の内角 (ASME B16.25)。

根面：1.5～2.0mm。

根元の隙間：2.0～3.0mm。

溶接プロセス:

GTAW (TIG): ルートおよびホットパスに推奨されます。

SMAW/GMAW: 適切なフィラーを使用したフィル パスに許容されます。

フィラーメタル:

GTAW/GMAW 用の ERNiCrMo-4 (AWS A5.14)。

SMAW 用 ENiCrMo-4 (AWS A5.11)。

パラメータ制御:

2. スリップオン フランジすみ肉溶接:

-重要でない低塩化物サービスにのみ許容されます。-

デザイン：

2 つの隅肉溶接: 内側 (フランジ面までのパイプ外径) と外側 (フランジ ハブまでのパイプ外径)。

ハブの準備: 最小限の隙間でパイプを受け入れるために、フランジ面にザグリ穴を設ける必要があります (<1.5 mm radial).

リスク：

フランジ-パイプの接合部分での融合が不完全になることがよくあります。

パイプの外径とフランジの穴の間の隙間はシールされていないままです。毛細管現象により腐食性液体を引き込みます。

3. ソケット溶接フランジ:

C-276 を腐食環境で使用することは推奨されません。

理由：

ソケットのギャップ (ASME B16.5 による、1.5 ～ 2.5 mm) により、パージまたは不動態化できないデッドレッグの隙間が生じます。-

塩化物隙間腐食は、隙間が狭く停滞している場合、C-276 であっても急速に始まります。

C-276 フランジに特有の重大な溶接問題:

1. 汚染:

C-276 フランジは、炭素鋼のハンドリング ラックからの酸化鉄で汚染されることがよくあります。

要件: フランジ面と溶接ベベルは、専用の C-276 砥石車を使用してきれいに研磨し、溶剤 (アセトンまたはイソプロピル アルコール) で脱脂する必要があります。

2. 入熱制御:

フランジハブはパイプ壁よりも厚いです。溶接工は、溶け込みを達成するために入熱を増やす傾向があります。

Excessive heat input (>2.5 kJ/mm) によりフランジハブ HAZ にμ相析出が発生します。

解決策: 2 回の高熱パスではなく、複数の低熱パス-を使用します。-

3. 歪み制御:

C-276 は熱伝導率が低いです。フランジハブに熱が蓄積します。

溶接後はボルト穴の位置がずれることがよくあります。

予防策: ストロングバックまたは一時的なブレースを使用して、フランジの 4 つの象限を仮付け溶接します。フランジが冷えるのを待ちます<50°C between passes.

4.-溶接後の検査:

5.-溶接後の熱処理:

PWHT は C-276 フランジアタッチメントでは禁止されています。

応力除去温度 (550 ～ 750 度) は、μ 相と炭化物の危険な析出範囲に直接当てはまります。 PWHT はフランジハブを脆化させ、耐食性を破壊します。

応力除去が避けられない場合 (寸法安定性など)、唯一許容される方法は 1120 度での完全溶体化焼鈍 + 水焼入れです。これは現場で製造されたスプールではほとんど実用的ではありません。-

業界のベストプラクティス:
重要な C-276 配管システムの場合、フランジの現場溶接よりも、フランジ溶接後に完全溶体化処理を行った工場で製造されたフランジ スプールが強く推奨されます。

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