316LNシームレスパイプ

316LN の名称は、ほとんどの在庫リストに示されているステンレス グレードの小さなグループ内にありますが、実際に説明できるサプライヤーはほとんどありません。これは、意図的に制御された窒素添加による 316L 化学物質であり、その単一元素が耐食性を変えることなくパイプの機械的特性を変化させます。紙の上で 316LN と普通の 316L を比較した購入者は、降伏強さの数値がより高く、UNS コードが S31603 ではなく S31653 であることに気づきます。

ステンレス鋼 ASTM A312 SS 316LN パイプの仕様

サイズ:	1/8インチ～24インチ
タイプ：	シームレス / ERW / 溶接 / 加工 / LSAW パイプ
グレード:	SS 316LN スチール、1.4429|1.4406 ステンレス鋼
スケジュール:	STD、XS、XXS、SCH5S、SCH10/10S、SCH20、SCH30、SCH40/40S、SCH60、SCH80/80S、SCH100、SCH120、SCH140、SCH160
規格:	ASTM A213、ASTM A312、ASTM A269
厚さ:	15 NB 最大 600 NB（SCH 5S、10S、10、20、40S、40、STD、60、80S、80、XS、100、120、140、160 & XXS）
形状：	円形、正方形、長方形、油圧など
長さ:	SRL および DRL 5 メートルから最大 11 メートルまで、在庫または生産から入手可能です。
終了:	プレーン/面取り

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「LN」の意味: UNS S31653 および EN 1.4429

316LN シームレス パイプは、316L の窒素強化バージョンです-。基本的な化学的性質は同じ低炭素モリブデン-含有オーステナイトグレードです-が、窒素は溶融物が拾うものに任せるのではなく、0.10 ～ 0.16 パーセントの制御された範囲内で指定されています。制御された窒素は 2 つの役割を同時に果たします。固溶強化を通じて最小降伏強度を高め、炭素含有量を低く抑えながら鋭敏化に対するグレードの耐性を維持します。-このグレードは、米国のシステムでは UNS S31653 として表示され、ヨーロッパのシステムでは EN 1.4429 (X2CrNiMoN17-13-3) として表示されるため、同じパイプに対するヨーロッパの問い合わせとアメリカの問い合わせでは、同じ製品に対してまったく異なる呼称が使用される場合があります。

 

316LN パイプを規定する化学仕様は、シームレスおよび溶接パイプに関する ASTM A312 であり、プレートの対応物は ASTM A240 です。組成限界を以下に示します。値は標準の最大値と範囲であり、316LN パイプの製造証明書はこれらの各帯域内に収まる必要があります。

 

316LN の化学組成 (UNS S31653)

ASTM A312 (パイプ) および ASTM A240 (プレート) による組成制限、重量パーセント:

 

要素	最小 (%)	最大(%)	なぜ規制されるのか
カーボン(C)	-	0.030	低炭素により、溶接中の鋭敏化の影響を受けないグレードが維持されます。名前のL
マンガン(Mn)	-	2.00	脱酸剤およびオーステナイト安定剤。窒素の溶解にも役立ちます
シリコン（Si）	-	0.75	溶解時の脱酸助剤
リン(P)	-	0.045	不純物管理により熱間加工性と靭性を向上
硫黄(S)	-	0.030	不純物管理;溶接性を考慮して低く抑えられています
クロム(Cr)	16.00	18.00	一次耐食性。不動態皮膜形成剤
ニッケル(Ni)	10.00	14.00	オーステナイト安定剤;低温での靭性
モリブデン(Mo)	2.00	3.00	塩化物中での孔食や隙間攻撃に対する耐性
窒素(N)	0.10	0.16	固体-溶液強化剤。このグレードを 316L ではなく 316LN にする要素

 

窒素の役割

窒素はオーステナイト格子に格子間溶解し、転位の動きをブロックします。これは、合金コストを追加したり延性を犠牲にしたりすることなく強度を高めるのと同じメカニズムです。実際の結果は、316L の 170 MPa (25 ksi) に対して、焼きなまし状態での最小降伏強度は 205 MPa (30 ksi) であり、約 20 パーセント増加しています。

 

窒素は壁に巻き込むのではなく溶融物に添加されるため、強化は断面全体にわたって均一であり、冷間加工強化のようにパイプを溶接、曲げ、または成形しても、窒素が消えることはありません。{0}}もう 1 つの利点はあまり知られていません。窒素は塩化物配管での孔食に対する耐性を向上させるため、316LN は同一の化学的性質の 316L の同じパイプよりも隙間や孔食に対する耐性がわずかに高くなります。

 

機械的特性、焼きなまし

以下の最小機械的特性は、管理規格の焼きなまし条件から取得されています。パイプバージョン (ASTM A312) とプレートバージョン (ASTM A240) は、同じ引張最小値と降伏最小値を設定し、伸びは関連するゲージ長で測定されます。硬度は主に A240 のプレート製品に適用されます。

 

財産	ASTM A312 (パイプ)	ASTM A240（プレート）	注記
引張強さ、最小	515 MPa (75 ksi)	515 MPa (75 ksi)	どちらの製品形式でも最小値は同じ
降伏強さ、最小	205 MPa (30 ksi)	205 MPa (30 ksi)	316Lの170MPaを超える窒素クレジット
伸び、分	35% (2 インチまたは 50 mm の場合)	40% (2 インチまたは 50 mm の場合)	標準的な表現ではプレート最小値が高くなります
硬度、最大	-	217 HBW / 95 HRB	A240 に準拠したプレート。パイプ硬度は A312 に指定されていません

 

伸びの数値はもう一度確認してみる価値があります。{0}}LN は歩留まりが高いにもかかわらず、35 ～ 40% の最小伸びを維持しています。つまり、このグレードは冷間曲げ、フレア、拡張、コイル状に巻くことができ、亀裂が発生することなく、完成したスプールは納品されたパイプと同じ強度を維持します。-延性を維持しながらより高い降伏を実現するこの組み合わせこそが、設計コードによって肉厚が設定される圧力を伴う機器にとって 316LN を魅力的なものにしているのです。-

 

物理的特性

以下の物理定数は、窒素を添加した 316 ファミリの一般に受け入れられている値です。これらは契約上の値ではありませんが、熱設計、重量計算、拡張計算に役立ちます。

 

財産	代表値	ユニット
密度	7.98	g/cm3 (0.288 ポンド/インチ3)
弾性率、室温	193	GPa (28,000 ksi)
平均熱膨張係数、20 ～ 100 度	16.0	µm/m·K
熱伝導率、100度	16.3	W/m·K
比熱、0～100度	500	J/kg・K
電気抵抗率、室温	0.74	µΩ·m
融解範囲	1371–1399	度 (2500 ～ 2550 度 F)

 

低温性能: 316LN パイプが勝つ場所-

316LN パイプに関する最も強力な技術的根拠は、極低温での挙動です。オーステナイト系ステンレス鋼は、面心立方格子が延性から脆性への転移を起こさないため、すでに低温で炭素鋼やほとんどのフェライト系グレードより優れています。-- 316LN は塩基収率を高めるため、パイプは -196 度 (液体窒素) 以下で使用可能な設計強度を維持しながら、優れたシャルピー衝撃エネルギーを維持します。これが、316LN が LNG ターミナル、空気分離コールド ボックス、および極低温貯蔵タンクの配管に標準的に選択される理由です。316L では、同じ設計温度で同じ許容応力に達するにはより厚い壁が必要になります。

 

配管の購入者にとって、比較は簡単です。ラインが約 -50 度未満で動作し、規制法で材料が許可されている場合、316LN は壁 1 ミリメートルあたりの設計マージンが 316L よりも大きくなります。追加の強度は、溶接後に繰り返す必要がある熱処理によって得られるものではなく、炭素やフェライトの含有量が多いほど低温靱性が低下することもありません。

 

規格、形状、仕上げ

316LN は通常のステンレス製品ファミリー全体で生産されており、各製品形態には独自の管理基準があります。 316LN 棒、プレート、パイプ、鍛造品はすべて異なる ASTM 文書でカバーされているため、購入者は問い合わせの際に UNS 番号と製品規格の両方を記載する必要があります。

 

製品形態	準拠規格	供給される代表的なサイズ範囲
シームレスパイプ	ASTM A312 TP316LN	NPS 1/8 ～ NPS 12 (DN 6 ～ DN 300)、壁面 SCH 5S ～ SCH 80S
溶接管(EFW/ERW)	ASTM A312 TP316LN / A358 グレード 316LN	大口径ライン用 NPS 6 ～ NPS 24 (DN 150 ～ DN 600)-
チューブ（熱交換器）	ASTM A269 / A213	外径6.0～60.0mm、肉厚0.8～4.0mm
プレートとシート	ASTM A240 UNS S31653	厚さ0.5～80mm、幅2500mmまで
バーとビレット	ASTM A479 / A276	丸棒Φ10～300mm

 

パイプの表面は 316L と同じ規則に従います。シームレス パイプは通常、ほとんどのプロセス作業に適したミル仕上げで提供されますが、溶接および研磨された製品は衛生的で高純度のラインに利用できます。-プレートは、No.1 (熱間圧延、焼鈍、酸洗い) 仕上げと 2B 仕上げがあり、薄板では BA または鏡面研磨が可能です。極低温および高信頼性サービスの場合は、規格に衝撃試験が含まれていると仮定するのではなく、PO に衝撃試験要件を指定してください。-

 

製造と溶接の動作

316LN は 316L と同じフィラー ファミリを使用して溶接するため、窒素含有量によって手順の変更が強制されることはありません。ほとんどのジョイントに適合するフィラーは ER316L / E316L です。溶接が母材の降伏強度と一致する必要がある場合は、316LN- 設計のフィラーまたは 316L フィラーを使用し、溶接金属が窒素強化されたベース パイプよりわずかに柔らかいことを受け入れます-。

 

この材種は溶接部で完全にオーステナイトであるため、予熱は必要なく、腐食サービスのための溶接後の熱処理も必要ありません。{0}}低炭素含有量と窒素添加の両方が粒界での炭化クロムの析出を防止するため、HAZ はマルチパス溶接でも粒界腐食に対する耐性を維持します-。

 

製造上の 2 つの注意事項が適用されます。まず、窒素-強化オーステナイト グレードは 316L よりもわずかに速く硬化するため、冷間曲げやスウェージングの工具は、スプリングバックと力が少し大きくなるように設定する必要があります。

 

第二に、完成したスプールが完全に軟化した状態になるように成形した後に焼きなまされる場合、熱処理温度と焼き入れは、このグレードの A312/A240 焼きなまし手順に従う必要があります。一般的な水焼入れによる 1060 ～ 1120 度の溶体化処理により、強度と耐食性の両方が回復します。

 

316L よりも 316LN を正当化するアプリケーション

すべての 316L ラインが 316LN になる必要はありません。このグレードは 3 つの条件のいずれかが存在する場合にその仕様を取得します。降伏クレジットにより肉厚が減少する低温使用、腐食よりも強度が重視される設計である高圧-、または窒素孔食クレジットが必要となる塩化物への曝露です。-次の表に、サービス クラスとそれぞれの理由を示します。

 

サービス	316LNが指定される理由	デザインノート
LNGおよび極低温配管	優れた衝撃エネルギーにより、-196 度での高い降伏を実現	壁は多くの場合、規定の許容応力によって設定されます。 316LNで軽量化
空気分離コールドボックス	低温靱性と溶接性-	PO でシャルピー要件を確認する
化学および石油化学プロセスライン	316L と同じ壁のより高い設計応力	B31.3 圧力設計が壁を支配する場合に便利
海水・塩素サービス	窒素により 316L よりも耐孔食性が向上します	熱海水中ではまだデュプレックスの代替にはなりません。デザインレビューと合わせて使用​​する
原子力および高信頼性船舶-	制御された窒素、低炭素、均一な特性	プロジェクト仕様ごとに追加の NDE とトレーサビリティが必要になる場合があります
医薬品および食品ライン	316Lと同等の洗浄性と溶接性	製品が接触する場合は研磨穴をご指定ください

 

サイズ範囲、長さ、供給形態

316LN シームレス パイプは、SCH 5S から SCH 80S の壁を備えた NPS 1/8 から NPS 12 の範囲で、ランダムな長さ (通常は 5 ～ 7 m) と-長さの切断の両方で最も一般的に供給されます。-。より大きな直径は、A312 または A358 に準拠した溶接-および-された製品として入手可能です。以下の表は、最もよく注文されるサイズの標準外径を示しています。特定のスケジュールの壁の厚さは ASME B36.19M ステンレス鋼のスケジュール表に従い、内径は外径から壁の 2 倍を引いたものになります。

 

NPS	DN	外径(mm)	供給される典型的な壁
1/2	15	21.3	SCH 5S、10S、40S、80S
3/4	20	26.7	SCH 5S、10S、40S、80S
1	25	33.4	SCH 5S、10S、40S、80S
1 1/2	40	48.3	SCH 5S、10S、40S、80S
2	50	60.3	SCH 5S、10S、40S、80S
3	80	88.9	SCH 5S、10S、40S、80S
4	100	114.3	SCH 5S、10S、40S、80S
6	150	168.3	SCH 5S、10S、40S、80S
8	200	219.1	SCH 5S、10S、40S、80S
10	250	273.1	SCH 5S、10S、40S、80S
12	300	323.9	SCH 5S、10S、40S、80S

 

問い合わせに記載する内容

設計意図に一致する 316LN パイプの見積もりを取得するには、問い合わせには次の情報が含まれている必要があります。短いリストでは、316LN の代わりに 316L を受け取ることと、シームレスが意図されていた溶接製品を受け取ることの 2 つの最も一般的な供給エラーを回避できます。

 

• 指定: 316LN、UNS S31653、EN 1.4429、ASTM A312 TP316LN に準拠
• 製品の形状と規格: A312 に準拠したシームレス パイプ、または大口径の場合は A312/A358 に準拠して溶接-および焼きなましされた-パイプ
• サイズ: NPS または DN、外径、スケジュールまたは明示的な壁の厚さ (mm)
• 数量と長さの基準: ランダムな長さ、カットされた長さ、または正確なメートル数
• 条件：焼鈍（1060～1120度で溶体化処理し焼入れ）を標準とする
• テスト: 工場証明書 EN 10204 3.1、および -196 度または室温でのシャルピー衝撃が必要かどうか
• 仕上げ：プロセスラインのミル仕上げ。衛生的なサービスのために磨かれたボア
• トレーサビリティ: プロジェクト仕様で要求される場合、完全な熱トレーサビリティと A999/A530 に基づくマーキング

 

供給される 316LN パイプには通常、規格、グレード、熱番号、サイズがマークされており、実際の熱の化学的性質と引張結果を報告する 3.1 ミル証明書によって裏付けられています。 316LN と 316L は同じ耐食性エンベロープを共有しているため、現場でグレードが置き換えられることがあります。調査では、316LN が契約要件であり、承認なしに 316L への代替は受け入れられないことを明示的に記載する必要があります。

 

 

 

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