316L ステンレス鋼フランジ圧力定格

この記事では、専門的な分析を提供します。316L ステンレス鋼フランジASME B16.5 規格、圧力容量に対する温度の影響、重要なデータ ポイントに焦点を当てた圧力定格。

316L ステンレス鋼とは何ですか?

圧力テーブルを調べる前に、材料を定義する必要があります。タイプ 316L (UNS S31603) は、316 ステンレス鋼の低炭素バージョンです。- 「L」は炭素含有量が低いこと (最大 0.03%) を示し、溶接中の有害な炭化物の析出を最小限に抑えますが、標準 316 と比較して機械的特性もわずかに変化します。

耐圧の観点から見ると、316L はその優れたクリープ破断強度と熱応力下で構造の完全性を維持する能力で高く評価されています。- ASME B16.5 規格では-フランジの寸法と定格の「バイブル」-316L は材料グループ 2.2 に分類されています。圧力と温度の定格は、さまざまな加熱間隔での材料の降伏強度と引張強さによって決まるため、このグループ化は不可欠です。

ASME B16.5 評価システムを理解する

フランジの「定格圧力」は「クラス」とも呼ばれ、特定の温度における最大許容使用圧力 (MAWP) を示す無次元の数値です。標準クラスは 150、300、400、600、900、1500、2500 です。

クラス番号が PSI の圧力を表すというのはよくある誤解です。たとえば、クラス 150 フランジは単に 150 PSI に耐えられるわけではありません。代わりに、その圧力容量は温度の可変関数です。流体の温度が上昇すると、金属が軟化して耐力が低下するため、許容圧力が低下します。

316L フランジ圧力-温度定格表

次のデータは、ASME B16.5 規格に基づいた、最も一般的なクラスにわたる 316L ステンレス鋼フランジの最大許容使用圧力 (psig) を表しています。

316L ステンレス鋼フランジ圧力定格 – クラス 150、300、および 600

316L ステンレス鋼フランジ圧力定格 – クラス 900、1500、および 2500

注: 316L の定格は、1000 °F を超える温度では 316 より低くなります。正確な設計計算については、常に最新の ASME B16.5 版を参照してください。

圧力データの重要な分析

1. 気温が「下がる」-

クラス 150 の列に注目してください。室温では、フランジの定格は 230 psig です。ただし、システムが 800 °F で動作すると、定格は 80 psig に急落します。この容量の 65% の減少は、対応する動作温度がなければ「クラス」定格が無意味である理由を浮き彫りにしています。

2. 高圧-の優位性

水素輸送や海洋化学物質注入などの高圧用途には、クラス 1500 と 2500 が必要です。- 316L クラス 1500 フランジは周囲温度で 3,000 psig に耐えることができるため、石油およびガス分野の最も要求の厳しい環境の一部に適しています。

3. 低炭素グレードのメリット

316L は、非常に高い温度では標準の 316 よりも圧力定格がわずかに低くなりますが、多くの場合、管理者にとっては説得力のある選択となります。なぜ？フランジの圧力定格は、溶接が健全である場合にのみ関係するためです。 316L グレードは「粒界腐食」を防止し、溶接部の熱影響部 (HAZ)-がフランジ本体自体と同じ耐圧完全性を維持します。-

実際の圧力容量に影響を与える要因

ボルト締めとガスケットの選択

フランジの圧力定格は、フランジを固定するために使用されるハードウェアによっても制限されます。 316L ステンレス フランジに低強度炭素鋼ボルトを使用すると、フランジが ASME の制限に達するずっと前に、ボルトが圧力によって伸びる可能性があります。-

同様に、ガスケットのタイプ-がうず巻きガスケット、リング タイプ ジョイント (RTJ)、または単純な PTFE シートであるかどうかによって、圧力がどの程度抑制されるかが決まります。-高圧クラス（クラス 600 以上）の場合、平らなガスケットよりも金属間のシールが吹き飛ばされる可能性が低いため、RTJ（リング タイプ ジョイント）面が好まれることがよくあります。--

フランジの種類と応力分布

すべてのフランジ形状が同じように圧力を処理できるわけではありません。

ウェルドネックフランジ: これらは、パイプからフランジへの応力のスムーズな移行を提供する長いテーパーハブを備えています。これらは高圧 316L システムのゴールドスタンダードです。-

スリップオン フランジ: -取り付けは簡​​単ですが、衝撃や振動に対する耐性は低くなります。高圧サイクルでは、スリップオンは同じクラスのウェルドネックよりも低い有効圧力で故障する可能性があります。-

静水圧試験

すべての 316L フランジは静水圧試験圧力に耐えることができなければなりません。 ASME 規格によれば、これは通常、100 °F での圧力定格の 1.5 倍であり、次に高い 25 psi 増分に四捨五入されます。

クラス 300 フランジ (定格 600 psig) の場合、水圧試験は 900 psig で実施されます。-これにより、予期しない圧力サージに対する安全マージンが確保されます。