ボイラーチューブ: 規格、グレードおよび選択ガイド
ビュー: 0 著者: サイト編集者 公開時刻: 2026-03-04 起源: サイト
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適切なボイラーチューブの選択は、安全性と運用上の直接的な影響を伴う材料工学上の決定です。間違った規格、または間違ったグレードの正しい規格は、25 年以上連続稼働することが予想される機器のクリープ破損、応力腐食割れ、または早期のチューブ交換を意味します。ボイラー管を対象とする 4 つの主要な ASTM 規格 (A192、A210、A213、A335) はそれぞれ、異なる圧力および温度領域に対応しており、各規格内のグレードによって最高使用温度、クリープ耐性、および長期信頼性が決まります。
ZC Steel Pipe は、ASTM、ASME、DIN、EN、JIS、GB 規格に準拠したシームレス ボイラー チューブを製造および輸出し、アフリカ、中東、南米の発電プロジェクト、石油化学プラント、産業用ボイラー メーカーに供給しています。このガイドでは、低圧炭素鋼から超々臨界用途向けの高度な合金グレードまで、ボイラー管の完全な選択フレームワークをカバーしています。
コンテンツ
四芯ボイラー管の規格
ASTM A192 — 高圧炭素鋼
ASTM A210 — 中炭素鋼ボイラー管
ASTM A213 — 合金およびステンレスボイラー管
ASTM A335 — クロムモリブデン合金パイプ
使用温度によるグレードの選択
寸法、壁の厚さ、スケジュール
よくある質問
1. 四芯ボイラー管の規格
ボイラーチューブは単一の製品ではなく、単純な炭素鋼から複雑な 9 ～ 12% クロム合金まで幅広い材料に及び、それぞれ異なる ASTM 仕様が規定されています。規格の選択は、最初に使用温度、次に圧力、そして最後に特定のボイラーコンポーネント (水壁、過熱器、再熱器、エコノマイザー、ヘッダー) によって決まります。
ASTM A192
ASME SA-192
材質：
炭素鋼（単一グレード）
最高温度:
~400°C (750°F)
最小引張:
325 MPa (47 ksi)
用途：
高圧ボイラー管、水壁
炭素鋼
ASTM A210
ASME SA-210
材質：
中炭素鋼
グレード:
A-1、C
最高温度:
~450°C (840°F)
最小引張強度:
415 ～ 485 MPa
用途：
ボイラー管・過熱器管
炭素鋼
ASTM A213
ASME SA-213
材質：
フェライト&オーステナイト合金鋼
グレード:
T5、T9、T11、T22、T91、T92、TP304H、TP316H…
最高温度:
最大 650°C+ (合金に依存)
用途：
過熱器、再熱器、熱交換器
合金/ステンレス
ASTM A335
ASME SA-335
材質：
フェライト合金鋼管
グレード:
P1、P2、P5、P9、P11、P22、P91、P92…
最高温度：
最大650℃（P91/P92）
用途:
ヘッダー、蒸気ライン、ボイラー接続部
合金パイプ
ASTM と ASME の指定 — 違いは何ですか?すべてのボイラーチューブ規格には、ASTM 指定 (A192 など) と ASME 対応物 (SA-192) の両方があります。技術要件は同一です。ASME は参照により ASTM 規格を採用しています。違いは認証です。ASME コードの刻印のある圧力容器およびボイラーの材料は、ASME 認定メーカーによって SA 指定に対して認証される必要があります。発電所または圧力容器用途に指定する場合は、ASME 認証が必要かどうかを必ず確認し、それに応じて注文してください。
2. ASTM A192 — 高圧炭素鋼ボイラー管
ASTM A192 は最も単純なボイラーチューブ仕様であり、高圧ボイラーサービス用に特別に設計された単一グレードのシームレス炭素鋼鋼管です。これは、世界中で最も広く使用されているボイラーチューブ規格の 1 つで、特に未臨界圧力で動作する産業用ボイラーおよびユーティリティボイラーの水壁チューブに使用されます。
ASTM A192 化学的および機械的要件
| プロパティ |
要件に関する |
注意事項 |
| カーボン(C) |
0.06～0.18% |
低炭素により硬度が制限され、溶接性が向上します。 |
| マンガン(Mn) |
0.27～0.63% |
一貫性を保つための狭い範囲 |
| リン(P) |
最大0.035% |
残留制御 |
| 硫黄(S) |
最大0.035% |
残留制御 |
| シリコン（Si） |
最大0.25% |
— |
| 抗張力 |
325 MPa (47 ksi) 分 |
最大値は指定されていません |
| 降伏強さ |
180 MPa (26 ksi) 分 |
— |
| 伸長 |
35%以上（50mm時） |
成形や溶接に優れた延性 |
| 硬度 |
要件なし |
— |
| 熱処理 |
熱間仕上げまたは冷間引抜+焼きなまし |
— |
ASTM A192 の一般的なサイズ範囲
| 外径範囲 |
肉厚範囲 |
一般的な用途 |
| 15.9 mm (5/8') ～ 76.2 mm (3') |
2.1mm～7.1mm |
ボイラー水壁と発電管 |
| より大きな外径も注文可能 |
最大12.7mm以上 |
ヘッダーとドラム接続 |
調達メモ — A192 と A106 グレード B A192 と ASTM A106 グレード B は両方とも炭素鋼シームレス チューブであり、互換性があるものとして誤って扱われることがあります。そうではありません。 A106 は、高温、高圧の流体サービス向けに最適化されたプロセス配管規格です。平坦化試験要件がなく、その化学的性質により、より高い炭素含有量が可能です。 A192 はボイラーチューブのサービス向けに特に最適化されており、より厳格な化学管理、必須の平坦化テスト (継ぎ目やラップの検出に重要)、および曲げテストが行われます。ボイラーチューブの交換または新しいボイラー建設の場合は、常に A192 (または ASME アプリケーションの場合は SA-192) を指定してください。A106 の代替は規格に準拠していない可能性があります。
3. ASTM A210 — 中炭素鋼ボイラー管
ASTM A210 は、炭素含有量をわずかに多くすることで A192 よりも高い強度を提供し、2 つのグレードで利用可能です。 A192 の最小張力 325 MPa では、必要な使用圧力で肉厚を計算するには不十分な場合に使用されます。
ASTM A210 グレードの比較
| 物件 |
グレード A-1 |
グレード C |
| カーボン(C) |
最大0.27% |
最大0.35% |
| マンガン(Mn) |
最大0.93% |
0.29～1.06% |
| 抗張力 |
415 MPa (60 ksi) 分 |
485 MPa (70 ksi) 分 |
| 降伏強さ |
255 MPa (37 ksi) 分 |
275 MPa (40 ksi) 分 |
| 伸長 |
30%以上 |
30%以上 |
| 最高使用温度 |
～425℃ |
～450℃ |
| 一般的な使用方法 |
ボイラー管、エコノマイザー管 |
高圧ボイラーサービス |
Engineering Insight — A192 から A210 にステップアップする時期A192 と A210 A-1 のどちらを決定するかは、通常、肉厚の計算によって決まります。 ASME ボイラー コードの圧力式に基づく最小必要な壁の厚さによって、作業しているチューブの外径に対して壁が不都合に厚くまたは重くなる場合、A210 A-1 の温度での許容応力がより高いため、同じ使用圧力に対してより薄い壁を指定できます。実際には、およそ 5 MPa (725 psi) の作動圧力を超えるボイラーで動作する場合、肉厚のトレードオフを計算すると、A210 がより経済的な仕様になります。
4. ASTM A213 — 合金鋼およびステンレスボイラー管
ASTM A213 は、中程度の高温用途向けの低合金フェライト グレードから、過熱器および再熱器用途のクロムモリブデン グレード、超高温用途向けのオーステナイト ステンレス鋼グレードまで、最も広範囲のボイラー チューブ材料をカバーしています。 A213 グレードの選択は、主に使用温度によって決まり、次にその温度でのクリープ破断強度の要件によって決まります。
フェライト合金グレード — Cr-Mo ファミリー
T11 (1 1/4 Cr – 1/2 Mo)
Cr：
1.00～1.50％
Mo：
0.44～0.65％
引張:
415 MPa min
最高温度:
~570°C (1060°F)
熱処理:
完全焼鈍または焼きならし + 焼き戻し
用途:
過熱器、再加熱器 - 中温
T22 (21/4Cr–1Mo)
Cr:
1.90～2.60%
Mo:
0.87 ～ 1.13%
引張:
415 MPa min
最高温度:
~580°C (1075°F)
熱処理:
完全焼鈍または焼きならし + 焼き戻し
用途：
過熱器、再熱器、蒸気ライン
T91 (9Cr-1Mo-V)
Cr:
8.00～9.50%
Mo：
0.85～1.05％
V+Nb+N:
改質 (クリープ最適化)
引張:
585 MPa min
最高温度:
~620°C (1150°F)
用途：
超臨界過熱器、再熱器
T92 (9Cr-2W-Mo-V)
Cr:
8.50～9.50%
W：
1.50～2.00％
Mo：
0.30～0.60％
引張:
620 MPa min
最高温度:
~630°C (1165°F)
用途：
超々臨界圧発電所
T5 (5Cr–1/2Mo)
Cr：
4.00～6.00％
Mo：
0.45～0.65％
引張:
415 MPa min
最高温度:
~620°C (酸化限界)
用途：
石油精製、水素サービス
T9 (9Cr-1Mo)
Cr：
8.00～10.00％
Mo：
0.90～1.10％
引張:
415 MPa min
最高温度:
~600°C
使用:
T91 の前バージョン — レガシー インストール
オーステナイト系ステンレスグレード（A213）
| グレード |
構成 引張 |
最小 |
最大使用温度 |
一般的な用途 |
| TP304H |
18Cr–8Ni (高炭素) |
515MPa |
～700℃ |
高温過熱器、ヘッダー |
| TP316H |
16Cr-12Ni-2Mo (高炭素) |
515MPa |
～700℃ |
塩化物を含む高温サービス |
| TP321H |
18Cr-10Ni-Ti (高炭素) |
515MPa |
～700℃ |
高温使用、耐感作性 |
| TP347H |
18Cr-10Ni-Nb (高炭素) |
515MPa |
～750℃ |
超々臨界過熱器 |
重要なエンジニアリング ポイント — T91 PWHT 要件T91 (9Cr-1Mo-V) は、ボイラー構造の溶接に最も要求の厳しい材料の 1 つです。例外なく、厳格な予熱 (最低 200 °C)、パス間温度の管理、および 730 ～ 780 °C での溶接後熱処理 (PWHT) が必要です。 PWHT T91 溶接に失敗すると、靱性が非常に低いマルテンサイト熱影響部が生じ、熱サイクル下で亀裂が発生します。これは、PWHT がスキップされたり、誤って実行されたりする、T91 ボイラー チューブの設置における既知の文書化された障害モードです。 T91 チューブを調達するときは、工場の熱処理手順が文書化され、MTC で追跡可能であることを確認してください。
フィールド ノート — T91 対 T22: グレード アップグレードの決定T22 (2 1/4 Cr-1Mo) は、数十年にわたり過熱器の主力グレードであり、亜臨界ボイラーおよび一部の超臨界ボイラーに広く指定され続けています。 T91 は高温での許容応力が約 40% 高く、これはチューブ壁の薄肉化、軽量化、熱伝達の向上に直接つながります。トレードオフはコスト (T91 はかなり高価です) と製造の複雑さです。新しい超臨界および超超臨界ユニットの場合、T91 が標準的な選択肢です。既存の管バンクが T22 である未臨界ボイラーの改修の場合、T91 へのアップグレードには、支持構造と溶接手順の完全な再設計が必要です。これは、単純な同等品の交換ではありません。
5. ASTM A335 — ボイラーヘッダーおよび蒸気ライン用クロムモリブデン合金パイプ
ASTM A335 は、A213 と同じ Cr-Mo 合金ファミリーをカバーしていますが、小径のチューブではなく大径のパイプの形状をしています。 A335 グレードの「P」接頭辞は、A213 の「T」接頭辞に直接対応します。P11 と T11 は同じ合金、P22 と T22 は同じ合金、P91 と T91 は同じ合金です。違いは製品の形式と用途にあります。
| A335 グレード |
A213 相当 |
合金引張 |
最小値 |
一般的なボイラー用途 |
| P1 |
T1 |
C–1/2Mo |
380MPa |
低合金蒸気ライン、中温サービス |
| P11 |
T11 |
1 1/4Cr–1/2Mo |
415MPa |
過熱器ヘッダー、接続配管 |
| P22 |
T22 |
2 1/4Cr-1Mo |
415MPa |
主蒸気ヘッダー、高温接続 |
| P5 |
T5 |
5Cr–1/2Mo |
415MPa |
製油所ヒーター、高温水素サービス |
| P9 |
T9 |
9Cr-1Mo |
415MPa |
従来の高温蒸気システム |
| P91 |
T91 |
9Cr–1Mo–V |
585MPa |
超臨界蒸気ヘッダー、主蒸気管 |
| P92 |
T92 |
9Cr-2W-Mo-V |
620MPa |
超々臨界主蒸気システム |
エンジニアリングの洞察 — T グレードと P グレードが同じボイラー内に共存する理由一般的な超臨界発電ボイラーには、A213 T91 管 (過熱器および再熱器の管束内) と A335 P91 管 (管束をタービンに接続するヘッダー、ダウンカマー、および蒸気リード内) の両方が含まれます。どちらも 9Cr-1Mo-V 材料ですが、寸法規格、NDE 要件、および最終用途が異なります。完全なボイラー チューブ パッケージを指定する場合は、どのコンポーネントが A213 チューブ供給に該当し、どのコンポーネントが A335 パイプ供給に該当するかを EPC 請負業者に確認してください。この 2 つを混在させると、調達と文書が複雑になります。
6. 使用温度によるグレードの選定
ボイラーチューブのグレードを選択する主な要因は、最大連続使用温度です。以下の表は、選択の開始点ガイドを提供します。最終グレードの選択は、特定の動作圧力と管の形状に対する ASME セクション II の許容応力を使用して、資格のある圧力容器エンジニアによって確認される必要があります。
| 使用温度 |
圧力クラス |
推奨規格 |
推奨グレード |
代表的なボイラーコンポーネント |
| < 400°C (< 750°F) |
低中圧 |
ASTM A192 |
単一グレード |
工業用ボイラー、エコノマイザー、ウォーターウォール |
| 400 ～ 450°C (750 ～ 840°F) |
中高圧 |
ASTM A210 |
A-1またはC |
ボイラー発電管、下部過熱器 |
| 450 ～ 570°C (840 ～ 1060°F) |
高圧 |
ASTM A213 |
T11 |
過熱器、亜臨界実用ボイラー |
| 570 ～ 590°C (1060 ～ 1095°F) |
高圧・超臨界 |
ASTM A213 |
T22 |
過熱器、再熱器、超臨界ボイラー |
| 590 ～ 620°C (1095 ～ 1150°F) |
超臨界 |
ASTM A213 |
T91 |
過熱器、再熱器 - 超臨界プラント |
| 620 ～ 650°C (1150 ～ 1200°F) |
超々臨界 |
ASTM A213 |
T92またはTP347H |
最終過熱器段階、USC プラント |
| > 650°C (> 1200°F) |
高度な USC |
ASTM A213 |
TP304H / TP316H / TP347H |
高温過熱器、オーステナイト系 |
国際規格に相当するもの
ヨーロッパ、アジア、中東のプロジェクトでは、非 ASTM 規格に準拠したボイラーチューブを指定することがよくあります。以下の表は、最も一般的に見られる同等の相互参照を示しています。
| ASTMグレード |
ASME相当 |
DIN/EN相当 |
JIS相当 |
GB（中国）相当 |
| A192 |
SA-192 |
EN 10216-1 P235GH |
JIS G3461 STB340 |
GB308710 |
| A210 A-1 |
SA-210A-1 |
EN 10216-1 P265GH |
JIS G3461 STB410 |
GB 3087 20 |
| A213 T11 |
SA-213 T11 |
EN 10216-2 13CrMo4-5 |
JIS G3462 STBA 22 |
GB/T 5310 12CrMo |
| A213 T22 |
SA-213 T22 |
EN 10216-2 10CrMo9-10 |
JIS G3462 STBA 24 |
GB/T 5310 12Cr2Mo |
| A213 T91 |
SA-213 T91 |
EN 10216-2 X10CrMoVNb9-1 |
JIS G3462 STBA 28 |
GB/T 5310 10Cr9Mo1VNbN |
| A335 P11 |
SA-335 P11 |
EN 10216-2 13CrMo4-5 |
JIS G3458 STPA22 |
GB/T 5310 12CrMo |
| A335 P91 |
SA-335 P91 |
EN 10216-2 X10CrMoVNb9-1 |
JIS G3458 STPA28 |
GB/T 5310 10Cr9Mo1VNbN |
調達メモ — 規格間の代替同等の規格は技術的には近いものですが、必ずしも同一であるとは限りません。化学組成の制限、熱処理要件、および許可される非破壊検査法は、名目上同等のグレードであっても ASTM、EN、JIS、GB 規格間で異なる場合があります。プロジェクトの仕様で EN または JIS グレードが必要で、中国のメーカーから GB/T 5310 を調達している場合は、化学要件と機械要件を並べて示す正式な同等性比較を工場に要求してください。 ASME コードスタンプのあるアプリケーションの場合、コード ケースなしでの代替は許可されません。SA 指定の材料のみが許容されます。
7. 寸法、肉厚および共通スケジュール
ボイラー管の寸法は、圧力管の規則であるパイプスケジュールではなく、外径 (OD) と最小肉厚によって指定されます。これは重要な違いです。最小肉厚を指定せずに「スケジュール 40」または「スケジュール 80」で注文されたボイラー チューブは、温度での圧力要件を満たさない可能性があります。
規格別の代表的なボイラーチューブ寸法範囲
| 標準 |
外径範囲 |
肉厚範囲 |
肉厚公差 |
長さ（標準） |
| ASTM A192 |
15.9–76.2 mm (5/8'–3') |
2.1～7.1mm |
−12.5% / +制限なし |
4.9 ～ 7.3 m (16 ～ 24 フィート) |
| ASTM A210 |
15.9–101.6 mm (5/8'–4') |
2.1～9.5mm |
−12.5% / +制限なし |
4.9 ～ 7.3 m (16 ～ 24 フィート) |
| ASTM A213 (合金) |
3.2–127 mm (1/8'–5') |
0.4 ～ 12.7 mm (最小壁) |
ASTM A1016による |
カスタム長さの注文も可能 |
| ASTM A213（ステンレス） |
6.4–127 mm (1/4'–5') |
0.8 ～ 12.7 mm (最小壁) |
ASTM A1016による |
カスタム長さの注文も可能 |
| ASTM A335 |
21.3 mm (NPS ¾) 以上 |
SCH10～XXS |
壁面では−12.5% |
6 ～ 12 m またはランダム |
規格ごとに必要なテスト
| 試験 |
A192 |
A210 |
A213 (合金) |
A335 |
| 引張試験 |
はい |
はい |
はい |
はい |
| 平坦化試験 |
はい |
はい |
はい |
いいえ |
| 曲げ試験 |
はい |
はい |
リクエストに応じて |
いいえ |
| 静水圧または臨死体験 |
はい (両方のオプション) |
はい |
はい |
はい |
| 硬さ試験 |
不要 |
不要 |
はい (合金グレード) |
はい |
| 衝撃試験 |
いいえ |
いいえ |
ご要望に応じて（SSグレード） |
補足 |
8. よくある質問
ASTM A192 と ASTM A210 ボイラーチューブの違いは何ですか?
ASTM A192 は、最小引張力 325 MPa の単一グレードの炭素鋼仕様であり、中程度の強度で十分な高圧ボイラーチューブの用途向けに設計されています。 ASTM A210 は、炭素含有量をわずかに多くすることで、A-1 (最小引張力 415 MPa) と C (最小引張強度 485 MPa) の 2 つのグレードでより高い強度を提供します。 ASME ボイラー コードに基づく肉厚の計算で、使用圧力および温度で A192 が提供できるよりも高い許容応力が必要な場合は、A210 を使用します。
ASTM A213 T91 ボイラーチューブは何に使用されますか?
T91 は、超臨界発電ボイラーの過熱器および再熱器サービス用に特別に開発された改良型 9Cr-1Mo-V フェライト合金管 (ASTM A213) です。 9Cr-1Mo ベースにバナジウム、ニオブ、窒素を添加すると、最高 620°C の温度で優れたクリープ破断強度を備えた焼き戻しマルテンサイト微細構造が生成されます。これは、同じ温度での T22 より許容応力が約 40% 高いです。これは、現代の発電所における超臨界および超超臨界過熱器管束の標準グレードです。
ASTM A213 と ASTM A335 の違いは何ですか?
どちらの規格も同じ Cr-Mo 合金ファミリーをカバーしていますが、製品形式は異なります。 A213 はシームレス合金 鋼管をカバーします。 、ボイラーの加熱面 (水壁、過熱器、再熱器、エコノマイザー) に使用される小径で薄肉のA335 は継目無合金 鋼管をカバーしており 、ヘッダー、蒸気ライン、接続配管などに使用される大口径の製品です。グレードの指定は直接平行です。T11/P11、T22/P22、T91/P91 は、それぞれチューブ (T) およびパイプ (P) の形状の同じ合金です。
超臨界発電所にはどのようなボイラーチューブ規格が必要ですか?
超臨界ボイラー (22.1 MPa / 374°C 以上) および超々臨界プラントでは通常、過熱器および再熱器管には ASTM A213 T91、低温水壁には A213 T22、ヘッダーおよび主蒸気管には ASTM A335 P91 が指定されています。 620°C 以上で稼働する超々臨界プラントでは、最終過熱器段階に A213 TP347H などのオーステナイト系ステンレス グレードが必要になる場合があります。 ASME 圧力部品用途のすべての材料は、SA 対応規格 (SA-213、SA-335) に対して認証されている必要があります。
ボイラーチューブにはどのようなサイズがありますか?
ASTM A192 および A210 の範囲は通常、外径 15.9 mm (5/8') ～ 76.2 ～ 101.6 mm、肉厚は約 2.1 mm ～ 9.5 mm です。ASTM A213 合金チューブの範囲は外径 3.2 mm (1/8') ～ 127 mm、肉厚は 0.4 mm ～ 12.7 mm です。より大きなサイズやカスタムの長さも注文に応じて製造できます。すべてのボイラーチューブは、パイプスケジュールではなく、外径と最小肉厚によって指定される必要があります。 ZC 鋼管は、任意の標準サイズ範囲およびカスタム寸法のボイラーチューブを製造できます。
ボイラーチューブのサプライヤーはどのような認証を取得する必要がありますか?
すべての出荷について: 各チューブまで追跡可能な熱価、化学組成、および機械的試験結果を示すミル試験証明書 (MTC)。 ASME アプリケーションの場合: ASME 認定メーカーによる SA 指定認証。国際調達の場合: SGS、ビューローベリタス、TÜV、または同等の機関による第三者検査が標準的な慣行です。証明書には、熱処理記録、静水圧試験または NDE 試験結果、寸法検査報告書も含める必要があります。 ZC Steel Pipeは、すべてのボイラーチューブ供給に対するサードパーティの検査サポートを含む完全な文書パッケージを提供します。
