ステンレス鋼チューブの主な 3 つのタイプは何ですか?購入者のグレードガイド

新しい製品ライン、修理、または耐圧アセンブリにステンレス鋼チューブを選択していますか?図面に単に「ステンレス鋼管」と記載されている場合、通常は最初に材料ファミリを決定します。ほとんどの工場、エンジニアリング標準、および調達文書では、オーステナイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、およびマルテンサイト系ステンレス鋼の 3 つの古典的なタイプのステンレス鋼チューブが使用されています。各ファミリーは、異なる結晶構造、磁気挙動、強度範囲、および腐食プロファイルを持っています。注文する前に適切なチューブを選択することが、信頼性の高いチューブと、成形、溶接、またはサービス中に故障するチューブを分けるものとなります。

Jend Tube では、ヨーロッパ、アメリカ、東南アジア、中東の顧客向けにシームレスなステンレス鋼とニッケル合金のチューブを製造しています。私たちの日常業務には、アプリケーション要件を特定のグレード、仕上げ、寸法仕様に変換することが含まれます。この記事では、ステンレスチューブの主な3種類とその比較、注文前の確認事項について説明します。

3 つのステンレス鋼チューブ ファミリの概要

冶金学者はステンレス鋼をいくつかの族に分類しますが、ほとんどの管用途では、最初の 3 つはオーステナイト系、フェライト系、マルテンサイト系です。これらは、業界で使用される標準的なステンレス鋼管グレードの大部分をカバーしているため、3 つの基本グループと呼ばれることもあります。

この表からすぐに答えが得られます。以下のセクションでは、チューブを注文するときに指定する必要があるものなど、各ファミリを詳しく見ていきます。

オーステナイト系ステンレス鋼チューブ

オーステナイト系ステンレス鋼は、最も広く使用されているタイプのステンレス鋼チューブです。高レベルのクロムとニッケルが含まれており、室温で面心立方構造を安定させます。グレード 304 は 18/8 ステンレス鋼としても知られており、最も一般的です。グレード 316 にはモリブデンが添加されており、塩化物や化学媒体に対する耐性が向上しています。

構成と動作

オーステナイト系ステンレス鋼では、極低温から鋭敏化が起こる温度まで微細構造はオーステナイトのままです。この構造により、材料に優れた延性、衝撃靱性、溶接性が与えられます。ほとんどのオーステナイト管グレードは、焼きなまし状態では非磁性ですが、冷間加工するとわずかな磁気反応が生じる可能性があります。

オーステナイト系グレードにはフェライト系やマルテンサイト系グレードよりも多くの合金元素が含まれているため、一般にトン当たりのコストが高くなります。価格差は性能によって相殺されます。オーステナイト系チューブは、成形が容易で、溶接が容易で、より広範囲の媒体にわたって一般的な腐食に対する耐性が優れています。

一般的なオーステナイトグレードと一般的な用途

• TP304 および TP304L: 汎用チューブ、食品加工、化学処理、および計装。
• TP316 および TP316L: 塩化物にさらされる海洋環境、製薬システム、化学プラント、および機器。
• TP321 および TP347: 耐炭化物析出性が必要な高温用途。
• TP310S: 高温炉部品およびボイラー用途。
• 904L および S31254: スーパー オーステナイト性能を必要とする腐食性の高い環境。

仕様を作成していて、実証済みの出発点が必要な場合は、 ASTM A269 シームレスステンレスチューブ 仕様は、厳しい寸法および機械的要件を伴う多くのオーステナイトグレードをカバーしています。この規格は、計装ライン、油圧システム、および一般的なプロセス配管に適しています。

TP316/TP316L/TP316H/TP316Ti オーステナイト系ステンレス鋼合金管 このモリブデン含有オーステナイト系パイプ ファミリは、特に塩化物環境において、304 よりも優れた耐食性を提供します。低炭素で安定化されたバージョンは溶接や高温での使用に適しており、プロセスチューブ仕様の信頼できる出発点となります。 製品を見る→

製造の観点から見ると、オーステナイト系チューブは冷間引抜き、焼きなまし、研磨に耐えます。また、これらの仕上げは食品、医薬品、半導体関連の用途で一般的であるため、光輝焼鈍または電解研磨とともに最もよく注文されるファミリーでもあります。曲げたり、溶接したり、さまざまな腐食環境で使用できるチューブが必要な場合、通常はオーステナイト系ステンレス鋼が最も安全な選択肢になります。

フェライト系ステンレス鋼チューブ

フェライト系ステンレス鋼チューブはオーステナイト系ステンレス鋼チューブに比べてあまり知られていませんが、耐食性、磁気応答、コストのバランスが必要な場合には重要な選択肢となります。フェライト系グレードには主な合金元素としてクロムが含まれており、ニッケルはほとんどまたはまったく含まれていません。体心立方構造により、あらゆる温度で磁気を帯びます。

構成と動作

フェライト系ステンレス鋼には通常、10.5 ～ 27 パーセントのクロムが含まれています。これらは、マルテンサイトグレードのように熱処理に反応しません。その代わりに、その強度は固溶強化と冷間加工によってもたらされます。フェライト系チューブは応力腐食割れに対する優れた耐性も備えており、これはオーステナイト系グレードが影響を受ける可能性がある塩化物含有環境において実用的な利点となります。

溶接性はグレードによって異なります。 430 などの初期のフェライトグレードは、熱影響部で粗大な粒子が発生し、靭性が低下する可能性があるため、溶接がより困難になります。溶接が必要な場合は、439 や 444 などの安定したグレードを選択することをお勧めします。

一般的なフェライトグレードと一般的な用途

• TP405: 耐熱性と溶接性に優れた用途向けの低炭素フェライトチューブ。
• TP409: 自動車の排気システムおよび熱交換器。
• TP430: 装飾用および軽工業用の汎用フェライトチューブ。
• TP439: 溶接性と耐食性が向上した安定化フェライトチューブ。
• TP444: 耐孔食性に優れた低炭素モリブデン合金フェライト系チューブ。

TP439 チタン安定化フェライト系ステンレス鋼管 チタンで安定化された 17% クロム フェライト グレードで、430 よりも優れた溶接性と成形性を実現します。自動車の排気システムや、粒界腐食のリスクを伴わない溶接が必要なその他の高温用途に最適です。 製品を見る→

フェライト系チューブは、自動車の排気システム、熱交換器チューブ、電気エンクロージャ、内装建築部品によく選択されます。ニッケルがほとんどまたはまったく含まれていないため、通常、価格はオーステナイトグレードよりも安定しています。用途にオーステナイト鋼の極めて高い延性や非磁性特性が必要ない場合は、フェライト系チューブがより低い材料コストで同様の性能を発揮します。

マルテンサイト系ステンレス鋼チューブ

マルテンサイト系ステンレス鋼は、3 番目に古典的なタイプのステンレス鋼チューブです。最大の耐食性よりも高い強度、硬度、耐摩耗性が重要な場合に選択されます。マルテンサイトグレードには、クロム、中程度から高炭素が含まれていますが、ニッケルはほとんどまたはまったく含まれていません。この組成により、材料は熱処理によって硬化することができます。

構成と動作

マルテンサイト系ステンレス鋼には、約 11.5 ～ 18% のクロムと、オーステナイト系またはフェライト系グレードよりも高い炭素含有量が含まれています。焼きなまし状態では、構造は比較的柔らかく、機械加工が可能です。焼入れと焼き戻しの後、組織は硬化したマルテンサイトに変化し、チューブに高い引張強度と耐摩耗性を与えます。

トレードオフは明らかです。マルテンサイト系チューブは、攻撃的な化学環境においてはオーステナイト系チューブと同じ一般的な耐食性を提供しません。また、慎重な予熱と溶接後の熱処理を行わないと溶接がより困難になります。しかし、硬くて強い表面が必要な機械部品の場合、多くの場合、マルテンサイト系ステンレス鋼が適切な答えとなります。

一般的なマルテンサイトグレードと一般的な用途

• TP410: バルブ、ポンプ シャフト、ファスナー、および一般的な耐摩耗性コンポーネント。
• TP420: より高い硬度が必要な場合に使用される刃物グレードのマルテンサイト鋼。
• TP431: 工業用部品向けの強度と適度な耐食性の組み合わせ。

TP410 エンジニアリングマルテンサイト系ステンレス鋼管 焼入れ可能な磁性マルテンサイト系グレードで、高い強度と耐摩耗性を備えていますが、オーステナイト系よりも耐食性は低くなります。油圧シリンダーやバルブ部品などの機械部品に適しており、重要な溶接部分には熱処理が必要です。 製品を見る→

マルテンサイト系チューブは、回転機器、油圧シリンダー、バルブ部品、および耐磨耗性の高い表面を必要とする機器によく使用されます。チューブを溶接する場合は、溶接部分が硬くなりすぎたり脆くなったりしないように、仕様に適切な熱処理を含める必要があります。評判の良い工場は、特定のマルテンサイトグレードを推奨する前に、最終的な硬度と機械的要件を尋ねる必要があります。

3 つの家族の視覚的な比較

次の表は、4 つの購入基準の大まかな視覚的な比較を示しています。数値は相対的な評価であり、正確なエンジニアリング値ではありません。詳細な材料データシートに移る前に、パターンをすばやく確認するのに役立ちます。

3種類の選び方

単一の「最高の」ステンレス鋼チューブグレードはありません。正しい選択は、流体、温度、圧力、製造方法、および予想される耐用年数によって異なります。選択肢を絞り込む最も簡単な方法は、4 つの質問に順番に答えることです。

1. 作業環境を定義する

チューブに接触するメディアから始めます。きれいな水、食品、蒸気、海水、酸、苛性溶液、および高塩化物環境はすべて、材料にさまざまな要求を課します。塩化物が存在し、応力腐食割れのリスクがある場合は、オーステナイト グレード 316 または二相グレードの方が 304 より安全である可能性があります。媒体の腐食性が軽度で、チューブが磁性である場合は、フェライト グレードが費用対効果の高い選択肢となる可能性があります。

2. 機械要件と製造要件を決定する

部品の最終形状を考慮します。チューブは曲げられたり、フレアされたり、溶接されたり、磨かれたりするのでしょうか?高温で圧力を維持する必要がありますか?アセンブリには硬い耐摩耗性の表面が必要ですか?オーステナイト系チューブは、他の 2 種類のチューブよりも曲げや溶接に優れています。マルテンサイト系チューブは摩耗や高い機械的負荷にうまく対処します。フェライトチューブはその中間に位置し、優れた強度と磁気特性を備えていますが、溶接性はより制限されています。

3. 規格とグレードを正確に一致させる

国際プロジェクトでは、ASTM、EN、DIN、JIS、GOST、または GB 規格が指定されることがよくあります。各規格は、化学組成、機械的特性、寸法、および試験要件を定義します。たとえば、ヨーロッパのバイヤーは EN 10216-5 を注文し、北米のバイヤーは ASTM A269 または ASTM A312 を注文する場合があります。複数の規格に従って製造しているメーカーは、混乱を避けるのに役立ちます。中国江蘇省の工場でASTM、EN、DIN、JIS、GOST、GBに準拠したチューブを製造しています。

4. 寸法精度と仕上がりの確認

ステンレス鋼チューブは、外径、肉厚、長さによって注文され、場合によっては内面仕上げによって注文されます。計装および油圧システムの場合、寸法公差と楕円率はグレードと同じくらい重要です。サニタリーおよび食品グレードのラインでは、表面の粗さと清浄度がより重要になります。特に小径または薄肉チューブの場合は、製造を開始する前に必ず許容公差範囲を確認してください。

意思決定チェックリスト

1. 媒体と動作温度を特定します。
2. 塩化物、酸、または腐食性化学物質が存在するかどうかを確認してください。
3. チューブに磁性が必要かどうかを確認してください。
4. 必要な引張強さ、硬度、衝撃靱性を定義します。
5. チューブを溶接、曲げ、または冷間成形するかどうかを決定します。
6. 管理規格とグレードの指定を選択します。
7. 外径、肉厚、長さ、仕上げをご指定ください。
8. 材料証明書と必要な検査を要求します。

3 つのコアファミリーを超えて

オーステナイト系、フェライト系、マルテンサイト系が 3 つの基本的なタイプですが、実際の仕様ではこれらを超えることがよくあります。工場としては、二相ステンレス鋼、スーパーオーステナイト系ステンレス鋼、ニッケル基合金チューブの需要が高まっていると考えています。これらの材料は、3 つの標準ファミリーだけでは対応できない問題を解決します。

二相ステンレス鋼チューブ

S31803、S32205、S32304、S32750、S32760 などの二相グレードは、オーステナイト - フェライトの微細構造を組み合わせています。これらは、ほとんどのオーステナイトグレードよりも高い強度と、塩化物応力腐食割れに対する優れた耐性を備えています。二重チューブは、オフショアの石油とガス、化学処理、脱塩、熱交換器の用途で広く使用されています。

スーパーオーステナイトおよびニッケル合金チューブ

904L や S31254 などのスーパー オーステナイト グレードは、酸や海水に対して非常に高い耐食性を示します。モネル 400、インコネル 625、インコロイ 800、GH3030 などのニッケル合金は、高温または攻撃的な化学環境において優れた性能を発揮します。これらの材料はより高価で、製造が困難ですが、重要な機器の耐用年数を延長します。

これらの材料を提供するメーカーと連携すると、サプライ チェーンを簡素化できます。 1 つのサプライヤーをオーステナイト管に使用し、別のサプライヤーを二相またはニッケル合金チューブに使用する代わりに、1 つの生産施設でさまざまな材料要件に対応できます。これは、一貫した品質、トレーサビリティ、配送の調整に役立ちます。

製造、検査、および注文に関する考慮事項

グレードは仕様の一部にすぎません。チューブがどのように製造および検査されるかによって、実際のサービス要件を満たすかどうかが決まります。ステンレス鋼チューブはシームレスまたは溶接で作ることができ、それぞれのルートに異なる利点があります。

シームレス対溶接チューブ

シームレスチューブは、固体ビレットを押し出しまたは回転穿孔してから、必要な寸法に冷間引き抜きまたは熱間仕上げすることによって製造されます。縦方向の溶接シームがないため、高圧および高温の用途に最適です。溶接チューブはストリップから形成され、長手方向に溶接されます。より厳しい壁公差と低コストを実現できますが、重要なサービスでは溶接ゾーンを考慮する必要があります。

表面状態と仕上げ

表面仕上げは耐食性、清浄度、外観に影響します。ステンレス鋼チューブの一般的な仕上げには、固溶体酸洗、光輝焼鈍、電解研磨などがあります。漬けたチューブの表面は、スケールがなく、つやがなくきれいです。光輝焼鈍管は、制御された雰囲気中で焼鈍することによって生成された滑らかな反射表面を備えています。電解研磨されたチューブは表面粗さが最も低く、食品、医薬品、精密機器の用途によく使用されます。

きれいで酸化物のない表面が必要な用途の場合、 精密光輝焼鈍オーステナイト管 信頼できる選択です。当社では、綿密な寸法管理のもと、さまざまな小径から中径の製品を製造しています。

寸法範囲と許容差

有能なメーカーであれば、注文する前に正確な生産制限を教えてくれるはずです。 Jend Tube では、シームレス チューブの製品範囲は、外径 3.18 mm ～ 406.4 mm、肉厚 0.3 mm ～ 20 mm、長さ 25,000 mm までをカバーしています。これらの制限により、小径の計器管、厚肉の圧力管、および非常に長い熱交換器チューブを処理できるようになります。

テストと文書化

重要なサービスについては、工場がどのようなテストを実行するかを確認する必要があります。一般的な検査には、化学組成分析、引張試験、硬度試験、水圧試験、渦電流試験、および PMI 検証が含まれます。また、EN 10204 3.1 材料証明書、完全な製造試験証明書、または第三者検査が必要かどうかも定義する必要があります。弊社は ISO 9001、中国の圧力機器認証、および EU PED 認証を取得しており、ほとんどの海外バイヤーが要求する品質システムをカバーしています。

メーカーと直接連携する

工場に直接注文すると、材料の選択、生産スケジュール、検査をより細かく制御できます。特定の熱ロット、より厳しい公差、カスタムの長さ、または特殊な表面仕上げをリクエストできます。工場はトレーダーやディストリビューターよりも早く生産計画を調整できるため、プロジェクトが変更された場合にも直接コミュニケーションが役立ちます。

よくある質問

3 種類のステンレス鋼チューブとは何ですか?

3 つの主なタイプは、オーステナイト系、フェライト系、マルテンサイト系のステンレス鋼チューブです。 304 や 316 などのオーステナイト系グレードは非磁性で、耐食性に優れています。 430 や 439 などのフェライトグレードは磁性があり、ニッケルがほとんどまたはまったく含まれていません。 410 などのマルテンサイトグレードは磁性があり、高強度用途向けに硬化することができます。

海水や塩化物への曝露に最適なタイプはどれですか?

オーステナイト グレード 316 および 904L などのスーパー オーステナイト グレードは、標準のフェライト系およびマルテンサイト グレードよりも孔食や塩化物攻撃に対する耐性が優れています。厳しい海水や海洋でのサービスには、高強度と耐応力腐食割れ性を兼ね備えた二相ステンレス鋼チューブも有力な選択肢です。

304 ステンレス鋼チューブには磁性がありますか?

アニールされた状態では、オーステナイト 304 チューブは通常非磁性になります。冷間引抜きまたは曲げの後、冷間加工により構造がわずかに変化するため、磁気反応が現れることがあります。これは欠陥ではなく、ほとんどの用途で耐食性が低下することはありません。

フェライト系ステンレス鋼は溶接できますか?

はい、しかしグレードは重要です。 TP439 や TP444 などの安定化されたフェライト系グレードは、安定化されていない 430 よりも溶接が容易です。熱影響部での過度の粒子成長を防ぐために溶接手順を制御する必要があります。溶接フェライトチューブの場合は、製造前に必ず工場と使用条件について話し合ってください。

TP304 や TP316 などのグレードの TP は何を意味しますか?

TP は、多くの ASTM ステンレス鋼仕様におけるチューブ製品を表します。グレード指定がチューブまたはパイプ製品に適用されることを示します。これは ASTM A269 や ASTM A312 などの規格でよく見られ、シームレスおよび溶接ステンレス チューブの化学組成と機械的要件が定義されています。

シームレスチューブと溶接チューブのどちらを注文するかはどうすればわかりますか?

シームレスチューブは、縦方向の溶接がないため、高圧、高温、重要なサービス用途に標準的に選択されています。一般に溶接チューブはより経済的で、より厳しい壁公差を提供できますが、溶接領域を慎重に評価する必要があります。流体が腐食性であるか圧力が高い場合、ほとんどのエンジニアはシームレスなステンレス鋼チューブを選択します。

結論

サービス環境から始めて、材料ファミリーを選択し、グレード、規格、寸法、仕上げを調整します。オーステナイト系チューブは、幅広い耐食性と成形性を提供します。フェライト系チューブは、磁性を備えた低ニッケルのオプションを提供し、あまり攻撃的ではないサービスを提供します。マルテンサイトチューブは、耐摩耗性が主な要件となる場合に硬度と強度を与えます。

Jend Tube では、バイヤーとエンジニアがこれらの要件をシームレスなステンレス鋼チューブに変えるお手伝いをします。当社は、さまざまなサイズと仕上げのオーステナイト系、フェライト系、マルテンサイト系、二相合金、スーパー オーステナイト系、およびニッケル合金チューブを製造しています。冶金学と実際の生産限界の両方を理解しているメーカーが必要な場合は、いつでも仕様について話し合うことができます。