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Jun 02, 2023

ステンレス鋼配管設備における曲げと溶接の比較

Nick ErdeiTherma Corp.著。バイオ医薬品施設におけるステンレス鋼配管の製造と設置の現在の慣行は溶接です（そのほとんどは軌道上）。 つまり、溶接継手と

Nick Erdei著Therma Corp.

バイオ医薬品施設におけるステンレス鋼配管の製造および設置の現在の慣行は溶接です (そのほとんどは軌道上)。 つまり、プロセスのニーズに応じて望ましい構成を実現するために、継手やバルブをパイプに溶接します。 選択された材料は、炭素含有量が 0.035% 未満に保たれたオーステナイト鋼である 316L ステンレス鋼です。 溶接によりステンレス鋼が敏感になり、耐食性が低下する可能性があるため、これは重要な点です。

最も一般的な鋭敏化は、溶接の熱影響部内の粒界での炭化クロム (Cr23C6) の形成です。 これは腐食亀裂を引き起こし、最終的には材料の致命的な破損につながる可能性があります。 炭素含有量を 0.035% まで低く保つことにより、炭化物析出プロセスに利用できる炭素がなくなるため、ステンレス鋼のほとんどの溶接部は粒界鋭敏化を示しません。

さて、継手やパイプを溶接する代わりに曲げを使用するとどうなるでしょうか? 曲げの外側セクションには引張応力がかかり、内側セクションには圧縮応力がかかります。 構造的にはこれは問題ありません。 オーステナイト系ステンレス鋼は母材 P-No 8 に属し、曲げ後の熱処理なしで冷間曲げ可能として ASME コードで認可されています。 考えられる唯一の問題は、特に外側の引張応力部分における応力誘起腐食の感受性です。 しかし、2D 半径での冷間曲げによって形成された 90 度エルボの独立した実験室テストでは、粒界腐食の兆候は示されませんでした。

同じパイプ片の軌道溶接から取り出した試験片でも同じ結果が得られました。 曲げによる唯一の望ましくない影響は内面の「オレンジの皮」であり、Ra の測定値が数単位上昇する可能性があります。 ただし、Ra が低い材料、たとえば 20Ra を選択すると、曲げた後でも 25Ra の仕上がりになります。 溶接の代わりに曲げることによって大幅な節約がもたらされることを考慮すると、20Ra 材料を購入する費用は無視できます。 結論として、バイオ医薬品プロセス設備の配管構成を曲げる時代が来たと言えます。

詳細情報: Nick Erdei、QC マネージャー、Therma Corp.、1601 Las Plumas Ave.、San Jose、CA 95133。電話: 408-347-3400、内線。 1382年。

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