ASTM A671 と ASTM A672: 原材料、性能、用途

（ASTM A671とASTM A672規格と材料特性の比較）

鉄鋼業界では、 ASTM A671 ASTM A672とASTM AXNUMXは、米国材料試験協会（ASTM）によって策定された重要な規格です。主に電気溶融溶接鋼管の製造と適用を規制するために使用されています。これらXNUMXつの規格で規定されている材料特性を理解することは、産業用パイプラインの選定において不可欠です。この記事では、これらXNUMXつの規格の適用範囲、鋼種分類、原材料シートの規格、性能特性の違い、適用分野、最近の主要プロジェクトなどについて、詳細な比較分析を行います。

規格の適用範囲（ASTM A671 対 ASTM A672)

1. ASTM A671 スタンダード

ASTM A671規格は、大気圧および極低温環境で使用される電気溶接鋼管に適用されます。A671規格は、様々な強度クラスと組成の高品質圧力容器シートから製造され、大気圧および極低温の両方における高圧用途に適しています。この規格は、公称外径16インチ（400 mm）以上、肉厚1/4インチ（6 mm）以上のパイプに適用されます。ただし、その他のすべての要件を満たしていれば、他のサイズも利用可能です。ASTM A671規格のパイプは低温および高圧に耐性があり、極低温または高湿度環境への耐性が求められる用途に特に有効です。

2. ASTM A672規格

ASTM A672規格は、主に中温・高圧条件で使用される電気溶接鋼管を対象としています。A672管は高品質の板金から製造され、高温・高圧下での流体輸送用に設計されています。中温（200～350℃）および高圧環境での使用に適しており、そのような条件下で稼働するパイプラインの厳しい性能要件を満たしています。A672管は、発電所の蒸気パイプラインなど、高温・高圧流体輸送システムに広く使用されています。

鋼の分類と規格 (ASTM A671 対 ASTM A672) 原料鋼板用

1. ASTM A671 鋼種システムと原材料

ASTM A671規格に準拠した鋼種は、等級と等級の組み合わせで表されます。等級は鋼板の種類を示し、等級はパイプライン製造工程における熱処理、溶接検査、および圧力試験を反映しています。主に使用される原材料鋼板は、ASTM A516（圧力容器用炭素鋼板）、ASTM A285（圧力容器用低強度および中強度炭素鋼板）、ASTM A299（圧力容器用高強度炭素マンガンシリコン鋼板）、およびASTM A537（圧力容器用熱処理炭素マンガン鋼板）です。

• A671CC60、A671GRCC60、ASTM A671CC60などの低温用基本鋼種は、炭素含有量が285%以下のA0.25GR.C鋼板をベースに製造されています。微量ニッケル元素（0.3～0.6%）を添加することで低温靭性が向上し、-30℃付近の低温・高圧環境に適しています。
• ASTM A671 CC65、A671 CC65 Cl22、ASTM A671 CC65 Cl22などの高靭性鋼は、A537 Cl.2鋼板を焼ならし処理して製造されます。これらの鋼板のリンおよび硫黄含有量は0.03%以下で、溶接部の全数X線検査を実施しています。-100℃の低温における衝撃エネルギーは45J以上であり、極低温環境（LNG輸送等）に適しています。
• A671鋼板をベースに製造される高強度鋼グレードA70CC299は、480MPaを超える降伏強度と優れた低温靭性を有しています。低温における極めて高い外圧への耐性が求められる用途（例：極低温装置のパイプライン）に適しています。
• 一般的な低温鋼グレードには、A516 Gr.60 鋼をベースにした派生モデルも含まれており、-29 °C の一般的な低温高圧パイプラインに適しており、ニッケル含有鋼グレードよりも経済効率が優れています。

2. ASTM A672 鋼種システムと原材料

ASTM A672規格における鋼種は、「材質＋等級」で表されます。主に使用される原材料は、ASTM A285（圧力容器用低・中強度炭素鋼板）、ASTM A515（中温圧力容器用炭素鋼板）、ASTM A516（圧力容器用炭素鋼板）、およびASTM A537（圧力容器用熱処理炭素マンガン鋼板）です。

• A672 B60、A672 GRB60、ASTM A672 GRB60などの基本鋼種は、炭素含有量が515%以下、マンガン含有量が60%～0.27%、引張強度が1.0～1.3MPaのA485 Gr.620鋼板から製造されており、200～300℃の中温高圧パイプラインに適しています。
• A672 C60 CL22、ASTM A672 C65 CL22、A672 C65 CL22などの耐熱鋼は、A516 Gr.70鋼板を焼ならし（CL22）処理して製造されます。マンガンとシリコンの比率を最適化することで耐熱性が向上し、300℃を超える高温高圧環境（例えば、発電所の蒸気パイプライン）に適しています。
• A672C70やASTM A672GRC60などの超高圧鋼は、A537Cl.1鋼板をベースに製造されています。焼入れ・焼戻し処理後、降伏強度は450MPaを超え、400℃における強度保持率は80%を超えます。超高圧パイプラインシステムに適しています。
• A285 Gr.B鋼板は、中温（≤250℃）および低圧条件に適した経済的な鋼種として使用され、A10シリーズよりも15～515％コストが低くなっています。

パフォーマンスの違いの比較 (ASTM A671 対 ASTM A672)

基本的に、それらのパフォーマンスの違いは、合金組成と熱処理プロセスの違いによるもので、具体的には以下のとおりです。

1. 溶接性と機械的特性

• ASTM A671：引張強度は約485～620MPa、降伏強度は約345～415MPaです。すべての鋼種（例：A671 Gr CC60、A671 CBD60）は良好な溶接性が求められ、アーク溶接、ガスシールド溶接、その他の方法で溶接できます。低温靭性を維持するために、溶接後に複雑な熱処理は必要ありません。
• ASTM A672：A550グレードのパイプ（例：A700 B380およびASTM A480）の引張強度（672～672 MPa）および降伏強度（60～672 MPa）は、A671よりも大幅に高くなっています。割れを防止し、高温高圧下での機械的負荷に適応するために、予熱（150～200 °C）と溶接後の応力緩和処理が必要です。

2. 耐高温性と耐腐食性

• ASTM A671：ASTM A671 CC60やA671 CC65 Cl22などのモデルは、リンと硫黄の含有量（≤0.03%）を制御し、ニッケルを添加しています。-45℃におけるシャルピー衝撃エネルギーは≥27Jで、優れた耐候性を備えています。過酷な寒冷多湿環境（例：北部油田のパイプライン）でも長期間使用できます。
• ASTM A672モデル：A672 C60 Cl22、ASTM A672 Gr C60などは、クロムやモリブデンとの合金化により高温安定性を向上させています。350℃における強度保持率は85%以上ですが、低温腐食に対する耐性は比較的弱いため、乾燥した高温環境（例：化学プラントの高温蒸気パイプライン）に適しています。

応用分野と最近の主要プロジェクト

1. ASTM A671 標準：鉄鋼の用途とプロジェクト

• エネルギー分野：中国・ロシア東ルートガスパイプラインの北区間（2023年稼働開始予定）では、ASTM A671規格の鋼管（例：A671 CC60）が使用されています。この区間は、黒龍江省や内モンゴル自治区といった最低気温が-40℃に達する寒冷地域を通過します。パイプラインにはA671 CC65 Cl22鋼が使用されており、優れた低温靭性により冬季における天然ガス輸送の安全性を確保しています。
• 化学産業：新疆ウイグル自治区のLNG貯蔵タンクプロジェクト（2024年完成予定）では、貯蔵タンクと移送ポンプ間の接続パイプラインとしてA671CC65CL22を使用し、-162℃の超低温での動作を可能にし、漏れゼロを実現します。
• 都市工学：北京冬季オリンピック（2022年稼働）で使用された暖房パイプはA671GRCC60材料で作られており、-25℃の極端な気象条件でも割れず、会場内の安定した暖房を確保しました。

2. ASTM A672規格：鉄鋼の用途とプロジェクト

• エネルギー分野：パキスタンのタール石炭火力発電所（2023年発電開始）では、ボイラーの高温蒸気パイプライン（672℃、60MPa）にASTM A380 GR B12鋼が使用されており、高温の砂漠条件での長期テストに耐えています。
• 化学産業：浙江石油化工の年間40万トンの精製・化学統合プロジェクト（2024年稼働予定）では、高温高圧条件下での耐食性要件を満たすため、水素化分解ユニットの高圧反応供給パイプライン（672℃、65MPa）としてA22C320CL18鋼を使用しています。
• 石油・ガス採掘：サウジアラビアのジュベイルガス田のパイプライン（2023年完成予定）には、砂漠の極めて高い温度・圧力条件に適応できる深海敷設用ASTM A672 C70石油パイプライン（260℃、22MPa）が採用されています。

ASTM A671シリーズ（例：A671 CC60、ASTM A671 CC65）は、低温強度と耐食性に優れています。原料となる鋼板は低温運転用に設計されており、低温・高湿度条件における高圧パイプラインに適しています。ASTM A672シリーズ（例：A672 B60、ASTM A672 GRC60）は、耐高温性と強度に優れています。原料となる耐熱合金鋼板は、中温、高温、高圧条件での運転に適しています。

実際の運転条件に応じて選択する必要があります。低温多湿条件にはASTM A671が適しており、高温高圧乾燥条件にはASTM A672が適しています。近年の重点プロジェクトの観点から見ると、どちらの材料もエネルギー産業、化学産業などの重点プロジェクトにおいて不可欠な役割を果たしており、その性能の違いが適用範囲を決定づけています。

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• クラス: 10、11、12、20、22、50、60、70
• 外径: 406.4-1422mm(16″-56″)
• 壁の厚さ: 7.92-50.8mm(0.312″ – 2″)
• 長さ：3〜12.5メートル

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参考文献・引用元

記事:

1. 多国籍インフラプロジェクトにおけるASTM A671鋼管の代表的な用途
2. 天然ガス発電および熱エネルギープロジェクトにおけるASTM A672のエンジニアリング事例
3. ASTM A672鋼管の製造工程と検査手順の分析
4. ASTM A671とAPI 5L、ASTM A106などの規格との比較分析

標準：

1. ASTM A671/A671M-16a: 大気圧および低温用に設計された電気溶融溶接（EFW）鋼管