300や2500といったバルブのクラスは、定格表の特定の行を選ぶための呼称であり、psiで表す圧力ではありません。その行で許容される圧力は、バルブボディの材料グループと設計温度によって決まります。また、シート、シール、ベローズの定格が低ければ、完成したバルブの定格がクラスに基づく値よりも低く制限されることがあります。本稿では、定格が実際にどのように決まるのか、表に記載のない鋼種を定格評価するには何が必要か、そして鍛造品の見積依頼にどの情報を記載すべきかを説明します。
クラスは呼称であり、圧力値ではない
Class 300は300 psiを意味せず、Class 2500も2,500 psiを意味しません。クラスは、圧力・温度定格表のどの行を適用するかを決めるものです。その行で許容される圧力は、バルブボディの材料と使用温度によって変わります。鋼製およびニッケル合金製バルブについては、ASME B16.34がこれらの表を定めています。公開されている同規格の適用範囲は、定格、寸法、公差、材料、検査、試験、表示であり、各クラスに単一の圧力値を結び付けているわけではありません。 [S1]
定格は材料グループ別に表で示される
これらの表は、鋼種名だけでなく材料グループ別に整理されています。B16.34では、炭素鋼、炭素合金鋼、低合金鋼をグループ1に、マルテンサイト系、フェライト系、オーステナイト系、二相系を含むステンレス鋼をグループ2に、ニッケル合金をグループ3に、ボルト用合金をグループ4に分類しています。同じクラスでも、炭素鋼鍛造品とステンレス鋼鍛造品には同じ曲線を適用できません。各温度での許容応力が異なるためです。したがって、図面の材料欄とクラス欄は併せて読む必要があり、クラスだけでは鍛造工場が必要な部品を判断するための情報はほとんど得られません。 [S2]
温度によって許容圧力は変わる
温度が許容圧力に与える影響は、多くの購買担当者が想定するよりも大きいものです。公開されているある表では、Class 2200、材料グループ2.2の316ステンレス鋼製ニードルバルブについて、-20～100 °Fで5,280 psig、200 °Fで4,541 psig、400 °Fで3,767 psig、650 °Fで3,256 psigと示されています。クラスは変わらず、変わったのは許容応力です。常温での定格だけで選定したバルブを高温配管で使用する場合、その温度で許容される値を使用圧力が超えていれば、銘板にClass 2200と表示されていても定格を超えることになります。 [S3]
表にない鋼種は定格評価が必要で、他の鋼種の値は流用できない
表に記載されていない鋼種に、類似する鋼種の定格をそのまま適用することはできません。ASME B16 Case 2では、材料規格がボイラ・圧力容器規格のSection IIに記載されていること、各温度での許容応力、引張強さ、降伏強さのデータがあることを要求しています。寸法によって異なるデータは低い方の値を採用し、そのうえでStandard ClassまたはSpecial Classの規則とそれぞれの上限圧力を適用します。定格は各温度での応力データから計算するものであり、化学成分が似ているからといって別の鋼種の表示を移し替えるものではありません。 [S2]
同じ文書では、Standard Class、Special Class、Limited Classを別々の定格評価の区分として扱い、フランジ端バルブへのSpecial Classの適用を禁止しています。そのため、同じサイズ、同じクラスの二つのバルブでも、適用した定格評価の規則によって肉厚や検査要件が異なることがあります。この判断はバルブ設計者が行います。 [S2]
ボディが最も定格の低い部品とは限らない
定格はバルブ全体に対するものです。シート、シール、ボンネット、ベローズによって、バルブの定格がクラスに基づく値よりも低く制限されることがあります。同じカタログに掲載されたあるベローズシールバルブは、圧力境界部品についてClass 1500と表示されていますが、ベローズの最高許容使用圧力である2,500 psiを超えて運転してはならないという注記があります。鍛造ボディ自体は、それ以上の圧力に耐えられるかもしれません。配管系は最も定格の低い部品によって制限されるため、プロセス条件はトリムとシールの選定担当者に伝える必要があります。 [S3]
鍛造品の見積依頼に記載すべき情報
鍛造品の発注時には、クラス、鋼種とその規格、設計温度、使用条件を提示し、完成したバルブをどの規格に基づいて定格評価するかを明記してください。当社は指定鋼種でボディまたはカバーを鍛造し、その鋼種と注文で要求される熱処理条件を適用し、注文で合意した範囲の試験・検査を行います。当社はバルブの定格を証明するものではありません。材料証明書が証明するのは鋼材がF316であることであり、あるバルブが400 °FでClass 600であることではありません。
鋼種の規格は正確に指定してください。ASTM A105は常温およびそれより高い温度で使用する炭素鋼製配管部品を対象としています。A182は高温用の合金鋼およびステンレス鋼製部品を対象とし、鋼種の選定は設計要件と使用条件によると定めています。クラスの表を開く前から、温度は鋼種選定の要素になっています。お問い合わせへの対応と連絡は英語のみです。必要な情報がそろった見積依頼には、通常24～48時間以内に見積もりをお返しします。 [S4] [S5]
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よくある質問
Class 300は、そのバルブを300 psiで使用できるという意味ですか？
いいえ。クラスが選ぶのは表の行であり、圧力値ではありません。実際の材料グループについて、設計温度での定格を確認してください。温度がそれほど高くなければ、Class 300の炭素鋼製バルブの許容圧力は300 psiを大きく上回ることがあります。一方、同じクラスのステンレス鋼製バルブでは、それより低い許容圧力になることがあります。
鍛造品の供給者はバルブの定格を証明できますか？
当社が証明するのは、鋼種、ヒート番号、熱処理条件、機械試験結果、および合意範囲内の非破壊検査です。定格はバルブ設計に属するものであり、設計者が適用するバルブ規格に基づいて提示されます。当社の証明書は、その定格を支える材料の証拠であり、定格の証明に代わるものではありません。
同じサイズ、同じクラスの二つのバルブで肉厚が異なるのはなぜですか？
クラスだけが判断材料ではないためです。材料グループによって許容応力が変わり、設計温度によっても変わります。B16.34には複数の定格評価の区分があり、さらに腐食代も加わります。鍛造工場に渡される図面は、これらの判断の結果です。当社はその図面に従って製造します。
発行： Zhejiang Longrui Forging Co., Ltd.
技術的な参考情報です。適用する仕様と検査要件は、注文ごとに合意する必要があります。 本ノートに関するお問い合わせ：sales@longruiforging.com