253MA S30815 ステンレス鋼のシームレスパイプ ASTM EN規格

包括的な技術レポート: 253MA ステンレス鋼チューブ

1. はじめに、概要

253MA (UNS S30815) は、高温 (850°C～1100°C) で優れたクリープ強度と耐食性を要求される用途向けに特別に設計された耐熱オーステナイト系ステンレス鋼です78。1980年代に開発され、クロム、シリコン、窒素、希土類セリウムのバランスの取れた組成により、高ニッケル合金と同等の性能を達成しています10。この合金は、最大1150°Cの温度で保護酸化層を形成し、310S28のような従来の合金と比較して大幅なコスト削減を実現しながら、極端な非加圧環境での使用を可能にします。

2. 主要パラメータ

化学組成

セリウム (Ce) の戦略的な添加は、酸化抵抗性を高め、窒素 (N) はオーステナイトを安定化させ、クリープ強度を高めます。この組成により、310S 合金と比較してニッケル含有量が約40%削減されます10。

表 1: 化学組成 (重量%)

機械的性質

253MA は、すべての温度で標準の 304/310S ステンレス鋼よりも 20% 以上高い強度を示し、長時間の高温暴露後も延性を維持します710。

表 2: 機械的性質 (室温)

3. 仕様と規格

製品仕様

• 寸法:

  • シームレスチューブ: OD 5～426 mm; 肉厚 0.5～25 mm3

  • 溶接チューブ (ERW): ½"～24" NB; (EFW): 6"～100" NB1

• 形状: 丸、正方形、長方形、油圧プロファイル

• 条件: 1050°C～1150°C で焼鈍後、急速冷却7

準拠規格

• チューブ規格: ASTM A213、A269、A358; ASME SA213、SA269、SA3581

• 材料規格: ASTM A240 (プレート)、A312 (パイプ)、A479 (バー)69

4. 相当グレード

253MA は、複数の国際的な指定の下で標準化されており、グローバルな調達とコンプライアンスを容易にしています。

表 3: 相当グレードの相互参照

5. 主な利点

• 優れた高温性能:

  • 310 ステンレス鋼と比較して、900°C で 2.5 倍高いクリープ強度8

  • Ce で安定化された酸化層により、最大 1150°C までの優れた耐酸化性710

• コスト効率: 310S (25Cr-20Ni) 合金よりも材料コストが 30% 低い10

• 微細構造の安定性: 長時間の 650°C～980°C 暴露中の σ 相脆化に抵抗10

• 製造の柔軟性: 予熱/後熱なしで優れた溶接性; 冷間/熱間成形可能 (熱間成形: 1100°C→900°C)7

6. 産業用途

253MA チューブは、過酷な熱環境で優れています:

• エネルギーおよびプロセス加熱: ボイラーチューブ、熱交換器、過熱器 (≤900°C の圧力部品)510

• 燃焼システム: バーナー、火炎管、排気マニホールド8

• 材料処理:

  • 焼結炉、連続鋳造設備

  • 熱処理炉の固定具 (例: トレイ、焼入れラック)27

• 廃棄物および鉱物処理: 焼却炉、セメントキルン部品、耐火物アンカー