ボイラーおよび熱交換器: シームレスチューブ選択ガイド

導入

発電、石油・ガス、石油化学、製油所などの業界では、シームレス チューブは、特に極端な温度、高圧、過酷な腐食環境に耐える必要がある機器に不可欠なコンポーネントです。ボイラー、熱交換器、凝縮器、過熱器、空気予熱器、エコノマイザーでは、これらのチューブが使用されます。これらの各アプリケーションでは、パフォーマンス、安全性、および寿命を確保するために、特定の材料特性が求められます。ボイラーと熱交換器用のシームレス チューブの選択は、特定の温度、圧力、耐腐食性、および機械的強度によって異なります。

このガイドでは、炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼、チタン合金、ニッケル基合金、銅合金、ジルコニウム合金など、シームレス チューブに使用されるさまざまな材料について詳しく説明します。また、関連する規格や等級についても説明し、ボイラーおよび熱交換器プロジェクトについて、より情報に基づいた決定を下せるよう支援します。

CS、AS、SS、ニッケル合金、チタンおよびジルコニウム合金、銅および銅合金の概要

1. 耐腐食性

シームレス チューブに使用される各材料には、さまざまな環境への適合性を決定する特定の耐腐食性特性があります。

炭素鋼： 耐腐食性は限られており、通常は保護コーティングまたはライニングとともに使用されます。処理しないと、水と酸素が存在すると錆びることがあります。
合金鋼: 酸化および腐食に対する中程度の耐性。クロムやモリブデンなどの合金添加により、高温での耐腐食性が向上します。
ステンレス鋼： クロム含有量により、一般的な腐食、応力腐食割れ、孔食に対する優れた耐性があります。316L などの上位グレードでは、塩化物による腐食に対する耐性が向上しています。
ニッケルベース合金: 酸性、アルカリ性、塩化物の多い環境などの過酷な環境に対する優れた耐性。腐食性の高い用途では、インコネル 625、ハステロイ C276、合金 825 などの合金を使用します。
チタンとジルコニウム: 海水の塩水やその他の腐食性の高い媒体に対する優れた耐性。チタンは特に塩化物や酸性の環境に対して耐性があり、ジルコニウム合金は強酸性の条件に優れています。
銅および銅合金: 淡水および海水中での耐腐食性に優れ、銅ニッケル合金は海洋環境において並外れた耐性を発揮します。

2. 物理的および熱的特性

炭素鋼：
密度: 7.85 g/cm³
融点: 1,425～1,500°C
熱伝導率: ~50 W/m·K
合金鋼:
密度: 合金元素によって若干異なりますが、通常は約7.85 g/cm³です。
融点: 1,450～1,530°C
熱伝導率: 合金元素のため炭素鋼よりも低くなります。
ステンレス鋼：
密度: 7.75-8.0 g/cm³
融点: 約1,400～1,530°C
熱伝導率: 約 16 W/m·K (炭素鋼より低い)。
ニッケルベース合金:
密度: 8.4～8.9 g/cm³ (合金により異なる)
融点: 1,300～1,400°C
熱伝導率: 通常は低く、約 10-16 W/m·K。
チタン：
密度: 4.51 g/cm³
融点: 1,668°C
熱伝導率: 約 22 W/m·K (比較的低い)。
銅：
密度: 8.94 g/cm³
融点: 1,084°C
熱伝導率: 約390 W/m·K (優れた熱伝導率)。

3. 化学組成

炭素鋼： 主に鉄で、炭素は 0.3% ～ 1.2%、マンガン、ケイ素、硫黄は少量含まれています。
合金鋼: 強度と耐熱性を向上させるために、クロム、モリブデン、バナジウム、タングステンなどの元素が含まれています。
ステンレス鋼： 通常、10.5%-30% のクロムを含み、グレードに応じてニッケル、モリブデン、その他の元素も含まれています。
ニッケルベース合金: 主にニッケル（40%-70%）で、耐食性を高めるためにクロム、モリブデン、その他の合金元素が添加されています。
チタン： グレード 1 と 2 は商業的に純粋なチタンですが、グレード 5 (Ti-6Al-4V) には 6% アルミニウムと 4% バナジウムが含まれます。
銅合金: 銅合金には、耐腐食性を高めるためにニッケル（10%-30%）などのさまざまな元素が含まれています（例：Cu-Ni 90/10）。

4. 機械的性質

炭素鋼： 引張強度: 400-500 MPa、降伏強度: 250-350 MPa、伸び: 15%-25%
合金鋼: 引張強度: 500-900 MPa、降伏強度: 300-700 MPa、伸び: 10%-25%
ステンレス鋼： 引張強度: 485-690 MPa (304/316)、降伏強度: 170-300 MPa、伸び: 35%-40%
ニッケルベース合金: 引張強度: 550-1,000 MPa (インコネル 625)、降伏強度: 300-600 MPa、伸び: 25%-50%
チタン： 引張強度: 240-900 MPa (グレードにより異なる)、降伏強度: 170-880 MPa、伸び: 15%-30%
銅合金: 引張強度: 200-500 MPa (合金により異なる)、降伏強度: 100-300 MPa、伸び: 20%-35%

5. 熱処理（納品状態）

炭素鋼および合金鋼: 焼きなましまたは焼きならしされた状態で納品されます。熱処理には、強度と靭性を向上させるための焼き入れと焼き戻しが含まれます。
ステンレス鋼： 内部応力を除去し、延性を向上させるために焼きなまし状態で出荷されます。
ニッケルベース合金: 機械的特性と耐腐食性を最適化するために溶解焼鈍処理されています。
チタンとジルコニウム: 通常、延性と靭性を最大限に高めるために焼きなまし状態で出荷されます。
銅合金: 特に成形用途向けに、軟質焼鈍状態で納品されます。

6. 形成

炭素鋼および合金鋼: 熱間成形または冷間成形が可能ですが、合金鋼は強度が高いため、より多くの労力を必要とします。
ステンレス鋼： 冷間成形が一般的ですが、加工硬化率は炭素鋼よりも高くなります。
ニッケルベース合金: 強度と加工硬化率が高いため、成形がより困難であり、多くの場合、高温加工が必要になります。
チタン： 室温での強度が高いため、成形は高温で行うのが最適です。
銅合金: 延性が良いため成形しやすい。

7. 溶接

炭素鋼および合金鋼: 一般的に従来の技術を使用して溶接するのは簡単ですが、予熱と溶接後熱処理 (PWHT) が必要になる場合があります。
ステンレス鋼： 一般的な溶接方法には、TIG、MIG、アーク溶接などがあります。過敏化を避けるために、熱入力を慎重に制御する必要があります。
ニッケルベース合金: 熱膨張率が高く、割れやすいため、溶接が困難です。
チタン： 汚染を避けるためにシールド環境（不活性ガス）で溶接します。チタンは高温で反応するため注意が必要です。
銅合金: 特に銅ニッケル合金は溶接が容易ですが、割れを防ぐために予熱が必要になる場合があります。

8. 溶接部の腐食

ステンレス鋼： 適切に制御しないと、溶接熱影響部で局部腐食（孔食、隙間腐食など）が発生する可能性があります。
ニッケルベース合金: 高温の塩化物にさらされると応力腐食割れが発生しやすくなります。
チタン： 脆化を防ぐために、溶接部は酸素から適切に遮断する必要があります。

9. スケール除去、酸洗い、洗浄

炭素鋼および合金鋼: 酸洗いは熱処理後の表面酸化物を除去します。一般的な酸には塩酸と硫酸があります。
ステンレス鋼およびニッケル合金: 溶接後の熱による変色を除去し、耐食性を回復するために、硝酸/フッ化水素酸による酸洗が行われます。
チタン： 金属を損傷することなく表面を洗浄し、酸化物を除去するために、弱酸性の酸洗い溶液が使用されます。
銅合金: 酸洗浄は表面の変色や酸化物を除去するために使用されます。

10. 表面処理（AP、BA、MP、EPなど）

AP（焼きなまし・酸洗い）： 焼鈍および酸洗後のほとんどのステンレスおよびニッケル合金の標準仕上げ。
BA（光輝焼鈍）： 制御された雰囲気でアニール処理することで、滑らかで反射性の高い表面を実現します。
MP（機械研磨）： 機械研磨により表面の滑らかさが向上し、汚染や腐食の発生リスクが軽減されます。
EP（電解研磨）： 表面の材料を除去して非常に滑らかな仕上がりを実現し、表面粗さを減らして耐腐食性を向上させる電気化学プロセス。

I. シームレスチューブの理解

シームレス チューブは、一部の高圧用途では弱点となる溶接継ぎ目がない点で溶接チューブとは異なります。シームレス チューブは、最初に固体ビレットから形成され、その後加熱され、その後、マンドレル上で押し出されるか引き伸ばされてチューブの形状が作られます。継ぎ目がないため、強度と信頼性に優れ、高圧および高温の環境に最適です。

一般的な用途:

ボイラー: シームレスチューブは、高温高圧が発生する水管ボイラーや火管ボイラーの建設に不可欠です。
熱交換器: 熱交換器内のシームレス チューブは 2 つの流体間で熱を伝達するために使用されるため、腐食に耐え、熱効率を維持する必要があります。
コンデンサー: シームレスチューブは、発電システムや冷凍システムで蒸気を水に凝縮するのに役立ちます。
過熱装置: シームレスチューブはボイラー内の蒸気を過熱するために使用され、発電所のタービンの効率を高めます。
空気予熱器: これらのチューブは煙道ガスから空気へ熱を伝達し、ボイラーの効率を向上させます。
エコノマイザー: エコノマイザ内のシームレスチューブは、ボイラー排気からの廃熱を利用して給水を予熱し、熱効率を高めます。

ボイラー、熱交換器、凝縮器、過熱器、空気予熱器、エコノマイザは、特に熱伝達、エネルギー生産、流体管理に関わるさまざまな産業において不可欠なコンポーネントです。具体的には、これらのコンポーネントは主に次の産業で使用されています。

1. 発電産業

ボイラー: 化学エネルギーを熱エネルギーに変換するために発電所で使用され、多くの場合、蒸気生成に使用されます。
過熱装置、エコノマイザ、空気予熱装置: これらのコンポーネントは、燃焼空気を予熱し、排気ガスから熱を回収し、さらに蒸気を加熱することで効率を向上させます。
熱交換器と凝縮器: 火力発電所、特に蒸気駆動タービンと冷却サイクルでの冷却と熱回収に使用されます。

2. 石油・ガス産業

熱交換器: 原油蒸留やガス処理のための沖合プラットフォームなど、流体間で熱を伝達する精製プロセスで重要です。
ボイラーとエコノマイザー: 製油所や石油化学工場で蒸気生成とエネルギー回収に使用されます。
コンデンサー: 蒸留プロセス中にガスを液体に凝縮するために使用されます。

3. 化学産業

熱交換器: 化学反応を加熱または冷却したり、発熱反応から熱を回収したりするために広く使用されます。
ボイラーと過熱装置: さまざまな化学プロセスに必要な蒸気を生成し、蒸留や反応段階にエネルギーを供給するために使用されます。
空気予熱器とエコノマイザ: 排気ガスから熱を回収し、燃料消費を削減することで、エネルギーを大量に消費する化学プロセスの効率を向上させます。

4. 海洋産業

ボイラーと熱交換器: 船舶の蒸気生成、暖房、冷房システムに不可欠です。船舶の熱交換器は、船舶のエンジンを冷却し、電力を生成するためによく使用されます。
コンデンサー: 排気蒸気を水に戻して、船舶のボイラー システムで再利用するために使用されます。

5. 食品・飲料業界

熱交換器: 低温殺菌、滅菌、蒸発プロセスによく使用されます。
ボイラーとエコノマイザー: 食品加工作業用の蒸気を生成し、排気から熱を回収して燃料消費を節約するために使用されます。

6. HVAC（暖房、換気、空調）

熱交換器と空気予熱器: HVAC システムで使用され、液体またはガス間の効率的な熱伝達を実現し、建物や産業施設の暖房や冷房を提供します。
コンデンサー: 冷媒からの熱を放出するために空調システムで使用されます。

7. パルプ・製紙産業

ボイラー、熱交換器、エコノマイザー: パルプ製造、紙の乾燥、化学物質の回収などのプロセスで蒸気と熱を回収します。
過熱装置と空気予熱装置: 回収ボイラーのエネルギー効率と製紙工場の全体的な熱バランスを向上させます。

8. 冶金および鉄鋼産業

熱交換器: 鉄鋼生産や冶金プロセスにおける高温のガスや液体の冷却に使用されます。
ボイラーとエコノマイザー: 高炉の運転、熱処理、圧延などのさまざまなプロセスに熱を供給します。

9. 製薬業界

熱交換器: 医薬品製造、発酵プロセス、無菌環境における温度制御に使用されます。
ボイラー：医薬品機器の滅菌や加熱に必要な蒸気を生成します。

10. 廃棄物発電プラント

ボイラー、コンデンサー、エコノマイザー: 廃棄物を燃焼によってエネルギーに変換し、熱を回収して効率を向上させるために使用されます。

それでは、これらの要求の厳しい用途に適したシームレス チューブを構成する材料について詳しく見ていきましょう。

II. ボイラーおよび熱交換器用炭素鋼管

炭素鋼は、優れた強度と手頃な価格、そして幅広い入手性により、工業用途のシームレス チューブに最も広く使用されている材料の 1 つです。炭素鋼チューブは適度な温度と圧力耐性を備えているため、幅広い用途に適しています。

炭素鋼の特性:
高強度: 炭素鋼管は大きな圧力と応力に耐えることができるため、ボイラーや熱交換器での使用に最適です。
コスト効率が高い: 他の材料と比較して、炭素鋼は比較的安価であるため、大規模な産業用途で人気のある選択肢となっています。
中程度の耐腐食性: 炭素鋼はステンレス鋼ほど耐腐食性はありませんが、コーティングやライニングを施すことで腐食環境での耐久性を向上させることができます。

主な基準と等級:

ASTM A179この規格は、熱交換器および凝縮器の用途に使用されるシームレス冷間引抜低炭素鋼管を対象としています。これらの管は優れた熱伝達特性を備えており、低から中程度の温度および圧力の用途で一般的に使用されています。
ASTM A192: 高圧用に設計されたシームレス炭素鋼ボイラー管。これらの管は、蒸気発生やその他の高圧環境で使用されます。
ASTM A210: この規格は、ボイラーおよび過熱装置用のシームレス中炭素鋼管を対象としています。A-1 および C グレードは、さまざまなレベルの強度と耐熱性を備えています。
ASTM A334 (グレード 1、3、6): 低温用途向けに設計されたシームレスおよび溶接炭素鋼管。これらのグレードは、熱交換器、凝縮器、およびその他の低温用途で使用されます。
EN 10216-2 (P235GH、P265GH TC1/TC2): 圧力用途、特にボイラーや高温サービスで使用されるシームレス鋼管の欧州規格。

炭素鋼管は、高強度と中程度の耐腐食性が求められるボイラーや熱交換器の用途に最適です。ただし、非常に高い温度だけでなく、厳しい腐食環境を伴う用途では、優れた耐性と耐久性を備えた合金鋼管またはステンレス鋼管が好まれることが多いです。

III. ボイラーおよび熱交換器用合金鋼管

合金鋼管は、高温高圧のボイラーや熱交換器の用途向けに設計されています。これらの管は、強度、硬度、耐腐食性、耐熱性を高めるために、クロム、モリブデン、バナジウムなどの元素で合金化されています。合金鋼管は、その並外れた強度と耐熱性、耐圧性により、過熱装置、エコノマイザ、高温熱交換器などの重要な用途で広く使用されています。

合金鋼の特性:
高い耐熱性: クロムやモリブデンなどの合金元素により、これらのチューブの高温性能が向上し、極端な温度での用途に適しています。
耐腐食性の向上: 合金鋼管は、特に高温環境において、炭素鋼に比べて酸化および腐食に対する耐性が優れています。
強度の向上: 合金元素によりこれらのチューブの強度も向上し、ボイラーやその他の重要な機器の高圧に耐えられるようになります。

主な基準と等級:

ASTM A213 (グレード T5、T9、T11、T22、T91、T92): この規格は、ボイラー、過熱装置、熱交換器で使用するためのシームレスなフェライト系およびオーステナイト系合金鋼管を対象としています。グレードは合金組成が異なり、特定の温度および圧力要件に基づいて選択されます。
T5 および T9: 中温から高温での使用に適しています。
T11 および T22: 高温用途でよく使用され、耐熱性が向上しています。
T91 および T92: 発電所の超高温用途向けに設計された高度な高強度合金。
EN 10216-2 (16Mo3、13CrMo4-5、10CrMo9-10、15NiCuMoNb5-6-4、X20CrMoV11-1): 高温用途で使用されるシームレス合金鋼管の欧州規格。これらの管は、発電所のボイラー、過熱装置、エコノマイザーでよく使用されます。
16Mo3: 高温特性に優れた合金鋼で、ボイラーや圧力容器に適しています。
13CrMo4-5 および 10CrMo9-10: 高温用途で優れた耐熱性と耐腐食性を備えたクロムモリブデン合金。

合金鋼管は、ボイラーや熱交換器に炭素鋼では十分な性能を発揮できない可能性がある高温高圧環境に最適な選択肢です。

IV. ボイラーおよび熱交換器用ステンレス鋼管

ステンレス鋼管は優れた耐食性を備えているため、腐食性流体、高温、過酷な環境を伴うボイラーや熱交換器の用途に最適です。ステンレス鋼管は、耐食性に加えて、最適なパフォーマンスを得るために高温強度も求められる熱交換器、過熱器、ボイラーで広く使用されています。

ステンレス鋼の特性:
耐食性: ステンレス鋼の耐食性は、表面に保護酸化層を形成するクロム含有量によるものです。
高温でも高い強度: ステンレス鋼は高温でも機械的特性を維持するため、過熱装置やその他の熱集約型用途に適しています。
長期耐久性: ステンレス鋼は腐食や酸化に強いため、過酷な環境でも長い耐用年数を保証します。

主な基準と等級:

ASTM A213 / ASTM A249これらの規格は、ボイラー、過熱装置、熱交換器に使用されるシームレスおよび溶接ステンレス鋼管を対象としています。一般的なグレードは次のとおりです。
TP304 / TP304L (EN 1.4301 / 1.4307): オーステナイト系ステンレス鋼グレードは、耐腐食性と強度に優れているため広く使用されています。
TP310S / TP310MoLN (EN 1.4845 / 1.4466): 優れた耐酸化性を備えた高温ステンレス鋼グレード。
TP316 / TP316L (EN 1.4401 / 1.4404): 特に塩化物環境での耐腐食性を強化したモリブデン含有グレード。
TP321 (EN 1.4541): 粒界腐食を防ぐために高温環境で使用される安定化ステンレス鋼グレード。
TP347H / TP347HFG (EN 1.4550 / 1.4961): 過熱装置やボイラーなどの高温用途向けの高炭素安定化グレード。
UNS N08904 (904L) (EN 1.4539): 特に酸性環境において優れた耐食性を備えたスーパーオーステナイト系ステンレス鋼。
ASTM A269: 一般的な耐腐食性サービス向けのシームレスおよび溶接オーステナイト系ステンレス鋼管をカバーします。
ASTM A789: 優れた耐食性と高強度を兼ね備えた二相ステンレス鋼管の標準です。
UNS S31803、S32205、S32750、S32760: 特に塩化物を含む環境で優れた耐腐食性を発揮する、二相およびスーパー二相ステンレス鋼グレード。
EN 10216-5: 以下のグレードを含むステンレス鋼シームレスチューブを対象とする欧州規格:
1.4301 / 1.4307 (TP304 / TP304L)
1.4401 / 1.4404 (TP316 / TP316L)
1.4845 (TP310S)
1.4466 (TP310MoLN)
1.4539 (UNS N08904 / 904L)

ステンレス鋼管は汎用性が高く、耐腐食性と高温強度の両方が求められるだけでなく、最適な性能を発揮するために不可欠な熱交換器、ボイラー、過熱装置など、幅広い用途で使用されています。

V. ボイラーおよび熱交換器用ニッケル基合金

ニッケルベースの合金は、入手可能な材料の中で最も耐腐食性に優れており、極端な温度、腐食環境、高圧条件を伴うボイラーや熱交換器の用途でよく使用されます。ニッケル合金は、酸化、硫化、浸炭に対する優れた耐性を備えているため、過酷な環境における熱交換器、ボイラー、過酷な環境における ...

ニッケル基合金の特性:
優れた耐腐食性: ニッケル合金は、酸性、アルカリ性、塩化物環境での腐食に耐えます。
高温安定性: ニッケル合金は高温でも強度と耐腐食性を維持するため、高温用途に適しています。
酸化および硫化に対する耐性: ニッケル合金は、硫黄含有化合物を含む高温環境で発生する可能性のある酸化および硫化に対して耐性があります。

主な基準と等級:

ASTM B163 / ASTM B407 / ASTM B444これらの規格は、ボイラー、熱交換器、過熱装置で使用されるシームレス チューブ用のニッケル ベースの合金を対象としています。一般的なグレードは次のとおりです。
インコネル 600 / 601: 優れた耐酸化性と高温腐食性を備えているため、これらの合金は過熱装置や高温熱交換器に最適です。
インコネル 625: 酸性や塩化物に富む環境を含む、広範囲の腐食環境に対して優れた耐性を発揮します。
Incoloy 800 / 800H / 800HT: 優れた酸化耐性と浸炭耐性により、高温用途に使用されます。
ハステロイ C276 / C22: これらのニッケル - モリブデン - クロム合金は、酸性および塩化物含有媒体を含む腐食性の高い環境において優れた耐腐食性を発揮することで知られています。
ASTM B423: さまざまな環境下での応力腐食割れや一般腐食に対する優れた耐性を備えた、Alloy 825 などのニッケル - 鉄 - クロム - モリブデン合金製のシームレス チューブをカバーします。
EN 10216-5: 高温および腐食用途のシームレス チューブに使用されるニッケル基合金の欧州規格。次のようなグレードが含まれます。
2.4816 (インコネル600)
2.4851 (インコネル601)
2.4856 (インコネル625)
2.4858（合金825）

ニッケルベースの合金は、発電所、化学処理、石油・ガス精製所のボイラーや熱交換器など、耐腐食性と高温性能が不可欠な重要な用途によく選ばれます。

VI. ボイラーおよび熱交換器用チタンおよびジルコニウム合金

チタン合金とジルコニウム合金は、強度、耐腐食性、軽量性のユニークな組み合わせを備えているため、熱交換器、凝縮器、ボイラーなどの特定の用途に最適です。

チタン合金の特性:
高い強度対重量比: チタンは鋼鉄と同等の強度を持ちながら、大幅に軽量であるため、重量が重視される用途に適しています。
優れた耐腐食性: チタン合金は、海水、酸性環境、塩化物を含む媒体における耐腐食性に優れています。
優れた耐熱性: チタン合金は高温でも機械的特性を維持するため、発電所や化学処理における熱交換器のチューブに適しています。
ジルコニウム合金の特性:
優れた耐腐食性: ジルコニウム合金は、硫酸、硝酸、塩酸などの酸性環境において優れた耐腐食性を備えています。
高温安定性: ジルコニウム合金は高温でも強度と耐腐食性を維持するため、高温熱交換器の用途に最適です。

主な基準と等級:

ASTM B338この規格は、熱交換器および凝縮器に使用されるシームレスおよび溶接チタン合金管を対象としています。一般的なグレードは次のとおりです。
グレード 1 / グレード 2: 耐食性に優れた商業用純チタングレード。
グレード 5 (Ti-6Al-4V): 強度と高温性能を強化したチタン合金。
ASTM B523: 熱交換器や凝縮器に使用されるシームレスおよび溶接ジルコニウム合金管をカバーします。一般的なグレードは次のとおりです。
ジルコニウム 702: 優れた耐腐食性を備えた商業的に純粋なジルコニウム合金。
ジルコニウム 705: 機械的特性と高温安定性が向上した合金ジルコニウムグレード。

チタン合金とジルコニウム合金は、優れた耐腐食性と軽量性を備えているため、海水淡水化プラント、化学処理産業、原子力発電所のボイラーや熱交換器などの腐食性の高い環境でよく使用されます。

VII. ボイラーおよび熱交換器用の銅および銅合金

銅とその合金（真鍮、青銅、銅ニッケルなど）は、優れた熱伝導性と耐腐食性を備えているため、熱交換器、凝縮器、ボイラーなどで広く使用されています。

銅合金の特性:
優れた熱伝導性: 銅合金は熱伝導率が高いことで知られており、熱交換器や凝縮器に最適です。
耐腐食性: 銅合金は海水を含む水中での腐食に耐えるため、海洋および淡水化用途に適しています。
抗菌特性: 銅合金は天然の抗菌特性を備えているため、医療や水処理の用途に適しています。

主な基準と等級:

ASTM B111この規格は、熱交換器、凝縮器、蒸発器に使用されるシームレス銅管および銅合金管を対象としています。一般的なグレードは次のとおりです。
C44300 (アドミラルティ真鍮): 特に海水用途において優れた耐食性を備えた銅亜鉛合金。
C70600（銅ニッケル 90/10）：海水や海洋環境での耐食性に優れた銅ニッケル合金。
C71500 (銅ニッケル 70/30): 耐腐食性を高めるためにニッケル含有量が多い別の銅ニッケル合金。

銅および銅合金は、優れた熱伝導性と海水腐食に対する耐性があるため、海洋ボイラーや熱交換器、発電所、HVAC システムに広く使用されています。

ボイラーと熱交換器に加えて、凝縮器、過熱器、空気予熱器、エコノマイザも、エネルギー効率を大幅に最適化する重要なコンポーネントです。たとえば、凝縮器はボイラーと熱交換器の両方からの排気ガスを冷却し、一方、過熱器は蒸気の温度を上げて性能を向上させます。一方、空気予熱器は排気ガスを利用して流入する空気を加熱し、ボイラーと熱交換器システムの全体的な効率をさらに高めます。最後に、エコノマイザは、排ガスから廃熱を回収して水を予熱するという重要な役割を果たします。これにより、最終的にエネルギー消費が削減され、ボイラーと熱交換器の両方の効率が向上します。

VIII. 結論: ボイラーと熱交換器に適した材料の選択

シームレス チューブは、発電、石油・ガス、化学処理などの産業におけるボイラー、熱交換器、凝縮器、過熱器、空気予熱器、エコノマイザの性能に不可欠です。シームレス チューブの材質の選択は、温度、圧力、耐腐食性、機械的強度などの特定の用途要件によって異なります。

炭素鋼 中程度の温度と圧力の用途に適した手頃な価格と強度を提供します。
合金鋼 ボイラーや過熱装置において優れた高温性能と強度を実現します。
ステンレス鋼 熱交換器や過熱装置において優れた耐腐食性と耐久性を実現します。
ニッケル系合金 極めて腐食性が高く、高温の環境に最適です。
チタンおよびジルコニウム合金 軽量で腐食性の高い用途に最適です。
銅および銅合金 熱交換器や凝縮器では、熱伝導性と耐腐食性が高いため好まれます。

ボイラーと熱交換器システムは、ある媒体から別の媒体に熱を効率的に伝達することで、さまざまな産業で重要な役割を果たします。ボイラーと熱交換器は連携して熱を生成および伝達し、発電所や製造プロセスでの蒸気生成に不可欠な熱を提供します。

これらの材料の特性と用途を理解することで、エンジニアや設計者は情報に基づいた決定を下すことができ、機器の安全で効率的な運用を確保できます。ボイラーと熱交換器の材料を選択するときは、アプリケーションの特定の要件を考慮することが重要です。さらに、互換性と最適なパフォーマンスを確保するために、関連する規格を参照する必要があります。