材料特性

炭素鋼における低温脆性

• 鋼材特性
  低温における特性変化
  • 下記が上昇
    • 引張強さ
    • 降状点
    • 硬度
  • 下記が低下
    • 伸縮
    • 絞り率
    • 衝撃値
    • 靭性

• 弊害･対策
  • 遷移温度以下において下記を誘引
    • 塑性変形の消失に因る低温脆性
    • 衝撃に対する吸収特性の急激な低下
  • 対策
    • 衝撃試験の遷移温度曲線に因り材料の低温特性を評価
    • 特定温度における最大吸収特性に対し
      下記の選択に因り使用下限温度を規定
      • 1/2の吸収特性
      • 275[kJ/m²]となる衝撃値

• 低温脆性破壊
  冷凍装置における要因
  • 低温
  • 切欠
  • 引張応力の増加

• 構成部における引張応力
  • 低圧側
    • 運転中
      • 低温冷媒に因り飽和圧力が低下
      • 引張応力は少量
    • 運転停止
      • 圧力が上昇
      • 温度が上昇
      • 圧力容器の強度･作用応力
        • 高耐圧強度
        • 内圧状態に因り下記を誘引
          • 引張応力は若干
          • 真空の場合、圧縮応力
  • 高圧側
    • 圧力が上昇
    • 引張応力が上昇

• 材料の選定制約
  • 対象
    • 容器:圧力容器に対しSM400Bが多用
    • 配管
    • 弁
  • 基準
    • 使用下限温度に対し規格最低温度に因り選定
    • 耐圧部位に対する拡張選定基準
      下記条件への適合に因り規格最低温度を
      超える低温に対し選定を許容
      • 最低使用温度
      • 設計圧力に対し1/2.5以下の受圧