鍛造バルブ材料ガイド: A105、LF2、F304、F316、F51、F53、F11、F22

鍛造バルブ材質 高圧、小口径、石油およびガス、化学、蒸気、発電所、パイプライン、および過酷な産業サービスで広く使用されています。鋳造バルブ本体と比較して、鍛造バルブ本体は鍛造鋼ブロックまたはビレットから製造され、コンパクトな構造、緻密な材料​​構造、高圧能力、またはプロジェクト管理された材料のトレーサビリティが必要な場合に一般的に使用されます。

産業用バイヤーにとって、鍛造バルブの材料を選択することは、「炭素鋼」または「ステンレス鋼」を選択することだけを意味するわけではありません。 A105、LF2、F304、F316、F51、F53、F11、F22は、さまざまな作業条件に使用されます。適切な材料は、媒体、圧力、温度、腐食リスク、低温要件、高温強度、端部接続、シート材料、トリム材料、MTC、PMI、プロジェクト仕様によって異なります。

このガイドでは、鍛造ボール バルブ、ゲート バルブ、グローブ バルブ、チェック バルブ、ソケット ウェルド バルブ、ネジ付きバルブ、API 6D パイプライン バルブ、高圧バルブ、およびスペシャル サービス バルブについて、最も一般的な鍛造バルブ材料と購入者がそれらを選択する方法について説明します。

より幅広いバルブ材料の選択については、当社の資料をお読みください。 バルブ材質選定ガイド。鍛造構造と鋳造構造の製造上の違いについては、こちらをお読みください。 鍛造バルブと鋳造バルブの比較.

鍛造バルブ材料とは何ですか?

鍛造バルブ材料は、鍛造バルブ本体、ボンネット、エンドキャップ、カバー、圧力含有部品、ステム、ボール、ディスク、およびその他のバルブコンポーネントの製造に使用される金属グレードです。鍛造材料は、コンパクトな高圧バルブ設計、溶接端バルブ、ねじ込みバルブ、ソケット溶接バルブ、およびプロジェクト固有のバルブ構造に一般的に使用されます。

鍛造バルブは、購入者がより優れた材料密度、耐圧性、寸法精度、または管理された材料トレーサビリティを必要とする場合によく選択されます。ただし、鍛造構造だからといって、バルブがあらゆるサービスに適しているとは限りません。材料グレードは、媒体、温度、圧力、腐食リスク、および必要な基準と一致している必要があります。

一般的な鍛造バルブ材料グレード

A105 鍛造炭素鋼バルブ材質

ASTM A105 工業用バルブに最も一般的な鍛造炭素鋼材料の 1 つです。鍛造ボールバルブ、鍛造ゲートバルブ、鍛造グローブバルブ、鍛造逆止弁、ソケットウェルドバルブ、ねじ込みバルブ、小型高圧バルブなどに使用されます。

A105 は、炭素鋼が適しており、低温衝撃靱性が特別な要件ではない一般的な圧力サービスによく選択されます。

A105 は一般的に次の用途に使用されます。

• 一般的な炭素鋼鍛造バルブ
• 石油およびガスユーティリティサービス
• 蒸気および凝縮水システム
• 工業用水およびユーティリティライン
• 製油所および石油化学プロセスサービス
• ソケットウェルドおよびネジ付き小口径バルブ
• 高圧鍛造ボールバルブ

A105 を低温サービスに自動的に使用しないでください。プロジェクトのデータシートで低温靱性試験や衝撃試験が必要な場合は、代わりに LF2 が必要になる場合があります。

LF2 低温鍛造炭素鋼バルブ材質

ASTM A350 LF2 低温鍛造炭素鋼材で、低温靱性が要求される場合に使用されます。通常、天然ガス、LPG、低温炭化水素、寒冷気候のパイプライン、および衝撃試験済みの鍛造材料を必要とするプロジェクト用途に選択されます。

LF2 は一般的に次の目的で使用されます。

• 低温石油・ガスサービス
• 天然ガスパイプラインシステム
• LPG・低温炭化水素サービス
• 寒冷地用屋外パイプライン
• 低温材料を必要とする API 6D パイプライン バルブ
• 低温圧力用鍛造ボールバルブ
• 衝撃試験済みの鍛造鋼製バルブが必要なプロジェクト

LF2 は単に「より優れた A105」ではありません。最低設計温度、衝撃試験要件、またはプロジェクト仕様で低温鍛造炭素鋼が必要な場合に選択する必要があります。

F304 鍛造ステンレス鋼バルブ材質

ASTM A182 F304 一般的なステンレス鋼鍛造バルブサービスに使用される鍛造ステンレス鋼材です。通常、耐食性が必要だが、媒体の腐食性が高くなく、塩化物が豊富ではない場合に選択されます。

F304 は一般的に次の用途に使用されます。

• 一般的なステンレス鍛造バルブ
• きれいな水と公共サービス
• 空気および非腐食性ガスシステム
• マイルドケミカルサービス
• 飲食関連のユーティリティライン
• 一般的なステンレスプロセスパイプライン
• 304 タイプのステンレス鋼の性能が許容される用途

F304 は、エンジニアリングレビューがなければ、塩化物が豊富な水、海水への曝露、強力な化学薬品の使用、または重度の腐食用途には適さない可能性があります。

F316 鍛造ステンレス鋼バルブ材質

ASTM A182 F316 F304よりもさらに優れた耐食性が要求される場合に選ばれる鍛造ステンレス鋼材です。 F316 に含まれるモリブデンにより、多くの塩化物を含む化学環境における耐食性が向上します。

F316 は一般的に次の用途に使用されます。

• 化学処理パイプライン
• 塩化物を含む水道事業
• 腐食のリスクが高い廃水およびプロセス水
• 海洋および沿岸環境
• 食品・飲料・医薬品関連システム
• 316タイプの材質を必要とする鍛造ステンレスバルブ
• F304 では十分な耐食性が得られない可能性がある用途

F316 は、より腐食性の高い用途に好まれることが多いですが、あらゆる厳しい化学条件や海水条件に万能なソリューションというわけではありません。より厳しいサービスには、デュプレックス、スーパーデュプレックス、モネル、インコネル、ハステロイ、チタン、PTFE ライニング、またはゴム ライニングが必要になる場合があります。

より広範なステンレス鋼の比較については、以下をお読みください。 304 対 316 ステンレス鋼バルブ.

F51二相ステンレス鋼鍛造バルブ材質

ASTM A182 F51 は、一般的に二相 2205 タイプの用途に関連付けられる鍛造二相ステンレス鋼材料です。一般的な 304 や 316 ステンレス鋼と比較して、より強い耐塩化物腐食性と高い強度が必要な場合に使用されます。

F51 は一般的に次の用途に使用されます。

• 海水および塩化物を含む水
• 海洋石油・ガスサービス
• 淡水化システム
• 船舶用ユーティリティシステム
• 塩化物腐食のリスクを伴う化学処理
• 腐食性廃水・工業用水
• 鍛造二連ボールバルブとチェックバルブ

F51 は、媒体、塩化物レベル、温度、およびプロジェクトの仕様で二相ステンレス鋼の性能が必要な場合に選択する必要があります。シート、ガスケット、ボルト、スプリング、トリムの材質も、同じ腐食環境に合わせて検討する必要があります。

F53 スーパー二相ステンレス鋼鍛造バルブ材質

ASTM A182 F53 は、より厳しい塩化物、海水、海洋、腐食性の使用条件で使用される鍛造スーパー二相ステンレス鋼素材です。標準の二相ステンレス鋼では十分な耐食性が得られない場合に選択されます。

F53 は一般的に次の用途に使用されます。

• 厳しい海水サービス
• オフショアおよび海中関連のアプリケーション
• 高塩化物プロセスシステム
• 脱塩ブラインサービス
• 腐食性化学処理
• 超二相材料を必要とする重要な鍛造バルブ部品

F53 は F51 よりも高価であるため、プロジェクトの条件がスーパーデュプレックス素材を正当化する場合にのみ選択する必要があります。購入者は、製造前に正確な材料グレード、PMI、MTC、およびプロジェクト文書の要件を確認する必要があります。

F11 鍛造合金鋼バルブ材質

ASTM A182 F11 高温高圧用途に使用される鍛造合金鋼材です。一般的に、蒸気、精製所、石油化学、発電所、熱プロセス用途の鍛造バルブに選択されます。

F11 は一般的に次の目的で使用されます。

• 高温蒸気システム
• 製油所のプロセスライン
• 石油化学熱処理サービス
• 発電所補助システム
• サーマルオイルサービス
• 鍛造合金鋼のゲート、グローブ、チェックバルブ

F11 は、炭素鋼では温度条件に十分ではないが、アプリケーションで F22 のより高い合金レベルを必要としない場合に選択されます。

F22 鍛造合金鋼バルブ材質

ASTM A182 F22 高温高圧用途に使用される鍛造合金鋼材です。 F11 と比較して、F22 は一般に、より要求の厳しい蒸気、精製所、石油化学、および電力用途でのより強力な高温性能が評価されています。

F22 は一般的に次の目的で使用されます。

• 高温スチームサービス
• 発電所の高温システム
• 製油所の高温プロセスライン
• 石油化学熱サービス
• 鍛造高温グローブバルブおよびゲートバルブ
• F11よりも強力な合金鋼の性能が必要な用途

F22 は、音が強いという理由だけで選択しないでください。正しい選択は、設計温度、圧力クラス、バルブ規格、トリム材質、ガスケット材質、ボルト締め、プロジェクト仕様に従っている必要があります。

鍛造炭素鋼 vs 鍛造ステンレス鋼 vs 鍛造合金鋼

使用条件別の鍛造バルブ材料

一般的な石油、ガス、水道、公共サービス

A105 は、炭素鋼が適しており、特別な低温、高温、または耐食性の材料が必要ない、一般的な鍛造炭素鋼バルブ サービスによく選択されます。

低温石油およびガスサービス

サービスに低温ガス、LPG、低温炭化水素サービス、寒冷地でのパイプライン運用、またはプロジェクト指定の衝撃試験が含まれる場合、LF2 を検討する必要があります。

化学および腐食サービス

多くの化学物質や塩化物を含むサービスでは、F304 よりも F316 が好まれることがよくあります。より強い腐食条件の場合は、F51、F53、モネル、インコネル、ハステロイ、チタン、PTFE ライニング、またはゴムライニングが必要になる場合があります。

海水および海洋サービス

F51 および F53 は、海水、海洋、淡水化、または高塩化物サービスで一般的なステンレス鋼よりも優れた耐食性が必要な場合に検討されます。 F53はF51よりも厳しい条件に使用されます。

高温蒸気・電力サービス

F11 および F22 は、高温蒸気、発電所、製油所、石油化学、および熱プロセス システムの鍛造合金鋼バルブに使用されます。シート、トリム、ガスケット、パッキン、およびボルト締めの材料も高温に適している必要があります。

高圧小口径サービス

鍛造構造は、ソケットウェルドバルブ、ねじ込みバルブ、鍛造ボールバルブ、鍛造ゲートバルブ、鍛造グローブバルブ、鍛造逆止弁などのコンパクトな高圧小口径バルブに一般的に使用されます。

コンパクトな端部溶接バルブについては、当社の製品を確認してください。 ソケットウェルドボールバルブ。高圧絶縁については、当社の製品を確認してください。 高圧ボールバルブ.

バルブタイプ別鍛造バルブ材質

鍛造ボールバルブ

鍛造ボールバルブは、圧力、温度、腐食、端接続、シート設計、用途に応じて、A105、LF2、F304、F316、F51、F53、F11、F22、またはプロジェクト指定の材料を使用する場合があります。

A105は一般サービス共通です。 LF2は低温用途に使用されます。 F304とF316はステンレスサービスに使用されます。 F51およびF53は海水または塩化物サービスに使用されます。 F11 および F22 は高温での使用について検討されています。

鍛造ゲートバルブ

鍛造ゲート バルブは、高圧、高温、石油およびガス、発電所、およびプロセス サービスでよく使用されます。ボディ材質、ウェッジ材質、ステム材質、シートリング、ガスケット、パッキン、ボルト類を合わせてご選択ください。

鍛造グローブバルブ

鍛造グローブバルブでは、絞りや圧力低下が発生する可能性があります。侵食、蒸気、高温、または厳しい規制サービスが関係する場合は、鍛造ボディ素材に加えて、トリム素材とハードフェーシングも見直す必要があります。

鍛造逆止弁

鍛造逆止弁は、コンパクトな圧力システムの逆流防止に使用されます。ディスク、スプリング、ヒンジピン、シートリング、ボディ材質、ガスケット材質は媒体や温度に適合する必要があります。

ソケットウェルドおよびねじ込み鍛造バルブ

ソケットウェルドバルブやねじ込みバルブは、小口径の高圧配管でよく使用されるため、鍛造材料で作られるのが一般的です。購入者は、端部接続規格、溶接要件、圧力クラス、および接続されたパイプとの材料適合性を確認する必要があります。

API 6D パイプライン バルブ

バルブの設計とプロジェクトの仕様に応じて、鍛造材料が API 6D パイプライン バルブに使用される場合があります。 A105、LF2、F304、F316、F51、および合金鋼材料は、パイプラインの圧力、温度、低温要件、腐食リスク、および酸性の使用条件に応じてレビューされる場合があります。

パイプライン分離サービスについては、当社の API 6D ボールバルブ.

鍛造バルブの材質の選び方

鍛造バルブ素材と鋳造バルブ素材

鍛造バルブの材質と鋳造バルブの材質は同じではありません。購入者は注文書に鍛造材料名と鋳造材料名を混在させてはなりません。

この表は、実際の購入者の参考資料にすぎません。材料の正確な同等性は、必要な ASTM 規格、製品設計、プロジェクト データシート、および材料証明書に常に従う必要があります。

シート、トリム、ガスケット、ボルトの材質は依然として重要

適切な鍛造ボディ材料を選択しても、バルブの選択は完了しません。完全なバルブ材料システムが動作条件に適合する必要があります。

購入者は以下も確認する必要があります。

• ボール、ディスク、ゲート、プラグ、ウェッジ、またはトリム素材
• ステム材質
• シート材質：PTFE、RPTFE、PEEK、PCTFE、PPL、またはメタルシート
• ガスケット材質: PTFE、グラファイト、うず巻形ガスケット、またはプロジェクト固有のガスケット
• パッキン材質：PTFE、グラファイト、フレキシブルグラファイト、または低排出パッキン
• 圧力、温度、外部腐食に耐えるボルト材質
• 逆止弁またはスプリングリターン設計のスプリング材料
• 金属シートバルブのハードフェーシングまたはコーティングの要件

座席の選択については、こちらをお読みください。 バルブシート材質ガイド。内部部品については、当社の製品をお読みください。 バルブトリム材料ガイド.

材料証明書、PMI、および試験要件

鍛造バルブ材料の場合、購入者は材料証明書を注意深く確認する必要があります。 MTC は、必要な材料グレード、熱価、化学組成、機械的特性、およびコンポーネントの範囲と一致する必要があります。

重要な書類チェックには次のものが含まれます。

• 材料グレード: A105、LF2、F304、F316、F51、F53、F11、F22、またはプロジェクト材料
• 適用可能なASTM材料規格
• 熱数トレーサビリティ
• 化学組成
• 機械的性質
• 必要に応じて、低温材料の衝撃試験結果
• 合金鋼の熱処理情報 (必要な場合)
• ステンレス鋼、二相鋼、超二相鋼、または特殊合金材料に対する PMI 要件
• コンポーネント範囲: ボディ、ボンネット、エンドキャップ、ステム、ボール、ディスク、トリム、またはボルト締め
• 注文書、データシート、プロジェクト仕様との一貫性

プロジェクトの注文の場合、特に低温、二相、超二相、高温合金、API 6D、耐火性、NACE、または第三者検査プロジェクトの場合、製造前に文書要件を確認する必要があります。

鍛造バルブ材料を選択する際のよくある間違い

間違い 1: 圧力クラスのみで選択する

圧力クラスは重要ですが、材料の適合性を定義するものではありません。媒体、温度、腐食、低温靱性、シート材質、エンド接続もチェックする必要があります。

間違い 2: 検討せずに低温サービスに A105 を使用する

プロジェクトの仕様で低温靱性試験または衝撃試験が必要な場合、A105 を LF2 に置き換えるべきではありません。

間違い 3: F304 と F316 を同じステンレス鋼として扱う

F316 は、多くの塩化物を含む化学環境において、F304 よりも優れた耐食性を発揮します。

間違い 4: Duplex を検討せずに厳しい海水に F316 を使用する

F316 は、厳しい海水、沖合、または高塩化物サービスには十分ではない可能性があります。 F51、F53、モネル、チタン、その他の材質については見直しが必要な場合があります。

間違い 5: F11 で十分な場合に F22 を選択する

F22 はより強力な高温合金性能を提供する可能性がありますが、常に必要というわけではありません。最終的な選択は、設計温度とプロジェクトの要件に従う必要があります。

間違い 6: 座席数と梱包数の制限を無視する

鍛造合金鋼ボディは、シート、ガスケット、パッキン、または O リングの材料が温度、圧力、または媒体に適合しない場合、依然として故障する可能性があります。

間違い 7: 鍛造材と鋳造材の名前を混同する

A105、LF2、F304、F316は鍛造材グレードです。 WCB、LCB、CF8、CF8M は鋳造材のグレードです。購入者は注文書で正しい材料名を使用する必要があります。

見積前に購入者が提供すべき情報

• バルブタイプ: ボール、ゲート、グローブ、チェック、ニードル、プラグ、またはコントロールバルブ
• バルブサイズと圧力クラス
• 必要な鍛造ボディ材質: A105、LF2、F304、F316、F51、F53、F11、F22、またはプロジェクト グレード
• 端部接続: ソケット溶接、ねじ込み、突合せ溶接、フランジ付き、RTJ フランジ、またはプロジェクト固有の接続
• 媒体名と化学成分
• 使用圧力と設計圧力
• 動作温度、設計最低温度、設計最高温度
• 低温衝撃試験が必要かどうか
• 高温使用または熱サイクルが関係するかどうか
• 塩化物、海水、酸、アルカリ、油、ガス、蒸気、固体の有無
• 必要なシート、トリム、ガスケット、パッキン、ステム、ボール、およびボルト締め材料
• 要求される設計基準とテスト基準
• 耐火性、静電気防止、NACE、低排出ガス、または API 6D 要件が適用されるかどうか
• MTC、PMI、第三者検査、または EN 10204 3.1 証明書が必要かどうか
• プロジェクト仕様または承認済みのバルブ データシート (利用可能な場合)

関連するバルブ材質ガイド

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産業用バイヤー向けの最終推奨事項

鍛造バルブ材料は、価格や標準在庫状況だけでなく、実際の使用条件に従って選択する必要があります。 A105は一般的な炭素鋼鍛造バルブとして実用的です。低温靱性が必要な場合はLF2を選択します。 F304 および F316 は鍛造ステンレス鋼バルブに使用され、F316 は多くの塩化物含有および化学サービスで好まれています。 F51 および F53 は、二相および超二相耐食用途に使用されます。 F11 および F22 は、高温合金鋼のサービスに選択されます。

正しい鍛造材料は、媒体、圧力、温度、腐食リスク、衝撃要件、端部接続、溶接条件、シート材料、トリム材料、ガスケット、パッキン、ボルト締め、材料証明書、およびプロジェクト標準と一致する必要があります。

A105、LF2、F304、F316、F51、F53、F11、F22、または工業用バルブ用のその他の鍛造バルブ材料の選択についてサポートが必要な場合は、 Vコアバルブ では、お客様の動作条件を検討し、適切なバルブ材料構成を推奨します。

産業用調達の場合、重要な質問は「これは鍛造鋼製バルブですか?」ということだけではありません。より良い質問は、「鍛造材料のグレードは、圧力、温度、腐食、衝撃靭性、シート材料、トリム材料、端部接続、およびプロジェクト文書の要件と一致していますか?」です。

よくある質問

1. 一般的な鍛造バルブの材質は何ですか?

一般的な鍛造バルブ材料には、ASTM A105、ASTM A350 LF2、ASTM A182 F304、F316、F51、F53、F11、F22、およびその他のプロジェクト指定の鍛造鋼または合金材料が含まれます。

2. ASTM A105 はバルブで何に使用されますか?

ASTM A105 は、鍛造ボールバルブ、ゲートバルブ、グローブバルブ、逆止弁、ソケットウェルドバルブ、ねじ込みバルブなどの一般的な圧力サービスに使用される鍛造炭素鋼材料です。

3. A105 と LF2 の違いは何ですか?

一般的な炭素鋼鍛造品にはA105が使用されますが、低温靱性と衝撃性能が必要な場合にはLF2が選択されます。

4. F304 と F316 の違いは何ですか?

F304 は一般的なステンレス用途向けの鍛造 304 タイプのステンレス鋼材料ですが、F316 にはモリブデンが含まれており、多くの塩化物を含む環境や化学環境で優れた耐食性を備えています。

5. F51、F53の鍛造バルブ材質とは何ですか?

F51は鍛造二相ステンレス鋼材、F53は鍛造超二相ステンレス鋼材です。これらは、海水、塩化物を含む水、海洋、淡水化、腐食サービスに使用されます。

6. F11およびF22の鍛造バルブ材質とは何ですか?

F11 および F22 は、高温蒸気、製油所、石油化学、発電所、および熱プロセスサービスに使用される鍛造合金鋼材料です。 F22 は一般に、F11 よりも要求の厳しい高温用途向けに検討されています。