クリオジェニックバルブのための材料の選択

2025-08-29

極低温バルブの材料選定

極低温バルブの作動流体は、低温であるだけでなく、多くの場合、有毒、可燃性、または爆発性であり、さらに高透過性でもあります。このため、バルブ材料には多くの特別な要件が課せられます。極低温における鋼の機械的特性は、室温におけるそれらとは異なります。強度に加えて、極低温鋼の最も重要な性能特性は、その低温衝撃靭性です。この低温衝撃靭性は、材料の脆性遷移温度に関連しており、脆性遷移温度が低いほど、低温衝撃靭性は優れています。炭素鋼などの体心立方格子を持つ金属は低温脆性を経験しますが、オーステナイト系ステンレス鋼などの面心立方格子を持つ金属の衝撃靭性は、低温の影響をほとんど受けません。

バルブ本体やボンネットなどの耐圧部品に使用される材料は、一般的に、優れた低温強度を持つ靭性材料が使用されます。溶接性、被削性、安定性、および費用対効果などの要素も考慮する必要があります。エンジニアリング会社は、通常、-46℃、-101℃、および-196℃の低温グレード向けに設計します。-46℃の低温グレードには一般的に低温炭素鋼が使用され、-101℃および-196℃の低温グレードには一般的に300シリーズのオーステナイト系ステンレス鋼が使用されます。このタイプのステンレス鋼は、適度な強度、優れた靭性、および優れた加工特性を備えています。ASMEB31.3によると、低温バルブに一般的に使用される材料の最低適用温度が規定されています。

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