低温熱交換器用鋼管 STBL380・STBL450・STBL690の配管サイズ、重量等
ここでは熱交換器チューブ、コンデンサ管などに使用されるパイプ・チューブである、低温熱交換器用鋼管（STBL380、STBL450 及び STBL690）の配管サイズ寸法・径、重量、寸法許容差、肉厚（厚さ）、特性、規格などの資料をまとめています。
低温熱交換器用パイプ（チューブ）は、氷点以下の特に低い温度で配管の内部流体と外部との間で熱の授受を行うための低温用の熱交換用鋼管（熱伝達用鋼管）として用いられます。
JISでは外径の標準寸法サイズは、15.9mm〜50.8mmの範囲まで、配管肉厚は厚さが 1.2mm〜6.5mm までの低温熱交換器用パイプが規定されています。
■ STBL-低温熱交換器用鋼管の規格、種類や表示記号等
低温熱交換器用鋼管は、一般に、−15℃程度以下での特に低い温度の化学工業、冷凍用熱交換器などのチューブ・パイプとして使用される鋼管です。
低温熱交換器用チューブ・パイプの配管サイズ・寸法の呼び方は、配管用鋼管で用いられる呼び径やスケジュール番号（Sch番号）は使われず、外径サイズ・厚さとも、ミリ寸法で表されます。
例：19.0×2.0 （外径mm×厚さmm）
JIS規格においては、以下のJISで規定されている配管になります。
- JIS G 3464 低温熱交換器用鋼管
JIS G 3464（低温熱交換器用鋼管）の国際対応規格は以下になります。
- ISO 9329-3:1997 Seamless steel tubes for pressure purposes -- Technical delivery conditions -- Part 3: Unalloyed and alloyed steels with specified low temperature properties 圧力用継目無管−技術的出荷条件−第3部：規定低温特性を持つ非合金及び合金鋼
- ISO 9330-3:1997 Welded steel tubes for pressure purposes -- Technical delivery conditions -- Part 3: Electric resistance and induction welded unalloyed and alloyed steel tubes with specified low temperature properties 圧力用溶接鋼管−技術的出荷条件−第3部：規定低温特性を持つ非合金及び合金鋼管
なお、JIS G 3463（ボイラ・熱交換器用ステンレス鋼鋼管）に規定されるオーステナイト系ステンレス鋼管（SUS304TB、SUS304HTB、SUS304LTB、SUS309TB、SUS309STB、SUS310TB、SUS310STB、SUS312LTB、SUS316TB、SUS316HTB、SUS316LTB、SUS316TiTB、SUS317TB、SUS317LTB、SUS321TB、SUS321HTB、SUS347TB、SUS347HTB、SUS836LTB、SUS890LTB、SUSXM15J1TB）は、低温熱交換器用鋼管・チューブとして使用することができます。
低温熱交換器用鋼管のJISに類似する対応外国規格（海外規格）には以下などがあります。
・ASTM A334
・BS 3603
低温熱交換器用鋼管の種類には、以下の記号で表される3種類があります。
- STBL380（炭素鋼鋼管）
- STBL450（ニッケル鋼鋼管）
- STBL690（ニッケル鋼鋼管）
また、STBL380・STBL450・STBL690鋼管・チューブの製造方法・仕上方法を表す記号にはそれぞれ以下が用いられます。
- 製造方法を表す記号
- ・継目無し：S
・電気抵抗溶接：E - 仕上方法を表す記号
- ・熱間仕上げ：H
・冷間仕上げ：C
・電気抵抗溶接まま：G
STBL380・STBL450・STBL690パイプの製品表示は、上記の記号を組み合わせて使い、以下のように表示されます。
- 熱間仕上継目無鋼管（熱間仕上シームレスパイプ） -S-H
- 冷間仕上継目無鋼管（冷間仕上シームレスパイプ） -S-C
- 電気抵抗溶接まま鋼管 -E-G
- 熱間仕上げ電気抵抗溶接鋼管（熱間仕上電縫鋼管） -E-H
- 冷間仕上げ電気抵抗溶接鋼管（冷間仕上電縫鋼管） -E-C
例１：冷間仕上継目無鋼管STBL380 の場合 ： STBL380-S-C
例２：熱間仕上げ電気抵抗溶接鋼管STBL380 の場合 ： STBL380-E-H
■ 低温熱交換器用鋼管の製造方法
STBL380・STBL450・STBL690鋼管・チューブの製造方法は以下のような仕様となっています（JIS規格より）。
低温熱交換器用鋼管の製造方法
STBL380鋼管・チューブの製造方法は、細粒のキルド鋼を用いて、熱間仕上継目無鋼管（シームレスパイプ）、冷間仕上継目無鋼管（シームレスパイプ）、電気抵抗溶接まま鋼管 、熱間仕上電気抵抗溶接鋼管、若しくは冷間仕上電気抵抗溶接鋼管のいずれかとして製造します。
STBL450 及び STBL690鋼管・チューブの製造方法は、熱間仕上継目無鋼管（シームレスパイプ）又は冷間仕上継目無鋼管（シームレスパイプ）のいずれかとして製造します。
■ 低温熱交換器用鋼管の熱処理
低温熱交換器用鋼管の熱処理
STBL380・STBL450・STBL690鋼管・チューブは上記の製造方法・仕上げ方法に対し、それぞれ以下の熱処理を行います。
- STBL380 及び STBL450
- 焼ならし、焼ならし後焼戻し、又は焼入れ焼戻しを行う。
- STBL690
- 2回焼ならし後焼戻し又は焼入れ焼戻しを行う。
- 備考：
- ・上記以外の熱処理については、受渡当事者間の協定によります。
・冷間仕上げをした低温熱交換器用鋼は、冷間仕上げ後に上記の熱処理を行います。
■ 低温熱交換器用鋼管の化学成分
低温熱交換器用鋼管の化学成分は以下のような仕様となっています（JIS規格より）。
化学成分
STBL380・STBL450・STBL690パイプの化学成分（溶鋼分析値）は、分析試験が行われ、以下の数値となります。
※以下、単位は％
- STBL380
- C：0.25以下／Si：0.35以下／Mn：1.35以下／P：0.035以下／S：0.035以下／Ni：−
- STBL450
- C：0.18以下／Si：0.10〜0.35／Mn：0.30〜0.60／P：0.030以下／S：0.030以下／Ni：3.20〜3.80
- STBL690
- C：0.13以下／Si：0.10〜0.35／Mn：0.90以下／P：0.030以下／S：0.030以下／Ni：8.50〜9.50
- 備考１．
- 注文者が低温熱交換器用鋼管の製品分析（※1）を要求する場合は、上記の化学成分値に対する製品分析の許容変動値は、STBL380の継目無鋼管は JIS G 0321（鋼材の製品分析方法及びその許容変動値）の表3が、電気抵抗溶接鋼管については、JIS G 0321 の表2が適用されます。
また、STBL450 及び STBL690 鋼管・チューブの場合は、JIS G 0321 の表4が適用されます。
- 備考２．
- STBL380鋼管・チューブについては、衝撃試験を実施しない場合、0.010％以上の酸可溶性アルミニウムを含有しなければなりません。
酸可溶性アルミニウムの代わりに全アルミニウムを分析してもよく、この場合の含有量は、0.015％以上となります。
- （※1）
- 製品分析とは、圧延又は鍛造された製品から採取した分析用試料について行う化学成分の分析のことです。
これに対し、溶鋼分析とは、溶鋼がとりべから鋳型に注入され、凝固するまでの過程で採取した分析用試料について行う化学成分の分析のことです。
■ 低温熱交換器用鋼管の機械的性質
低温熱交換器用鋼管の機械的性質は以下のような規定となっています（JIS規格より）。
機械的性質（引張強さ／降伏点又は耐力／伸び）
STBL380・STBL450・STBL690鋼管・チューブは、引張強さ、降伏点又は耐力及び伸びに関して引張試験が行われ、それぞれ以下の数値となります（伸びの数値は割愛）。
※以下、単位は N/mm2（なお、1N/mm2＝1MPa）
- STBL380
- 引張強さ：380以上／降伏点又は耐力：205以上
- STBL450
- 引張強さ：450以上／降伏点又は耐力：245以上
- STBL690
- 引張強さ：690以上／降伏点又は耐力：520以上
- 備考：
- は引張強さの上限を指定してもよいことになっています。
この場合の引張強さの上限値は、STBL380鋼管の場合は、上記の値に 120N/mm2 を加えた値、STBL450 及び STBL690鋼管の場合は、150N/mm2 を加えた値とします。
機械的性質（へん平性）
低温熱交換器用鋼管は、へん平試験を行い、試験片に、きず、割れを生じてはいけません。
ただし、継目無鋼管の場合は、特に注文者の指定が無い限り、へん平試験を省略してもよいことになっています。
また、電気抵抗溶接鋼管又は鍛接鋼管の場合は、注文者との協定によって、へん平試験を省略してもよいことになっています。
機械的性質（押し広げ性）
低温熱交換器用鋼管は、押し広げ試験を行い、外径の1.14倍までらっぱ形に押し広げたとき、きずを生じてはいけません。
ただし、外径101.6mmを超えるパイプの押し広げ性は、注文者の要求がある場合に適用します。
機械的性質（吸収エネルギー）
低温熱交換器用鋼管は、規定された温度（STBL380は−45℃、STBL450は−100℃、STBL690は−196℃）によりシャルピー衝撃試験を行い、そのシャルピー衝撃試験の吸収エネルギーが規定されています。
電気抵抗溶接鋼管は、シャルピー衝撃試験のほか、−45℃で溶接部のシャルピー衝撃試験を行い、その吸収エネルギーが規定されています。
ただし、受渡当事者間の協定によって、電気抵抗溶接鋼管の溶接部のシャルピー衝撃試験を−45℃より低い温度で試験を行う場合は、その試験温度の試験に置き代えてもよいことになっています。
なお、10mm×5mmの試験片が採取できない寸法の低温熱交換器用鋼管については、衝撃試験は実施しません。
その他、STBL380・STBL450・STBL690鋼管・チューブについては、JIS規格には以下の項目の規定があります。
- 水圧試験特性又は非破壊検査特性
- 外観
- 試験
- 検査
■ 低温熱交換器用鋼管（STBL）の配管サイズ・径・厚さ・重量
STBL380・STBL450・STBL690パイプ・チューブの配管サイズ寸法・径、呼び厚さ（肉厚）ごとの、単位重量（質量）は、特に指定が無い限り、以下の表１になります。
- 表１．低温熱交換器用鋼管（STBL）のサイズ・径・厚さ・重量
単位重量（質量）の数値は、1cm3 の鋼を 7.85g とし、以下の式によって計算される数値です。
W＝At（D−t）
ここに、
W：管の単位質量（kg/m）
t：管の厚さ（mm）
D：管の外径（mm）
A：Wを求めるための単位の変換係数で、A＝0.02466
なお、取引に用いるパイプの単位質量は、熱間仕上継目無鋼管については表１の数値の15％増、冷間仕上継目無鋼管については、表１の数値の10％増、電気抵抗溶接鋼管については表１の数値の9％増をもって標準単位質量とされます。
また、表１以外の寸法は、受渡当事者間の協定によります。
■ 低温熱交換器用鋼管（STBL）の寸法許容差
STBL380・STBL450・STBL690鋼管・チューブの配管外径の許容差、パイプの厚さ及び偏肉の許容差及びパイプの長さの許容差は、それぞれ以下の通りとなります。
パイプ・チューブ外径の許容差
STBL380・STBL450・STBL690鋼管・チューブの配管外径の許容差は、以下の表２によります。
- 表２．低温熱交換器用鋼管（STBL）の配管外径の許容差
備考１．
冷間仕上以外の電気抵抗溶接鋼管（４）の外径の許容差は、特に注文者の要求がある場合には、焼入焼戻し以外の熱処理を行った冷間仕上継目無鋼管（３）の外径の許容差を適用してもよいことになっています。
備考２．
注文者は、外径40mm未満の焼入焼戻しを行った冷間仕上継目無鋼管（２）の外径の許容差を±0.20mmと指定してもよいことになっています。
備考３．
外径60mm以上の低温熱交換器用鋼管の外径許容差は、受渡当事者間の協定によります。
パイプの厚さ及び偏肉の許容差
STBL380・STBL450・STBL690パイプ・チューブの厚さ及び偏肉の許容差は、以下の表３によります。
- 表３．低温熱交換器用鋼管（STBL）の配管厚さ及び偏肉の許容差
備考１．
偏肉とは、同一断面における測定厚さの最大と最小との差の注文厚さに対する割合をいい、偏肉の許容差は、厚さ5.6mm未満のパイプには適用されません。
備考２．
厚さの許容差で、数値にmmの単位を付していないものは、注文厚さに対する許容差割合を示します。
備考３．
外径60mm以上の低温熱交換器用鋼管の厚さ及び偏肉の許容差は、受渡当事者間の協定によります。
パイプの長さの許容差
STBL380・STBL450・STBL690パイプ・チューブの長さの許容差は、以下の通りとなります。
- 外径50mm以下の低温熱交換器用鋼管
- ■長さ7m以下の鋼管・チューブ：＋7mm、−0mm
■長さ7mを超える鋼管・チューブ：
長さ3mごと及びその端数を増すごとに、上記のプラス側許容差に3mmを加える。ただし、最大値は15mmとする。
- 外径50mmを超えるの低温熱交換器用鋼管
- ■長さ7m以下の鋼管・チューブ：＋10mm、−0mm
■長さ7mを超える鋼管・チューブ：
長さ3mごと及びその端数を増すごとに、上記のプラス側許容差に3mmを加える。ただし、最大値は15mmとする。
- 備考：
- 特に正確な長さを必要とする場合、その許容差は、受渡当事者間の協定によります。
