【基本】バルブの材料を学ぶ。高温、高圧の二刀流！！鋳鋼【SCPH2】
㈱近江クリエイト
バルブの材質も種類が様々・・・
「どんな種類があるのか知りたい」
「それぞれの特徴を知りたい」
このような疑問にお答えします。
こんにちは。近江クリエイトです。
僕はこれまで10年間で100現場以上を経験してきました。
そんな僕が実務で使えるバルブの知識を分かりやすく紹介します。
今回は高温、高圧専用？？鋳鋼【SCPH2】について解説します。
この記事を見れば、鋳鋼【SCPH2】の基本的な性質が分かります。
バルブ材料としてのSCPH2のことを知りたいと思った方は、是非参考にしてみてください。
目次
- SCPH2の基本特性
- FCDとの違いは？
- SCPH2製バルブの主な用途
- まとめ
1.SCPH2の基本特性
鋳鋼（以下SCPH2）は高温、高圧用のバルブ材料として多く使用される材質です。
JIS規格としてはSCPH2がよく使用されていますが、同じくらいにASTM材としてA216 WCBも使用されています。
厳密には、ASTM材のWCBの方が機械的強度は強いのですが、どちらの材質もバルブの規格としてはAPI規格を基準としているので、バルブ性能としては「同じ」となります。ややこしく考えず、どちらも同じ材質だと覚えてください。
材料を引張った際の最大強度は、480N/mm2です。
では、ここからはバルブ材料のSCPH2として特性を紹介します。
①強度
非常に強い。
②耐温度
最低温度は-10℃、最高温度は425℃まで。
SCPH2の最高温度は538℃と規格されていますが、450℃くらいから高温になると黒鉛化※して本体の割れに繋がっていくので、バルブの性能を維持できるのは425℃が上限となります。
※この現象については、こちらの記事で詳しく解説されています。
③価格
材料自体はそこまで高価ではない（FCDよりは高い）。
④加工のしやすさ
比較的加工しやすい。
⑤耐食性
低い。防錆処理が必要。
以上をまとめると、強度や耐温度に非常に優れている為、高温・高圧に適した材料と言えます。その割に材料自体の価格は、そこまで高くもなく、加工もしやすいというのもメリットです（材質としては高価ではありませんが、バルブとして厳しい管理をする為、管理上、高価になる場合があります）。一方で、耐食性には欠けるので防錆処理が必要となります。
2.FCDとの違いは？
強度と耐温度に優れているという点では、【FCD】と非常に似ています。しかしこの2つには、はっきりとした「差」があります。
なぜならSCPH2は「鋼」でFCDは「鉄」だからです。「鋼」と「鉄」では成分が違う為、機械的性質も異なってきます。
そこでその違いを以下にまとめてみました。
ちなみにFCDについてまとめた記事はこちらをご覧ください。
【基本】バルブの材料を学ぶ。ダクタイル鋳鉄【FCD】！FCの上位版？違いは？
①強度
SCPH2・・・FCDよりさらに強い
FCDは引張強度400N/mm2や450N/mm2に対し、SCPH2は480N/mm2となることから、機械性質的にもSCPH2の方が強いと言えます。
バルブの圧力クラスを見てもFCDは20Kまでですが、SCPH2は最大40Kまであります。その一面からもSCPH2の方が強度が高いと言えるでしょう。
②耐温度
SCPH2・・・FCDよりさらに高い
FCDは最高温度350℃までとなるのに対し、SCPH2は425℃となることから耐温度もSCPH2の方が高いと言えます。
③溶接性
SCPH2・・・優れている
FCDは炭素含有量が多い為、溶接施工が難しく、バルブ性能に影響しやすくなります。一方でSCPH2は炭素含有量が少ない為、溶接施工もしやすいのが特徴です。
一般的にFC・FCDのバルブ本体には溶接は行いませんが、SCPH2のバルブには行います。
以上がFCDとの大きな違いとなります。
要するに高温・高圧用としては、FCDより優れた「上位版」ということになります。
FCDでは対応できない場合、SCPH2で検討するという場合も非常に多いです。
3.SCPH2製バルブの主な用途
石油プラントや火力発電所等で使用されるケースが多いです。
中でも高温・高圧や可燃性に対して使用される為、非常に「安全性」が問われるケースが多いのも特徴です。
その為、SCPH2（WCB）を使ったバルブにはJISはじめAPI、JPI、ANSI（ASME）等規格も多く、厳しく管理をされています。
また他には、水力発電所でも使用されています。
ダムや水力発電の高い圧力を支える為、強度の高いSCPH2のバルブが使用されるということです。
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4.まとめ
今回は鋳鋼【SCPH2】について解説してきました。
最後に今回の内容についておさらいです。
①FCDより強度、耐温度、溶接性に優れた高温・高圧に適した材質
②耐食性には劣るので防錆処理が必要
以上がバルブ材料の【SCPH2】について基本特性となりますので、是非覚えておいてください。
その他にもバルブの材質に関して記事にしています。
よければそちらも参考にしてみてください。
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