インコロイ825 そして インコネル625 インコネル625とインコネル625は、耐食性 とサービス信頼性が重要な場合に使用されるニッ ケル基合金ですが、それぞれ異なる環境に 最適化されています。より高い強度、優れた耐孔食性、耐隙間腐食性、耐塩化物性応力腐食割れ性が必要な場合や、高温での機械的性能が重要な場合はインコネル625を選択します。還元性酸(特に硫酸とリン酸)への耐性、酸化性/還元性混合媒体での優れた一般耐食性、多くの水系化学サービスケースでのコスト効率が主な要件である場合は、インコロイ825を選択します。
1.背景と合金の家庭環境
両合金はニッケルベースのオーステナイト系材料で、要求の厳しい化学、海洋、エネルギー用途での耐食性と性能のために開発された。これらの合金は、特定の用途のニーズを満たすために開発されました：
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インコネル625 (UNS N06625)は、ニオブで安定化されたニッケル-クロム-モリブデン合金で、高強度、耐孔食性、耐隙間腐食性、耐塩化物応力腐食割れ性に優れています。高温での局部的な腐食や機械的強度が懸念される化学プロセス、海洋、航空宇宙、石油・ガス環境で広く使用されています。
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インコロイ825 (UNS N08825)は、ニッケル-鉄-クロム合金にモリブデン、銅、チタンを添加したもので、酸化性酸および還元性酸の両方に対する耐性と、多くの水性環境における塩化物応力腐食割れに対する耐性のために開発されました。酸処理、核再処理、酸洗ライン、合金配管システム、硫酸やリン酸への耐性を重視する一部の石油・ガス用途に一般的に指定されている。
これらの高ニッケル合金はステンレス鋼ではない。その合金化戦略は、ニッケルを母材とし、局部的な耐食性、機械的強度、溶接性を調整するために意図的に添加（Mo、Nb、Cu、Ti）するものである。
2.簡単な比較まとめ
| 属性 | インコネル625 (UNS N06625) | インコロイ825 (UNS N08825) |
|---|---|---|
| 主な設計目的 | 高強度＋耐孔食性＋耐SCC性 | 酸化性および還元性の酸に対する幅広い耐食性、塩化物SCCに対する耐性 |
| 典型的なNi含有量 | ~58-63% | ~38-46% |
| 主要合金元素 | Cr ～20～23%、Mo ～8～10%、Nb/Ta ～3.5～4.5% | Cr ～19.5～23.5%、Mo ～2.5～3.5%、Cu 1.5～3%、Ti 0.6～1.2% |
| 強度（室温） | より高い（固溶体、Nb/Mo強化） | 中程度 |
| 高温能力 | 最高～980℃（使用条件による） | 典型的な推奨限界値である～538°C (1000°F)まで良好 |
| 耐ピッティング性／耐クレヴィス性 | スーペリア | 良好だが、塩化物環境では625より劣る |
| 硫酸/リン酸に対する耐性 | 良いが、濃硫酸には825が好まれることが多い。 | 特に良い。 |
| 溶接性 | Nbは鋭敏化に対して安定化する。 | 感作を抑えるためにTiで安定化されている。 |
| 共通規格 | ASTM B443/B446、AMS仕様 | ASTM B423/B424/B425 パイプ/チューブ成形用 |
| 代表的な用途 | 舶用アタッチメント、化学プロセス、熱交換器、海底部品、ロケットモーター部品 | 化学プラント、酸洗設備、公害防止、酸処理、一部の石油・ガス配管 |
この要約は、多くのエンジニアが2つの合金のどちらかを選択する際に使用する実用的な差別化を要約したものである。数値的な化学的性質と性能データについては、以下の情報源とデータシートを参照されたい。
3.化学組成と冶金学
公称化学組成（比較表）
以下は、仕様書に使用されている代表的な組成範囲である。購入した材料については、必ず製造所証明書を確認すること。
| 元素 (wt %) | インコネル625（代表的な仕様範囲） | インコロイ825（代表的な仕様範囲） |
|---|---|---|
| ニッケル（Ni） | 58.0-63.0 | 38.0-46.0 |
| クロム（Cr） | 20.0-23.0 | 19.5-23.5 |
| 鉄（Fe） | 3.0-5.0 | ≥22.0 |
| モリブデン (Mo) | 8.0-10.0 | 2.5-3.5 |
| ニオブ＋タンタル（Nb+Ta） | 3.15-4.15 | トレース/なし |
| 銅（Cu） | 0-0.5 | 1.5-3.0 |
| チタン（Ti） | 0.2-0.6（痕跡） | 0.6-1.2 |
| カーボン（C） | ≤0.10 | ≤0.05 |
| マンガン (Mn) | ≤0.50 | ≤1.0 |
| ケイ素 (Si) | ≤0.50 | ≤0.50 |
| リン (P) | ≤0.015 | ≤0.045 |
| 硫黄 (S) | ≤0.015 | ≤0.030 |
注釈
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上記は代表的な範囲を四捨五入したものであり、特定の熱に関する正確な限度については、製品のデータシートまたは試験証明書を参照されたい。メーカーのデータシートには組成表が記載されており、調達の際にはこれを参照する。
主要元素の冶金的役割
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ニッケル を安定させ、延性と一般的な耐食性を与える。
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クロム は耐酸化性と耐食性のベースラインを提供する。
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モリブデン は、塩化物中の孔食や隙間腐食に対する耐性を 強化する。625中の高いMoは、優れた耐局部腐食性の主な理由である。
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ニオブ は炭素を結合し、固溶体強化に役立ち、溶接中の鋭敏化を防ぐ。
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銅 の825は硫酸と還元条件に対する耐性を助ける。
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チタン は炭化物を安定化させ、溶接後の粒界攻撃 のリスクを低減する。
4.微細構造と強化メカニズム
両合金ともオーステナイト系ニッケル基固溶体であるが、その強度と組織安定性は異なる：
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インコネル625:強度は主に固溶強化（Mo、Nb）と、特定の熱処理下での微細な炭化物や金属間析出物の存在によって生じる。また、ニオブは安定した炭化物やニオブに富む領域を形成し、粒界鋭敏化に抵抗し、高温での高強度を可能にする。これにより、625合金は高い引張強さとクリープ強さを持つ。
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インコロイ825:安定化オーステナイト合金（Ti添加）であり、MoとCuによる適度な固溶強化を有する。通常の使用では析出硬化性材料ではなく、組織は広い温度範囲で延性と耐食性を維持する。Tiによる安定化により、溶接後の粒界腐食の影響を受けにくくなります。
実用的な意味合い625は、高温や応力下でもより強力な機械的特性を保持する。825は、場合によっては成形が容易で、高温での負荷に耐えるよりも耐薬品性に適している。
5.機械的特性と温度限界
代表的な機械的データ（代表値）
数値は製品の形状や熱処理によって異なる。調達の際には、メーカーのデータシートを使用してください。
| プロパティ | インコネル625（代表値、焼鈍済み） | インコロイ825 (代表値、アニール処理) |
|---|---|---|
| 密度 | 8.44 g/cm³ | ≈8.0 g/cm³ |
| 引張強さ（UTS） | ~製品によって異なるが、795-965 MPa (115-140 ksi) | ~製品によって異なるが、～485～655 MPa (70～95 ksi) |
| 降伏強さ（0.2%オフセット） | ~415-690 MPa | ~205-430 MPa |
| 伸び（2インチ） | 30-50% | 30-50% |
| 硬度（HRB/HRC） | さまざまだが、通常は825より高い | 625より低い |
| サービス温度 | 一部の用途では900℃を超える極低温性 | 一般的には～538°C（1000°F）まで使用可能。 |
| 耐クリープ性/耐破壊性 | 高温で優れている | 中程度 |
これらの特性範囲は、室温および高温における625の明確な強度の優位性を示している。高温にさらされる構造部品や圧力を含む部品には、625が好まれることが多い。
6.腐食挙動 - 実際の環境でどのように異なるか
一般的なパフォーマンス概要
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塩化物環境における孔食と隙間腐食 - インコネル625は、高いモリブデン含有量とニオブ安定化により、常にインコロイ825を凌駕しています。インコネル625は、局部攻撃や塩化物による応力腐食割れに対して優れた耐性を示します。
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硫酸やリン酸などの還元酸 - インコロイ825は、Ni、Mo、Cuの組み合わせにより、還元性酸条件下で優れた耐性を発揮するため、濃硫酸やリン酸の用途に長い間使用されてきました。一部の濃硫酸サービスでは、825がより経済的で性能の良い選択肢となります。
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サワーサービス（H2S/CO2） - いずれの合金も良好な性能を有するが、温度、分圧および元素状硫黄の有無によって選択が異なる。NACE MR0175/ISO 15156の適合性については、業界の選択ガイドおよびNACE/ISO規格を参照すべきである。ニッケル協会のガイダンスでは、CO2/H2Sサービス条件における825と625の比較挙動チャートを提供しています。
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酸化性高温 - インコネル625は、高温での耐酸化性に優れ、高温での機械的強度は825よりも優れています。このため、625は熱交換器、タービン、航空宇宙部品によく使用されています。
腐食選別の実例
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海水/海洋環境:インコネル625は、塩化物、生物付着、高い機械的応力を受ける継手、ファスナー、海底部品に適している。825は、高強度制限因子が存在せず、酸による汚染が少ない配管に使用できる。
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化学プラントの酸ライン:硫酸酸洗ラインやリン酸処理では、インコロイ825はしばしば625を上回り、これらの還元性酸化学物質に対する耐性のために指定されます。
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混合塩化物と高温の熱交換器:高温での孔食リスクや塩化物応力が大きい場合は、インコネル625が安全で高コストの選択肢となる。より温和な条件では、825が費用対効果に優れている。
7.製造、溶接、熱処理
溶接性と接合
どちらの合金も、標準的なニッケル合金の手順で容易に溶接できるが、相違点がある：
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インコネル625:ニオブの添加は合金を安定させ、鋭敏化を抑えます。フィラーメタルを使用可能（UNS N06625消耗品に適合）。一般的な溶接方法：GTAW、GMAW、SMAW、および厚肉部用の特殊プロセス。通常、予熱は必要ない。溶接後の熱処理は、 腐食用途ではほとんど必要ない。
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インコロイ825:チタンの安定化により、溶接後の粒界アタックのリスクを低減。適合する溶加材が入手可能。一般的な溶接工程は625と同様である。入熱の制御と汚染の回避は、標準的なベスト・プラクティスである。
成形と機械加工
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成形:両合金とも焼鈍状態では延性があり、冷間成形が可能であるが、インコネル625の方が強度が高く、より大きな力を必要とする場合がある。
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機械加工:625は強度が高く、加工硬化が進むため、 加工に時間がかかり、工具の使用量も多くなる。超硬工具、クーラント、控えめな送りを使用する。
熱処理
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どちらの合金も、腐食用途では通常の析出硬化熱処理で 強化するのが一般的である。625は、その強度の多くを固溶体強化剤によって達成する。耐食性を低下させる不要な析出物を避けるため、高温での使用が予想される場合は、慎重な熱サイクルが必要である。
8.適用規格および製品形態
一般的な製品の規格や形状は合金によって異なる：
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インコネル625:一般に、薄板、厚板、帯鋼はASTM B443 / ASME SB-443、棒鋼、ビレットはASTM B446、厚板はAMS 5599などのAMS規格に準拠して供給される。形状：板、薄板、溶接・シームレス管、棒、鍛造品、ワイヤー、ファスナー。
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インコロイ825:シームレス管はASTM B423、溶接管はASTM B424/B425に準拠。形状には、シームレス管、溶接管、棒、板、ワイヤーが含まれる。
購入する材料を指定する際には、必ずUNS番号、要求される製品形状、熱処理条件、正確なASTM/ASME/AMS仕様を発注書に記載してください。
9.代表的なアプリケーションと業界の使用例
インコネル625が一般的に使用される場所
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塩化物による孔食やSCCに対する高い耐性を必要とする海底部品およびファスナー
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塩化物、ハロゲン化有機物、酸化性混合物にさらされる化学プロセス機器
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熱交換器、炉部品、高温構造部品
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高温強度および耐食性が不可欠な航空宇宙部品およびエンジン部品
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カジリ、磨耗、局部腐食が懸念される原子力機器や公害防止機器。
インコロイ825が一般的に使用される場所
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硫酸およびリン酸プロセス機器および配管
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酸洗および化学薬品処理ライン
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公害防止スクラバーと排煙脱硫装置
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中程度の塩化物が存在するが、耐酸性とコストの削減が重要な課題である石油・ガス管製品および配管
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核燃料再処理装置。
これらのどちらかを選択するには、使用化学、温度、機械的負荷、寿命に適合させる必要がある。
10.選択マトリックス：実践的な決定ルール
合金の初期選択には以下のマトリックスを使用する。最終的な選択は、腐食試験とプロジェクト固有の条件を用いた材料工学的分析によって検証されるべきである。
| サービス条件 | 好ましい合金 |
|---|---|
| 塩化物含有量が高く、孔食や隙間腐食のリスクがある。 | インコネル625 |
| 高温での高い機械的負荷 | インコネル625 |
| 濃硫酸またはリン酸サービス | インコロイ825 |
| 中温での酸化性/還元性の混合水性化学物質 | インコロイ825または625；酸組成と塩化物含有量を評価する。 |
| サワーサービス H2S/CO2 - 低温～中温 | NACE MR0175/ISO 15156に従って評価する。 |
| 局所的な腐食リスクが低く、コスト重視の非専門配管 | インコロイ825 |
| 局所的に高い耐食性が求められるファスナーや小型部品 | インコネル625 |
常にプロジェクトレベルの腐食アセスメントを実施し、NACE、ニッケル協会、材料ベンダーのガイダンスを参考にして、適合性および適格性テストを行う。
11.試験、検査、資格認定に関する推奨事項
これらの合金を使用した配管、容器又は構成部品を調達又は認定する場合には、以下のチェックを採用すること：
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工場試験証明書:UNS番号、Mo、Nb、Cu、Tiの実際の化学分析を確認し、熱番号のトレーサビリティを確保する。
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機械試験:ASTM/ASME規格に準拠した引張試験と硬度試験、低温での使用が可能な場合は衝撃試験。
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非破壊検査:圧力部品にはRT/UT、溶接部には必要に応じて液体浸透探傷剤または磁性粒子を使用する。
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腐食試験:重要なサービスについては、プロジェクト条件下で、クーポン浸漬試験、電気化学試験、隙間腐食試験を実施する。
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サワー・サービス資格:NACE MR0175/ISO 15156への適合は、最新版と材料メーカーのガイダンスを使用して確認する。ニッケル協会の文書には、貴重な定量的腐食マップが記載されています。
12.コスト、サプライチェーン、調達に関する注記
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相対コスト:一般的に、インコネル625は、ニッケル、モリブデン、ニオブの含有量が多いため、インコロイ825より高コストである。価格感応度は世界のニッケルとモリブデン市場に依存する。
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空室状況:いずれの合金も一般的だが、特定の形状やサイズ（厚板、大型鍛造品、長尺シームレスパイプ）にはリードタイムがかかることがある。リードタイムの長い品目については、サプライヤーと早めに交渉することを推奨する。
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仕様の明確さ:PO には、UNS 番号、ASTM/ASME 規格、要求される製品形状、受入試験、および NACE/ISO の資格を使用する。納品時にミル証明書と非破壊検査報告書を要求する。
13.故障モードとサービス教訓
一般的な故障モードとその軽減方法：
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塩化物サービスにおける孔食／隙間腐食:MoとNbを多く含む合金（インコネル625）を使用するか、塩化物活性の低い合金を使用し、カソード保護を施し、淀んだ隙間を避けるよう適切に設計する。
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溶接後の粒界攻撃:両合金とも、鋭敏化を抑える元素（825ではTi、 625ではNb）を含んでいる。入熱を制御し、圧力配管には完全溶け込 み溶接を使用する。
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応力腐食割れ:引張応力の低減、耐SCC性の高い合金の選択（塩化物SCCには625）、環境化学と温度の管理。
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予期せぬ酸による攻撃:インコロイ825は硫酸やリン酸に適していますが、625は酸化性の高温塩化物系に適しています。常に特定のプロセス濃度と温度でテストしてください。
14.賛否両論クイックリファレンス
インコネル625
長所
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優れた耐局部腐食性（孔食、隙間腐食）と耐塩化物SCC性。
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室温および高温での強度が高い。
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耐酸化性に優れ、高温での使用に耐える。
短所 -
材料費が高い。
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低強度合金よりも加工が難しい。
インコロイ825
長所
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硫酸やリン酸などの還元性酸に優れた耐性を示す。
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水性環境における一般的な耐食性に優れる。
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多くのケミカル・サービスにおいて、625よりも経済的である。
短所 -
塩化物を多く含む環境での耐孔食性と耐隙間腐食性は625よりも低い。
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高温強度が低い。
15.発注書の推奨仕様文言
材料を指定するための短い条項の例：
「材料は、UNS N06625、ASTM B443（板/シート）またはASTM B446（棒）に準拠したインコネル625とし、完全なミルテスト証明書、NDTレポート、およびMo≥8.0wt%およびNb≥3.0wt%を確認する化学分析を添付した焼鈍状態で納入すること。配管の場合は、ASME/ASTM パイプ/チューブ仕様を指定し、該当する場合は NACE MR0175/ISO 15156 の認定を含めること。"
インコロイ825については、UNSとASTM の参照を適宜置き換え（UNS N08825、ASTM B423/B424など）、分析でCuとTiの確認を要求する。
16.よくある質問
1.インコネル625とインコロイ825では、どちらが最も耐海水性に優れていますか？
インコネル625は、モリブデン含有量が高く、ニオブを安定化させることにより、海水や塩素環境で優れた性能を発揮し、孔食、隙間腐食、塩化物SCCに対して優れた耐性を発揮します。
2.インコロイ825は硫酸に適していますか？
インコロイ825は、銅とモリブデンの添加により、多くの還元性酸条件下での耐食性が向上するため、硫酸やリン酸処理用によく指定されます。濃度と温度の限界は、腐食試験で常に確認して下さい。
3.控えめに言って、825の代わりに625を使ってもいいですか？
技術的には625で代用できるが、オーバースペック になり、コストが高くなる可能性がある。代用する前に、625の機械的および冶金的特性が、 工程要件および溶接手順と適合することを確 認すること。
4.高温ではどちらが強いか？
インコネル625は、インコロイ825に比べて高温での強度が著しく高く、高温構造用途によく選ばれています。
5.両合金はNACE MR0175/ISO 15156サワーサービス要件に適合するか。
適合性は温度、H2S分圧、塩化物含有量に依存する。両合金とも、条件によってはサワー サービスに使用できるが、最新のNACE/ISOガ イドラインとベンダーのデータに従って適合 性を確認する必要がある。定量的限界については、ニッケル協会と材料ベンダーにご相談ください。
6.溶接後の熱処理は必要か。
これらの合金は安定化されているため、一般に腐食供 給には適さないが、特定の圧力容器規格や設計要 件ではPWHTが必要とされる場合がある。適用されるASME規 格および供給者の推奨に従ってください。
7.どちらが加工しやすいか？
インコロイ825は強度が低いため加工がやや容易であるが、625は加工硬化が大きく、より重い工具が必要になる場合がある。
8.インコネル625は塩化物応力腐食割れに完全に耐えられるか？
完全に影響を受けない合金はないが、625は多くの 業界試験や使用履歴において、塩化物によるSCCをほぼ完 全に防止している。それでも、引張応力を避け、隙間ができ ないように設計し、可能であれば環境を管理す る。
9.POにはどのような仕様を要求すればよいですか？
UNS番号、特定のASTM/ASMEまたはAMS規格、製品の形状と状態、必要な機械的試験、NDT要件、およびミル試験証明書を含む。腐食性環境または酸っぱい環境の場合は、NACE/ISO認定文書が必要。
10.625と825を素早く選ぶには？
2つの質問をする：その用途は、部品が高い塩化物活性、高温にさらされるか、または高い強度を必要とするか？もしそうなら625を選ぶ。主なリスクが硫酸やリン酸のような濃縮還元性酸や中程度の温度であれば、825を選択する。
17.試験および適格性チェックリスト
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UNS番号とミル証明書の化学的性質を確認する
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規格に基づく機械的試験（UTS、降伏、伸び）
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低温サービスにおいて衝撃試験が必要な場合
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ASME規格に準拠した圧力部品のNDT
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プロジェクトの化学的性質と温度に対する腐食認定試験
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サワーサービスのNACE MR0175/ISO 15156検査
18.クロージング・プラクティカル・ノート
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これらの合金を重要な用途に指定する場合は、必ずベンダーの設計ガイダンスと実地試験データを入手してください。ニッケル協会とASME/NACE の出版物は、腐食性環境と酸洗環境における材料の認定に関する業界慣行を提供しています。これらの技術ガイダンスを、使用化学的性質、温度、または複合応力が予期せぬ劣化をもたらす可能性のあるプロジェクトレベルの腐食試験と組み合わせてください。
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