clause5.io/ welding/ ASME IX P-Numbers

Pナンバーとは？

Pナンバーは、ASME Section IXで使用される母材分類システムであり、組成と溶接性特性によって材料をグループ化します。このシステムは、同じグループ内の材料が溶接中に同様の挙動を示すことを保証しつつ、必要な手順資格の数を減らすために開発されました。Pナンバーは、Section IXのQW/QB-422に記載されており、ASME承認のすべての母材仕様書とその割り当てられたPナンバーおよびグループナンバーがリストされています。

Pナンバーシステムは、構造用鋼をグループIからVにのみ分類するD1.1 表 5.6よりもはるかに広範囲の材料をカバーしています。ASME IXのPナンバーは、Pナンバー1（炭素鋼）からPナンバー62（ジルコニウム合金）まであり、鉄系金属、ニッケル合金、アルミニウム合金、銅合金、チタン、および反応性金属をカバーしています。各Pナンバーは、同様の溶接挙動を持つ材料のファミリーを表しており、グループ内の1つの材料で資格を得た手順は、通常、同じグループ内の他の材料でも許容できる結果を生み出します。

主なPナンバーの割り当て

P-Number 1 — Carbon Steels

The most commonly encountered group in pressure vessel and piping 製作. Includes SA-36 (structural plate), SA-516 Gr.60 and Gr.70 (pressure vessel plate), SA-106 Gr.B (seamless pipe), SA-105 (forgings), SA-53 (welded and seamless pipe), and SA-179 (heat exchanger tubing). P-Number 1 is subdivided into Groups 1 through 4 based on carbon content and 強度 level. Group 1 covers lower-carbon, lower-strength materials. Group 2 covers medium-carbon steels with higher 引張強さ.

P-Number 3 — Alloy Steels (up to 0.75% Cr)

Covers low-alloy steels with chromium content up to 0.75% and total alloy content that exceeds P-Number 1 限界値. Includes SA-335 P1 and P2 (alloy pipe), SA-387 Gr.2 (alloy plate). These materials typically require 予熱 and often require 溶接後熱処理 (PWHT). A procedure qualified on P-Number 3 does not qualify for P-Number 1, and vice versa.

P-Number 4 — Alloy Steels (0.75% to 2% Cr)

Covers chromium-molybdenum steels in the 1Cr-0.5Mo and 1.25Cr-0.5Mo range. Includes SA-335 P11 and P12 (alloy pipe) and SA-387 Gr.11 (alloy plate). These materials require mandatory PWHT per the construction 基準. The higher chromium content makes them more sensitive to 水素割れ, requiring strict preheat and hydrogen control.

P-Number 5A — Alloy Steels (2.25% to 3% Cr)

Covers 2.25Cr-1Mo steels, the workhorse alloy for high-温度 refinery and petrochemical service. SA-335 P22 (pipe) and SA-387 Gr.22 (plate) are the most common specifications. PWHT is mandatory. These materials are also subject to temper embrittlement concerns in long-term elevated-temperature service.

P-Number 5B — Alloy Steels (5% to 9% Cr)

Covers 5Cr-0.5Mo through 9Cr-1Mo steels, including SA-335 P5 and P9. These materials typically require mandatory PWHT per the construction code due to their air-hardening tendency.

P-Number 8 — Austenitic Stainless Steels

Covers the 300-series austenitic stainless steels including SA-240 Type 304 and 316 (plate), SA-312 TP304 and TP316 (pipe), SA-182 F304 and F316 (forgings). Austenitic stainless steels generally require no preheat and no PWHT. The welding concerns are sensitization (carbide precipitation at grain boundaries), 高温割れ, and 溶接ひずみ due to the higher coefficient of thermal expansion compared to carbon steels.

P-Number 9A/9B — Nickel Alloy Steels

Covers nickel steels used in cryogenic service. P-9A includes 2.5% Ni steels (SA-203 Grade A), P-9B includes 3.5% Ni steels (SA-203 Grades D and E). These materials are designed for low-temperature applications such as LNG storage and ethylene plants where carbon steels lose ductility.

P-Number 10 — Various Chromium Stainless Steels

P-Number 10 covers a broad range of chromium-containing stainless steels across multiple subgroups. P-10A and P-10B cover ferritic stainless steels (409, 410S 種類). P-10H covers duplex and super duplex stainless steels (2205, 2507) that combine austenitic and ferritic microstructures. Duplex grades require careful 入熱 control to maintain the austenite-ferrite phase balance. P-10I and P-10J cover additional specialty grades. The subgroup distinction matters when the construction code requires impact 試験.

P-Number 11 — High-Nickel Low-Temperature Steels

Covers high-nickel steels for low-temperature and cryogenic service. P-11A covers high-strength quenched-and-tempered (Q&T) alloy steels. P-11A-1 specifically includes 9% Ni plate (SA-353, SA-553, SA-522), SA-333 Gr.8, and SA-420 WPL8 for LNG storage and cryogenic piping. Other P-11A subgroups (P-11A-2 through P-11A-5) cover Q&T plates and forgings such as SA-508, SA-533, SA-543, and SA-645. Note: 3.5% Ni castings (SA-352 LC3) are P-Number 9B, not P-11A. PWHT must be carefully controlled — excessive temperatures or holding times can degrade the toughness properties these steels are selected for. Toughness 要求事項 are mandatory for all P-11 materials.

Pナンバーグループディレクトリ

Table QW/QB-422には、約70の異なるPナンバーグループにわたる2,000以上の材料仕様書が含まれています。以下の表は、各Pナンバーファミリーと、その材料カテゴリー、代表的な仕様書、およびリストされている材料の数を示しています。

非鉄Pナンバー（P21+）は、QW/QB-421.2に従ってグループナンバーを使用しません。「—」はグループ細分化がないことを示します。

グループナンバーの説明

各Pナンバー内では、材料は組成範囲と強度レベルに基づいてさらにグループナンバーに細分化されます。グループナンバーが重要変数となるのは、参照する建設基準（Section I、Section VIII、B31.3など）が衝撃試験を要求する場合のみです。衝撃試験が必要な場合、同じPナンバー内でグループナンバーを変更するには、新しいPQRが必要です。衝撃試験が不要な場合、Pナンバー内のすべてのグループは資格目的で同等に扱われます。

この二重の扱いはASME IXに特有のものであり、D1.1やAPI 1104には同等のものはありません。これは、ASMEの哲学を反映しており、同じPナンバー内の材料は同様の溶接性を持つものの、溶接後の靭性挙動は、衝撃試験が指定された場合に個別の資格を必要とするほど異なる可能性があることを示しています。

「PナンバーシステムはASME IX資格の根幹です。Pナンバーを間違えると、WPS全体が無効になります。溶接がどれほど良く見えても関係ありません。」

— 規格 CWI instruction, reflecting ASME IX QW-403 重要変数 requirements

PナンバーとD1.1母材グループの比較

D1.1 Table 5.6 organizes structural steels into five groups (I through V) based on strength and 溶接性. This system is much simpler than ASME IX P-numbers because D1.1 covers only structural carbon and low-alloy steels, while ASME IX covers the full range of metallic materials used in pressure equipment. The rough equivalencies are P-Number 1 corresponding to D1.1 Groups I and II, and P-Number 3 corresponding to D1.1 Groups III and IV. D1.1 Group V (A913 Gr.80 HSLA steel) has no direct P-number equivalent because it is not commonly used in pressure equipment.

これら2つのシステムは互換性がありません。D1.1グループIでの資格は、ASME IX Pナンバー1の資格要件を満たしませんし、その逆も同様です。両方の基準で作業する製作者は、個別の資格記録を保持する必要があります。D1.1母材グループと予熱要件に関する質問については、予熱計算機を使用し、ミルシート (材料試験成績書)を使用して鋼材のグループを確認してください。

資格範囲

Pナンバー内の母材で資格を得た手順は、資格範囲を確立します。重要な規則は、Pナンバーの変更が重要変数であるということです。これは常に新しいPQRを必要とします。同じPナンバー内では、資格範囲は衝撃試験が必要かどうかに依存します。衝撃試験が不要な場合、すべてのグループがカバーされます。衝撃試験が必要な場合、特定のグループ（および衝撃試験の厳しさが低いグループ）のみがカバーされます。

異種金属継手（異なる2つのPナンバーを溶接する場合）については、ASME IX QW-424が特定の規則を定めています。各Pナンバーの組み合わせごとに個別の資格が必要です。P-1からP-1の資格は、P-1からP-8の継手をカバーしません。異種継手の溶加材の選択は、両方の母材に依存し、両方のPナンバーと互換性がある必要があります。溶加材のFナンバーは別の重要変数です。

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ASME BPVC IX:2025 — QW/QB-422、QW-424からの参照データ。ASMEとは提携していません。