「設計・建設規格及び材料規格に関する日本機械学会への説明依頼事項（その１）（案）」に対する回答
令和 5 年 2 月 28 日
(一社)日本機械学会
発電用設備規格委員会
表記につきましては、以下の通り回答いたします。
〇 説明依頼事項

１．設計・建設規格（１）「GTN-3240 対比試験片」の「GTN-3241 管」の(4)において、「反射体深さの寸法許容差は±15%」（2020 年版）と規定されました。反射体深さに寸法許容差を設けた理由、±15%の根拠及び機器の設計に与える影響について説明して下さい。
（２）「SSB-3131 供用状態Ａ及びＢでの許容応力」には、「ネジ部の有効断面積の代わりに軸部断面積の 75％を用いてもよい」（2012 年版）とされていまし
たが、「M12 以上のボルトでは、ネジ部の有効断面積の代わりに軸部断面積の 75％を用いてもよい。」（2020 年版）と規定されました。軸部断面積の 75％を用いてもよい対象を M12 以上のボルトに限定した理由を説明して下さい。
（３）「SSB-3342 ボルト穴の寸法」には、「ボルトのせん断応力により荷重を支える場合のボルト穴の寸法」が規定され、ボルト穴の径は「せん断力を受ける部分の径」（2012 年版）とされていましたが、「せん断力を受ける部分の径（ネジ部の場合は呼び径）」（2020 年版）と改定されました。ネジ部の場合は呼び径としてよいとする技術的根拠を説明して下さい。
２．材料規格（１）外圧チャートのうちいくつかについて、ASME 規格の変更に従って ASME 規格の図に整合させ、外圧チャートをデジタル値とし、補間式が設定されました。また、各材料の係数 B 1を定める曲線のチャートのデジタル値を一部追加し、「Part3 第 3 章 図 21 耐食耐熱合金 (GNCF1、NCF625)」を追加して
1（外圧の計算を行う場合に使用するもので、外圧の評価及び板厚計算に用いる。
）
1

います。
（ａ）外圧チャートのデジタル値の表が追加された材料、されなかった材料がありますが、このような変更を行った考え方を説明して下さい。
（ｂ）外圧チャートのデジタル値の表を追加した際、図との整合をどのように確認したのか、及びその確認結果について図表等を用いて説明して下さい。
（ｃ）「Part3 第 3 章 図 21 耐食耐熱合金 (GNCF1、NCF625)」の技術的根拠及び追加した考え方を説明して下さい。
（２）縦弾性係数及び線膨張係数を ASME 規格 Sec.II 2019 年版の Part D(Metric)と整合させた 2としています。
（ａ）線膨張係数について、2012 年版では分類番号 TE1（炭素鋼、合金鋼〔区分Ⅰ〕）と TE2（炭素鋼、合金鋼〔区分 II〕）に細分化されていたものを、2020 年版では TE1（炭素鋼，合金鋼）に統合しています。2012 年版の TE2（炭素鋼、合金鋼〔区分 II〕）と 2020 年版の TE1（炭素鋼，合金鋼）は数値が異なります。この影響について説明して下さい。
（ｂ）分類番号 TE8（17Cr-4Ni-4Cu 析出硬化型ステンレス鋼）については、熱処理記号により細分化され、材質が限定されています。熱処理記号 H1075
及び H1150 の線膨張係数は規定されていますが、他の材料についてはどのように扱うのか説明して下さい。
（ｃ）分類番号 TE6（オーステナイト系ステンレス鋼〔区分Ⅰ〕）、TE15（高ニッケル合金(NCF600)）、TE16（高ニッケル合金(GNCF1,NCF625)）及び TE19
（高ニッケル合金(GNCF3)）については、一部の温度で線膨張係数の値が変更になりました。この影響について説明して下さい。

2

〇 回答

１．設計・建設規格（１）「GTN-3240 対比試験片」の「GTN-3241 管」の(4)において、「反射体深さの寸法許容差は±15%」（2020 年版）と規定されました。反射体深さに寸法許容差を設けた理由、±15%の根拠及び機器の設計に与える影響について説明して下さい。

回答 （１）
改定理由は、2015 年追補の解説 GTN-3240-1 にあった規定内容を本文規定に持ってきたことによります。
数字の根拠は、JIS G 0582(2012)にある許容差「公差±15%（最小±0.03mm)）」を採用しています。
対比試験片の反射体は、UT 実施時の感度調整・基準感度設定に使用するものであり、機器設計への影響はありません。
なお、本文規定へ移動するにあたり、UT 基準感度への影響として UT 反射能率等から確認しています。許容差の最大／最小を考慮しても、UT で再試験を要求される感度差 2dB より十分に小さく（誤差ゼロの反射体に対して最大 1.4dB の感度差）、影響がないことを確認しており、2020 年版の解説に反射体の許容差による感度差の確認について記載しています。

3

（２）「SSB-3131 供用状態Ａ及びＢでの許容応力」には、「ネジ部の有効断面積の代わりに軸部断面積の 75％を用いてもよい」（2012 年版）とされていましたが、「M12 以上のボルトでは、ネジ部の有効断面積の代わりに軸部断面積の 75％を用いてもよい。」（2020 年版）と規定されました。軸部断面積の 75％を用いてもよい対象を M12 以上のボルトに限定した理由を説明して下さい。

回答 （２）
若干ではありますが、M12 未満のボルトでは有効断面積と軸部断面積の比が、少数点以下第 3 位を四捨五入して 0.75 未満となるため、適用範囲を M12 以上に限定しました。

ねじの呼びと有効断面積の関係

ねじの呼び

有効断面積

軸部断面積
2比率 (％)

2(mm )(mm )（有効断面積／軸部断面積）

M620.128.3

71.0

M836.650.3

72.8

M1058.0

78.5

73.9

M1284.3

11374.6

M16157

20178.1

M2024531478.0

M2230338079.7

有効断面積は、JIS B 1082-2009「ねじの有効断面積及び座面の負荷面積」による。

4（３）「SSB-3342 ボルト穴の寸法」には、「ボルトのせん断応力により荷重を支える場合のボルト穴の寸法」が規定され、ボルト穴の径は「せん断力を受ける部分の径」（2012 年版）とされていましたが、「せん断力を受ける部分の径（ネジ部の場合は呼び径）」（2020 年版）と改定されました。ネジ部の場合は呼び径としてよいとする技術的根拠を説明して下さい。

回答 （３）
2012 年版の規定からの SSB-3342 の規定の改定の履歴は以下の通りです。
2019 年版では、せん断を受ける部分の断面がねじ部と大きく異なる特殊な形状のボルトにも適用できるように、ボルト穴の寸法は、穴位置でのボルト断面寸法を基準に決めることを明確化したものです。せん断を受ける部分がネジ部の場合は、ボルトの呼び径を基準として寸法を決定することは従来から変更がありません。
2020 年版では、コンマ「，」から句読点「、」への変更だけです。

2012 年版SSB-3342 ボルト穴の寸法
ボルトのせん断応力により荷重を支える場合は，ボルトの穴の径はボルトの呼び径より 1 mm（ボルト呼び径が 20 mm を超える場合は，1.5 mm）以上大きくないこと。ただし，基礎ボルトについては，この限りでない。

2019 年追補
A19SSB-3342 ボルト穴の寸法
ボルトのせん断応力により荷重を支える場合のボルト穴の寸法は，以下によること。ただし，基礎ボルトについては，この限りでない。
(1) ボルトのせん断力を受ける部分の径が 20 mm 以下の場合
ボルト穴の径はせん断力を受ける部分の径（ネジ部の場合は呼び径）より 1 mm 以上大きくないこと。
(2) ボルトのせん断力を受ける部分の径が 20 mm を超える場合
ボルト穴の径はせん断力を受ける部分の径（ネジ部の場合は呼び径）より 1.5 mm以上大きくないこと。

52020 年版
20SSB-3342 ボルト穴の寸法
ボルトのせん断応力により荷重を支える場合のボルト穴の寸法は、以下によること。ただし、基礎ボルトについては、この限りでない。
(1) ボルトのせん断力を受ける部分の径が 20 mm 以下の場合ボルト穴の径はせん断力を受ける部分の径（ネジ部の場合は呼び径）より 1 mm 以上大きくないこと。
(2) ボルトのせん断力を受ける部分の径が 20 mm を超える場合
ボルト穴の径はせん断力を受ける部分の径（ネジ部の場合は呼び径）より 1.5 mm以上大きくないこと。

6２．材料規格（１）外圧チャートのうちいくつかについて、ASME 規格の変更に従って ASME 規格の図に整合させ、外圧チャートをデジタル値とし、補間式が設定されました。また、各材料の係数 B 3を定める曲線のチャートのデジタル値を一部追加し、「Part3 第 3 章 図 21 耐食耐熱合金 (GNCF1、NCF625)」を追加しています。
（ａ）外圧チャートのデジタル値の表が追加された材料、されなかった材料がありますが、このような変更を行った考え方を説明して下さい。

回答 （１）（ａ）【引用資料】発電用設備規格委員会 書面投票 No.234
第 65 回発電用設備規格委員会 資料番号 65-19-2
外圧チャートの見直しに関する検討方針は以下のとおりです。
デジタル値の表の追加については、検討方針の④のとおり、外圧チャートとデジタル値の同一性が確認された ASME のデジタルデータの表は取り込み、デジタルデータの表のないものは外圧チャートのみとしています。

3（外圧の計算を行う場合に使用するもので、外圧の評価及び板厚計算に用いる。
）
7

（ｂ）外圧チャートのデジタル値の表を追加した際、図との整合をどのように確認したのか、及びその確認結果について図表等を用いて説明して下さい。

回答 （１）（ｂ）【引用資料】発電用設備規格委員会 書面投票 No.234
第 65 回発電用設備規格委員会 資料番号 65-19-2
ASME2011a の外圧チャートとデジタル値を比較し、整合がとれていることを確認しています。

8

a. A 値について以下の比較によりチャートとデジタル値が整合していることを確認している。
（a）チャート：第 4.1.3－1 図（b）デジタル値：第 4.1.3－2 図

b. B 値について以下の比較によりチャートとデジタル値が整合していることを確認している。
（a）チャート：第 4.1.3－3 図（b）デジタル値：第 4.1.3－4 図

9

（ｃ）「Part3 第 3 章 図 21 耐食耐熱合金 (GNCF1、NCF625)」の技術的根拠及び追加した考え方を説明して下さい。

回答 （１）（ｃ）【引用資料】発電用設備規格委員会 書面投票 No.250
規格委員会書面投票用 資料【引用資料】発電用設備規格委員会 書面投票 No.294
第 73 回発電用設備規格委員会 資料番号 73-14-1

2014 年追補において JSME N12「耐食耐熱合金」のうち GNCF1 について、告示第 501 号への取込み時に参照された ASME SB443（UNS N06625）等を対象に ASME相当材を同定しました。
材料規格 2013 年追補には GNCF1 に対応する外圧チャートがないことから ASME相当材（SB-443 等(UNS N06625)）の外圧チャートを新たに取り込みました。
NCF625 は、1991 年の JIS 改正で ASME SB 443 等を基に JIS G 4901～4904 に追加された材料で、GNCF1 と NCF625 が相当材であることを同定しました。
GNCF-1 に対応する外圧チャートと同じ外圧チャートを NCF625 に対しても適用させることとしました。

1011（２）縦弾性係数及び線膨張係数を ASME 規格 Sec.II 2019 年版の Part D(Metric)と整合させた 4としています。
（ａ）線膨張係数について、2012 年版では分類番号 TE1（炭素鋼、合金鋼〔区分Ⅰ〕）と TE2（炭素鋼、合金鋼〔区分 II〕）に細分化されていたものを、2020 年版では TE1（炭素鋼，合金鋼）に統合しています。2012 年版の TE2（炭素鋼、合金鋼〔区分 II〕）と 2020 年版の TE1（炭素鋼，合金鋼）は数値が異なります。この影響について説明して下さい。

回答 （２）（ａ）【引用資料】発電用設備規格委員会 書面投票 No.483
第 94 回発電用設備規格委員会 資料番号 94-16-3-1
Group 1 から Group 2 に移動された 6 鋼種は、材料の実力値に則した分類に見直されました。

以降に、見直しの経緯を記します。
BPV II SG-PP の Record #16-911 において、Table TE-1 Thermal Expansion
for Ferrous Materials のうち Mn-1/4Mo、Mn-1/2Mo-1/4Ni、Mn-1/2Mo-3/4Ni、Mn-1/2Mo、Mn-1/2Mo-1/2Ni、Mn-V を Group 2 から Group 1 へ移動させ、Group2 の分類を Other Low Alloy Steels から Other Alloy Steels に変更することが提案された。
Table TE-1 Thermal Expansion for Ferrous Materials のうち Mn-1/4Mo、Mn-1/2Mo-1/4Ni、Mn-1/2Mo-3/4Ni、Mn-1/2Mo、Mn-1/2Mo-1/2Ni、Mn-V を Group 2から Group 1 へ移動 [参照：ASME 規格の改訂（Sec.II Part D 2015 年版）、および（Sec.II Part D 2017 年版）]。
ASME の改訂の動きを受けて、JSME 材料規格 2020 年版に反映

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ASME 規格 Sec.II Part D 2015 年版

ASME 規格 Sec.II Part D 2017 年版

JSME 材料規格 2020 年版

13改訂理由は、3/4Ni-1/2Mo-1/3Cr-V 鋼（SA-508 Grade 2）は炭素鋼と同様にGroup 1 に分類されているが、Mn-1/2Mo-3/4Ni 鋼（SA-533 Grade B）は Alloy
600 と同等の線膨張係数である Group 2 に分類されており、Mn-Mo 低合金鋼（SA-533Gr.B）の線膨張係数が高過ぎるため、Group 1 と同じにすべきであると指摘されたことによる。例えば、ASME 2015 Sec.II Part-D における 600 ºFの平均線膨張係数は、Group 1 が 7.4ｘ10-6 in/in/ºF、Group 2 が 7.8ｘ10-6in/in/ ºF、Alloy 600 が 7.8ｘ10-6 in/in/ ºF であった。
表

Ferrous Material および Nickel Alloys の平均線膨張係数（ASME 2015 Sec.II Part D ＠ 600 ºF）

A：瞬間線膨張係数

B：平均線膨張係数

C：線熱膨張係数＠70F

低合金鋼の物性値は化学成分や熱処理条件の僅かな違いでは影響されないことが指摘されており、そのことを確認するために、1992 年に StructuralIntegrity Associates (SI)から Thermophysical Properties ResearchLaboratory(TPRL)に測定依頼がなされ、線膨張係数の検証が行われた。その結果、SA-533Gr.B と SA-508Gr.2 の線膨張係数は同じ値であり、Alloy 600 より5～7%小さい値であることが報告された。
上記の検証結果を改訂根拠として審議の結果、SG-PP 及び BPV II StandardCommittee で改定が承認された。
[結論：再掲]Group 1 から Group 2 に移動された 6 鋼種は、材料の実力値に則した分類に見直されました。

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（ｂ）分類番号 TE8（17Cr-4Ni-4Cu 析出硬化型ステンレス鋼）については、熱処理記号により細分化され、材質が限定されています。熱処理記号 H1075
及び H1150 の線膨張係数は規定されていますが、他の材料についてはどのように扱うのか説明して下さい。
回答 （２）（ｂ）【引用資料】発電用設備規格委員会 書面投票 No.483
第 94 回発電用設備規格委員会 資料番号 94-16-3-1

JIS G 4303「ステンレス鋼棒」SUS630 の各応力表においては以下の熱処理区分の材料について規定しています。
HT1) 固溶化熱処理後析出硬化処理（熱処理記号 H1150）を行った材料
HT2) 固溶化熱処理後析出硬化処理（熱処理記号 H1075）を行った材料
他の熱処理区分の材料については規定しておりません。
以下に、JIS 及び ASME における記載を示します。
表

JIS G 4303 における析出硬化系の熱処理条件と機械的性質

表

ASME Sec. II Part D (METRIC)

15

2019 年版の記載

[結論：再掲]
材料規格「Part 2 第 1 章 表 1 使用する材料の規格」、「第 2 章 材料への特別要求事項」では、SUS630 の熱処理に対して制限はしておりませんが、各応力表では、相対的に強度が低く軟らかい H1075（常温最小引張強さ： 1000MPa，常温最小降伏点： 860MPa）及び H1150（常温最小引張強さ： 930MPa，常温最小降伏点： 725MPa）について規定しています。

16（ｃ）分類番号 TE6（オーステナイト系ステンレス鋼〔区分Ⅰ〕）、TE15（高ニッケル合金(NCF600)）、TE16（高ニッケル合金(GNCF1,NCF625)）及び TE19（高ニッケル合金(GNCF3)）については、一部の温度で線膨張係数の値が変更になりました。この影響について説明して下さい。
回答 （２）（ｃ）【引用資料】発電用設備規格委員会 書面投票 No.483
第 94 回発電用設備規格委員会 資料番号 94-16-3-1

材料規格 2012 年版との差異は、0.1×10-6 mm/mm/℃程度です。

以下に、線膨張係数の見直し結果を示します。
ASME 規格 2010 年版及び ASME 規格 2017 年版での線膨張係数の見直しに伴い、「TE6：オーステナイト系ステンレス鋼〔区分Ⅰ〕」、「TE15：高ニッケル合金（NCF600）」、「TE16：高ニッケル合金（GNCF1、NCF625）」、「TE19：高ニッケル合金（GNCF3）」の線膨張係数を見直しました。
表

線膨張係数見直し結果（１）17表線膨張係数見直し結果（２）[結論：再掲]
材料規格 2012 年版との差異は、0.1×10-6 mm/mm/℃程度です。

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