10mmシームレスチタンチューブ 壁と圧力

10mm シームレスチタンチューブ：肉厚の選択と圧力定格

10mmのシームレスチタンチューブは、単一の製品ではなくサイズクラスです。この直径では、肉厚がほぼすべてを決定する変数となります。チューブが保持できる圧力、流量に使用できる内径、曲げられる半径、そして標準的な圧縮継手がグリップできるかどうかです。同じ10mmの外径とグレードの2本のチューブでも、一方が肉厚0.5mmで他方が2mmであるというだけで、破裂圧力で4倍の違いが生じることがあります。

肉厚が定格を決定する

内圧下のチューブの薄肉式は、周方向応力を圧力、直径、肉厚と関連付けます。応力は圧力と直径とともに増加し、肉厚とともに減少します。固定された10mmの直径では、肉厚を倍にすると周方向応力は約半分になり、圧力能力も約倍になります。下の表は、Ti-6Al-4Vグレードの焼きなまし最小値である895 MPaの引張強度と、単純な薄肉推定値を使用しています。コード定格では、溶接継手係数、温度 derating、および腐食代も適用されます。

これらの数値はスクリーニングツールとして扱い、設計定格としては扱わないでください。Barlowの推定値は、実際に供給される合金と調質を無視し、曲げ時の肉厚の減少を無視し、チューブが通常加圧システムで最も薄い部品であるという事実を無視しています。図面に記載されるべき数値は、コードベースを持つ設計圧力であり、肉厚は設計温度で必要なマージンを満たすように選択されます。

強度と密度を合わせて読む

このページでは、800 MPaの降伏強度、密度4.51 g/cm3、伸び20%を記載しています。これらの3つの数値は1つの材料を記述するものではありません。密度4.51 g/cm3は、無合金チタンの数値であり、その焼きなまし降伏強度は170～345 MPaの範囲であり、伸び20%はこれらの軟質グレードに典型的です。800 MPaの降伏強度は、密度約4.43 g/cm3、焼きなまし状態での伸びが約10%のTi-6Al-4Vファミリーに属します。

実用的な読み方としては、このページは1つの熱ではなく、チューブのファミリーを記述しているということです。800 MPaの数値を必要とするバイヤーは、Gr5を注文し、証明書に記載され検証された機械的特性を持つものを注文する必要があります。酸化性媒体での耐食性が必要で、曲げや成形のために20%の伸びを重視するバイヤーは、Gr2を注文する必要があります。問い合わせ時にグレードを指定することで曖昧さがなくなり、ミルはヘッドラインの数値に一致する肉厚ではなく、用途に合った適切な肉厚で見積もることができます。

10mmでのシームレス構造

このサイズのシームレスチューブは、通常、中空材からマンドレル上で冷間引き抜きされ、その後焼きなましと矯正が行われます。シームがないことは3つの点で重要です。小さな通路の流れを乱す溶接ビードが内面にないこと、攻撃的な媒体で優先的に攻撃される可能性のある熱影響部がないこと、そしてシームが開くことなくチューブを曲げたり再曲げしたりできることです。現場で成形される10mmラインの場合、これらの利点は、溶接引き抜きチューブに対する価格差を通常上回ります。

冷間引き抜きは、このサイズに必要な寸法制御も提供します。下の表の直径公差、肉厚公差、および真円度の低さは、チューブがフェルール継手でシールできるか、曲げ機を通過できるか、予測可能な曲げ半径を生成できるかを決定する値です。チューブを曲げる場合、外径の約3倍の曲げ半径は、焼きなましされたチューブとマンドレルを使用する場合の妥当な目標です。よりタイトな半径には、より柔らかい調質、より薄い肉厚、または充填された曲げが必要であり、チューブが切断される前に合意する必要があります。

10mmチューブの用途

計装ラインとインパルスラインがこのサイズの自然な用途です。取り回しが容易なほど小さく、わずかな付着層で詰まらないほど大きく、1mmの肉厚でほとんどのプラント圧力に対して十分な強度があります。海洋および移動機器の油圧制御ラインでは、塩水噴霧が鋼鉄ラインを台無しにするチタンで同じサイズが使用されており、移動構造物では軽量化が役立ちます。

化学薬品注入および計量スキッドでは、流量が小さく、媒体が攻撃的な場合が多いため、10mmチューブが使用されます。熱交換器およびサンプリング回路も同様の理由で使用され、小口径チューブは高速度でフラッシュできるという利点があります。医療および分析機器では、清潔で汚染のない内面が必要な場合、およびチューブが滅菌済みアセンブリの一部となる可能性がある場合に使用されます。

小口径作業に特有の注意点が1つあります。10mmチューブは内部容積が小さいため、空気のスラグや停滞した液体のポケットがその容積の大きな割合を占めます。デッドレッグは避けるべきであり、ドレンは低所に設置し、ラインは単に満たすだけでなくフラッシュできるように配置する必要があります。これはレイアウトの問題ですが、システムが稼働する時ではなく、チューブが切断される時に決定されます。

接合、試験、および注文

10mmのチタンチューブは、通常、溶接、圧縮またはバイトタイプ継手、または圧力があまり高くない場合はフレアで接合されます。溶接は、外面と内面の両方にアルゴンシールドが必要であり、溶接が酸素を吸収する温度を下回るまでパージを保持する必要があります。変色した溶接は汚染された溶接です。バイトタイプ継手は、継手部でチューブが完全に焼きなましされ、フェルールが内面を潰さずに食い込むのに十分な肉厚がある場合、チタンでうまく機能します。

完成したラインの通常の受け入れ試験は、設計圧力の1.5倍での圧力試験です。チューブ自体は通常、水圧または空気圧の証明試験と、サンプルの平坦化試験を受けて供給されます。エディカレント検査は、圧力試験では開かない縦方向の欠陥を検出するため、小径シームレスチューブで一般的です。

注文には、規格、機械的要件を持つグレード、公差付きの外径と肉厚、長さと直線度、納入状態と表面、および3.1証明書付きの試験パッケージを記載する必要があります。800 MPaが実際の要件である場合は、タイトルではなくグレードラインに記載し、実際のロットからの降伏結果を要求してください。そうすれば、プロパティは購入され検査され、説明から推測されることはありません。

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