ステンレス鋼のチューブについて知っておくべきことすべて：プロパティ、タイプ、アプリケーション

ステンレス鋼管 最低10.5％のクロムを含む鋼合金から作られた中空の円筒構造です。このクロム含有量は、表面に受動的で保護層を形成し、錆や腐食を防ぐため、重要です。これらのチューブは、液体やガスの輸送から構造的サポートを提供することまで、無数の産業の不可欠なコンポーネントです。それらの重要性は、耐久性、衛生、美的魅力の組み合わせに由来しています。

ステンレス鋼のチューブを使用することの重要な利点には、例外的な腐食抵抗、高い引張強度、極端な温度に耐える能力が含まれます。また、簡単に清掃して維持できるため、食品や医療セクターのような衛生アプリケーションに最適です。さらに、ステンレス鋼の非反応性の性質により、接触する材料を汚染しないようにし、純度と完全性を維持します。

ステンレス鋼とは何ですか？

ステンレス鋼は、腐食に対する優れた耐性で知られている鉄ベースの合金のファミリーです。その組成の定義要素はクロムであり、酸素と反応して表面に酸化クロムの薄い目に見えない層を形成します。パッシブフィルムとして知られるこの層は、ステンレス鋼に「ステンレス」品質を与えるものです。酸性環境での延性の改善や耐食性のニッケルや、孔食と隙間腐食に対する耐性のさらに大きな耐性のための特定の特性を強化するために、他の要素も追加されています。

ステンレス鋼の特性は多様であり、その組成を調整することで調整できます。重要なプロパティは次のとおりです。

腐食抵抗：前述のように、これはステンレス鋼の主な特徴です。異なるグレードは、さまざまな腐食剤に対するさまざまなレベルの耐性を提供します。

高強度と耐久性：ステンレス鋼は非常に強くて丈夫で、構造的および圧力をかけるアプリケーションを要求するのに適しています。

温度抵抗：機械的特性を大幅に損なうことなく、高温と低温の両方でうまく機能する可能性があります。

形成性：特定のグレードは非常に順応性があり、複雑な形状に簡単に形成できます。

衛生特性：ステンレス鋼の滑らかで非多孔質の表面により、清掃と消毒が簡単になります。これは、滅菌環境にとって不可欠です。

ステンレス鋼管の種類

ステンレス鋼のチューブにはさまざまな形があり、それぞれが特定の用途向けに設計されています。主な違いは、製造プロセス、形状、および使用されるステンレス鋼の特定のグレードにあります。

シームレスと溶接ステンレス鋼のチューブ

ステンレス鋼管の主な区別は、それらの製造方法です。

シームレスなステンレス鋼チューブ：これらは、固体ブロック（ビレット）で作られています。これは、中空のチューブを作成するためにマンドレルの上に加熱され、押し出されます。溶接がないため、シームレスなチューブは、構造全体にわたって優れた強度、圧力評価、均一な腐食抵抗を提供します。それらは、多くの場合、石油およびガスパイプライン、油圧システム、ボイラーチューブなどの高圧アプリケーションで使用されます。

溶接されたステンレス鋼チューブ：これらは、チューブ形状に丸められ、縫い目に沿って溶接されたステンレス鋼（コイル）の平らなシートから生成されます。溶接技術の進歩（タングステン不活性ガス（TIG）溶接など）により、これらのチューブは非常に信頼性が高くなりました。溶接チューブは一般に、費用対効果が高く、シームレスなチューブよりも長い連続長で利用可能です。それらは、美的仕上げが重要なアプリケーションや、手すり、家具、一部の食品加工装置などの非批判的な圧力アプリケーションに最適です。

さまざまな形

丸いチューブが最も一般的ですが、ステンレス鋼のチューブは、さまざまな機能的および美的ニーズに合わせて他の形状でも利用できます。

丸いチューブ：これらは最も一般的なタイプであり、輸送の構造強度と効率性に評価されています。建築の手すりから工業用配管まで、どこにでも使用されています。

正方形および長方形のチューブ：これらのチューブは、よりモダンで清潔な美学を提供し、建築、構造、および家具のアプリケーションで頻繁に使用されます。それらの平らな表面により、それらは剛性のあるフレームワークに参加して作成するのに理想的です。

一般的なステンレス鋼グレード

使用済みのステンレス鋼のグレードは、チューブの特定の特性とさまざまな環境への適合性を決定します。最も一般的なグレードは、オーステナイトのステンレス鋼である300シリーズのものです。

グレード304：これは最も広く使用されているステンレス鋼グレードです。 18％のクロムと8％のニッケルが含まれており、さまざまな大気や化学物質の曝露に優れた耐食性が得られます。これは非常に溶接性があり、形成可能であるため、キッチン機器、食品加工、建築用アプリケーションに最適な選択肢となっています。

グレード316：多くの場合、「海洋グレード」ステンレス鋼と呼ばれ、グレード316にはクロムとニッケルに加えてモリブデンが含まれています。モリブデンは、特に沿岸地域や化学処理植物などの塩化物が豊富な環境で、孔食と腐食に対する優れた耐性を提供します。これは、海洋用途と手術器具に適した選択肢です。

グレード321：このグレードは304に似ていますが、チタンが追加されています。チタンは鋼を安定化し、材料が高温に加熱されたときに発生する可能性のある「溶接減衰」として知られる現象を防ぎます。これにより、グレード321は、航空機の排気マニホールドや炉部品など、高温や溶接を含むアプリケーションに最適です。

ステンレス鋼管の特性

ステンレス鋼のチューブの広範な使用は、特性の独自の組み合わせの証です。これらの特性により、幅広い環境とアプリケーションで信頼できる選択肢があります。

耐食性

これは間違いなくステンレス鋼管の最も重要な特性です。クロム含有量は、錆やさまざまな腐食剤から基礎となる金属を保護する受動的で自己修復層を形成します。耐食性のレベルはグレードによって異なります。 304ステンレス鋼は一般的な用途に優れていますが、316や317などのグレードは、高塩濃度や攻撃的な化学物質などの過酷で腐食性の環境向けに特別に設計されています。

引張強度と耐久性

ステンレス鋼は、高強度と重量の比率で知られています。この材料から作られたチューブは、変形や壊れずに重大な圧力と機械的ストレスに耐えることができます。この引張強度により、構造用途や高圧液の輸送に最適です。それらの耐久性は、長いサービス寿命を保証し、頻繁な交換の必要性を減らします。

温度抵抗

ステンレス鋼のチューブは、幅広い温度で非常によく機能します。彼らは、極低温（非常に低い）および高温環境の両方で構造の完全性と強度を維持することができます。これにより、熱交換器、炉、極低温貯蔵などの用途に適しています。 321のような特定のグレードは、長期にわたって高温にさらされると、感作と腐食に抵抗するために特異的に安定しています。

衛生特性

ステンレス鋼のチューブの滑らかで非多孔質の表面は、衛生用途に最適な選択肢となります。この表面は、細菌や他の微生物の接着を防ぎ、洗浄して滅菌しやすいです。これが、ステンレス鋼のチューブが、衛生が最重要である食品および飲料、医療、製薬産業の標準である理由です。

製造プロセス

ステンレス鋼管の生産には、材料を最終的な形に形作るいくつかの特殊なプロセスが含まれます。選択した方法は、目的のプロパティとアプリケーションに依存します。

コールドドローイング

コールドドローイングは、正確な寸法と滑らかな表面仕上げのシームレスなチューブを生産するために使用されるプロセスです。チューブはダイを通して引っ張られ、その直径と壁の厚さを減らしながら、その長さを増やします。このプロセスは、鋼を硬くし、引張強度と硬度を改善します。冷たいチューブは、油圧システム、自動車コンポーネント、および緊密な許容範囲が重要な医療機器でよく使用されます。

押し出し

押し出しは、シームレスなチューブを作成するために使用される熱い作業プロセスです。加熱されたステンレス鋼のビレットがダイを通して押されて、望ましい形状を形成します。この方法は、直径のチューブと厚い壁のチューブを生産するのに効率的です。押し出しに続いて、最終的な寸法と表面の品質を達成するためにコールドドローイングが続きます。

溶接技術（TIG、レーザーなど）

溶接チューブの場合、製造プロセスはステンレス鋼の平らなストリップから始まります。このストリップは円形に丸められ、縫い目が一緒に溶接されます。最も一般的な溶接技術には次のものがあります。

Tig（Tungsten Inert Gas）溶接：この方法は、消費性のないタングステン電極と不活性ガスシールドを使用して、クリーンで高品質の溶接を生成します。高品質の溶接ステンレス鋼管の生産に広く使用されています。

レーザー溶接：このプロセスでは、濃縮レーザービームを使用して、ストリップのエッジを融合します。高速と精度を提供し、薄い壁と狭くてきれいな溶接継ぎ目を備えたチューブの大量生産に適しています。

ステンレス鋼のチューブの用途

ステンレス鋼のチューブの汎用性により、幅広い産業にわたって不可欠です。それらの特定のアプリケーションは、多くの場合、選択されたグレード、製造プロセス、および寸法に依存します。

産業用アプリケーション

ステンレス鋼のチューブは、産業環境を要求する上で重要です。化学処理では、化学攻撃に対する例外的な耐性のため、腐食性の化学物質とガスを輸送するために使用されます。石油およびガス産業は、安全性と耐久性が最も重要な高圧パイプラインと熱交換器用のシームレスなステンレス鋼チューブに依存しています。

建設と建築

建設と建築では、ステンレス鋼のチューブは、構造的完全性と現代的で審美的な魅力の両方を提供します。手すり、控除、フェンスに使用されます。なぜなら、耐久性があり、耐久性があり、天候に曝露して錆に抵抗するからです。彼らのクリーンな仕上げは、装飾的な要素やファサードの建設にも人気があります。

医療および医薬品用途

ステンレス鋼の衛生特性により、医療用および医薬品用途に最適な材料になります。チューブは、手術器具、病院の機器、および浄化された水とガスを輸送するためのクリーンルーム環境に使用されます。グレード316は、塩化物に対する優れた耐性のため、ここでよく好まれます。

食品および飲料業界

食品および飲料産業は、非反応性で洗浄しやすい表面に広範囲にステンレス鋼のチューブを使用しています。それらは、食品加工装置、乳製品パイプライン、醸造所システムで使用され、製品が純粋で汚染のない状態を保証します。これらのチューブのシームレスで研磨された内面は、細菌の蓄積を防ぎます。

自動車アプリケーション

自動車部門では、ステンレス鋼のチューブは、高温に耐え、排気ガスや燃料からの腐食に耐えることができるため、排気システムと燃料ラインに使用されます。それらの強さと耐久性は、高性能車両の構造フレームなどの他のコンポーネントにも最適です。

標準と仕様

特定の基準を順守することは、ステンレス鋼管の品質、安全性、互換性を確保するために重要です。これらの標準は、材料の構成から寸法と公差まですべてを定義します。

ASTM標準

米国試験材料協会（ASTM）は、ステンレス鋼管に広く認識されている基準を提供しています。たとえば、ASTM A269は一般的なサービス用のシームレスで溶接されたオーステナイトステンレス鋼チューブをカバーしますが、ASTM A312は、高温および一般的な腐食サービスのためにシームレスで溶接された、冷たく作業したオーステナイトのステンレス鋼パイプを指定します。

基準を把握します

欧州標準（en）も、仕様の重要なセットです。 EN 10217-7は、圧力目的で溶接されたステンレス鋼管の技術的配送条件を指定し、EN 10216-5はシームレスなチューブをカバーしています。これらの基準により、ヨーロッパで製造されたチューブが厳しい品質と安全基準を満たすことが保証されます。

寸法と公差

標準は、寸法（外径や壁の厚さなど）と公差（指定された寸法からの許容可能な変動）も指定します。これらの正確な測定は、特に複雑なシステムで、継手やその他のコンポーネントにチューブが正しく適合するようにするために不可欠です。彼らは、壁の厚さの変動、楕円形、まっすぐさを指示し、均一性と信頼性を確保します。

参加とインストール

適切な結合と設置は、ステンレス鋼のチューブシステムの性能と寿命にとって重要です。選択された方法は、アプリケーション、圧力要件、およびステンレス鋼のグレードに依存します。

溶接ステンレス鋼管

溶接は、永続的な漏れ防止接続を作成するための最も一般的な方法です。タングステン不活性ガス（TIG）溶接は、歪みを最小限に抑えてきれいで高品質の溶接を生成するため、ステンレス鋼に好ましい技術です。ベースメタルと互換性のあるフィラー金属を使用して、関節の耐食性を維持することが不可欠です。チューブの端の掃除を含む適切な準備は、汚染を避けるために重要であり、溶接を妥協し、将来の腐食につながる可能性があります。

機械的接続

永続的なジョイントが不要な場合、または溶接が非現実的である場合、機械的接続が使用されます。

フィッティング：カップリング、肘、ティーなど、さまざまな種類のフィッティングは、チューブの方向を接続して変更するために利用できます。これらの継手は、多くの場合、圧縮リングまたはねじれた接続が結合されており、安全でシール可能なジョイントを作成します。

フランジ：メンテナンスや検査のために定期的な分解を必要とする大きなパイプとシステムの場合、フランジが理想的なソリューションです。フランジはチューブの端に溶接され、その間のガスケットと一緒にボルトで固定され、強力な漏れ防止シールを作成します。

メンテナンスとケア

ステンレス鋼は腐食に対して非常に耐性がありますが、その長期的なパフォーマンスと外観を確保するためには、適切なメンテナンスとケアが必要です。

掃除と不動態化

定期的なクリーニングは、メンテナンスの最も単純な形式です。軽度の石鹸と水は、しばしば汚れや汚れを除去するのに十分です。頑固な染色の場合、非アブレイシブクリーナーを使用できます。水の斑点や錆を防ぐために、表面を徹底的に洗浄して乾燥させることが重要です。

不動態化とは、ステンレス鋼の自然な腐食抵抗を高める化学処理です。このプロセスでは、酸溶液（クエン酸など）を使用して鋼の表面から遊離鉄を除去し、それにより受動的な酸化クロム層が強化されます。汚染物質を除去し、保護層を回復するために、製造または溶接後に不動態化が行われます。

腐食の防止

腐食を防ぐには、避けることが重要です。

炭素鋼との接触：炭素鋼の小さな粒子は、ステンレス鋼の表面に自分自身を埋め込み、錆につながる可能性があります。

研磨クリーナー：研磨パッドまたはクリーナーは表面を掻き、受動層に損傷を与え、腐食を開始するためのサイトを作成できます。

塩化物：沿岸地域などの塩化物含有量が多い環境では、孔食を引き起こす可能性のある塩堆積物を除去するために頻繁に洗浄する必要があります。 316のような塩化物耐性グレードを使用することも、良い予防策です。

利点と短所

他の材料と同様に、ステンレス鋼のチューブには、選択プロセス中に考慮する必要がある独自の長所と短所のセットがあります。

ステンレス鋼管の利点

腐食抵抗：主な利点は、錆や化学的分解に抵抗する能力であり、過酷な環境で長い寿命を与えます。

耐久性と強度：ステンレス鋼のチューブは張力強度が高く、極端な圧力と機械的ストレスに耐えることができ、要求の厳しいアプリケーションに信頼性があります。

衛生的な特性：滑らかで非多孔質の表面により、それらは清掃や滅菌が容易になります。これは、食品加工やヘルスケアなどの産業にとって不可欠です。

温度抵抗：特性を大幅に失うことなく、極低温から高熱環境まで、広範囲の温度にわたってうまく機能します。

美学：クリーンでモダンなステンレス鋼の外観は、建築的および装飾的な目的に人気のある選択肢になります。

リサイクル性：ステンレス鋼は100％リサイクル可能であるため、環境に優しい選択肢となっています。

ステンレス鋼管の短所

コスト：ステンレス鋼のチューブは、一般に、炭素鋼やプラスチックなどの他の材料から作られたチューブよりも高価です。

重量：ステンレス鋼は、いくつかの代替品よりも重いです。これは、重量が重要な要因であるアプリケーションでは不利な点になる可能性があります。

溶接の要件：溶接ステンレス鋼には、他の金属の溶接よりも複雑なジョイントの耐食性を維持するために、特定の技術とフィラー材料が必要です。