精密合金管の材料と性質の詳細な分析

精密合金管の問い合わせは、要件ではなく評判を記述しています。精密とは、すべてのミルが使用する言葉であり、標準で定義されているものではありません。標準で定義されているのは公差であり、公差とは、符号と単位が付いた数値が寸法に付いたものです。

この違いは学術的なものではありません。なぜなら、チューブで重要な2つの数値は異なる通貨で書かれているからです。一般的なサービス用のシームレスおよび溶接オーステナイト系ステンレス鋼チューブの規格であるASTM A269では、外径12.7 mmから38.1 mmのチューブの外径はプラスマイナス0.005インチ（0.13 mm）に保たれ、同じチューブの肉厚はプラスマイナス10％に保たれます。一方は絶対値であり、もう一方はパーセンテージであり、後者は注文する肉厚によって変化します。

肉厚2.0 mmのチューブでは、10％はプラスマイナス0.20 mmであり、これは外径公差の1.5倍です。肉厚0.8 mmのチューブでは、同じ10％はプラスマイナス0.08 mmであり、これは直径公差よりもタイトです。同じ規格の同じ行が2つの異なる約束を生み出し、図面は実際に指定されている肉厚に対して読み取る必要があります。

このページでは、チューブ規格が実際に固定するもの、3つのチューブ寸法のどれが一度に固定できるか、平均肉厚と最小肉厚の違いがどれだけコストがかかるか、そして表面仕上げが寸法精度から別購入である理由を説明します。

ASTM A269は、計装および一般サービス用チューブで最も頻繁に引用される規格であり、その寸法表は全体を再現するには十分短いため、有用な参照資料です。以下の値は、外径と肉厚の公差であり、規格は公称肉厚0.5 mm以上に適用されます。

その表の2つの特徴が、その後のほとんどを決定します。直径公差は、チューブが大きくなるにつれて絶対値でステップアップしますが、これは描画プロセスとより大きなコイルの取り扱いが両方ともばらつきを加えるため、正常です。肉厚公差は、5つのサイズバンドのうち4つで10％にとどまるため、直径ではなく肉厚に合わせてスケールします。

規格には、カタログページではめったに言及されない境界線もあります。これは、公称肉厚0.5 mm以上から適用されます。この数値を下回ると、製品は異なるクラスに属し、通常は毛細管または皮下注射用チューブであり、異なる検査規則で別の文書に対して注文されます。A269に対して肉厚0.3 mmを要求するバイヤーは、規格がカバーしていないものを要求したことになります。

丸いチューブは3つの寸法で記述され、そのうち2つだけが独立しています。肉厚は、外径と内径の差の半分であるため、3つのうち任意の2つが3番目を固定します。

したがって、3つのすべてに公差を設定した図面は、すでに決定されている数量に公差を設定したことになり、3つの公差は通常互いに矛盾します。外径公差の上限と肉厚公差の上限にあるチューブは、それ自身の制限を超える内径を持ち、検査官は3つの数値のうちどれに対して部品が実際に購入されたかを決定する必要があります。ミルはこれを常に同じ方法で解決します。図面には、どの2つの寸法が支配的であるかを尋ねる注記が付いており、注記が回答されるまで注文は動きません。

どちらの2つを選択するかによって、プロセスも決まります。マンドレル上での描画は、マンドレルがボアを設定し、ダイが外径を設定するため、肉厚と内径を制御します。内部サポートなしでチューブを描画するシンキングは、外径を減らし、肉厚を増加させるため、外径寸法を保持し、肉厚を追従させます。センターレス研削は、外径と表面を修正し、すでに間違っている肉厚を修正することはできません。内径と肉厚を固定する図面は、外径と肉厚を固定する図面よりもコストのかかるルートを選択したことになり、価格差はプロセス差です。

表の肉厚公差は、次の2つの定義のいずれかに適用され、規格では購入注文でどちらかを指定する必要があります。平均肉厚注文は、平均が公差内に収まる限り、一部の点で公称値より低い肉厚を許容します。最小肉厚注文は、すべての読み取り値が公称値より下にならないことを要求します。

計算は単純ですが、商業的な結果はそうではありません。公称肉厚2.0 mm、公差プラスマイナス10％とします。

したがって、肉厚2.0 mmの最小肉厚注文は、平均2.22 mmのチューブを購入し、偏心の許容範囲を考慮する前に、公称値よりも最大11％重くなる可能性があります。薄肉チューブでは、質量は肉厚にほぼ比例するため、価格はそれに伴って変動します。肉厚2 mmとだけ書かれた注文書は、ミルに選択を任せ、ミルは金属の使用量が少ない解釈を提示します。

この区別は圧力定格も変更します。破裂計算は最小肉厚を使用するため、2.0 mmを想定して平均肉厚チューブ（最小1.8 mm）を受け取った設計は、チューブが規格内であっても、計算が想定したよりも薄い圧力境界を持ちます。

偏心とは、断面周りの肉厚のばらつきであり、寸法表のどの列にも直接記載されていません。表が肉厚公差と呼ぶものは、測定された肉厚に適用され、チューブは平均が公差内にある場合でも、肉厚公差を満たすことができます。結果として、片側が厚く、もう片側が薄い肉厚になり、平均は帯域内に収まります。

そのばらつきの発生源は、最終ダイの上流にあります。偏心は、シェルまたはビレットで発生し、断面全体での温度差が金属の流れを不均一にし、後続の各描画はそれを排除せずに減少させます。同心度を提示するミルは、合金の特性ではなく、独自のプロセス制御の結果を提示しているため、2つのサプライヤーは両方ともA269に準拠して出荷し、熱交換器で異なる動作をするチューブを製造できます。

薄肉は問題を悪化させ、規格もそれを認識しています。A269は、肉厚が外径の3％以下の薄肉チューブに対して、平均最大値と最小値の読み取り値が依然として準拠していることを条件に、通常の楕円度範囲を2倍まで超えることを許可しています。25.4 mmのチューブでは、3％の線は肉厚0.76 mmにあり、したがって肉厚0.7 mmのチューブはこの緩和されたクラスにあり、肉厚1.0 mmのチューブはそうではありません。薄肉と円形度を指定する図面で、その境界に気づかずに、規格が両立しない2つの要件を指定したことになります。

熱交換器の場合、これは化粧品の問題ではありません。熱負荷は肉厚に依存し、圧力定格は最小肉厚に依存し、チューブ・ツー・チューブシート継手はロール位置の肉厚に依存します。平均肉厚公差を満たし、溶接シームで薄肉部分を運ぶチューブは規格に合格しましたが、それでも継手を失敗する可能性があります。

寸法公差のいずれも表面を制約しません。A269は、清潔でスケールがないチューブを要求し、粗さ値を固定しないため、2つのチューブは外径で同じプラスマイナス0.13 mmを保持し、粗さで1桁異なる可能性があります。

表面が重要な場合、要件は別の文書または図面の行を通じて到着します。衛生サービスはASTM A270に注文され、A269にはない清浄度と表面要件が追加されます。医薬品および半導体サービスは電解研磨仕上げを追加し、仕上げはマイクロメートル単位の平均粗さとして記述され、測定長と機器が指定されます。滑らかなボアと言う図面は、検査可能な何も言っていません。

区別が商業的である理由は、粗さが別の操作によって生成されるためです。描画は寸法を設定し、研磨または電解研磨は仕上げを設定し、2番目の操作には独自の価格、独自のリードタイム、独自のスクラップ率があります。粗さ値を指定せずにバンドルされた見積もりは、バイヤーが強制できない仕上げを提示したことになります。

精密チューブは材料ファミリーではありません。それはいくつかの材料ファミリーの上に位置する製品クラスであり、各ファミリーは独自のチューブ規格によって管理されます。規格は、証明書がどのテストを報告するかを決定するため、合金の選択は書類作成まで及びます。

その表の2つのエントリには注記が必要です。チタングレード2は、コンデンサーおよび熱交換器チューブに使用される市販純粋グレードであり、グレード5は高強度合金で、そのチューブ形状は航空宇宙チューブ仕様に対して注文されるため、2つのグレードはコンデンサー注文で交換可能ではありません。炭素鋼および低合金鋼精密チューブは、EN 10305-1によって管理され、公差を単一の寸法表ではなくグレードとして表現するため、表の外にあります。そのクラスをニッケル合金の問い合わせに混ぜると、検査ルート、証明書、および価格基準が変更されます。

各文書の範囲には、見積もりを依頼する前に読む価値のあるサイズ制限があります。例えば、ASTM B163は、外径3インチ（76.2 mm）以下、最小肉厚0.148インチ（3.76 mm）以下のシームレスニッケルおよびニッケル合金コンデンサーおよび熱交換器チューブを対象としています。その範囲外の要件は、チューブ仕様ではなくパイプ仕様に属し、テスト要件はそれに伴って変更されます。

テストスケジュールは、2つの同様の注文が分岐する場所です。

A269に対して注文された316チューブとA213に対して注文された同じチューブは、同じ合金ですが、同じ購入ではありません。後者は引張結果と異なる受入ルートを持ち、アプリケーションが熱交換器の場合、後者は設計者が必要とする文書です。A213を要求したレビュー担当者にA269証明書を送っても、質問は解決しません。なぜなら、欠落しているテストは化学組成から推測できないからです。

4つの失敗が精密チューブ注文に関するほとんどのやり取りを占めており、すべて4つは注文が配置される前に表示されます。

1つ目は、外径、内径、肉厚をそれぞれ公差付きで指定する図面です。幾何学的に3つのうち1つが冗長になり、3つの制限はそれぞれの帯域の端で矛盾します。修正は、2つの寸法に公差を設定し、3番目を参照としてマークすることです。

2つ目は、基準が添付されていない肉厚の値です。平均肉厚と最小肉厚は、2 mmの肉厚で約11％の金属量が異なります。注文に記載がない場合、ミルはより軽い解釈を提示します。

3つ目は、薄肉に対する円形度または同心度要件です。規格は、熱処理中にセクションが保持できないため、すでに楕円度許容範囲を緩和しています。要件は不可能ではありませんが、異なるプロセスルートと異なる価格がかかります。

4つ目は、単語で表現された表面要件です。滑らか、清潔、研磨済みは測定不可能であり、入荷検査を通過するものはありません。測定長付きの粗さ値は測定可能です。

DLXは、江蘇省常州からニッケル合金およびステンレス鋼チューブをシームレスおよび溶接形式で供給しており、部品が異なる形状に移動するロッド、ワイヤー、ストリップでも同じ合金ファミリーを提供しています。チューブは、購入注文に記載された規格に対して製造され、肉厚基準が指定され、熱番号がテスト結果に追跡可能なEN 10305 3.1証明書が要求に応じて利用可能です。

ほとんどのチューブ見積もりを閉じる2つの質問があります。1つ目は、どの2つの寸法が支配的であるかです。なぜなら、その答えが図面とプロセスを設定するからです。2つ目は、肉厚の値が平均か最小かです。なぜなら、その答えが質量と価格を設定するからです。

それは図面が示す公差であり、それ以上ではありません。ASTM A269は、12.7～38.1 mmのチューブの外径をプラスマイナス0.005インチ（0.13 mm）に、肉厚をプラスマイナス10％に保ちます。これらは2つの異なる種類の約束であり、単語を数字なしで使用する図面はどちらも指定していません。

肉厚は2つの直径の差の半分であるため、3番目の数値は他の2つによって決定されます。3つの依存寸法の3つの公差は、それぞれの帯域の端で矛盾し、ミルは見積もり前にどちらの2つが支配的であるかを尋ねます。2つの寸法に公差を設定し、3番目を参照としてマークしてください。

平均肉厚注文は、平均が公差内に収まる場合、公称値より低い読み取り値を許容します。最小肉厚注文は、公称値より低い読み取り値がないことを要求します。肉厚2.0 mm、公差10％の場合、最小肉厚注文は平均2.22 mmを必要とします。これは、公称値よりも約11％多くの金属量を示しています。

薄肉セクションは熱処理中に歪むためです。ASTM A269は、肉厚が外径の3％以下のチューブに対して、平均最大値と最小値の読み取り値が依然として準拠していることを条件に、通常の楕円度範囲を2倍まで超えることを許可しています。25.4 mmのチューブでは、その境界は肉厚0.76 mmにあります。

A269に供給することは可能ですが、熱交換器は通常、ステンレス鋼の場合はA213、ニッケル合金の場合はB163に注文されます。なぜなら、これらの規格は設計が依存する引張および非破壊要件を持っているからです。合金は同一でも、証明書はそうではありません。

いいえ。寸法公差はサイズを制約し、粗さについては何も言いません。A269は清潔なチューブを要求し、スケールがないことを要求し、粗さ値を固定しません。衛生サービスはA270に注文され、医薬品仕上げは測定長を指定したマイクロメートル単位の平均粗さとして記述されます。

精密チューブは、異なるシステムに属する数値によって定義されます。外径はサイズとともに増加する絶対値で保持され、肉厚は肉厚とともに増加するパーセンテージで保持され、楕円度許容範囲は薄肉セクションに対して緩和され、表面は別の文書または図面の粗さ値で保持されます。4つすべてをキャプチャする注文書はチューブを指定したことになります。精密と言うものは、サプライヤー関係を指定したことになります。

幾何学は、どの公差表も除去できない制約を追加します。肉厚は2つの直径の差の半分であるため、2つの寸法は自由であり、3番目はそれに従います。どちらの2つが自由であるかを決定し、肉厚が平均か最小かによって、図面、プロセス、質量、および価格が決まります。

ASTM A269/A269M、一般サービス用シームレスおよび溶接オーステナイト系ステンレス鋼チューブの標準仕様。外径と肉厚の公差表、薄肉の楕円度規則、および公称肉厚の境界0.5 mmについて。

ASTM A213/A213M、シームレスフェライト系およびオーステナイト系合金鋼ボイラー、過熱器、熱交換器チューブの標準仕様。A269から分離する引張要件について。

ASTM A270、衛生用チューブの標準仕様。寸法表の外にある清浄度と表面要件について。

ASTM B163、シームレスニッケルおよびニッケル合金コンデンサーおよび熱交換器チューブの標準仕様。外径3インチおよび最小肉厚0.148インチの範囲制限について。

ASTM B165、シームレスニッケル銅合金パイプおよびチューブの標準仕様。モネル400冷間加工シームレスチューブを対象としています。

ASTM B167、ニッケルクロム鉄合金シームレスパイプおよびチューブの標準仕様。600、601、690ファミリーを対象としています。

ASTM B622およびB626、シームレスおよび溶接ニッケルおよびニッケルコバルト合金パイプおよびチューブの標準仕様。モリブデン含有腐食グレードを対象としています。

EN 10305-1、シームレス冷間引抜精密鋼管。炭素鋼および低合金鋼チューブクラスを管理する別の公差システムとして。

ここに引用されている公差値は、指定された規格の公開値であり、納入ロットの証明書ではありません。チューブは、購入注文に記載された規格のエディションに対して受け入れられ、後のエディションは表を改訂します。平均肉厚と最小肉厚の比較のように、数値が計算される場合は、規格から取られた値ではなく、定義の算術的な例示です。偏心は特定のプロセスルートの結果であり、ここに引用されているどの寸法表でも固定されていません。表面粗さは、指定された方法と指定された長さに従って測定され、それら2つの詳細がない粗さ値は検査できません。製品仕様は改訂され、注文に記載されたエディションが支配的です。ここにあるものは、エンジニアリングリリースまたはバイヤーとサプライヤーの間で合意された資格テストの代わりにはなりません。