鋳造のプロセスとは何ですか?パイプ鋳物ガイド

鋳造のプロセスとは何ですか?直接的な答え

鋳造は、最終部品の形状をした金型キャビティに溶融金属を注入し、冷却して固化してから金型から取り出す製造プロセスです。 これは、今でも広く工業的に使用されている最も古い金属加工法の 1 つであり、鋳造により、固体素材から機械加工するのではなく、複雑な中空の耐圧力形状を 1 つのステップで形成できるため、パイプ鋳造品の主要な製造方法であり続けています。

この記事では、鋳造プロセスの各段階を順番に説明し、特にその方法に焦点を当てます。 パイプ鋳物 産業および地方自治体での用途向けに製造、検査され、指定されています。

鋳造プロセスのステップバイステップ

具体的な技術は異なりますが、ほぼすべての鋳造プロセスは、パターン設計から完成品まで同じ中心的なシーケンスに従います。

1. パターンの作成 - 最終部品のレプリカ。通常は木材、金属、またはプラスチックで作られ、冷却時の金属の収縮を考慮して若干大きめに作られます。
2. 鋳型の製作 – パターンの周りに砂、セラミック、または永久的な金属の型を詰めて、溶融金属を受け入れるキャビティを形成します。
3. 溶解 - 金属、通常は鉄、鋼、またはアルミニウム合金を炉内で次の温度まで加熱します。 1,200℃と1,600℃ 合金に応じて
4. 注湯 — 流れを制御し、乱流を最小限に抑えるように設計されたゲート システムを通じて、溶融金属を金型キャビティに移送します。
5. 冷却と凝固 – 冷却速度は粒子構造と最終強度に直接影響するため、制御された速度で金属を冷却できます。
6. シェイクアウトと仕上げ - 金型材料を除去し、ゲートとライザーを切り取り、研削またはショットブラストによって表面を洗浄します。
7. 検査 - 部品の使用が承認される前に、寸法精度、内部健全性、機械的特性をチェックします。

パイプ製造に使用される一般的な鋳造方法

遠心鋳造

遠心鋳造は、パイプ鋳造、特にダクタイル鉄管の主流の方法です。溶融金属は高速回転する円筒型に注がれ、遠心力によって金属が型壁に向かって外側に押し出され、緻密で均一なパイプ壁が形成されます。一方、軽い不純物やガスは中心穴に向かって移動し、そこで除去されます。

砂型鋳造

砂型鋳造は、遠心鋳造で要求される回転対称性に合わないパイプ継手、フランジ、および不規則な形状のパイプ部品に使用されます。これは、生産量が少なく、エルボやティーなどの複雑なフィッティング形状に適した、柔軟で低コストの方法です。

鋳造がパイプ製造に好ましい方法である理由

鋳造によりパイプが製造されます。 均一な肉厚と一貫した内径 これは、加圧水、ガス、または工業用流体を運ぶパイプにとって不可欠です。遠心鋳造により製造されるダクタイル鉄管は、通常、 420MPa またはそれ以上の伸びと、地盤の動きや圧力サージ下での亀裂に耐えるのに必要な伸びを組み合わせます。この組み合わせは、他の製造方法では経済的に達成するのが困難です。

一般的なパイプ鋳造材料

パイプ鋳物の品質管理

パイプ鋳造品は加圧流体を運ぶことが多いため、検査基準は他の多くの鋳造部品よりも厳格です。一般的なチェックには次のようなものがあります。

• 静水圧試験 、各パイプは定格使用圧力をはるかに上回る圧力でテストされ、漏れなく使用条件に耐えられることが確認されます。
• 超音波ゲージによる肉厚測定で全周の均一性を確認
• 表面の亀裂や気孔を検出するための目視および染料浸透検査
• 合金がダクタイル鋳鉄の ASTM A536 などの指定規格を満たしていることを確認するための化学組成分析

プロジェクトに適したパイプ鋳物の選択

選択は、動作圧力と輸送される流体から始める必要があります。通常、都市の水道システムでは指定されています。 クラス350以上のダクタイル鉄管 一方、高圧工業用蒸気ラインまたは化学ラインでは、強度と耐食性の両方のために鋳鋼またはステンレス鋼が必要となることがよくあります。土壌条件も重要です。腐食性土壌または強酸性土壌の中を通るパイプには、基材に関係なく、ポリエチレンのケースまたは保護ライニングを含める必要があります。

パイプ鋳物を指定するエンジニアは、関連する規格に対するメーカーの認定も確認する必要があります。これは、サードパーティ認定の鋳物は、自己認定製品では受けられない一貫した静水圧および化学試験を受けており、重要なインフラ用途での早期故障のリスクが軽減されるためです。