塩水海洋配管用のアルミニウムパイプ肘

  • 2025-08-26 12:55:53

アルミニウムパイプの肘は、塩水海洋配管システムに不可欠なフィッティングです。流れの方向を変えるように設計されているため、軽量の構造、腐食抵抗、機械的強度を組み合わせています。これは、海洋環境で高く評価されている特性です。

アルミニウムパイプの肘は、指定された角度(一般的に45°または90°)で2つのパイプを結合するために使用される湾曲したフィッティングです。塩水海洋配管では、これらの肘は通常、海水からの腐食に抵抗する海洋グレードのアルミニウム合金から製造され、圧力と機械的負荷に十分な強度を提供します。

利点:

  • 海洋環境における優れた腐食抵抗
  • 軽量 - 容器の重量を減らし、燃料効率を向上させます
  • 良好な熱導電率と電気導電率
  • 製造、溶接、機械加工の容易さ
  • リサイクル可能で持続可能な材料の選択

一次機能

  • 流体の流れの方向を変える(例:45°、90°、180°の戻り)
  • 同一または異なる直径のパイプを接続します(還元剤を統合できます)
  • 配管の実行における不整合を補償します
  • エンジンルーム、バラストシステム、ビルジ、淡水ラインでのコンパクトルーティングを有効にする
  • 溶接、ろう付け、または機械的に結合できる安全なジョイントを提供する

典型的な海洋アプリケーション

  • 海水冷却回路(熱交換器、コンデンサー)
  • 原水の摂取と排出ライン
  • バラストおよびトリムシステム
  • 火のメイン配管および消防システム
  • ビルジとグレイウォーターシステム
  • デッキウォッシュと海の胸の接続
  • 油圧低圧サービス(アルミニウムが許容できる場所)
  • 非圧力アプリケーションの換気とダクト(合金の厚さが適切な場合)

一般的な合金の選択とそれらが重要な理由

海洋サービスには、塩化物が豊富な環境での孔食、隙間の腐食、ストレス腐食亀裂に抵抗する合金が必要です。パイプ肘に使用される一般的な海洋アルミニウム合金には、5083、5086、6061、および6063が含まれます。選択は、必要な強度、溶接性、耐食性に依存します。

表:海洋アルミニウムパイプの肘に使用される典型的な合金

合金典型的な気性海洋腐食抵抗溶接性典型的な使用
5083H111 / H116(または一部のコンポーネントの場合はO)優れた(高mg)素晴らしい海水配管、船体構造
5086H116 / H32素晴らしい素晴らしい海水サービス、構造部品
6061tat /染色1良い(5xxx合金未満)良い(溶けた治療が必要です)構造チューブ、非批判的な配管
6063tat /トーン適度素晴らしい押し出しプロファイル、非批判的な配管

技術仕様

表:アルミニウムパイプの肘の典型的な技術仕様(代表的な値)

パラメーター典型的な範囲 /値メモ
標準的な肘の角度45°、90°、180°利用可能なカスタムアングル
公称パイプサイズ1/2 "-24"(DN15 -DN600)リクエストに応じて製造された大きなサイズ
壁の厚さスケジュール5秒 - XXH(または1.2 mm - 25 mm)圧力とコードに依存します
作業圧力0.5-25バー(7-360 psi)壁の厚さ、合金、溶接品質に依存します
設計温度-196°C〜 +150°C(合金によって変化)高温の温度制限を確認してください
典型的な結合方法溶接(gtaw/tig、mig)、フランジ、圧縮フィッティング永久関節の溶接
表面仕上げミル仕上げ、陽極酸化、塗装、エポキシ/ウレタンコーティング攻撃的な環境に推奨されるコーティング
腐食保護カソード保護、コーティング、犠牲アノード多くの場合、海水サービスで組み合わされます

詳細な化学組成

以下は、海洋パイプの肘で一般的に使用される合金の代表的な化学組成(wt。%)です。実際の構成は、サプライヤーと材料認証に依存します。

表:化学組成(wt。%)

要素5083(約)5086(約)6061(約)6063(約)
アルミニウム(al)バランスバランスバランスバランス
マグネシウム(mg)4.0 - 4.94.0 - 4.90.8 - 1.20.45 - 0.9
マンガン(MN)0.4 - 1.00.45 - 1.00.15 - 0.40.02 - 0.2
クロム(CR)0.05 - 0.250.05 - 0.250.04 - 0.35≤0.1
鉄(fe)≤0.4≤0.4≤0.7≤0.35
銅(cu)≤0.1≤0.10.15 - 0.4≤0.1
シリコン(SI)≤0.4≤0.40.4 - 0.80.2 - 0.6
亜鉛(ZN)≤0.25≤0.25≤0.25≤0.2
チタン(TI)≤0.15≤0.15≤0.15≤0.1
その他(それぞれ)≤0.05≤0.05≤0.05≤0.05
その他(合計)≤0.15≤0.15≤0.15≤0.15

注:

  • 5xxxシリーズ(5083/5086)には、耐食性の高いMgが含まれています。
  • 6xxxシリーズ(6061/6063)は、シリコンとマグネシウムを備えた熱処理可能な合金です。

機械的特性と抑制条件

機械的特性は、合金と気性に依存します。以下は典型的な値です。

表:機械的特性(代表)

合金テンパー引張強度(MPA)降伏強度(MPA)伸長 (%)硬度(HB)
5083-H116275 - 350125 - 21512 - 1860 - 90
5086-H116275 - 340140 - 22012 - 1860 - 90
6061-tat310 - 350240 - 2908 - 1295 - 120
6063-tet160 - 220110 - 1708 - 1260 - 95

注:

  • H116/H111/H32は、腐食抵抗と溶接性を強調する海洋合金に共通する非加熱治療可能な気性です。
  • T6は、より高い強度を提供する熱処理温度です。 5xxx合金よりも耐性耐性が少ない場合があり、適切に処理されない限り、塩化物環境でのストレス腐食亀裂の影響を受けやすい場合があります。

実装基準とコード

海洋使用のためのアルミニウムパイプ肘の製造と設置しばしば、これらの基準と分類社会の要件を参照してください。

表:関連する標準とコード

標準 /コード範囲
ASTM B241 / B241Mアルミニウムとアルミニウムアロイのシームレスパイプ
ASTM B429一般的な用途向けのアルミニウム合金の押し出しバー、ロッド、ワイヤー、プロファイル、チューブ(押し出されたときに継手に適用できます)
ASTM B241Mシームレスなアルミニウムパイプのメトリック同等物
ASME B31.1 / B31.3パワーおよびプロセス配管(圧力設計については相談)
DNV / ABS / Lloydの登録海洋配管システムの分類社会要件
ISO 6361アルミニウムおよびアルミニウム合金シート、ストリップ、プレート(溶接製造に関連)
および573 /および755欧州合金と押出基準
AWS D1.2アルミニウムの溶接(構造溶接)

注:

  • 造船所とOEMは通常、材料テスト、NDT、およびトレーサビリティを組み込んだ分類社会規則(DNV、ABS、LR)に従います。
  • 通常、溶接手順では、ASMEまたはAWS基準ごとに資格が必要です。

製造および結合方法

  • 溶接:GTAW(TIG)は、高品質のジョイントで一般的です。より速い生産に適したMIG(GMAW)。適切なフィラー金属(5xxx合金の場合はER5356、6xxxのER4043/ER5356)を選択する必要があります。
  • ホットフォーミング:ベンドは、必要に応じてその後の熱処理でマンドレルの曲げまたはプレスブレーキによって製造できます。
  • 押し出しと機械加工:肘は、押し出されたセクションから製造され、マンドレルに曲がったパイプセクションから製造できます。選択は、サイズ、寛容、コストに依存します。
  • 表面処理:塩化物では陽極酸化が制限されています。推奨されるコーティングには、エポキシプライマーと海洋グレードのトップコートが含まれます。カソード保護(犠牲アノード)は、大規模な海水システムによく使用されます。

表:典型的な溶接フィラーの選択

ベース合金推奨フィラーメモ
5083 /5086ER5183(Al-MG-3) / ER5356ER5183は、より高いMg合金よりも好まれます。ホットクラッキングを最小限に抑えます
6061ER4043(al-Si)またはER5356ER5356はより高い強度を与え、ER4043はより良い外観と延性を与えます

腐食挙動と保護

  • ピッティングと隙間の腐食は、海水における主な関心事です。 5xxx合金(mg含有)は優れた耐性を示します。それでも、隙間、堆積物、およびガルバニックカップルは腐食を開始できます。
  • ガルバニック腐食を防ぐために絶縁されていない限り、異なる金属(銅合金など)との直接接触を避けてください。
  • 該当する場合は、保護コーティング、定期的なフラッシング、および犠牲アノードを使用します。
  • 犠牲部品を検査および交換するためのアクセシビリティの設計。

表:腐食管理戦略

問題緩和
ピッティング/隙間腐食5083/5086を使用します。隙間形成アセンブリは避けてください。コーティングを適用します
ガルバニック腐食異なる金属を電気的に分離します。互換性のあるファスナーを使用します
バイオフーリングアンチフーリングコーティング;定期的なクリーニング
侵食腐食壁の厚さを増やします。スムーズな流れの遷移;キャビテーションを避けてください

品質管理、テスト、および認定

  • 材料のトレーサビリティ:化学的および機械的試験結果を示すミルテスト証明書(MTC)
  • 非破壊検査(NDT):溶接部の放射線撮影または超音波検査。表面欠陥の染料浸透剤
  • 圧力検査:設計コードごとの静水圧または空気圧テスト
  • 寸法検査:半径、角度、および最終準備を確実にしてください仕様を満たす
  • 表面検査:コーティングと仕上げが海洋暴露の要件を満たすことを確認します

表:典型的なテストと受け入れ基準

テスト目的典型的な受け入れ
化学分析合金組成を確認しますスペック制限内(例:ASTM)
引張試験機械的強度を確認します合金テンパー値を満たします
X線撮影溶接テスト内部溶接欠陥を検出しますコードごとに関連する不連続性はありません
静水圧テスト圧力の完全性を確認しますテスト圧力での漏れはありません(1.5 x設計圧力が頻繁にあります)
視覚的および寸法フィットと仕上げ指定された公差内

塩水サービスのための設計上の考慮事項

  • 最初に腐食抵抗のために合金と抑制を選択します。強度2番目 - 5xxx合金がしばしば好ましい。
  • 壁の厚さは、腐食手当、侵食、および機械的負荷を説明する必要があります。
  • 海水での長期走行のための犠牲のアノードまたはカソード保護を含めます。
  • 停滞した海水が塩化物を集中できる隙間と脚を最小限に抑えます。
  • 互換性のあるファスナーとサポートを指定します。ステンレス鋼(316/316L)は、隔離されていない場合でもガルバニックの問題を引き起こす可能性があります。
  • 熱膨張と振動を検討してください。必要に応じて、柔軟なカップリングまたは膨張ループを可能にします。

例テクニカルデータシート(代表)

表:肘の仕様の例(90°溶接肘、5083-H116)

アイテム仕様
材料アルミニウム合金5083、Temper H116
接続を終了しますバットウェルドエンド(ASME/ASTMごとに作成)
From / id公称パイプサイズあたり(例:4 "OD、3.5" ID)
壁の厚さ5.0 mm(例)
半径1.5d(長径)
設計圧力10バー(例)
テスト圧力15バー静水圧
表面仕上げミル仕上げ +エポキシプライマー +ポリウレタントップコート
認証EN 10204 3.1 / ASTM MTCあたりのMTC; NDT溶接X線撮影;圧力テスト記録

インストールとメンテナンスのヒント

  • 汚染を防ぐために、備品を乾燥した換気エリアに保管してください。
  • 機械加工オイルと破片を除去するために使用する前に内部的に配管をきれいにします。
  • 可能であれば、設置前に適切な保護コーティングを適用してください。
  • フランジ付きジョイントで互換性のあるガスケットと分離材料を使用します。
  • 特に溶接および関節で、陽極保護、コーティング、腐食の兆候について定期的な検査をスケジュールします。
  • 消費率に基づいて定期的に犠牲アノードを置き換えます。
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Lucy

アルミニウムパイプの肘は、塩水海洋配管システムに不可欠なフィッティングです。流れの方向を変えるように設計されているため、軽量構造、腐食抵抗を組み合わせています。

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