ステンレス鋼フランジの製造工程
フランジは配管業界の基本的な必需品である。フランジは、角に穴のあいた板です。これによって、漏れを起こすことなく2本のパイプをしっかりと接続することができる。ステンレス鋼は、このフランジの材料としてよく使われている。しかし、ステンレス製フランジの製造工程については、多くの人が相談を受けているようだ。
この記事では、フランジ製造に関わるすべてのステップについて説明します。もしあなたが配管や配管分野の初心者なら、この記事はあなたのためのものです。ステンレスフランジに関するすべてを、最もわかりやすい言葉で説明します。それでは始めましょう！
ステンレス鋼フランジが人気の理由
まず、なぜステンレス鋼フランジがこれほど人気があるのかを学んでみよう。
ステンレス鋼のフランジは錆びにくく、耐久性があり、頑丈です。漏れの兆候を示すことなく、高い流体圧力に容易に耐えることができます。さらに、入手が容易で比較的安価です。これらの要因により、ステンレス鋼フランジは配管業界で非常にトレンディなものとなっています。
この素材は、さまざまな合金元素を含む鉄ベースの合金であることを忘れないでください。また、10.5%のクロムが含まれており、これがステンレス鋼を非常に特殊なものにしている。このクロムは酸素と接触すると酸化クロム層を作ります。この酸化皮膜は非常に頑丈で、この素材の錆を防ぎます。
そのため、ステンレス製のフランジは錆びにくい。だからステンレスのフランジが好まれるのです。ステンレスのフランジが100%錆びないということではありません。しかし、湿った状態での性能は、他の材料、すなわち炭素鋼やアルミニウムよりも優れています。 その人気のもう一つの理由は、優れた耐圧性能です。
フランジは通常、高圧の流体を運ぶ2本のパイプを接続する。そのため、圧力に耐えられる強度が必要だ。もし弱ければ、フランジに漏れの問題が発生する。しかし、ステンレス素材は圧力に効率よく耐える。その結果、これらの材料で作られたフランジは、どんなに高圧の流体を運ぶパイプであっても安全性を保つことができる。
ステンレス鋼フランジの製造工程
このフランジの製造は簡単ではない。そこで、この部分をわかりやすいステップに分けました。そうすることで、ステンレス・フランジの製造がどのように行われるかをよりよく理解していただけると思います。では、さっそく始めよう！
1- ステンレス・スチール・タイプの選択
ステンレススチールには多くの種類がある と等級があり、それぞれ特性と価格が異なる。例えば、グレード304のステンレス鋼は、卓越した耐食性を備えています。逆に、耐薬品性が必要な場合は、316ステン レス鋼が優れた性能を発揮します。最終決定を下す前に、フランジが使用される条 件を分析する必要がある。そうすることで、正しいタイプのステンレ ス鋼を選ぶことができます。
2- ステンレス鋼を切断して生のフランジを作る
第二のステップは、選んだ材料をカットすることだ。ご存知のように、フランジは円形で側面に穴が開いています。そうでしょう？だから、円形の板を得るために材料もカットする必要があります。メーカーによっては、ステンレスの板やプレートも提供しています。その既成の板を使えば手間が省けます。
シートの切断にはさまざまな技術や機械が利用できる。標準的な方法には次のようなものがある：
- レーザー切断
- プラズマ切断
- ウォータージェット切断
一般的に、非常に厚いステンレス鋼を選択する場合は、プラズマ切断機が好ましい。しかし、レーザー切断やウォータージェット切断は精度が高い。最近の切断機にはCNC機能が付いていることを忘れないでください。つまり、コンピューター・システムによって制御されるため、精度が向上します。このステップでは、より多くの機械加工を必要とする生の円形状のフランジが得られます。
3- 生フランジの加熱、鍛造、成形
未加工フランジが切断されると、950℃から1250℃で加熱される。この加熱は、生のフランジを成形する上で重要な役割を果たす。加熱によってフランジは可鍛性になり、成形しやすくなる。加熱後、軟化または可鍛性の ステンレス鋼フランジ フランジの希望形状に近い金型にはめ込む。
金型が閉じられると、プレスが行われる。その結果、可鍛性材料は金型の形状を採用します。そのため、希望する形状に正確に近いフランジを得ることができる。このように加熱してから成形する工程を鍛造と呼ぶ。この工程には、開放型鍛造と密閉型鍛造の2種類があります。
開放型鍛造は、一般に大きなフランジを製造する場合に使用される。一方、閉塞鍛造は金型を使用し、より小さなフランジの製造に適している。現代の製造では、加熱後のフランジを成形するために鍛造機を使用する。これらの機械はより迅速で効率的である。
4- より良い品質のための粗加工
鍛造工程は、フランジに望ましい形状を与える。しかし、特にエッジからの均一性にはまだ問題がある。そのため、このフランジにはさらなる機械加工が施される。一般に、CNC旋盤またはフライス盤が、優れた仕上げを行うために使用される。これらの機械は、フランジから不要なエッジや不要な材料を取り除きます。この機械加工の後、フランジのエッジは均一で滑らかになります。
5- ボルト穴開け
機械加工により、フランジは完璧な仕上がりと均一性が得られます。フランジに穴を開ける準備ができた。穴あけは、ステンレス鋼フランジ製造の中でも、 よりやっかいな工程であることを覚えておこう。穴は一般的に、フランジの端に近い円形に開けられる。
穴あけの際には、複数のパラメーターを考慮しなければならない。穴の直径は等しくなければならない。さらに、穴と穴の間隔や深さも均一でなければならない。穴あけで小さなミスがあると、その穴にナットを入れたときにズレが生じてしまう。かつては、穴あけには最大限の人間の注意が必要だった。
しかし、CNCボール盤の登場によって状況は変わった。メーカーはこれらの機械に命令をプログラムする。その結果、機械は指示に従って正確な穴を開ける。その精度とスピードは、フランジを製造する際の必需品となっている。
6- より良い強度のための熱処理
ステンレス鋼は非常に頑丈です。しかし、この材料で作られたフランジには、さらに熱処理が必要です。この熱処理により、フランジの機械的強度が向上します。熱処理は制御された温度で行われる。さらに、熱処理には以下の2つの方法がある：
- アニーリング
- 焼き入れと焼き戻し
焼きなましはフランジをゆっくり加熱・冷却する。一方、焼き入れと焼き戻しは素早く行われる。このプロセスでは、フランジは極端な冷却を受け、その後、突然高温にさらされます。これら2つの工程は、内部応力を緩和し、フランジの靭性を向上させます。
7- 表面処理と研磨
加熱することで耐久性が向上し、すぐに使えるようになる。しかし、メーカーはこのフランジにさらなる表面処理を施す。例えば、フランジの表面を滑らかにするために旋盤を使う。さらに、穴の内径を確認するために、中ぐりや面取りが行われる。
メーカーによっては、フランジに塗料を塗って耐腐食性を高めている。しかし、この塗装はあまり重要ではない。ステンレスの素材自体が錆びにくいからだ。この表面処理の後、フランジは検査を受ける。この過程で、実環境下でのテストが行われる。設定された基準を満たせば承認され、使用可能となる。
結論
フランジの製造は、特に適切な工具がないと厄介なことになります。この記事では、さまざまな工具や機械の使用について述べた。それらがなければ、工程は困難になる。人為的なミスが発生する可能性は、ステンレス・フランジの品質に影響する。
一般的に、フランジはプロによって製造される。私はこの製作をDIYとは考えていない。この記事では、完全な製造方法をわかりやすい手順で説明した。工具があれば、その手順に沿ってフランジを作ることができる。しかし、工具をお持ちでない方は、この工程を試さないことをお勧めします。