銅管 は、精製された銅ビレットから始まり、配管、HVAC、冷凍、および工業用に使用できる正確な寸法のシームレスまたは溶接されたチューブで終わる多段階の工業プロセスを通じて製造されます。中心的な手順は次のとおりです 溶解、鋳造、押出または穿孔、絞り、焼きなまし、および仕上げ — ASTM B88、EN 1057、GB/T 18033 などの国際規格を満たすように各段階が厳密に制御されます。
銅管の製造方法を理解することは、購入者が品質を評価し、適切なサプライヤーを選択し、用途に適した管の種類を指定するのに役立ちます。この記事では、実際のプロセス データと工場レベルの詳細を含めて、銅管製造の主要な段階をすべて詳しく説明します。
あらゆるものの出発点 銅管工場 高純度の銅です。ほとんどのメーカーが使用している 電解タフピッチ(ETP)銅(C11000) 、最低99.9%の銅が含まれています。一部の特殊なチューブ、特に医療ガスまたは半導体用途では、純度 99.99% 以上の無酸素銅 (OFE、C10200) が必要です。
原銅は次のいずれかの方法で工場に到着します。
銅は、世界で最もリサイクルされている工業用金属の 1 つです。 世界の銅供給量の 30% 以上がリサイクルされたスクラップから来ています 、多くのチューブ工場では、標準的なチューブグレードの純度要件を満たしながら、バージン銅とリサイクル銅をブレンドしています。
銅管工場の最初の生産ステップは、原料の銅を溶解することです。 チャンネル誘導炉またはコアレス誘導炉 間の温度で 1,083℃と1,150℃ (純銅の融点は1,083℃)。溶融した銅は保持され、脱気されて溶存酸素と水素が除去されます。そうしないと、最終チューブに多孔性欠陥が発生します。
次に、精製された溶融物は、次の 2 つの主な方法のいずれかを使用してビレットまたは中空シェルに鋳造されます。
得られたビレット (通常、直径 80mm ~ 300mm、長さ 500mm ~ 3,000mm) は、次の段階に進む前に旋盤で表面を削り、表面の酸化物と鋳肌を除去します。
ここで中実のビレットが中空の管シェルに変換されます。銅管工場全体で使用される主な方法は 2 つあります。
ビレットは約100℃まで加熱されます。 800℃~900℃ そして油圧押出プレスに入れます。マンドレルが中心を貫通し、銅が金型に押し込まれ、「シェル」と呼ばれる厚肉の中空シェルが生成されます。 母管 または押し出しシェル。銅管製造における押出プレスは通常、次のような力で動作します。 1000万人と5000万人 。押出比 (ビレット断面とチューブ断面の比) は通常 20:1 ~ 80:1 の範囲です。
より大きな直径のシームレス管に使用されるこの方法では、加熱された固体ビレットを 2 つの角度の付いたロールの間に供給します。ロールは内部応力を発生させて中央のキャビティを開き、その後ピアシング プラグによって成形されます。このプロセスは鋼管の製造でより一般的ですが、一部の銅管工場でも大外径製品に適用されています。
押出または穿孔後、チューブシェルは次のようになります。 大まかな寸法公差と比較的厚い壁 — 後続のステップで最終寸法まで描画する必要があります。
冷間引抜は、銅管製造において最も重要な寸法制御段階です。押し出されたシェルは、段階的に小さくなる一連のダイを通して引かれます。各パスで外径と肉厚が減少し、同時にチューブの長さが長くなり、表面仕上げが向上します。
各冷間ドローパスは通常、断面積を次のように減少させます。 20%~45% 。最終仕様に到達するには、複数の描画パスが必要です。外径 60mm のシェルとして開始したチューブは、4 ~ 8 回のパスを経て最終的に外径 15mm、壁厚 1mm に達することがあります。
次の 2 つの主要な描画手法が使用されます。
最新の銅管工場の伸線速度は到達 100~400m/分 小径チューブ用のブルブロック(コイル)マシンに。摩擦と金型の磨耗を軽減するために、潤滑剤 (通常は油ベースまたはエマルジョン タイプ) が金型の入口に塗布されます。
冷間引抜加工により銅は硬化し、パスを重ねるたびに硬くなり、脆くなります。 アニーリング — 制御された熱処理 — 延性を回復し、必要な焼き戻し指定を達成するために、伸線パス間および/または最終伸線後に適用されます。
銅管工場における一般的な焼きなまし方法には次のものがあります。
| 気性 | 指定 | 状態 | 一般的な使用方法 |
|---|---|---|---|
| 軟質/焼きなまし | O60 | 完全に焼きなまし、曲げ可能 | 配管コイル、冷凍 |
| ハーフハード | H55 | 部分的に加工硬化済み | 一般的な配管の直線長さ |
| ハード / ドロー | H80 | 完全加工硬化、剛性 | HVAC、構造用途 |
最終的な伸線とアニーリングの後、チューブはローラー矯正機で機械的に矯正を受け、弓と真直度の公差(通常は ≤1.5mm/メートル ASTM B88に基づく)。コイル状の製品はスプールに巻かれるか、パンケーキ コイルに成形されます。標準的なコイルの長さは次のとおりです。 15メートルから50メートル 住宅用配管チューブ。
ロータリーカットオフマシンを使用して、直線の長さを標準サイズ (通常は 3m、4m、5m、または 6m) にカットし、きれいでバリのない端を残します。一部の銅管工場では、特に圧入またはプッシュフィット継手システムに供給されるチューブに対して、バリ取りと端面取りを標準で提供しています。
工場レベルで利用可能な表面仕上げオプションには次のものがあります。
評判の高い銅管工場では、出荷前にすべての生産バッチに厳格な品質保証プロトコルが適用されます。主要なテストには次のものが含まれます。
認定工場 ISO9001 原材料の熱量から完成したチューブのロットまで完全なトレーサビリティを維持します。大手メーカーは、NSF/ANSI 61 (飲料水用)、EN 1057 (ヨーロッパの配管)、特定市場向けの DEWA/WRAS 承認などの製品認証も取得しています。
すべての銅管が継ぎ目がないわけではありません。その間 シームレス銅管 — 上記の押出/延伸プロセスによって製造され、ほとんどの配管、HVAC、および冷凍市場を支配しています。 溶接銅管 特定の用途向けに製造されることもあります。
| 特徴 | シームレス | 溶接(ERW) |
|---|---|---|
| 出発物質 | 鋳造ビレット | 銅条/板 |
| 溶接シーム | なし | 現状(連続溶接) |
| 圧力定格 | より高い | 中等度 |
| 寸法範囲 | 幅広(3mm~300mm) | 通常、外径 50mm 以下 |
| コスト | より高い | 下位 |
| 一般的なアプリケーション | 配管、ACR、医療ガス | 熱交換器、装飾用 |
溶接銅管は、銅ストリップを一連の成形ロールに通して徐々に丸い断面に成形し、継ぎ目を抵抗溶接または TIG 溶接することによって形成されます。溶接後、チューブは通常、寸法精度と継ぎ目の完全性を向上させるために冷間引抜き加工されます。
現代の銅管工場では、普通の丸管以外にも幅広い種類の特殊な管を生産しています。これらには次のものが含まれます。
国内であろうと海外であろうと、銅管工場から調達する場合、次の指標によって、高品質の製造業者と、低コストだが信頼性の低い製造業者が区別されます。
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