ASTM B75 の焼き戻し指定 (O60、H55、H80 など) は、成形性と強度の選択をどのようにガイドしますか?

1. ASTM B75 の中心的な目的と範囲は何ですか?また、配管固有の規格 ASTM B88 とどう違うのですか?{2}}

「シームレス銅管の標準仕様」と題された ASTM B75 は、特別に加圧された水およびガス システムを除く、さまざまなエンジニアリング用途を対象としたシームレス銅管の一般要件を確立する基本規格です。その範囲は意図的に広く、C10200、C10300、C10800、C12000、C12200、C14200 などのいくつかの銅合金で作られた円形、長方形、正方形のチューブをカバーします。{2}

主な違いは、ASTM B88「シームレス銅水管の標準仕様」との比較にあります。

ASTM B75 (汎用チューブ):

目的: 「一般エンジニアリング」アプリケーション向けに設計されています。これには、冷凍、熱交換器 (ACR チューブ)、オイル ライン、油圧ライン、エア ライン、機械チューブなどの用途が含まれます。

寸法: 標準的な寸法を提供しますが、柔軟性が高く、厳格な「K、L、M」タイプのシステムに限定されません。

テスト: チューブは飲料水の圧力サービスを目的としていない可能性があるため、圧力テストの要件は B88 よりも緩やかです。-多くの場合、静水圧試験ではなく非破壊的な電気試験に依存します。

合金: 無酸素銅（C10200）やリン脱酸銅（C12200）など、幅広い銅合金をカバーします。{0}

ASTM B88 (配管/飲料水チューブ):

目的: 配管および飲料水供給システム、および火災用スプリンクラー システムに特に限定されています。

寸法: 圧力およびドレン用途向けに標準化された肉厚スケジュールであるタイプ K、L、M、および DWV によってチューブを厳密に定義します。

試験: 水圧下での漏れのない完全性を確保するために、厳密な静水圧試験または非破壊試験を義務付けています。{0}}

合金: 主に C10200、C10300、C10800、C12000、および C12200 をカバーします。

本質的に、ASTM B75 は汎用性の高い汎用規格です。一方、ASTM B88 は、単一の重要な用途に特化したコードで義務付けられた規格です。- ASTM B75 に準拠して製造されたチューブは燃料ラインに使用できますが、ASTM B88 に準拠して製造されたチューブは家庭の飲料水用に使用されます。

2. ASTM B75 に基づいて一般的に供給されている銅合金は何ですか?ETP (C12000) 銅と DHP (C12200) 銅の選択はその使用にどのような影響を与えますか?

ASTM B75 はいくつかの非合金銅グレードをカバーしており、最も一般的なものは次のとおりです。

C12000 (ETP 銅 - 電解タフピッチ): これは、0.02～0.04% の酸素を含む標準的な高導電性銅です。-これは、高い電気伝導性と熱伝導性が重要な一般用途に最も一般的で経済的な選択肢です。

C12200 (DHP 銅 - リン脱酸、高残留リン): この銅には酸素を除去するためにリンが添加され (0.015 ～ 0.040%)、「脱酸」銅となります。

C12000 と C12200 のどちらを選択するかは、製造方法と使用環境を決定するため、ASTM B75 チューブを指定する際の最も重要な決定事項の 1 つです。

製造への影響: 溶接とろう付け

C12200 (DHP) は、溶接を伴うあらゆる用途に最適です。酸素が存在しないため、「水素脆化」の影響を受けにくくなります。この現象とは、C12000 などの酸素を含む銅-が、水素を含む雰囲気で加熱されると（溶接中など）-脆くなって亀裂が入る現象です。

C12000 (ETP) は、配管やその他多くの用途の標準的な接合方法であるろう付けやはんだ付けに最適です。ただし、溶接アセンブリには使用しないでください。

導電率への影響:

C12000 (ETP) has superior conductivity, typically >100% IACS。このため、電気部品、バスバー、高効率熱交換器に最適です。

C12200 (DHP) の導電率は低く、通常は約 85% IACS です。これは、リン不純物が電子を散乱させ、電気抵抗を増加させるためです。

サービス環境への影響:

C12200 (DHP) is often specified for use in reducing atmospheres or high-temperature service (>400 度 / 750 度 F) では、ETP 銅の水素脆化のリスクが高くなります。

選択ルール: 曲げたりはんだ付けしたりする汎用の導電性チューブの場合、C12000 が標準です。{0}溶接アセンブリの一部となるチューブ、または重要な高温環境で使用されるチューブの場合、C12200 は必須です。-

3. ASTM B75 の焼き戻し指定 (O60、H55、H80 など) は、成形性と強度の選択をどのようにガイドしますか?

銅管の「焼き戻し」は冷間加工のレベルを表し、機械的特性を制御するための主要な方法です。 ASTM B75 は、管の状態を明確にコード化して理解できるようにする標準化された焼き戻し指定 (ASTM B601 による) を使用しています。

O60 (焼きなまし焼戻し):

プロセス: チューブを特定の温度に加熱し、ゆっくりと冷却することで結晶粒構造が再結晶化し、すべての内部応力が緩和されます。

特性: この状態では、最大の延性と柔らかさが得られます。ひび割れることなく、曲げたり、広げたり、成形したりするのが非常に簡単です。

用途: O60 チューブは、厳しい成形が必要な用途に不可欠です。これには、冷凍用のコイル状チューブ、油圧ライン、障害物を乗り越えるために急な曲がりが必要なあらゆる設置が含まれます。

H80 (ハード ドロー テンパー):

プロセス: チューブは室温で金型に引き抜かれ、材料が塑性変形して加工硬化されます。{0}

特性：高い引張強さ、降伏強さ、剛性を持っています。ただし、脆いので曲げようとすると割れてしまいます。

用途: H80 チューブは、剛性と強度が有利な、長く真っ直ぐな走行に使用されます。例としては、チューブの真直さと剛性が重要となる真っ直ぐな構造コンポーネント、サポートロッド、機械加工部品などが挙げられます。

H55 (引抜き、軽焼鈍):

プロセスと特性: これは中間の焼き戻しです。チューブは軽く冷間引き抜きされ、その後、結晶粒を完全に再結晶化させることなく一部の内部応力を緩和する低温熱処理が施されます（「応力除去焼鈍」と呼ばれるプロセス）-。

特性: 優れたバランスを備えています。{0}焼きなましたチューブよりも強度がありながら、軽い曲げやフレアに耐えるかなりの延性を保持しています。また、安定しており、「季節割れ」（応力腐食割れ）に対しても耐性があります。

用途: H55 は通常、真っ直ぐで扱いやすいため、空調および冷凍 (ACR) チューブとして指定されていますが、取り付け中に亀裂が生じることなくわずかに曲げることができます。

技術的な決定: 選択は直接のトレードオフです。-最大の成形性を実現するには O60、直線部分での最大の強度を実現するには H80、精密用途向けのバランスのとれた安定した焼戻しには H55 を選択します。-

4. チューブの完全性を保証するために ASTM B75 によって義務付けられている重要な品質保証およびテスト要件は何ですか?

ASTM B75 には、チューブが健全で、寸法が正確で、目的に適合していることを確認するためのいくつかの必須テストが含まれています。

化学分析: 材料は、選択した銅合金 (C12000 または C12200 など) に指定された化学組成の制限に適合する必要があります。これは、メーカーからの鋳造またはサンプル分析によって検証されます。

引張試験: チューブは引張強度と伸びの最小要件を満たさなければなりません。これにより、指定された焼き戻し (O60、H80 など) に対応する機械的特性が検証されます。

フレアリングテスト (焼きなまし焼き戻しの場合): 焼きなまし (O60) チューブのサンプルは、ひび割れや裂け目なしに指定された直径増加までのフレア加工に耐える必要があります。これは、チューブの延性と、継手を受け入れるためにフレア加工するための適合性を証明するための重要なテストです。

静水圧試験または非破壊電気試験:

水圧試験: チューブに水が満たされ、漏れや故障の兆候が見られずに、指定された応力レベルまで最低 5 秒間加圧されます。これは圧力の完全性を直接テストするものです。

非破壊電気試験: 代替として、チューブに渦電流試験を実施することもできます。このテストでは、チューブは交流電流が流れるコイルを通過します。あらゆる欠陥 (亀裂や介在物など) があると、渦電流の流れが妨げられ、欠陥のシグナルとなります。これは、チューブの長さ全体に大きな不連続部分がないか検査するための迅速かつ効率的な方法です。

寸法と公差: この規格では、チューブの外径、肉厚、長さに厳しい制限が設けられています。これにより、互換性とアセンブリへの適切な取り付けが保証されます。-

5. 非円形を必要とするカスタム機械用途の場合、ASTM B75 は長方形および正方形の銅管に関して何を規定していますか?

ASTM B75 が B88 などのより専門的な規格に比べて大きな利点は、成形チューブ、特にシームレスな長方形および正方形の銅チューブをカバーしていることです。{2}}