海洋および海洋エンジニアリング鋳物: 材料、製品、および規格

海洋および海洋エンジニアリング鋳物とは、船舶、海洋プラットフォーム、およびその他の海洋エンジニアリング機器に使用される鋳造コンポーネントを指します。これらの鋳物は、過酷な海洋環境でも確実に機能しなければならないため、高い強度、耐食性、靭性、耐疲労性が求められます。

1.海洋・海洋鋳物の主な製品

海洋および海洋エンジニアリング鋳物の種類は多岐にわたり、主に次のカテゴリが含まれます。

(1) 船舶および海洋プラットフォームの構造部品

船体コンポーネント: 船体サポートビーム、舵ブレード、プロペラシャフト、舵ギアハウジングなど。

海洋プラットフォームコンポーネント: 掘削プラットフォーム支持部品、プラットフォーム脚、基礎構造など。

シェルおよび支持部品: ポンプ ハウジング、バルブ本体、ギア ボックス ハウジングなど。

(2) 船舶用機器部品

オフショアクレーン部品: クレーンアーム、ターンテーブル、ギア、ベアリングハウジングなど。

アンカーおよびアンカーコンポーネント: アンカーフック、アンカーリング、アンカーチェーンなど。

船舶用パイプラインコンポーネント: パイプラインサポート、フランジ、接続部品など。

(3) 船舶およびプラットフォーム用の電力システムコンポーネント

エンジン部品: シリンダーヘッド、シリンダーブロック、ピストン、クランクシャフトなど。

歯車および軸受：スパイラルギヤ、サイクロイドギヤ、ベアリングシートなど。

(4) その他の海洋特殊鋳物

深海掘削装置部品: 深海ドリルヘッドや掘削プラットフォーム上の操作機械部品など。

洋上風力発電設備部品：風車基部やタワー構造物など。

2. 海洋および海洋エンジニアリング鋳物に使用される鋳鉄材料の主な要件

海洋および海洋工学の鋳物に使用される材料は、高い基準を満たしている必要があります。これらの部品は過酷な海洋環境で使用され、高い耐食性、強度、靱性、および疲労耐性を提供する必要があるためです。主な要件は次のとおりです。

(1) 化学成分の要件

耐食性: 海水腐食に耐えるために、鋳物には多くの場合、クロム、ニッケル、モリブデンなどの高合金元素が必要です。一般的な材料には、高クロム鋳鉄、ステンレス鋳鉄 (海水耐食性用)、および高合金鋼 (例: 耐海水性) が含まれます。 、12%クロム鋼）。

炭素含有量: 鋳鉄の炭素含有量は通常 2.5% ～ 4.0% です。ステンレス鋳鉄の場合、強度と耐食性のバランスをとるために炭素含有量を適切な範囲に制御する必要があります。

合金元素: 鋳物では、特に海洋環境における耐食性と機械的特性を向上させるために、クロム (Cr)、ニッケル (Ni)、モリブデン (Mo)、チタン (Ti)、バナジウム (V) などの元素の添加が必要になる場合があります。

(2) 物性要件

引張強度: 海洋環境での過酷な作業条件のため、鋳物には通常、350 ～ 600 MPa の範囲の高い引張強度が必要です。

硬度: オフショアエンジニアリング鋳物には、耐摩耗性のために高い硬度が必要なことがよくあります。硬度は一般的にHB200〜300の範囲にあります。

靭性: 靭性は、特に波の衝撃、圧力変動、その他の極端な条件に耐える必要があるコンポーネントにとって重要です。たとえば、ダクタイル鋳鉄やステンレス鋳鉄は、耐衝撃性や疲労の点で優れた性能を持っています。

耐食性: 海洋環境では、鋳物が塩水腐食や塩化物イオンによる浸食にさらされることが多く、耐食性が重要な要件となります。クロム、ニッケル、モリブデンなどの合金元素は、鋳物の耐食性の向上に役立ちます。

(3) 鋳造工程の要件

鋳造温度の制御: 良好な流動性を確保し、鋳造欠陥を防ぐために、溶融金属の温度は注意深く制御する必要があります。

欠陥のない要件: 長期使用時の故障を防ぐために、鋳物には亀裂、ガス穴、砂の混入、その他の欠陥があってはなりません。

3. 海洋および海洋エンジニアリング鋳物製品の規格

海洋および海洋エンジニアリング鋳造製品の基準は非常に厳しく、通常は次の側面をカバーしています。

(1) 寸法精度と表面品質

寸法精度: 海洋工学の鋳物には高い精度が必要で、通常は ISO 8062-3、GB/T 11352 などの国際規格に従って管理されています。一般的な鋳造公差グレードは CT7 ～ CT9 です。

表面品質: 鋳物の​​表面は滑らかで、亀裂、ガス穴、砂の混入などの明らかな鋳造欠陥があってはなりません。表面粗さは通常Ra 3.2～6.3μmが必要です。

(2) 機械的性質

引張強さ: 部品にもよりますが、引張強さは通常少なくとも 350 MPa である必要があり、一部の高性能鋳造品では 600 MPa 以上に達します。

衝撃靱性: 海洋および海洋エンジニアリング鋳物には、特に低温または高圧条件下で使用される場合、優れた衝撃靱性が必要です。多くの場合、衝撃靱性は 10 ～ 20 J が必要です。

硬度: 硬度は一般的に HB200 ～ 300 の範囲内に制御されますが、一部の鋳物では HB350 などのより高い硬度が必要となります。

(3) 耐食性

塩水噴霧試験: 多くの海洋鋳物は、海水環境での耐食性を評価するために塩水噴霧試験を受けます。鋳物の耐食性は、ISO 9227 などの特定の基準を満たす必要があります。

耐塩化物性: 海水には高濃度の塩化物イオンが含まれているため、海洋鋳物には塩化物による腐食に対する優れた耐性が必要です。鋳物はこの種の腐食に対して強い耐性を示さなければなりません。

(4) 品質管理と検査

非破壊検査: 鋳物は、ガス穴や亀裂などの内部欠陥がないことを確認するために、X 線、超音波、磁性粒子、または染料浸透検査を受ける必要があります。

寸法検査：三次元測定機（CMM）やレーザースキャナーなどの高精度測定ツールを使用し、精密な寸法検査を行います。

(5) 熱処理要件

一部の鋳物（特に高強度部品）では、強度、靱性、耐摩耗性などの機械的特性を向上させるために、焼きならし、焼きなまし、焼き入れと焼き戻しなどの熱処理プロセスが必要な場合があります。