ダクタイル鋳鉄管を選ぶ理由：強度・耐久性・効率の優位性

ダクタイル鋳鉄管とは

ダクタイル鋳鉄管は、ダクタイル鋳鉄で作られた管で、上水道、下水道、スラリー、プロセス化学薬品のポンピングシステムに通常適用されます。ダクタイル鋳鉄管が持つ強度と延性の性能が優れているためです。

ダクタイル鋳鉄は、ダクタイル鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄等とも呼ばれ、黒鉛とその他合金の混合物で構成。微細構造では球状または結節状で呈示され、グレー鋳鉄と比較して、曲げや成形においてより強く、より延性があります。

ダクタイル鋳鉄管の材料であるダクタイル鋳鉄の特殊特性により、衝撃耐性や耐食性、耐久性が要求される用途で広く採用されています。

しかし、ダクタイル鋳鉄管の材料自体であるダクタイル鋳鉄は、耐食性に優れていません。したがって、ダクタイル鋳鉄管は通常、内面と外面の両方で保護されます。

ダクタイル鋳鉄管の内面ライニングは、ポリウレタン（PUR）またはセメントモルタルで被覆可能。ポリウレタンは溶剤を含まない熱硬化性プラスチック。ポリウレタン製ダクタイル鋳鉄管は、設置時にこの材料を損傷しないよう注意が必要です。

また、ポリウレタンライニングのダクタイル鋳鉄管は、飲料水、廃水、脱ミネラル水、工業用水、ガス、硫酸に対して耐食性があります。

セメントモルタルは建設・建築分野で一般的な材料で、管の腐食可能性を低減する点でも優れた性能を発揮するため、もう一つのダクタイル鋳鉄管ライニング材料です。

内面保護に加え、これら管の外面は通常、ポリエチレンルーズスリーブ（LPS）、亜鉛、アスファルト、水性塗料でコーティング。これら材料は全て、管が設置される環境での耐食能力向上に効果的です。

様々な鋳造方法が、更なる機械加工へ向けた多様な材料製造に適用されます。長円筒形で中空内部という形状を考慮し、ダクタイル鋳鉄管は遠心鋳造で製造されます。

名前の通り、遠心鋳造は鋳造プロセス中に発生する遠心力を利用し、ダクタイル鋳鉄管の形状を自然に形成。ダクタイル鋳鉄管を安定かつ耐久性高く製造する効果的な方法です。

遠心鋳造は鋳造寸法と方法により、垂直遠心鋳造、水平遠心鋳造、真空遠心鋳造の3タイプに分類されます。

ダクタイル鋳鉄管は、用途が要求するより長い鋳造長のため、水平遠心鋳造で製造されることが多いです。水平遠心鋳造は横方向作業次元で実施。

水平遠心鋳造を実施するには、管形状に配置されたダイを予め加熱。ダイ温度が要求度に達したら、合金溶融混合物を漏斗を通じてダイへ注入。

漏斗はダイ横に設置され、溶融金属を横方向から供給。この時、管形状ダイが高速回転。ダイの高速回転は重力を相殺し、後続プロセスをスムーズに進行させるため。

管型ダイが高速回転すると遠心力が発生し、遠心力が溶融金属を均等に分布させ、ダクタイル鋳鉄管の形状を形成。

ダクタイル鋳鉄が管形状に形成されたら、冷却のため放置。ダクタイル鋳鉄が冷却固化したら、外部ダイを取り除き、ダクタイル鋳鉄を二次精製工程へ。こうしてダクタイル鋳鉄管が完成。

ダクタイル鋳鉄管の外径はダイ内径で決定、内径はダイへ注入された金属量で決定されます。

ダクタイル鋳鉄管以外に、関連用途の管材料としてグレー鋳鉄があります。しかし現在、ダクタイル鋳鉄がグレー鋳鉄に取って代わられつつあり、以下の多様な優位性により優先採用されています。

鋳鉄の種類比較では、各タイプが持つ強度が焦点。強度には降伏強度と引張強度が含まれます。

降伏強度（永久変形前の最大応力）と引張強度（破断前の最大力）の両方で、ダクタイル鋳鉄管はグレー鋳鉄管を上回ります。

材料の延性は微細構造と元素比率に関連。ダクタイル鋳鉄管の材料であるダクタイル鋳鉄が球状/結節状を呈し、マグネシウム比率が高いことで、グレー鋳鉄より延性が高くなります。

ダクタイル鋳鉄管は最小7フィート・ポンド（約9.5ジュール）の衝撃に耐えられる一方、グレー鋳鉄管は2ポンド（約2.7ジュール）のみ。ダクタイル鋳鉄管の衝撃耐性がグレー鋳鉄管より優れています。

研究によれば、ダクタイル鋳鉄管の適用実績は100年以上。これはダクタイル鋳鉄管が極めて耐久的であることを証明。上記パラメータ（より高い強度と延性）を考慮すれば、前者の耐久性が後者より確実に優れています。

ダクタイル鋳鉄管とグレー鋳鉄管の製造・適用コストは、短期・長期の観点で比較可能。

短期的には、ダクタイル鋳鉄製造がグレー鋳鉄より複雑で工程が多いため、ダクタイル鋳鉄管の初期設置コストはグレー鋳鉄管より高くなります。

しかし長期的には、上記メリット（より高い降伏・引張強度、より高い延性、より高い衝撃耐性、より長い耐久性）により、ダクタイル鋳鉄管の総合コストはグレー鋳鉄管より低くなります。

ダクタイル鋳鉄管の優位性により、修理・交換要件が大幅に削減されるため、総合コストでより経済的です。

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