JPH04300495A - 配管用継手 - Google Patents
配管用継手Info
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- JPH04300495A JPH04300495A JP6431191A JP6431191A JPH04300495A JP H04300495 A JPH04300495 A JP H04300495A JP 6431191 A JP6431191 A JP 6431191A JP 6431191 A JP6431191 A JP 6431191A JP H04300495 A JPH04300495 A JP H04300495A
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- Japan
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- corrosion resistance
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Links
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Landscapes
- Protection Of Pipes Against Damage, Friction, And Corrosion (AREA)
- Quick-Acting Or Multi-Walled Pipe Joints (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、給水管等の配管の接続
に用いる継手に関するものである。
に用いる継手に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】給水管等の配管の接続に用いる継手とし
て、形状記憶合金を用いた継手が知られている。これに
用いる形状記憶合金としてはＴｉ−Ｎｉ系合金、Ｃｕ系
合金およびＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系合金等が考えられ、中で
もＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系合金は材料の加工性が良好で、か
つ経済性に優れることから最も適していると考えられて
いる。ところが、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系合金は耐食性が必
ずしも十分でないという問題があった。
て、形状記憶合金を用いた継手が知られている。これに
用いる形状記憶合金としてはＴｉ−Ｎｉ系合金、Ｃｕ系
合金およびＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系合金等が考えられ、中で
もＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系合金は材料の加工性が良好で、か
つ経済性に優れることから最も適していると考えられて
いる。ところが、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系合金は耐食性が必
ずしも十分でないという問題があった。
【０００３】そこで、耐食性を付与する目的で、形状記
憶合金の表面に耐食性材料を被覆する提案がなされてい
る。例えば、特開平１−１９２５４３号公報においては
、形状記憶合金の表面にクラッド、拡散接合、イオンプ
レーティング、溶射、めっき等の手法によりステンレス
鋼、Ｎｉ基合金、純Ｎｉ等の耐食性材料を被覆する方法
が開示されている。しかし、どのような種類の形状記憶
合金にいかなる条件を満たす被覆を施すのかの具体的な
記載がなく、産業上の利用に対して十分吟味されるいる
とはいえない。また類似の例として、特開昭６０−２１
３７４号公報にはＴｉ−Ｎｉ系形状記憶合金の被覆方法
が、特開昭６２−１９９７５６号公報にはＣｕ系形状記
憶合金の被覆方法が各々開示されているが、いずれにも
Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系形状記憶合金に関する記載はない。
憶合金の表面に耐食性材料を被覆する提案がなされてい
る。例えば、特開平１−１９２５４３号公報においては
、形状記憶合金の表面にクラッド、拡散接合、イオンプ
レーティング、溶射、めっき等の手法によりステンレス
鋼、Ｎｉ基合金、純Ｎｉ等の耐食性材料を被覆する方法
が開示されている。しかし、どのような種類の形状記憶
合金にいかなる条件を満たす被覆を施すのかの具体的な
記載がなく、産業上の利用に対して十分吟味されるいる
とはいえない。また類似の例として、特開昭６０−２１
３７４号公報にはＴｉ−Ｎｉ系形状記憶合金の被覆方法
が、特開昭６２−１９９７５６号公報にはＣｕ系形状記
憶合金の被覆方法が各々開示されているが、いずれにも
Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系形状記憶合金に関する記載はない。
【０００４】Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系形状記憶合金を応用し
た配管用継手は、最も基本的には、予め内径が広げられ
ており、加熱すると形状記憶効果により収縮する円筒に
よって構成される。そして配管の接続は、被接続配管を
その円筒内部に挿入した後、円筒部分を２５０〜３００
℃程度に加熱することによって行われる。従って、形状
記憶合金に何等かの被覆が施されている場合には、被覆
層も形状記憶合金と同じように加熱され膨張する。とこ
ろが、形状記憶合金は熱膨張はするものの、その値より
もはるかに大きい形状記憶効果による収縮を示すため、
被覆の種類や厚みによっては、被覆の剥離やひび割れが
生じ耐食性が損なわれる箇所が現われる可能性があった
。 しかし、形状記憶合金を配管用継手に応用した場合、耐
食性を確保する上で特に問題となるような点について詳
しく検討した例は見い出されていない。
た配管用継手は、最も基本的には、予め内径が広げられ
ており、加熱すると形状記憶効果により収縮する円筒に
よって構成される。そして配管の接続は、被接続配管を
その円筒内部に挿入した後、円筒部分を２５０〜３００
℃程度に加熱することによって行われる。従って、形状
記憶合金に何等かの被覆が施されている場合には、被覆
層も形状記憶合金と同じように加熱され膨張する。とこ
ろが、形状記憶合金は熱膨張はするものの、その値より
もはるかに大きい形状記憶効果による収縮を示すため、
被覆の種類や厚みによっては、被覆の剥離やひび割れが
生じ耐食性が損なわれる箇所が現われる可能性があった
。 しかし、形状記憶合金を配管用継手に応用した場合、耐
食性を確保する上で特に問題となるような点について詳
しく検討した例は見い出されていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系形
状記憶合金製配管用継手の耐食性を被覆によって確保す
るためには、形状記憶合金製円筒の加熱による収縮動作
時にも剥離やひび割れが生じない被覆が必要である。本
発明は、そうした被覆を有する形状記憶合金製配管用継
手を得ることを目的になされたもので、最適な被覆の方
法、被覆の材質および厚みを明らかにしたものである。
状記憶合金製配管用継手の耐食性を被覆によって確保す
るためには、形状記憶合金製円筒の加熱による収縮動作
時にも剥離やひび割れが生じない被覆が必要である。本
発明は、そうした被覆を有する形状記憶合金製配管用継
手を得ることを目的になされたもので、最適な被覆の方
法、被覆の材質および厚みを明らかにしたものである。
【０００６】また、被覆工程が、母材である形状記憶合
金の本来の特性に与える影響や、形状記憶合金製継手の
製造工程のどの段階で被覆を実施するかについても検討
を加え、被覆を施さない場合の形状記憶合金製継手の特
性を損なうことなく耐食性が確保され、かつ、Ｆｅ−Ｍ
ｎ−Ｓｉ系形状記憶合金の持つ経済的有意性も極力失わ
ない被覆を有する継手を提案するものである。
金の本来の特性に与える影響や、形状記憶合金製継手の
製造工程のどの段階で被覆を実施するかについても検討
を加え、被覆を施さない場合の形状記憶合金製継手の特
性を損なうことなく耐食性が確保され、かつ、Ｆｅ−Ｍ
ｎ−Ｓｉ系形状記憶合金の持つ経済的有意性も極力失わ
ない被覆を有する継手を提案するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、拡径変形され
たＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系形状記憶合金製円筒の表面に、膜
厚５０μｍ未満の無電解めっきの被覆を有することを特
徴とする配管用継手である。
たＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系形状記憶合金製円筒の表面に、膜
厚５０μｍ未満の無電解めっきの被覆を有することを特
徴とする配管用継手である。
【０００８】本発明で用いるＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系形状記
憶合金とは、特開昭６１−０７６６４７号公報に記載さ
れているような成分を有するものである。具体的に例示
すれば、重量比で、Ｍｎを２０〜４０％、Ｓｉを３．５
〜８％含有し、残部はＦｅおよび不可避不純物よりなる
合金である。更にこれを基本として、これに、必要に応
じてＣｒ、Ｎｉ等の元素を特性向上のために加えたもの
である。
憶合金とは、特開昭６１−０７６６４７号公報に記載さ
れているような成分を有するものである。具体的に例示
すれば、重量比で、Ｍｎを２０〜４０％、Ｓｉを３．５
〜８％含有し、残部はＦｅおよび不可避不純物よりなる
合金である。更にこれを基本として、これに、必要に応
じてＣｒ、Ｎｉ等の元素を特性向上のために加えたもの
である。
【０００９】Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系形状記憶合金製配管用
継手の製造工程は、所定の内径と外径を記憶させた円筒
を拡径変形する工程を必ず有している。そのため、前述
の拡径変形の工程以前に被覆が施されていると、加熱に
よる収縮動作時と同様に拡径変形時に被覆の剥離やひび
割れが生じたり、あるいは生じなくとも、被覆の耐久性
への信頼性を低下させることが懸念される。従って被覆
の工程は、形状記憶合金製円筒の最終的な拡径変形の工
程よりも後の段階に設定されることが必要である。被覆
を拡径変形された円筒に対して行うように限定したのは
このためである。
継手の製造工程は、所定の内径と外径を記憶させた円筒
を拡径変形する工程を必ず有している。そのため、前述
の拡径変形の工程以前に被覆が施されていると、加熱に
よる収縮動作時と同様に拡径変形時に被覆の剥離やひび
割れが生じたり、あるいは生じなくとも、被覆の耐久性
への信頼性を低下させることが懸念される。従って被覆
の工程は、形状記憶合金製円筒の最終的な拡径変形の工
程よりも後の段階に設定されることが必要である。被覆
を拡径変形された円筒に対して行うように限定したのは
このためである。
【００１０】次に、このような拡径変形されている形状
記憶合金製円筒に対する被覆の方法について検討すると
、めっきが最も適していると考えられる。なぜなら、例
えば、特開平１−１９２５４３号公報において開示され
ている内のめっき以外の方法では、被覆する母材の温度
が形状回復開始温度以上になる可能性があり、その場合
には、形状記憶効果による円筒の収縮が起り、本来継手
として有するべき収縮能力の一部が失われてしまうため
、拡径変形された形状記憶合金製円筒に用いる被覆方法
としてはふさわしくないからである。また、円筒形状を
有するものにこれらの方法を用いて、安価に被覆を行う
ことは容易でないため、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系形状記憶合
金の持つ経済的優位性が弱められることもその理由であ
る。
記憶合金製円筒に対する被覆の方法について検討すると
、めっきが最も適していると考えられる。なぜなら、例
えば、特開平１−１９２５４３号公報において開示され
ている内のめっき以外の方法では、被覆する母材の温度
が形状回復開始温度以上になる可能性があり、その場合
には、形状記憶効果による円筒の収縮が起り、本来継手
として有するべき収縮能力の一部が失われてしまうため
、拡径変形された形状記憶合金製円筒に用いる被覆方法
としてはふさわしくないからである。また、円筒形状を
有するものにこれらの方法を用いて、安価に被覆を行う
ことは容易でないため、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系形状記憶合
金の持つ経済的優位性が弱められることもその理由であ
る。
【００１１】めっきによる被覆を行う場合、その工程中
に不純物原子等が侵入して形状記憶合金の特性が劣化す
ることは望ましくない。そのような例としては、例えば
、電解めっき中に侵入する水素による形状記憶合金の水
素脆化がある。一般に鉄鋼材料の場合には電解めっきに
よる侵入水素は、熱処理を行って除去出来るが、形状記
憶合金継手の場合には、上述したように形状回復開始温
度以上への昇温を伴うような処理は形状記憶効果による
形状の変化を招くので、形状記憶合金継手としての機能
を損なわずに脱水素処理をすることは困難である。この
ことからも明らかなように、形状記憶合金に悪影響を与
え、かつ、容易に除去出来ないような不純物の侵入を招
かないようなめっき手法が選択されなければならない。 めっき方法を無電解めっきに限定したのはそのためであ
る。
に不純物原子等が侵入して形状記憶合金の特性が劣化す
ることは望ましくない。そのような例としては、例えば
、電解めっき中に侵入する水素による形状記憶合金の水
素脆化がある。一般に鉄鋼材料の場合には電解めっきに
よる侵入水素は、熱処理を行って除去出来るが、形状記
憶合金継手の場合には、上述したように形状回復開始温
度以上への昇温を伴うような処理は形状記憶効果による
形状の変化を招くので、形状記憶合金継手としての機能
を損なわずに脱水素処理をすることは困難である。この
ことからも明らかなように、形状記憶合金に悪影響を与
え、かつ、容易に除去出来ないような不純物の侵入を招
かないようなめっき手法が選択されなければならない。 めっき方法を無電解めっきに限定したのはそのためであ
る。
【００１２】めっきの材質や厚みは、継手の用途毎に必
要とされる耐食性の程度や硬度、光沢などと、めっき処
理に要するコストを考慮して決定されればよい。例えば
、ステンレス鋼と同程度の耐食性を有する継手を比較的
安価に得ることを目的とする場合にはＮｉ基合金が最も
望ましい。また、飲料水用の配管を対象としない継手の
場合にはＣｕめっきも選択できる。
要とされる耐食性の程度や硬度、光沢などと、めっき処
理に要するコストを考慮して決定されればよい。例えば
、ステンレス鋼と同程度の耐食性を有する継手を比較的
安価に得ることを目的とする場合にはＮｉ基合金が最も
望ましい。また、飲料水用の配管を対象としない継手の
場合にはＣｕめっきも選択できる。
【００１３】めっきの厚みを５０μｍ未満としたのは、
これより厚い膜厚では、加熱による収縮動作時に母材か
らの剥離やひび割れが生じるからである。めっきの厚み
の下限は、加熱による収縮動作時の母材からの剥離やひ
び割れを防ぐ観点からは特に問題としなくてもよい。し
かし、施工作業時や運搬中などに発生する可能性のある
キズに対する予防的見地から、２〜３μｍ以上は確保さ
れていることが望ましい。
これより厚い膜厚では、加熱による収縮動作時に母材か
らの剥離やひび割れが生じるからである。めっきの厚み
の下限は、加熱による収縮動作時の母材からの剥離やひ
び割れを防ぐ観点からは特に問題としなくてもよい。し
かし、施工作業時や運搬中などに発生する可能性のある
キズに対する予防的見地から、２〜３μｍ以上は確保さ
れていることが望ましい。
【００１４】
【作用】本発明による配管用継手は、配管接続のための
加熱に対して被覆層の剥離やひび割れが発生しないので
良好な耐食性を示す。また、被覆工程中に母材の特性に
有害な不純物の侵入が起らないので、被覆処理をしない
場合と同様の特性を持つ継手が提供出来る。
加熱に対して被覆層の剥離やひび割れが発生しないので
良好な耐食性を示す。また、被覆工程中に母材の特性に
有害な不純物の侵入が起らないので、被覆処理をしない
場合と同様の特性を持つ継手が提供出来る。
【００１５】
【実施例】Ｍｎ、Ｓｉ、およびＣｒを重量比でそれぞれ
２８％、６％および５％含有し、残部はＦｅと不可避不
純物より成るＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系形状記憶合金を用いて
、予め拡径変形されている長さ４０．０ｍｍ、内径２２
．５ｍｍφ、肉厚２．０ｍｍである円筒を製作した。次
いでこれらの円筒に、無電解めっきによるＮｉ−Ｐ合金
被覆、無電解めっきによるＣｕ被覆、および比較のため
に、電解めっきによるＮｉ被覆を施した。用いた形状記
憶合金の形状回復開始温度は１０２℃であったため、既
に述べたように円筒の形状変化を起させないようにめっ
き浴の温度はいずれについても９８℃以下になるように
調整した。めっき以外の工程、すなわち脱脂、酸洗、水
洗などはすべて同様に行った。めっき時間を変えること
によって異なる膜厚のめっきを施した円筒を、この継手
の締結に必要な温度と同じ３００℃の恒温槽中に５分間
静置して継手を収縮させた後、取り出して外観を目視し
、めっきの剥離やひび割れの有無を調べた。また更に、
図１に示すように円筒を円筒の長手方向に平行に切断し
た後、光学顕微鏡を用いて断面を観察し、めっきの剥離
、ひび割れ、および母材の脆性破壊の有無を調べた。そ
の結果を表１に示す。
２８％、６％および５％含有し、残部はＦｅと不可避不
純物より成るＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系形状記憶合金を用いて
、予め拡径変形されている長さ４０．０ｍｍ、内径２２
．５ｍｍφ、肉厚２．０ｍｍである円筒を製作した。次
いでこれらの円筒に、無電解めっきによるＮｉ−Ｐ合金
被覆、無電解めっきによるＣｕ被覆、および比較のため
に、電解めっきによるＮｉ被覆を施した。用いた形状記
憶合金の形状回復開始温度は１０２℃であったため、既
に述べたように円筒の形状変化を起させないようにめっ
き浴の温度はいずれについても９８℃以下になるように
調整した。めっき以外の工程、すなわち脱脂、酸洗、水
洗などはすべて同様に行った。めっき時間を変えること
によって異なる膜厚のめっきを施した円筒を、この継手
の締結に必要な温度と同じ３００℃の恒温槽中に５分間
静置して継手を収縮させた後、取り出して外観を目視し
、めっきの剥離やひび割れの有無を調べた。また更に、
図１に示すように円筒を円筒の長手方向に平行に切断し
た後、光学顕微鏡を用いて断面を観察し、めっきの剥離
、ひび割れ、および母材の脆性破壊の有無を調べた。そ
の結果を表１に示す。
【００１６】表中の膜厚は、光学顕微鏡を用いて測定し
たものであり、剥離やひび割れがあったものについては
その部分の厚みを、またいずれもなかったものについて
は観察箇所中最も厚かった部分の厚みをそれぞれ用いた
。発生箇所については、図１において、Ａ点またはＢ点
上で発生したものをエッジ、Ａ−Ａ線上のいずれかで発
生したものを外面、以下同様に、Ｂ−Ｂ線上を内面、Ａ
−Ｂ線上を端面と表した。脆性破壊の発生は、それが認
められた全てにおいて、円筒内面を起点とするものであ
った。
たものであり、剥離やひび割れがあったものについては
その部分の厚みを、またいずれもなかったものについて
は観察箇所中最も厚かった部分の厚みをそれぞれ用いた
。発生箇所については、図１において、Ａ点またはＢ点
上で発生したものをエッジ、Ａ−Ａ線上のいずれかで発
生したものを外面、以下同様に、Ｂ−Ｂ線上を内面、Ａ
−Ｂ線上を端面と表した。脆性破壊の発生は、それが認
められた全てにおいて、円筒内面を起点とするものであ
った。
【００１７】
【表１】
【００１８】このように、本発明によれば、被覆の剥離
やひび割れのない、耐食性の良好な継手を得ることが出
来る。また、母材の脆性破壊の恐れもない。これに対し
て、電解めっきを施したものでは、その厚みが５０μｍ
以下であっても、円筒の長手方向の中央部の内面に、母
材の脆性破壊を伴うひび割れや剥離が認められ、適切な
被覆方法とはいえないことが明らかとなった。
やひび割れのない、耐食性の良好な継手を得ることが出
来る。また、母材の脆性破壊の恐れもない。これに対し
て、電解めっきを施したものでは、その厚みが５０μｍ
以下であっても、円筒の長手方向の中央部の内面に、母
材の脆性破壊を伴うひび割れや剥離が認められ、適切な
被覆方法とはいえないことが明らかとなった。
【００１９】
【発明の効果】本発明により、締結のための加熱に対し
て耐食性を損なわず、また被覆しない場合の特性を何等
損なわない形状記憶合金継手が得られる。
て耐食性を損なわず、また被覆しない場合の特性を何等
損なわない形状記憶合金継手が得られる。
図１は本発明に係わる形状記憶合金製継手を長手方向に
平行に切断した断面を示す図である。
平行に切断した断面を示す図である。
１：Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系形状記憶合金
Claims (1)
- 【請求項１】拡径変形されたＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系形状記
憶合金製円筒の表面に、膜厚５０μｍ未満の無電解めっ
きの被覆を有することを特徴とする配管用継手。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6431191A JPH04300495A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 配管用継手 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6431191A JPH04300495A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 配管用継手 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04300495A true JPH04300495A (ja) | 1992-10-23 |
Family
ID=13254567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6431191A Pending JPH04300495A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 配管用継手 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04300495A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5687995A (en) * | 1993-06-30 | 1997-11-18 | Hitachi, Ltd. | Shape memory alloy pipe coupling and underwater pipes |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0328319A (ja) * | 1989-06-26 | 1991-02-06 | Nisshin Steel Co Ltd | ステンレス鋼製のパイプ継手およびその製造法 |
-
1991
- 1991-03-28 JP JP6431191A patent/JPH04300495A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0328319A (ja) * | 1989-06-26 | 1991-02-06 | Nisshin Steel Co Ltd | ステンレス鋼製のパイプ継手およびその製造法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5687995A (en) * | 1993-06-30 | 1997-11-18 | Hitachi, Ltd. | Shape memory alloy pipe coupling and underwater pipes |
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