冷間引抜滑らか(CDS)チューブは、滑らかなチューブ形成(溶接を排除するため)と冷間引抜(寸法、表面品質、機械的特性を改良するため)の2つのコアプロセスによって製造される高精度円筒状金属部品です。溶接または熱間圧延されたチューブとは異なり、CDSチューブは優れた強度、厳しい公差、滑らかな表面を提供し、信頼性と精度が必要な産業用途に不可欠です。この記事では、製造過程、主要な利点、産業用途、代替チューブとの比較、品質選択基準について詳しく説明します。
CDSチューブの製造は、シームレス性と寸法精度を確保するために、連続した精度重視のワークフローに従います。この過程は、主に2つの段階に分けられます
1.1シームレスチューブ形成（予備段階）
この段階では、2つの工業的方法のいずれかを使用して、初期の中空で溶接されていないチューブ(「母管」として知られる)を作成します
マンドレルミルプロセス:加熱された鋼ビレット(通常は炭素鋼、合金鋼、またはステンレス鋼)を穿孔器を通して押し出し、中空のシェルを作成します。マンドレル(固体金属棒)をシェルに挿入して内部の穴を維持し、その後、シェルを圧延して外径(OD)と壁厚を減らします。
-プラグミルプロセス:より小さい直径の管（<100 mm OD）のために、内部の直径（ID）およびODを精製するために、中空のシェルをプラグ（マンドレルの代わりに）で圧延します。
どちらの方法でも、滑らかな「熱間仕上げ」チューブが生成され、その後冷間延伸に進みます。
1.2冷たいデッサン（仕上げ段階）
室温（鋼の再結晶点以下、炭素鋼の場合は約600°C）で冷間引抜を行い、管の特性を向上させます。
1.潤滑:熱仕上げされた管は、摩擦を減らし、描画中の表面の損傷を防ぐために、潤滑油（例えば、鉱油、リン酸塩コーティング）でコーティングされています。
2.引き抜き操作:潤滑されたチューブは、油圧または機械式の引き抜きベンチを使用して、チューブよりも小さいIDを持つ精密ダイを通して引っ張られます。これにより、チューブのOD/IDが減少し、長さが増加します（引き抜きパスごとに20-50%増加します）。
3.アニーリング（任意）:延性を改善する必要がある管（例えば、曲がるか、または機械で造るために）のために、中間アニーリングは行われます-管を600-800°Cに熱し、冷たいデッサンからの仕事の堅くなることを取り除くためにゆっくり冷却して下さい。
4.仕上げ:最終的な管は、（≤0.1 mm/mの真直度を達成するために）まっすぐになり、長さに切断し、表面処理（例えば、耐食性のための亜鉛めっき、ステンレス鋼のための不動態化）を受けます。
2.冷間引抜シームレスチューブの主な利点
CDS管は、主要な指標において溶接管や熱間圧延管よりも優れた性能を発揮し、需要の高いアプリケーションにおいて好ましい選択肢となっています。
優れた機械的特性:冷間引抜は加工硬化を引き起こし、引張強度を20-40%増加させます(例えば、炭素鋼CDSチューブは、熱間圧延チューブの400-550 MPaに対して500-700 MPaの引張強度を持ちます)。また、降伏強度を30-50%増加させます。これにより、高圧または荷重負荷用途(例えば、油圧シリンダー、自動車アクスル)に適しています。
-堅い次元の許容: CDSの管はH 7-H 8（例えば、50 mm ODの管のための±0.0 15 mm）および±5-10%の壁厚さの許容のOD/IDの許容を達成します、つや出しの管（±15-20%）よりずっと堅い。この精密はほとんどの場合二次機械化のための必要性を除去します。
滑らかな表面仕上げ:冷間引抜過程により、熱間圧延管のRa 6.3-12.5μmに対して、外部表面粗さがRa 0.8-3.2μm、内部粗さがRa 1.6-6.3μmになります。滑らかな表面は摩擦を減らし(油圧流体の流れにとって重要)、シールの適合性を向上させます。
シームレス性:溶接がないため、CDSチューブは通常、腐食や圧力疲労が発生する「弱点」を排除します。これにより、高圧システム（例えば、石油やガスのパイプライン）や腐食性環境（例えば、化学処理）に最適です。
3.産業アプリケーション
CDSの管は精密、強さおよび信頼性が譲れないセクターを渡って広く採用されます:
|業界|典型的なアプリケーション|CDS管を使用する主な理由|
|--------------------|--------------------------------------------------------------------------------------|------------------------------------------------------------------------------------------------|
|自動車|ドライブシャフト、アクスル、サスペンション部品、ハイドロリックブレーキライン|高い強度は機械的ストレスに耐え、厳しい公差は部品のフィットを保証します。|
|油圧/空気圧|油圧シリンダーバレル、ピストンロッド、空気圧チューブライン|滑らかな内部表面により流体摩擦を最小限に抑え、シームレス性により圧力漏れを防止します。|
|石油・ガス|ドリルパイプ、井戸ケーシング、高圧流体輸送ライン|シームレス性は30-100 MPaの圧力に耐え、耐食性グレード(例: 316 Lステンレス鋼)は厳しい流体に対応します。|
|製造|ボイラーチューブ、熱交換器チューブ、機械シャフト|狭い公差により熱伝達効率が確保され、加工硬化は熱疲労に耐えます。|
|建設|高層ビルの構造支持、橋の荷重支持部品|高い強度対重量比により構造重量が軽減され、寸法精度によりアライメントが確保されます。|
4.熱間圧延シームレス管との比較
両方とも滑らかですが、CDS管と熱間圧延滑らか(HRS)管は特性と使用例が大きく異なります。以下の表は主な違いを示しています。
|Parameter|冷間引抜シームレス（CDS）チューブ|熱間圧延シームレス（HRS）チューブ|
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|製造温度|室温（冷間加工）|再結晶温度以上（約800-1200℃、熱間加工）|
|表面仕上げ|スムース（Ra 0.8-3.2μm）|ラフ（Ra 6.3-12.5μm）|
|寸法公差|タイト（外径±0.0 15 mm、壁厚±5-10%）|ルーズ（外径±0.1 mm、壁厚±15-20%）|
|強度|高い(引張強度500-700 MPa)|中程度(引張強度400-550 MPa)|
|延性|低い(加工硬化は柔軟性を低下させる)|高い(熱間加工は延性を保持する)|
|コスト|高い（追加の冷間引き抜き/アニーリング工程）|低い（より簡単な製造）|
|最適用途|精密、高圧、または耐荷重用途|低精度、低ストレス用途(例:構造フレーミング、一般配管)|
5.品質の選択基準
CDSチューブがアプリケーション要件を満たしていることを確認するには、次の基準を優先してください。
1.物質的な等級:環境および負荷に基づいて等級を選んで下さい:
-炭素鋼（1045、ST 52）:一般的な産業用途（コスト効果が高く、高強度）。
-合金鋼（40 Cr、27 SiMn）:高圧油圧システム（優れた疲労耐性）。
ステンレス鋼（304、316 L）:腐食環境（化学処理、海洋用途）。
2.規格の遵守:国際規格への遵守を確認する:
-ASTM A 106（高温サービス用の炭素鋼CDS管）。
-EN 103 0 5-1（機械用精密CDSチューブ）。
-API 5 L（石油およびガスパイプライン用のCDSチューブ）。
3.次元及び表面の点検:テストレポートをのための要求して下さい:
-OD/IDの許容範囲（マイクロメートルまたはボアゲージを使用）。
-表面粗さ（Raテスターによる）。
-直線性（レーザーアラインメントツールを使用）。
4.サプライヤーの評判:以下を提供するサプライヤーとパートナーシップを結ぶ:
-化学成分と機械的特性を確認する材料証明書（MTC）。
-内部欠陥の超音波検査などの非破壊検査（NDT）の結果。
