ステンレス鋼は磁性を持ちますか?グレード、冷間加工、およびバイヤーにとっての意味

ツールバッグから小さな磁石を取り出し、316L 制御ラインのメーターに触れても何も起こりません。同じ磁石を 430 フェライトコイルに接触させると、しっかりとカチッとはまります。どちらもステンレス鋼で、両方に鉄が含まれており、適切な環境下では耐腐食性があります。違いは工場証明書にある「ステンレス」という言葉ではなく、その下の結晶構造です。

簡単に言うと、ステンレス グレードには、強い磁性を示すものもあれば、事実上非磁性のものもあり、また、部品の形成方法に応じて挙動が変化するものもいくつかあります。 304、316、321、310 などのオーステナイト系グレードは、完全に焼きなましすると非磁性になります。 430 などのフェライト グレード、410 および 420 などのマルテンサイト グレード、および 2205 などの二相グレードは、さまざまな程度で磁性を示します。冷間引抜き、曲げ、溶接を行うと、オーステナイト部品が磁石に弱く反応する可能性があり、製造現場での議論のほとんどや、受入検査の不合格のほとんどがそこから始まります。

なぜ化学だけではなく結晶構造が決まるのか

鉄は鉄なので磁石に反応します。体心立方格子では、鉄原子が立方体の角に位置し、中心に 1 つの原子があり、原子は磁区が外部磁場と並ぶのに十分な距離にあります。この配列は強磁性と呼ばれるもので、ベンチから留め具を持ち上げるのに十分な強さがあります。

オーステナイト系ステンレス鋼では、ニッケルとマンガンが面心立方体の格​​子を保持します。鉄原子の間隔がさらに離れ、ドメインが効率的に整列できなくなり、材料は常磁性になります。その比透磁率は 1.003 に近く、店頭のマグネットでは単に「スティックなし」と表示されます。

クロムは体心立方晶フェライトの形態を促進し、ニッケルとマンガンは面心立方晶オーステナイトの形態を促進します。このたった 1 つの競争で、混乱のほとんどが説明されます。グレード 304 には約 8 パーセントのニッケルが含まれ、316 には 10 ～ 12 パーセントとモリブデンが含まれているため、どちらもオーステナイトのままで非磁性を保ちます。グレード 430 にはニッケルがほとんど含まれていないため、フェライト質で磁性を保ちます。モリブデンは耐孔食性を向上させますが、磁気画像にはほとんど影響しません。

主要なステンレス系の概要

この記事で覚えていることが 1 つだけある場合は、姓は「ステンレス」という単語よりもはるかに信頼性高く磁気テストを予測できることを覚えておいてください。

冷間加工が非磁性グレードに与える影響

ここが購入者を惹きつける部分です。オーステナイトは常に安定しているわけではありません。 304 または 316 チューブが冷間引抜き、曲げ、またはスエージ加工されると、オーステナイトの一部がひずみ誘起マルテンサイトに変態します。その新しい相は磁性であり、最も変形が激しい場所、つまり曲げの外側、継ぎ目の溶接および熱の影響を受けるゾーン、強く引かれたキャピラリーまたは制御ラインの全長に正確に現れます。

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実際の効果はささやかなものですが、現実的です。完全に焼きなまされた 316 チューブは 1.003 近くの比透磁率を示す可能性がありますが、厳しい冷間圧下後の同じチューブでは数倍高い値を読み取ることができ、これは磁石が曲げ部をつかみ、近くの磁気センサーが認識できる程度に十分です。グレード 316 は、ニッケルとモリブデンの含有量が高いため、304 よりも変態に強くなりますが、耐性がないわけではありません。真空炉または水素炉で光輝焼鈍すると、変態が逆転し、材料が非磁性の状態に戻ります。

このため、注文時の会話ではグレードだけでなく状態も含める必要があります。 「316 ステンレス」として指定され、冷間引抜状態で納品されるラインは、焼きなましされて納品される同じラインとは異なる磁性材料です。私たち自身の ステンレス鋼コイル購入ガイド 仕様を作成する際に、材種、調質、表面状態がどのように影響するかを説明します。

磁石テストで何が証明され、何が証明されないのか

磁石テストは、バルクビン内の混合材料を捕捉するという 1 つのタスクに非常に役立ちます。 304 として販売されている留め具が磁石をしっかりと掴む場合、それはおそらく 400 シリーズまたは炭素鋼の部品が箱に滑り込んでいる可能性があります。海洋およびオフショアのバイヤーは、このトリックを何十年も使用してきました。

それ以外のすべてにとっては不十分なテストです。アルミニウム、真鍮、青銅、銅、チタン、および多くの非ステンレス合金も非磁性であるため、非磁性とはステンレスを意味するものではありません。クロムめっきされた軟鋼はステンレスとほぼ同じに見え、めっきを通して磁石を引き寄せません。また、磁石は 304 と 316 を分離することはできません。これはまさに腐食性能にとって重要な区別です。

グレードの同一性が本当に重要な場合は、適切な検証を使用してください。たとえば、化学用のポータブル蛍光 X 線分析装置または分光計、溶接部のデルタフェライト含有量を測定するフェライトメーター、および磁気挙動が要件の一部である場合は ASTM A342 に基づく透磁率測定です。

油田ハードウェアにおける磁気の挙動が重要となる場所

指向性掘削ツールは磁力計を使用して方位角を決定しますが、これらのセンサーは地球の磁場と近くの強磁性部分の磁場を区別できません。ハウジング、サブ、またはチューブのストリングの透過率の読み取り値が 1.003 ではなく 1.5 であると、調査に重大な偏りが生じる可能性があります。したがって、センサーに沿って配線されているチューブやケーブルも含め、センサーから 1 ～ 2 メートル以内にあるものはすべて精査されます。

ステンレス鋼光ファイバーテストケーブル ステンレス鋼光ファイバーテストケーブルは、ステンレス鋼の耐久性と光ファイバーの高い伝送効率を組み合わせた特別なテストケーブルです。 製品を見る→

光ファイバーテストケーブルは興味深いケースです。光は磁気の影響を受けないため、光学測定自体は変化しません。重要なのは配置です。電磁検層ツールの近くに外装されたケーブルが配線されていると、ツールの読み取りが妨げられる可能性があり、取り扱い中に拾われた残留磁気により鉄の破片が外装に付着する可能性があります。ここでは、グレードの選択よりも、清掃と慎重なルーティングによって多くの問題が解決されます。

磁束漏れ検査は逆方向に働きます。これは、コイル状のチューブが磁化可能であるかどうかに依存するため、透磁率が高く冷間引き抜きされた線は、同じツールのキャリブレーションの下で焼きなましされた線とは異なる動作をします。検査官は信号を解釈する前に等級と気質を知っておく必要があります。

実用的な仕様チェックリスト

磁気の挙動に関する論争のほとんどは、状態ではなくグレードを指定した仕様に遡ります。注文書を発行する前に、これらの点を確認してください。

1. 「316L、光輝焼鈍」または「304、冷間引抜、20% 圧下」など、グレードと納入条件を合わせて記載します。
2. 磁気の挙動が重要な場合は、それに番号を付けてください。 ASTM A342 に従って測定された 1.02 未満の比透磁率は、センサーに隣接するコンポーネントの実行可能な目標です。
3. XRF化学、フェライトメーターの測定値、透磁率証明書など、検証方法の名前とその費用を誰が支払うのかを述べてください。
4. コイル状チューブ、制御ライン、毛細管、絞り加工された継手など、パッケージ内のすべての冷間加工品にフラグを立ててください。これらの部品は磁石を驚かせる可能性が最も高い部品だからです。
5. 搬入時には箱を分けて保管してください。 316 個の部品が入ったトレイに残った 1 本の 410 ネジは、通常は顧客によって最終的に発見されます。
6. 磁気異常を特定の溶解およびプロセス ルートまで追跡できるように、証明書に熱番号のトレーサビリティを要求します。

ステンレス製フェルールジョイント ヘルール形管継手は継手本体、ヘルール、ナットの3つの部品で構成されています。鋼管の継手本体にクランプとナットを差し込み、締付けると・・・ 製品を見る→

フィッティングは特筆に値します。フェルール ジョイントは、スエージング中に冷間加工され、取り付け中に再び冷間加工されるため、原材料が非磁性であっても、その磁気応答は耐用年数にわたって変化する可能性があります。これは正常であり、シール性能に影響を与えることはほとんどありませんが、取り付けられたジョイントの磁石チェックではほとんど何も分からないことを意味します。

予測どおりに動作するマテリアルを取得する

ステンレス鋼は、その構造がフェライト、マルテンサイト、または二相構造である場合には磁性を持ち、オーステナイトで焼きなまされる場合には非磁性になります。冷間加工ではその境界線が曖昧になり、磁石でグレードを分類することはできません。信頼できる方法は、グレード、質質、透磁率限界、および試験方法を事前に指定し、冷蔵庫用マグネットではなく化学物質と証明書で検証することです。

磁気の挙動、圧力の完全性、または温度性能が重要なプロジェクト用にコイル状チューブ、制御ライン、高温試験ケーブル、またはフェルール ジョイントを調達している場合は、用途と必要な測定について説明してください。当社のエンジニアが用途に合わせた材種や熱処理を行い、 ここからチームに連絡できます 仕様または図面を添えてください。