パイプにおける補強材の効果を実測

塩ビパイプの弱点を克服する①

通常の厚みを上げたり、角パイプに形状を変えて強度を上げる方法ではなく、あえて邪道で。
今回は厚み1mmの薄い塩ビパイプの曲げ強度(弛み)をUPさせるため、パイプの内側に入れる補強材を使っての強度差を測定してみたいと思います。
当社ブランドPIPE FACTORY 軽量「スタンダードパイプ&ジョイント」を組立てる際に一部どうしても強度をあげたいパイプ部分がでてくることがあり、お客様のご希望に合わせていろいろご提案してきたのですが、今回の実験で「これぞ最良の補強材」というものを見つけたいと思います。

材質、形状の違いなど実験結果を随時追加予定です。

まずは金属パイプ、ABSパイプと比較しながら塩ビパイプの長所、短所を確認しましょう。 
(硬質一般グレードにて）

項目	塩ビパイプ	ABSパイプ	金属パイプ
価格	◎　安価	〇　比較的安価	✕　高価
切断	◎　バリが付きにくい	〇　バリが付きやすい	✕　難しい
切削	◎　加工しやすい	△　あまりむかない	〇　専用治具で可能
熱加工	◎　加熱加工しやすい	△　加熱加工可能	✕　できない
耐光(候)性	〇　紫外線に強く、風雨に強い	✕　紫外線に弱く、もろい	△　紫外線には強いが、錆びる
耐熱性	✕　60℃程度から軟化	〇　70℃～80℃程度で軟化	◎　1000℃以上
重量(軽さ)	〇　比重1.4程度　　軽い	◎　比重1.1程度　　非常に軽い	✕　比重8程度　　重い
弛み度	△　しなりやすい	〇　しなり難い	◎　非常にしなり難い
耐衝撃性	△　割れやすい	〇　割れにくい。粘りがあり割れるより曲がる傾向あり	◎　非常に強い
耐薬品性	◎　非常に強い	〇　強い	✕　非常に弱い

 

サンプル①:パイプの内径にぴったりの厚み1mmの塩ビパイプを挿入 
＜近日結果報告します＞

通常の厚み2mmのパイプと変わらない感じであまり期待できませんが…

 

※長さが1000mmを超えると弛みが大きくなる27.5φ×25.5φ(厚み1mm)の1500mmにて実験。中央一点に5kgの下向きの力を加えて弛み幅を測定します。

挿入する部材	弛み幅(減少幅)	総重量(増加重量)	コメント
27.5φ×25.5φ(1t)1500mmのみの基本値
①塩ビパイプ25φ×23φ

 

サンプル②:パイプの内側にC型パイプを挿入

内側にきつめのC型パイプを挿入すれば、内側から外に広がろうとする力がかかって弛む力を抑えるのでは…？

 

サンプル③:パイプの内側に王道のスチールパイプを挿入

重さはかなりUPしてしまうがやはり強度はけた違い？

 

サンプル④:パイプの内側に軽量な厚み1mmのABSパイプを挿入

コシがあるイメージのABSパイプなら厚みが1mmでもサンプル①より効果があるのでは…？

 

サンプル⑤:パイプの内側に軽量なABSパイプを厚み2mmにして挿入

ABSパイプなら厚みが2mmでも軽く抑えられそうなので、サンプル④よりどのくらい効果が上がるか検証します。

 

サンプル⑥:パイプの内側に塩ビアングルを挿入

弛みの少ない形状のL型アングルを骨材として内径ぴったりに挿入したら…？

 

サンプル⑦:パイプの内側に塩ビ角パイプを挿入

弛みの少ない形状の角パイプを骨材として内径ぴったりに挿入したら…？