あなたの長方形角パイプ選定、誤差2mmで損失20万円です

角パイプの長方形規格は、主にJIS G 3466(一般構造用角形鋼管)に基づいています。例えば、100×50mmや150×75mmなどの外形寸法が一般的で、板厚は1.6mm〜9.0mm程度まで幅があります。つまり規格寸法でもかなり幅がありますということですね。
実際には外径だけでなく、角のR(曲率半径)も規定されています。ここを見落とす人が多いです。Rは板厚の約2〜3倍が目安です。結論はR寸法も設計に入れるべきです。
また、長方形は正方形と違い、強度方向が偏ります。短辺方向は弱いです。つまり荷重方向で選定が変わるということですね。
参考:JIS規格の詳細と寸法範囲
https://www.jssa.gr.jp/
現場でよく使われるサイズはある程度固定されています。例えば以下のような寸法です。
・50×25mm(軽量フレーム)
・100×50mm(架台・ラック)
・150×75mm(構造部材)
・200×100mm(大型フレーム)
板厚は2.3mm、3.2mm、4.5mmが定番です。ここが基準です。
ただし、同じ100×50でもメーカーによって板厚許容差が±0.3mm程度あります。意外ですね。これが組付けズレの原因になります。
例えば、10本並べると最大3mmズレます。これは溶接治具で吸収しきれないことがあります。つまり累積誤差が問題です。
肉厚の公差は見逃されがちですが重要です。JISでは板厚の許容差が設定されており、例えば3.2mmなら±0.4mm程度の幅があります。かなり大きいです。
レーザー加工や穴あけでは、この差が加工条件に影響します。特にタップ加工です。ねじ山が浅くなることがあります。ここは注意です。
また、曲げ加工では肉厚差でスプリングバック量が変わります。結果、角度ズレが発生します。つまり加工条件の再現性が下がるということですね。
このリスク対策としては、材料ロットごとに板厚を実測することが有効です。測るだけです。これだけ覚えておけばOKです。
角パイプには主にSTKRとSTKMRがあります。STKRは冷間成形、STKMRは熱間成形です。ここが分岐点です。
STKRは寸法精度が高く、外観もきれいです。一方で残留応力があります。割れやすい場面もあります。厳しいところですね。
STKMRは内部応力が少なく、溶接性に優れます。ただし寸法精度はやや劣ります。つまり用途で選ぶ必要がありますということですね。
例えば、精度重視の架台ならSTKR、溶接構造ならSTKMRが適しています。これは使えそうです。
現場で多いのが「外寸だけ指定する」発注です。これは危険です。板厚未指定はトラブルの元です。
例えば100×50とだけ発注すると、2.3mmか3.2mmかが曖昧になります。結果、強度不足や重量増につながります。痛いですね。
さらに長さ公差も見落とされがちです。通常は±3mm程度ですが、用途によっては致命的です。ここも重要です。
このリスク対策として、発注時に「外寸・板厚・長さ・材質」を1行で指定するのが効果的です。書くだけです。〇〇が基本です。
また、ミス削減のためにはミスミやモノタロウの規格検索を使うと確認が早いです。時間短縮になります。つまり確認ツール活用です。

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