ニュース - シームレス鋼管の特性、製造、調達ガイド

工業用配管および構造用途において、継ぎ目のない鋼管独自の利点により、重要な位置を占めています。溶接管との違いや固有の特性は、適切なパイプを選択する上で重要な要素となります。

シームレス鋼管は、溶接鋼管に比べて大きな利点があります。溶接鋼管は鋼板を溶接して作られるため、溶接継ぎ目が生じます。このため、耐圧性が制限され、継ぎ目に応力が集中することで高温高圧下では漏洩の原因となる可能性があります。一方、シームレス鋼管は単一のロール成形プロセスで製造されるため、継ぎ目がありません。より高い圧力と温度に耐えることができ、石油・ガス輸送や高圧ボイラーなどの用途において信頼性が高まります。さらに、シームレス鋼管は肉厚の均一性が高く、溶接による局所的な肉厚のばらつきがなくなり、構造安定性が向上し、耐食性も強化されます。耐用年数は一般的に溶接鋼管よりも30%以上長くなります。

シームレス鋼管の製造工程

シームレス鋼管の製造工程は、主に熱間圧延と冷間引抜きから成り、厳格かつ複雑です。熱間圧延工程では、鋼の塊を約1200℃まで加熱し、穿孔ミルで中空管に圧延します。その後、管はサイジングミルで直径を調整し、レデューシングミルで肉厚を制御します。最後に、冷却、矯正、欠陥検査が行われます。冷間引抜き工程では、熱間圧延された管を原料として使用します。酸化スケールを除去するために酸洗した後、冷間引抜きミルで成形します。その後、内部応力を除去するために焼きなましを行い、仕上げと検査を行います。この2つの工程のうち、熱間圧延管は大径・厚肉管に適しており、冷間引抜き管は小径・高精度用途に適しています。

一般的な材料

シームレス鋼管は、多様なニーズに対応するため、国内規格と国際規格の両方のグレードを取り揃えています。

国内産材料は主に炭素鋼と合金鋼である。
20番鋼は、最も一般的に使用されている炭素鋼であり、優れた可塑性と加工の容易さを備えているため、一般的なパイプラインに広く使用されている。
45番鋼は強度が高く、機械構造部品に適しています。合金鋼管の中でも、15CrMo鋼は高温耐性とクリープ耐性に優れているため、発電所ボイラーの主要材料として使用されています。

304ステンレス鋼シームレスパイプは、その優れた耐食性から、化学工業や食品加工業界で非常に好まれている。

国際規格に準拠した材料も広く使用されています。

米国ASTM規格によると、A106-B炭素鋼シームレスパイプ石油や天然ガスの輸送によく用いられる素材です。引張強度は415～550MPaに達し、-29℃から454℃までの動作温度に耐えることができます。

A335-P91合金管は、クロム・モリブデン・バナジウム合金組成のおかげで、優れた高温強度と耐酸化性を備えているため、超臨界圧発電所のボイラーの主蒸気配管に広く使用されています。

欧州規格ENによると、EN 10216-2シリーズのP235GH炭素鋼は、中圧および低圧ボイラーおよび圧力容器に適している。

P92合金管は、高温耐性においてP91を凌駕し、大規模火力発電プロジェクトにおいて好ましい選択肢となっています。JIS規格STPG370炭素鋼管は、高いコストパフォーマンスを誇り、一般産業配管に広く使用されています。
SUS316Lステンレス鋼管304ステンレス鋼をベースに、モリブデンを添加することで塩化物イオン腐食に対する耐性を大幅に向上させ、海洋工学や化学薬品の酸・アルカリ輸送に適した材料となっている。

寸法に関して言えば、シームレス鋼管の外径は10mmから630mmまで、肉厚は1mmから70mmまでである。
従来の工学分野では、外径15mm～108mm、肉厚2mm～10mmが最も一般的に使用されている。
例えば、外径25mm、肉厚3mmのパイプは油圧システムによく使用される一方、外径89mm、肉厚6mmのパイプは化学媒体の輸送に適している。