鋼管完全ガイド：種類、規格、サイズ、選定

鋼管とは何ですか?

鋼管は中空で長い円筒形の製品で、流体輸送、構造支持、機械製造、その他数え切れ​​ないほどの用途で業界全体で広く使用されています。米国鉄鋼協会 (AISI) によると、鋼管はその中空断面によって定義され、中実の棒材とは区別されます。-鋼管はシームレスと溶接という 2 つの基本的な形式で製造され、それぞれに異なる製造プロセス、性能特性、コスト プロファイルがあります。

シームレスパイプは、固体鋼のビレットに穴を開け、溶接継ぎ目のない中空の管に圧延または引き抜き加工することによって製造されます。このプロセスにより、均一な肉厚を持ち、全長に沿って弱点のないパイプが得られるため、高圧および高温の用途に最適です。-一方、溶接管は鋼板やコイルを円筒形に曲げ、縦方向の継ぎ目を溶接して形成されます。 ERW (電気抵抗溶接)、LSAW (縦方向サブマージ アーク溶接)、SSAW (スパイラル サブマージ アーク溶接) などの最新の溶接技術により、多くの用途で信頼性が高くコスト効率の高い溶接パイプが製造されます。-

鋼管の用途は、事実上あらゆる産業分野に及びます。石油とガスでは、パイプは原油、天然ガス、精製製品を大陸間で輸送します。化学産業は、攻撃的な媒体を処理するために耐食性パイプに依存しています。-建築では躯体や杭、足場などに構造用鋼管が使用されます。発電プラントには、蒸気システム用の特殊な高温パイプが必要です。-造船、食品加工、自動車業界はすべて、独自の運用要件を満たすために、さまざまなグレードと仕様の鋼管に依存しています。

材質別鋼管の種類

炭素鋼管

炭素鋼管は最も広く使用されているカテゴリーであり、世界の全鋼管消費量の約 80% を占めています。炭素含有量によって、低炭素（0.30% Cまで）、中炭素（0.30-0.60% C）、高炭素（0.60-1.00% C）に分類されます。最も一般的な仕様には、ASTM A106 (高温サービス用シームレス)、API 5L (石油およびガス輸送用ラインパイプ)、ASTM A53 (汎用溶接およびシームレス) が含まれます。 A106 グレード B は、高温産業用配管の主要なグレードであり、強度、溶接性、コストのバランスが優れています。グレード B から X80 までの API 5L グレードは、パイプライン アプリケーションの強度レベルを高めます。炭素鋼グレードの詳細な内訳については、当社の資料を参照してください。炭素鋼管グレード完全ガイド.

合金鋼管

合金鋼パイプには、特定の特性を強化するためにクロム、モリブデン、ニッケル、バナジウム、またはその他の合金元素が意図的に添加されています。クロムは酸化と耐食性を向上させます。モリブデンは高温強度を高めます。-バナジウムは粒子構造を微細化します。 ASTM A335 規格は、高温使用用の継目無フェライト合金鋼管を対象としています。-グレードには、P5 (5Cr-0.5Mo)、P9 (9Cr-1Mo)、P11 (1.25Cr-0.5Mo)、P22 (2.25Cr-1Mo)、P91 (9Cr-1Mo-V)、 P92 (9Cr-0.5Mo-WV)。これらのクロモリ パイプは、温度が 400 度を超える発電所、石油化学施設、製油所に不可欠です。私たちの合金鋼管ガイド詳細な比較については。

ステンレス鋼管

ステンレス鋼パイプには少なくとも 10.5% のクロムが含まれており、耐食性を提供する不動態酸化層を形成します。一般的なオーステナイトグレードには、304 (汎用)、316 (モリブデンで耐食性を強化)、321 (高温使用向けに安定化)、347 (ニオブで安定化) があります。- 2205 や 2507 などの二相ステンレス鋼は、オーステナイト系グレードの 2 倍の降伏強度を備え、優れた耐応力腐食割れ性を備えています。ステンレス鋼パイプは、ASTM A312 (シームレスおよび溶接)、A269 (一般サービス)、および A270 (衛生サービス) 規格に準拠しています。

鋼管の寸法とスケジュール

呼び径とサイズ換算

パイプのサイジングには、インチで測定される公称内径 (NB)、ミリメートルで測定される公称直径 (DN)、および実際の外径 (OD) が使用されます。重要なことに、NB は実際の OD と等しくありません。たとえば、4 インチのパイプ (DN100) の実際の外径は 100 mm または 4 インチではなく、114.3 mm (4.5 インチ) です。 DN から NB への変換は、DN=25 x NB (インチ) に従います。私たちのパイプサイズチャート1/2 インチ (DN15) から 48 インチ (DN1200) までの完全な変換テーブルを提供します。

パイプスケジュールの説明

パイプスケジュール (SCH) は、炭素鋼の場合は ASME B36.10、ステンレス鋼の場合は ASME B36.19 によって定義された標準化された肉厚の指定です。スケジュール番号は壁の厚さに応じて増加します: SCH 5S (最も薄い) から SCH XXS (最も厚い)。関係はおよそ Sch=1000 x P/S です。ここで、P は設計圧力、S は許容応力です。一般的なスケジュールには、SCH 40 (一般産業用の標準壁)、SCH 80 (高圧用の超強力)、SCH 160、XXS (ダブル超強力) が含まれます。-私たちのを参照してください完全なパイプ スケジュール ガイドそして

パイプ肉厚チャート 包括的なデータを提供します。

肉厚と定格圧力

壁の厚さと圧力定格の関係は、バーローの公式 P=2St/D によって決まります。ここで、P は内部圧力、S は許容応力、t は壁の厚さ、D は外径です。たとえば、4 インチの SCH 40 A106 Gr.B パイプ (外径 114.3 mm、壁 6.02 mm) の使用圧力は、周囲温度で約 14.5 MPa です。私たちのパイプ圧力定格ガイドすべての一般的な材料とスケジュールの詳細な計算例と圧力定格表が含まれています。

鋼管規格の概要

鋼管規格は、互換性、品質、安全性を確保するために国際機関によって制定されています。 ASTM (米国材料試験協会) 規格は、世界で最も広く参照されています。主要な ASTM 規格には、A106 (高温用シームレス炭素鋼)、A53 (溶接およびシームレス炭素鋼)、A333 (低温炭素鋼)、A335 (合金鋼)、A179 (熱交換器チューブ)、および A312 (ステンレス鋼) があります。- API (アメリカ石油協会) 規格は石油およびガス産業のパイプを管理しており、特にライン パイプの API 5L とケーシングおよびチューブの API 5CT が挙げられます。欧州ではEN規格（EN 10216、EN 10217）、日本ではJIS規格（G3454、G3456、G3458、G3459）、中国ではGB規格（GB/T 8163、GB/T 5310、GB/T 9711）が使用されています。私たちの総合的なASTM、EN、JIS、GB 規格の比較完全な相互参照表を提供します。-

パイプの加工と処理

切断と面取り

パイプ端の準備は溶接の品質にとって非常に重要です。切断方法には、酸素燃料（炭素鋼に経済的）、プラズマ（さまざまな材料に高速）、バンドソー（良好な表面仕上げの冷間切断）、レーザー（薄肉に高精度）などがあります。-標準的なベベル タイプには、V- ベベル (30-37.5 度、最も一般的)、複合 J- ベベル (厚肉用)、U- ベベル (極厚および合金鋼用)、および薄肉用のスクエア バットが含まれます。 ASME B16.25 による標準ベベル角度は 1.6 mm のルート面で 37.5 度です。私たちのパイプ切断および面取りガイドすべての方法を詳しく説明します。

熱処理

熱処理により鋼管の微細構造が変化し、望ましい機械的特性が得られます。正規化（Ac3+30-50度まで加熱、空冷）により結晶粒構造が微細化され、靭性が向上します。焼き入れ (水、油、またはポリマー中での急速冷却) により、最高の硬度を実現するマルテンサイトが生成されます。焼き戻し（Ac1以下で再加熱）により応力を緩和し、硬さを調整します。焼きなまし（炉冷）を行うと材料が柔らかくなります。 P91 などの合金鋼グレードには、正確な焼きならしと焼き戻しのサイクルが必要です。私たちのを参照してくださいパイプ熱処理工程ガイド完全なプロセスパラメータについては。

-防食コーティング

パイプコーティングは腐食を防ぎ、耐用年数を延ばします。融着エポキシ (FBE) は、-40 度から 120 度までの温度で優れた接着力を発揮します。三層ポリエチレン (3LPE) は、埋設パイプラインに機械的保護を追加します。三層ポリプロピレン (3LPP) は、海洋および砂漠での用途向けに耐熱性を 140 度まで拡張します。セメントモルタルライニングは飲料水のパイプに使用されています。私たちのパイプコーティングガイド適切なコーティングシステムの選択に役立ちます。

鋼管の品質試験

品質保証には、パイプの完全性を検証するための複数のテスト方法が含まれます。非破壊検査（NDT）には、内部欠陥に対する超音波検査（UT）、体積欠陥に対する放射線透過検査（RT）、強磁性材料の表面亀裂に対する磁粒子検査（MT）、表面欠陥に対する染料浸透探傷検査（PT）が含まれます。水圧試験では、各パイプを使用圧力の 1.5 倍に加圧して、強度と気密性を検証します。-機械試験には、引張、硬度、衝撃（シャルピー V- ノッチ）試験が含まれます。私たちの非破壊検査ガイドそして

静水圧試験ガイド包括的な補償を提供します。

業界別のパイプの選択

特殊鋼管

熱交換器チューブ (ASTM A179、A213、A249) には、効率的な熱伝達のために正確な寸法制御と優れた表面品質が必要です。精密パイプ (公差 ±0.1 mm まで冷間引抜き) は油圧シリンダや精密機械に使用され、標準パイプは一般的な流体輸送のニーズに対応します。低温-パイプ（A333 Gr.6）は、LNGおよび北極圏でのサービス向けに衝撃靱性を-45度に維持します。超々臨界圧発電所では、高温パイプ (P91、P92) が 600 度以上で動作します。私たちのを参照してください熱交換器チューブガイドそして

精度と標準パイプの比較詳細については。

中国から鋼管を調達

中国は世界最大の鋼管生産国であり、200カ国以上に輸出している。主な利点としては、統合された製鋼所と効率的な製造による競争力のある価格、国際規格 (ASTM、API、EN、JIS、GB) を満たす一貫した品質、大規模な生産能力による柔軟なリードタイムが挙げられます。中国のサプライヤーから調達する場合は、工場監査を実施して機能を検証し、品質保証のために第三者検査（SGS、BV、Intertek）を要求し、追跡可能な熱番号を備えた完全な工場試験証明書（MTC）を確保します。-メーカーパイプは、すべての注文に対して完全な文書化と透明性のあるサプライ チェーン管理を提供します。

よくある質問

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