継ぎ目のないパイプは、ビレットと呼ばれる溶融状態の鋼棒をマンドレルで貫通させることによって作られ、継ぎ目や接合部のないパイプとなる。
シームレスパイプは、鋼の塊に穴を開け、溶接せずに中空の管状に成形することによって製造されます。この工程では、通常、鋼の塊を高温に加熱し、マンドレルで穴を開けて中空形状にし、その後、圧延と延伸によってさらに成形します。
シームレスパイプは、熱した鋼の円筒棒から作られます。鋼棒を高温に加熱した後、プローブを挿入して円筒に穴を開けます。次に、円筒をローラーに移し、指定された直径と肉厚に成形します。直径24インチまでのシームレスパイプを製造できる工場はごくわずかです。シームレス製法は小径パイプに使用されますが、コストが高く、供給も限られています。直径が大きくなるにつれて、溶接パイプの方が経済的になります。
シームレスパイプの材料特性と製造工程の要点
シームレスパイプは通常金属製ですが、内壁にプラスチックコーティングを施すことで性能を向上させることができます。この複合構造は、金属パイプの高い強度という利点を維持しつつ、プラスチックパイプの耐腐食性も兼ね備えています。しかし、プラスチックコーティングが損傷した場合、露出した金属部分が流体と接触することで腐食問題を引き起こす可能性があります。
製造工程における主要な管理ポイント
潤滑と亀裂防止：シームレスパイプは成形工程で極めて高い圧力に耐える必要があるため、表面に高圧潤滑剤を塗布して亀裂を防ぐ必要があります。しかし、その後の熱処理の前に潤滑剤を完全に除去しなければなりません。そうしないと、腐食性の溶剤がパイプ内に長期間残留し、腐食のリスクを高める可能性があります。これは特に薄肉シームレスパイプにおいて重要です。
壁の厚さと構造的完全性
機械的特性：パイプの引張強度と降伏強度は、肉厚に直接依存します。腐食によって肉厚が減少すると、構造的な破損につながる可能性があります。
熱管理性能：肉厚はパイプの熱伝導安定性にも影響します。不適切な製造工程は、温度変動や高温状態のリスクを高め、重大な事故につながる可能性もあります。
継ぎ目のないパイプ
シームレスパイプは、鋼板や鋼棒などの固体鋼材を丸い形状（「ビレット」と呼ばれる）に成形し、加熱して穴あき棒などの金型に流し込んで中空の管またはシェルを形成することで作られます。このタイプのパイプは、他のパイプ製造プロセスと比較して、耐圧性に優れ、製造速度が速く、コスト効率が良いことで知られています。シームレスパイプは、天然ガスパイプラインや液体輸送パイプラインで広く使用されています。
継ぎ目のないパイプは高圧に耐えることができるため、製油所、油圧シリンダー、炭化水素産業、石油・ガスインフラなど、高圧用途にも広く使用されています。
他の種類のパイプと比較して、シームレスパイプは溶接や接合を必要とせず、丸い固体のビレットから単純に成形されるため、強度や耐食性などの特性が向上します。米国機械学会（ASME）によると、これらのパイプは溶接パイプ（つまり、シームレスでないパイプ）よりも機械的ストレスに効果的に耐えることができ、より高い使用圧力に対応できます。
一般的に、シームレスパイプの用途は肉厚によって決まります。肉厚の厚いパイプは製造に高温を必要とするため、変形抵抗が低下し、結果としてたわみが大きくなります。
シームレスパイプの主な競合製品は、製造コストが低いERW（HFI）パイプです。シームレスパイプのERWパイプに対する主な利点は、（a）溶接部がないこと、（b）材料特性がほぼ均一に分布していること、（c）残留応力が非常に低いことです。一方、シームレスパイプはERWパイプよりも高価であり、断面の厚みが均一でない場合があり、内面と外面が通常非常に粗いという欠点があります。
溶接管では、鋼板またはコイルを円筒形に成形した後、溶接によって溶接部を閉じます。工場では、超音波検査や放射線検査などの検査方法を用いて溶接部の品質を保証し、各接合部は規定の使用圧力を超える圧力で耐圧試験を行います。溶接管は、その成形方法と使用される溶接技術によって分類されます。
サブマージアーク溶接（SAW）管は溶接工程で溶加材を使用するのに対し、電気抵抗溶接／電気融接（ERW／EFW）は溶加材を必要としません。SAWはさらに縦溶接（または直線溶接、L-SAW）と螺旋溶接（S-SAW）に分けられます。一般的に、中径の直線溶接L-SAWは単層溶接、大径のL-SAWは二重溶接となります。
ERWパイプは、電流を用いて鋼材を加熱し、端部が溶融するまで加熱することによって製造されます。この製造プロセスは1920年代に導入され、当初は低周波交流を用いて端部を加熱していましたが、後に溶接腐食や溶接不良が発生しやすいことが判明しました。現在では、接触溶接とも呼ばれる高周波交流が使用されています。EFWパイプとは、電子ビームを用いて運動エネルギーを誘導し、ワークピースを溶融させて溶接部を形成するプロセスを指します。
投稿日時：2025年6月19日
