シームレスパイプは、ビレットと呼ばれる固体のほぼ溶融状態の鋼棒をマンドレルで突き刺して、継ぎ目や接合部のないパイプを製造することによって形成されます。
シームレスパイプは、鋼の塊を穴あけ加工し、溶接を一切行わずに中空管に成形することで製造されます。この工程では通常、ビレットを高温に加熱し、マンドレルで穴あけ加工して中空形状を作り、その後、圧延と延伸によってさらに成形加工を行います。
シームレスパイプは、高温の鋼棒から成形されます。棒鋼は高温に加熱され、プローブが挿入されて円筒に穴が開けられます。その後、円筒はローラーに送られ、指定された直径と壁厚に成形されます。一部の工場では、直径24インチまでのシームレスパイプを製造できます。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、入手性も限られています。直径が大きくなると、溶接管の方が経済的です。
シームレスパイプの材料特性と製造工程のポイント
シームレスパイプは通常金属製ですが、内壁に樹脂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、金属管の高い強度と樹脂管の耐食性という利点を維持しています。しかし、樹脂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。
製造工程における重要な管理ポイント
潤滑と割れ防止：シームレスパイプは成形工程において極めて高い圧力に耐える必要があるため、割れを防止するために表面に高圧潤滑剤を塗布する必要があります。しかし、その後の熱処理前に潤滑剤を完全に除去する必要があります。そうしないと、残留腐食性溶剤がパイプ内に長期間存在し、腐食リスクを引き起こす可能性があります。これは特に薄肉シームレスパイプにおいて重要です。
壁の厚さと構造の健全性
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。腐食による肉厚の減少は、構造的な破損を引き起こす可能性があります。
熱管理性能：肉厚はパイプの熱伝導率の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、深刻な事故につながる可能性があります。
シームレスパイプ
シームレスパイプは、鋼板や棒鋼などの固体鋼を丸棒状に成形（「ビレット」と呼ばれる）した後、加熱して多孔棒などの金型に流し込み、中空の管やシェルを形成します。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、優れた耐圧性、迅速性、そしてコスト効率の良さで知られています。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。
シームレス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・ガスインフラなどの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、丸棒から成形されるため、強度や耐食性などの特性が向上します。アメリカ機械学会（ASME）によると、シームレスパイプは溶接パイプ（シームレスではないパイプ）よりも機械的応力に強く、使用圧力も高くなります。
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。肉厚が厚いパイプは製造に高温が必要となるため、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相手は、製造コストが低いERW（HFI）パイプです。ERWパイプに対するシームレスパイプの主な利点は、(a)溶接継ぎ目がないこと、(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、断面の厚さが均一でない可能性があり、内外面が通常非常に粗いという欠点があります。
溶接管は、鋼板またはコイルを円筒形に成形した後、溶接によって溶接継目を閉じます。工場では、溶接継目の品質を確保するために超音波検査や放射線検査などの検査方法を採用しており、管の各接合部は規定の作動圧力を超える圧力で耐圧試験を受けます。溶接管は、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）管は溶接工程でフィラーメタルを使用しますが、電気抵抗溶接／電気溶融溶接（ERW/EFW）ではフィラーメタルは不要です。SAWはさらに縦方向溶接（またはストレート溶接、L-SAW）と、スパイラル溶接（S-SAW）に分類されます。通常、中径のストレート溶接L-SAWはシングルシーム、大径のL-SAWはダブルシームです。
ERW鋼管は、電流を用いて鋼板を加熱し、エッジが溶融するまで製造されます。この製造工程は1920年代に導入され、低周波交流電流を用いてエッジを加熱していましたが、後に溶接部の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、高周波交流電流（コンタクト溶接とも呼ばれます）が使用されています。EFW鋼管は、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工程を指します。
投稿日時: 2025年6月19日
