鋼管の製造は1800年代初頭に遡ります。当初は、加熱、曲げ、重ね合わせ、そしてエッジを叩き合わせるという手作業で製造されていました。最初の自動化されたパイプ製造工程は1812年にイギリスで導入されました。それ以来、製造工程は継続的に改良されてきました。以下に、一般的なパイプ製造技術をいくつかご紹介します。
重ね溶接
パイプ製造における重ね溶接の導入は1920年代初頭に行われました。この工法は現在では採用されていませんが、重ね溶接工法を用いて製造されたパイプの中には、現在でも使用されているものがあります。
重ね溶接工程では、鋼板を炉で加熱し、円筒形に圧延します。次に、鋼板の端面を「スカーフィング」します。スカーフィングとは、鋼板の内側の端面と反対側のテーパー状の端面を重ね合わせることです。次に、溶接ボールを用いて継ぎ目を溶接し、加熱した鋼板をローラーの間に通して、継ぎ目を強制的に接合します。
重ね溶接による溶接部は、より現代的な方法で作られた溶接部ほど信頼性が高くありません。アメリカ機械学会（ASME）は、製造プロセスの種類に基づいて、パイプの許容動作圧力を計算する式を開発しました。この式には、「ジョイント係数」と呼ばれる変数が含まれており、これはパイプの継ぎ目を作成するために使用される溶接の種類に基づいています。シームレスパイプのジョイント係数は1.0、重ね溶接パイプのジョイント係数は0.6です。
電気抵抗溶接管
電気抵抗溶接（ERW）管は、鋼板を冷間成形して円筒状に成形することで製造されます。次に、鋼板の両端に電流を流し、両端が溶接フィラー材を使用せずに接合されるまで鋼板を加熱します。当初、この製造工程では、低周波交流電流を用いて端部を加熱していました。この低周波プロセスは1920年代から1970年代まで使用されていました。1970年代には、より高品質の溶接部を生産できる高周波ERWプロセスに置き換えられました。
低周波ERWパイプの溶接部は、時間の経過とともに、選択的なシーム腐食、フッククラック、シームの不十分な接合といった問題に悩まされることが判明したため、低周波ERWはパイプ製造に使用されなくなりました。一方、高周波プロセスは、新規パイプライン建設用のパイプ製造に現在も使用されています。
電気フラッシュ溶接パイプ
電気フラッシュ溶接管は1927年から製造されていました。フラッシュ溶接は、鋼板を円筒形に成形することで行われます。端面は半溶融状態になるまで加熱され、その後、溶融鋼が接合部から押し出されてビードが形成されるまで押し付けられます。低周波ERW管と同様に、フラッシュ溶接管の継目は腐食やフッククラックが発生しやすいですが、ERW管ほどではありません。このタイプの管は、鋼板の硬質部に起因する破損にもかかりやすいです。フラッシュ溶接管の大部分は単一の製造業者によって製造されていたため、これらの硬質部は、その特定の製造業者の製造工程中に鋼板が偶発的に焼入れされたことが原因で発生したと考えられています。現在、フラッシュ溶接は管の製造には使用されていません。
ダブルサブマージアーク溶接（DSAW）パイプ
他のパイプ製造プロセスと同様に、ダブルサブマージアーク溶接管の製造では、まず鋼板を円筒形に成形します。圧延された鋼板の端部は、継目の位置において内外面にV字型の溝が形成されるように成形されます。次に、アーク溶接機を用いて、内外面を1パスで溶接します（つまりダブルサブマージ溶接）。溶接アークはフラックス中に浸漬されます。
このプロセスの利点は、溶接がパイプ壁の 100% を貫通し、パイプ材料の非常に強力な結合を生み出すことです。
シームレスパイプ
シームレスパイプは1800年代から製造されています。製造工程は進化を遂げてきましたが、いくつかの要素は変わっていません。シームレスパイプは、高温の丸鋼ビレットをマンドレルで穿孔することで製造されます。中空になった鋼は、圧延・延伸されて、所定の長さと直径に成形されます。シームレスパイプの主な利点は、継ぎ目に起因する欠陥がないことですが、製造コストは高くなります。
初期のシームレスパイプは、鋼中の不純物に起因する欠陥の影響を受けやすかった。製鋼技術の向上に伴い、これらの欠陥は減少したものの、完全に排除されたわけではない。シームレスパイプは成形シーム溶接パイプよりも優れているように思われるが、パイプに求められる特性を向上させる余地は限られている。そのため、現在、シームレスパイプは溶接パイプよりもグレードと肉厚が低いものとなっている。
金達来鋼鉄グループは、ハイテクERW（電気抵抗溶接）管およびSSAW（スパイラルサブマージアーク溶接）管の製造を専門としています。当社は、φ610mmの最新鋭高周波ストレートシーム抵抗溶接機と、φ3048mmのスパイラルサブマージアーク溶接機を保有しています。また、ERWおよびSSAW工場に加え、中国全土にLSAWおよびSMLS製造のための関連工場を3つ保有しています。
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投稿日時: 2022年12月19日