鋼管の製造は1800年代初頭に遡ります。当初、パイプは加熱、曲げ加工、重ね合わせ、そして端部をハンマーで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プロセスは1812年にイギリスで導入されました。それ以来、製造プロセスは継続的に改良されてきました。以下に、代表的なパイプ製造技術をいくつか紹介します。
重ね溶接
パイプ製造における重ね溶接の使用は1920年代初頭に導入された。この方法は現在ではほとんど用いられていないが、重ね溶接法で製造されたパイプの中には、今日でも使用されているものがある。
重ね溶接工程では、鋼材を炉で加熱し、円筒形に圧延します。次に、鋼板の端部を「スカーフ接合」します。スカーフ接合とは、鋼板の内側の端部と、反対側のテーパー状の端部を重ね合わせる工程です。その後、溶接ボールを用いて継ぎ目を溶接し、加熱されたパイプをローラーの間を通すことで継ぎ目を密着させ、一体化させます。
重ね溶接で作られた溶接部は、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。米国機械学会（ASME）は、製造プロセスの種類に基づいて、パイプの許容使用圧力を計算する式を開発しました。この式には、「接合係数」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接合係数は1.0、重ね溶接パイプの接合係数は0.6です。
電気抵抗溶接管
電気抵抗溶接（ERW）パイプは、鋼板を冷間成形して円筒形にすることで製造されます。次に、鋼板の両端に電流を流して加熱し、溶接用フィラー材を使用せずに両端を押し付けて接合します。当初、この製造プロセスでは、低周波交流電流を使用し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年まで使用されていました。1970年、より高品質な溶接を実現する高周波ERWプロセスが低周波プロセスに取って代わりました。
時間の経過とともに、低周波ERWパイプの溶接部は、選択的な継ぎ目腐食、フッククラック、継ぎ目の接着不良を起こしやすいことが判明したため、低周波ERWはパイプ製造には使用されなくなりました。高周波プロセスは、新しいパイプライン建設に使用されるパイプの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年に製造が開始されました。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した。端部を半溶融状態になるまで加熱し、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合わせました。低周波ERW管と同様に、フラッシュ溶接管の継ぎ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、鋼板の硬化部分による破損も起こりやすいです。フラッシュ溶接管の大部分は単一のメーカーによって製造されていたため、これらの硬化部分は、そのメーカーが使用していた製造工程中に鋼が偶然急冷されたことが原因であると考えられています。フラッシュ溶接は現在、管の製造には使用されていません。
二重サブマージアーク溶接（DSAW）パイプ
他のパイプ製造工程と同様に、二重サブマージアーク溶接パイプの製造では、まず鋼板を円筒形に成形します。圧延された鋼板の端部を成形し、継ぎ目となる部分の内面と外面にV字型の溝を形成します。次に、アーク溶接機を用いて内面と外面の両方を一度溶接します（そのため二重サブマージ溶接と呼ばれます）。溶接アークはフラックス中に浸されます。
このプロセスの利点は、溶接部がパイプ壁の100%に浸透し、パイプ材料の非常に強力な接合を実現することです。
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、基本的な要素は変わっていません。シームレスパイプは、熱した丸鋼ビレットをマンドレルで貫通させることで製造されます。中空になった鋼材は、圧延・延伸されて所望の長さと直径に加工されます。シームレスパイプの最大の利点は、継ぎ目による欠陥がなくなることですが、製造コストは高くなります。
初期のシームレス鋼管は、鋼材中の不純物による欠陥が生じやすかった。製鋼技術の進歩に伴い、これらの欠陥は減少したが、完全には解消されていない。シームレス鋼管は、成形溶接鋼管よりも優れているように思われるが、鋼管に求められる特性を向上させる能力には限界がある。そのため、現在ではシームレス鋼管は溶接鋼管よりも低グレード・低肉厚でしか入手できない。
ジンダライ・スチール・グループは、ハイテクERW（電気抵抗溶接）およびSSAW（スパイラルサブマージアーク溶接）パイプの製造を専門としています。当社は、φ610mm高周波直線シーム抵抗溶接機とφ3048mm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ヶ所有しています。
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ジンダライ・スチール・グループは、高品質な鋼管の製造、輸出、在庫管理、供給を行っています。ターネ、メキシコ、トルコ、パキスタン、オマーン、イスラエル、エジプト、アラブ諸国、ベトナム、ミャンマーなど、世界各国に顧客を有しています。お問い合わせをお待ちしております。専門的なアドバイスをさせていただきます。
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投稿日時：2022年12月19日
