鋼管の定義と分類: 完全ガイド

鋼管の定義

鋼管は、円形または非円形の断面の中空鋼製品であり、外径、肉厚、長さの 3 つの主要な寸法によって定義されます。中空部分は曲げやねじり荷重を効率的に支えるため、パイプは同じ耐荷重の中実棒よりもはるかに軽く、穴が連続しているため、パイプは流体の耐圧導管としても機能します。これら 2 つの機能により、薄肉導管や精密チューブから厚肉ライン パイプやボイラー チューブに至るまで、製品ファミリー全体が生成されます。

圧力サービスチューブは、管理基準から計算された値までパイプを充填および加圧し、漏れ、滲み、または永久変形がないか検査される水圧試験に合格する必要があります。規格や購入者の要件に応じて、平坦化、膨張、曲げ、衝撃、硬度の試験などの追加の試験も適用され、仕様で要求される場合には、超音波、X線検査、または渦電流法による非破壊検査が使用されます。

製造ルートによる分類

形状、材質、端面仕上げによる分類

断面: 円形、正方形、長方形、楕円形、六角形、八角形、その他の形状の断面。冷間成形された中空断面は GB/T 6728 および EN 10219 に準拠しています。

材質: 炭素鋼、低合金鋼、高温用合金鋼、オーステナイト系および二相ステンレス鋼、銅およびアルミニウム合金の非鉄パイプ。

用途：ラインパイプ、ケーシングおよびチューブ、ボイラーおよび過熱器管、伝熱管、油空圧管、構造用管、精密管。

端部仕上げ: プレーン端、溶接用の面取り端、ねじ付きおよび結合端、機械結合用の溝付き端。

表面状態: 黒、酸洗い、光輝焼鈍、亜鉛メッキ、または融着エポキシ、3 層ポリエチレンまたはコンクリートウェイトコーティングでコーティング。

サイズ、質量、圧力の基本

シームレスパイプと溶接パイプのサイズは、外径と肉厚の積（ミリメートル単位）で表され、ISO 4200 や GB/T 28708 などの寸法シリーズにより、主要な国際システム間で標準の組み合わせが調整されています。炭素鋼の 1 メートルあたりの理論質量は、0.02466 に壁の厚さを掛け、外径から壁の厚さを引いたものとして計算され、キログラム/メートルの値が得られます。

圧力容量は壁の厚さによって決まります。薄肉パイプのフープ応力は、内圧に外径を掛け、肉厚の 2 倍で割った値から計算され、その結果が、設計コード (工業用配管の GB/T 20801 など) で設定された許容応力と比較されます。次に、腐食代、肉厚のミル公差、および溶接接合係数が適用されます。これが、指定された壁が圧力のみによって暗示される値よりも常に大きくなる理由です。

鋼管を正しく指定する方法

完全な仕様には、外径と肉厚、材料グレード、製造ルート、納入規格、納入条件、長さの範囲、最終仕上げ、表面処理、およびテスト要件が記載されています。これらのいずれかを省略すると、工場は意図された義務と一致しない可能性のあるデフォルトを自由に選択できます。パイプが圧力サービスを目的としている場合は、肉厚とテストレベルを想定ではなく管理基準に照らして検証できるように、設計圧力、設計温度、および該当するコードも引用する必要があります。

よくある質問

Q: パイプとチューブの違いは何ですか?
パイプの寸法は外径と壁シリーズに関連付けられた呼びサイズ システムによって決まりますが、チューブの寸法は正確な外径と壁の厚さによって決まります。実際には、この 2 つの単語は、中空鋼セクションに対して同じ意味で使用されることがよくあります。

Q: 1 メートルあたりの鋼管の質量はどのように計算されますか?
壁の厚さ (ミリメートル) と外径から壁の厚さを引いた値 (同様にミリメートル) に 0.02466 を掛けます。結果は、標準密度の鋼の理論上の質量 (キログラム/メートル) です。

Q: どのルートが最も強いパイプを生産しますか?
強さは路線よりもグレードや納入状況で決まります。冷間引き抜きパイプはひずみ硬化により引き抜き時の強度が高くなりますが、焼きなましを行うと、同じグレードの熱間圧延パイプと同じ特性範囲を満たします。

Q: 水圧試験はどのような場合に必要ですか?
圧力下で流体を運ぶことを目的としたパイプの場合、管理規格では、計算された圧力での水圧試験が必要です。漏れや永久変形は不合格の原因となるため、規格が許可する場合に限り、試験を非破壊検査に置き換えることができます。

Q: 成形パイプまたは中空パイプは何に使用されますか?
正方形、長方形、その他の形状のセクションは、構造フレーム、機械、建築工事に使用され、平らな面により接続が簡素化され、閉じたセクションにより良好なねじれ剛性が得られます。