シームレス管 vs スパイラル溶接管: 製造、強度、用途

短い回答

シームレス パイプには溶接継ぎ目がなく、固体のビレットを穿孔して圧延することによって製造されます。これにより均一な壁強度が得られ、高圧および高温のサービスに最適です。{0}{1}スパイラル溶接パイプは、鋼板をらせん状に形成し、エッジをサブマージ アーク溶接で接合することによって作られ、低コストで非常に大きな直径を実現できます。この 2 つのタイプは中程度のサイズ範囲で重複しており、選択は圧力定格、直径、コスト、検査要件によって決まります。-

製造工程

シームレスパイプは、固体の円筒形ビレットから始まり、加熱して穴を開けて中空シェルを形成し、マンドレル上で熱間圧延して必要な外径と肉厚に達します。多くのシームレス パイプは、その後、寸法精度と表面仕上げを向上させるために冷間引抜きまたは冷間圧延されます。パイプは単一の鋼材から形成されているため、検査したり、弱点となる溶接継ぎ目がありません。

スパイラル溶接管はスパイラルサブマージアーク溶接法により製造されます。鋼板は最初にエッジが準備され、次に一連のロールによってスパイラルに成形され、隣接するエッジが粒状フラックスのブランケット下でサブマージ アーク溶接によって連続的に溶接されます。らせん状の継ぎ目はパイプの全長に沿って伸びています。このプロセスでは、非常に幅の広いプレートを使用し、シームレスの限界をはるかに超える外径に達することができ、壁の厚さはプレートの厚さによって制御されます。

サイズと肉厚範囲

構造的特徴

溶接がないため、継ぎ目のないパイプの周囲に均一な特性が得られます。これは、パイプが内圧、熱サイクル、または疲労にさらされる場合に重要です。スパイラル溶接パイプには、フープ方向に対してある角度で螺旋状の溶接が施されています。この形状は実際にはいくつかの点で有利です。溶接部は最大フープ応力と一致せず、ねじれ角によりある程度の冗長性がもたらされるため、内圧下での縦方向の溶接よりも継ぎ目の重要性が低くなります。それにもかかわらず、溶接ゾーンは依然として欠陥が最も発生しやすい領域であり、溶接継手効率係数が設計コードに適用されます。

強度と圧力に関する考慮事項

同じグレードと肉厚の場合、シームレス パイプは一般に、応力を集中させる溶接がないため、最高の破裂強度と最高の疲労挙動を実現します。スパイラル溶接パイプは溶接継手の効率を念頭に置いて設計されており、標準と非破壊検査の範囲に応じて、通常は 0.85 ～ 1.0 になります。- API 5L に基づいて製造され、完全な検査が行われた最新の SSAW ライン パイプは、世界中の高圧ガス伝送ラインで使用されているため、パイプが適切に製造およびテストされていれば、溶接は制限になりません。-

コスト比較

シームレスパイプは、ピアッシング、圧延、仕上げにエネルギーを大量に消費し、最大サイズはビレットの直径によって制限されるため、同じグレードの場合、トンあたりのコストが高くなります。スパイラル溶接パイプは、ビレットよりもトン当たりのコストが安いプレートを使用し、プロセスは連続的で生産性が高くなります。大口径の場合、スパイラル溶接パイプのコスト上の利点が決定的になります。およそ 300 mm ～ 600 mm のオーバーラップ範囲では、通常、圧力定格、検査要件、納期に基づいて選択されます。

アプリケーション

シームレスパイプは、ボイラーおよび過熱器の管、製油所プロセス配管、油圧シリンダー、計器ライン、およびパイプに最大限の信頼性を備えた高圧または高温を収容する必要があるあらゆるサービスに好まれます。スパイラル溶接管は、送水本管、大口径の石油およびガスのパイプライン、構造杭、橋脚、管杭で主流となっており、直径が大きく、トン当たりのコストが制御要因となります。-

選び方

直径 300 mm 未満で高圧または高温の場合: シームレスを選択してください。

直径 600 mm を超える場合: 通常、スパイラル溶接パイプが唯一の実用的な選択肢です。

300 ～ 600 mm の範囲: 圧力定格、溶接検査レベル、コストを比較します。

疲労が支配的なサービスの場合: 完全な NDT を備えたシームレスまたは溶接パイプを推奨します。

大口径の埋設水道またはガス本管の場合: 3PE または 3LPE コーティングを施した SSAW が標準です。

よくある質問

Q: 継目無鋼管はスパイラル溶接鋼管よりも強度がありますか?
同じグレードと肉厚の場合、シームレスパイプには溶接部がなく、通常はより高い破裂強度と疲労強度を示します。完全な検査が行われた最新のスパイラル溶接パイプは、設計コードが溶接継手の効率を考慮しているため、依然として高圧で使用できます。

Q: スパイラル溶接パイプはシームレスパイプよりも安いのはなぜですか?
スパイラル溶接管は鋼板から成形されるため、継目なし穿孔に使用されるビレットよりも安価であり、連続成形と溶接プロセスの生産性が高くなります。直径が大きくなると、より効率的な材料が使用されます。

Q: 継目無管の最大径はどれくらいですか?
ほとんどの工場では、外径約 610 mm までのシームレス パイプが製造されます。さらに、ビレットと穿孔装置により継ぎ目のないサイズが制限されるため、溶接パイプが使用されます。

Q: スパイラル溶接は母材と同じくらいの強度がありますか?
適切な溶接消耗品、熱処理、非破壊検査により、スパイラル溶接は母材の強度要件を満たすように設計されています。{0}設計コードでは、検査レベルに応じて結合効率係数が適用されます。

Q: スパイラル溶接パイプは高圧ガス パイプラインに使用できますか?{0}}
はい。大口径-高圧-ガス伝送ラインは、自動超音波検査と X 線検査を備えた API 5L への SSAW パイプを使用して構築されるのが一般的です。

Q: シームレスパイプと溶接パイプを区別するにはどうすればよいですか?
表面を調べます。シームレス パイプには目に見える継ぎ目はありませんが、スパイラル溶接パイプには明確な螺旋状の溶接ビードが見られます。超音波検査や磁粉探傷検査により、溶接位置や健全性を確認できます。