鋼管は、石油とガスの輸送、都市工学、化学産業、機械製造産業、電力工学、海洋インフラストラクチャで使用される重要なコンポーネントです。
工業用鋼管は製造工程の違いにより、主に継目無鋼管と抵抗溶接鋼管の2種類に分けられます。(ERW)鋼管。これらのパイプはどちらも流体輸送と構造的耐荷重の要件を満たすことができますが、成形原理、製造プロセス、構造的特性、機械的特性、寸法精度、適用範囲には大きな違いがあります。-実際の調達やパイプライン設計の際、多くのエンジニアは電縫鋼管や継目無鋼管の性能限界について何らかの誤解を抱いている可能性があり、それが不適切な材料選択、潜在的な安全上の危険、またはコストの無駄につながる可能性があります。
継目無鋼管は、溶接継ぎ目がなく、打ち抜きと圧延によって製造されます。一方、ERW 鋼管は鋼帯を冷間曲げして製造され、高周波抵抗によって溶接されます。-製造プロセスの根本的な違いは、微細構造、圧縮強度、耐用年数の安定性に大きな違いをもたらします。したがって、この記事では、工業生産およびエンジニアリング材料の選択に合理的な基礎を提供するために、さまざまな側面からこれら 2 つのタイプのパイプを比較します。
基本的な定義と形成原則の違い
1.継目無鋼管の原理
シームレス鋼管は、連続熱間成形プロセスによって製造される中空の鋼管です。製造過程で溶接を必要としません。中核となる製造原理は、熱間穴あけと連続圧延です。シームレス パイプは、高温に加熱された固体鋼ビレットから形成され、その後、穴を開け、圧延し、サイズを決め、冷却します。高温の塑性条件下で、中実の丸鋼ビレットを穿孔機で穿孔して中空のパイプビレットを形成し、その後、肉厚と外径を正確に制御するために複数回の圧延を使用します。製造プロセス中に切断、接合、溶接のプロセスがないため、パイプ本体は原材料の連続金属繊維構造を完全に保持します。溶接継ぎ目などの構造的弱点がありません。したがって、この特性により、継目無鋼管は全体的な構造的完全性が高く、均一な耐荷重能力を備えていることがわかります。-
2. 電縫溶接鋼管の原理
ERW 鋼管は、高周波抵抗溶接プロセスによって製造される代表的な縦方向の溶接鋼管です。-基本原理は、熱間圧延鋼帯を原料として使用し、複数の成形ローラーを使用して平鋼帯を連続的に円筒状の中空管の形状に圧延することです。次に、高周波電流の表皮効果と近接効果を利用して、パイプ素材の端部が急速に加熱され、塑性状態になります。成形ローラーの機械的押し出し効果の下で、加熱後の溶融エッジが押し出されて形成され、強固な縦方向の溶接が形成されます。電縫鋼管は継目無鋼管の成形加工とは異なり、「成形＋溶接」の組み合わせで製造され、管本体に溶接継目が存在します。最新の高周波溶接技術により、溶接強度を母材の強度に近づけることができますが、溶接領域は依然として冶金学的改質ゾーンであり、その微細構造は母材とは異なります。これが電縫鋼管と継目無鋼管の最も明らかな構造上の違いです。
製造工程の違い
1. 製造工程継目無鋼管
継目無鋼管の製造は複雑なプロセスです。プロセス全体には、鋼ビレットの検査、高温加熱、回転穿孔、連続圧延、サイズ矯正、冷却、長さ切断、欠陥検出、完成品検査が含まれます。-まず、固体の丸鋼ビレットを加熱炉で 1200 度以上に加熱します。これは十分な塑性変形能力を持たせるためです。次に、穿孔機が鋼ビレットを穿孔して、中空の管状シェルを形成します。次に、管状シェルは圧延機に入り、肉厚を均一にし、寸法精度の要件を満たすために複数回の縮小と外径修正が行われます。最後に鋼管を冷却し、矯正し、切断して完成品とします。プロセス全体は熱間圧延と塑性変形に依存しており、溶接手順はありません。このため、継目無鋼管の製造サイクルは長く、エネルギー消費量が多く、生産効率は比較的低い。したがって、これらの欠点は、大径で薄肉の仕様の継目無鋼管を製造する場合にさらに顕著になります。-{13}}
2.電縫管の製造工程
ERW パイプは、連続的かつ効率的な冷間曲げおよび溶接の生産ラインで製造されます。主なプロセスには、スチール コイルの巻き戻し、ストリップ材料の平坦化、エッジ トリミング、連続圧延と成形、高周波抵抗溶接、溶接継ぎ目の除去、冷却、サイジング、矯正、フライ カット、非破壊検査が含まれます。{{1} ERW パイプの原材料は熱間圧延鋼コイルです。-これは連続的に供給され、連続的に生産されます。中心となる製造ステップは高周波ソリッドステート溶接-であり、溶接ワイヤやフラックスを必要とせずに溶接融合を実現できます。-生産ライン全体の特徴は、連続稼働、生産サイクルの短縮、高効率です。シームレスパイプの製造と比較して、ERW プロセスはエネルギー消費が低く、自動化レベルが高く、生産能力が強力です。ただし、製品はストリップ材料の幅と成形プロセスによって制限され、超厚-肉-仕様のパイプや超-大-仕様のパイプの製造には一定の制限があります。
構造的および微細な違い
1. 構造の完全性
継目無鋼管は、管本体に溶接部や弱点がなく、全体的に均一な構造をしています。内部の金属繊維構造は全方向に連続的かつ均一であり、内圧や外力に耐えた際の応力分布が安定しています。違いは、電縫鋼管には明らかな溶接があることです。溶接部分は溶融、再結晶、急冷のプロセスを経て、結晶粒構造に違いが生じます。したがって、ERW鋼管の構造の均一性はシームレス鋼管の構造の均一性よりわずかに低く、溶接部は常に重要な検査部分であり、管本体の比較的弱いリンクです。
2. 寸法精度と表面品位の違い
電縫管材は寸法精度が高く、表面品質が安定しています。ストリップ圧延と精密サイジング技術を採用しているため、ERWパイプ材料の肉厚公差、真円度、真直度はよく管理されており、内壁と外壁は滑らかで、寸法の偏差は小さいです。シームレスパイプは高温での打ち抜きと圧延によって形成されます。その肉厚の均一性は加熱温度と圧延の安定性によって容易に影響を受けます。したがって、シームレスパイプの肉厚公差と表面粗さは比較的高くなります。
機械的性能と安全性の違い
圧力耐性と構造安定性
継目無鋼管は全体の耐圧縮性と耐衝撃性に優れています。溶接線がないため、微小亀裂などの一般的な溶接欠陥を完全に回避できます。超高圧、低温、激しい衝撃の作業条件下でも、継目無鋼管は安定した機械的特性を維持でき、突然破損する可能性が低くなります。 ERW 鋼管は、ほとんどの従来のパイプラインの使用圧力要件を満たすことができますが、溶接部分は疲労荷重と低温の影響により敏感です。-
適用範囲の違い
1.継目無鋼管の用途
シームレス鋼管は主に非常に厳しい作業条件で使用されます。たとえば、主な応用シナリオには、高圧ボイラー パイプライン、石油化学高温高圧パイプライン、石油化学高温高圧パイプライン、高圧天然ガス輸送幹線、水力パイプライン、低温極低温工学、高精度機械製造装置などが含まれます。これらの分野では、構造上の安全性に対する要件が非常に高く、欠陥率ゼロと優れた適応性が求められます。極限環境。したがって、これらの用途では継目無鋼管が好まれます。
2. 電縫鋼管の適用
ERW パイプは、都市の給水および排水パイプライン、防火パイプライン、建築用鋼構造パイプパイル、一般産業における石油およびガスの二次輸送パイプライン、軽工業および化学部門の輸送パイプライン、および一般的な機械支持パイプラインなど、中低圧の従来のシナリオで広く使用されています。
電縫溶接鋼管と継目無鋼管の根本的な違いは、製造原理と成形機構が全く異なることにあります。
シームレス鋼管は、全体的な高温の打ち抜きと圧延のプロセスを通じて製造され、溶接がなく、均一な金属構造、優れた全体的な機械的特性、および極端な作業環境への強い適応性を特徴としています。{0}しかし、製造コストは高く、効率は低く、寸法公差は大きくなります。
一方、電縫鋼管は板材を冷間成形し、高周波抵抗溶接によって製造されます。{0}}生産効率が高く、コストが安く、寸法精度が高く、表面が滑らかであるという利点があります。ただし、溶接部と母材の構造が異なるという欠点があります。
エンジニアリング用途の材料を選択する場合は、実際の使用圧力、温度環境、および予算コストを考慮し、それに応じて適切なタイプのパイプ材料を選択する必要があります。シームレス鋼管は高圧、低温、高リスク、高信頼性の産業シナリオに適していますが、ERW 鋼管は従来の低圧および中圧のパイプライン輸送および構造工学において最も経済的で効率的な選択肢です。-溶接技術や熱処理技術の継続的な進歩により、高品質電縫鋼管と継目無鋼管との性能差は徐々に縮まりつつあり、鋼管製造業界の多様化・微細化に向けた今後の発展がさらに促進されると考えられます。{3}
