溶接管の製造方法：ERW、LSAW、SSAW、シームレスの比較

鋼管の4つの生産ルート

鋼管は、基本的に異なる 2 つの方法のいずれかで製造されます。溶接シームが存在しないように固体ビレットから圧延されるか、コイルまたはプレートから形成されシームが溶接で閉じられます。溶接ファミリーはシーム方向と溶接プロセスによって再び分割され、業界で使用されるほぼすべての直径をカバーする 4 つの商用ルートが得られます。どちらを選択するかは、直径、壁の厚さ、圧力クラス、長さの許容差、およびメートルあたりのコストの問題になります。

ERWおよびHFWパイプ

電気抵抗溶接と高周波溶接では、コイルをチューブ状に形成し、金属が鍛造温度に達するまで高周波電流で隣接する端を加熱し、溶加材を使用せずに端を締め合わせます。-フィラーもフラックスも使用しないため、継ぎ目は冶金学的に親ストリップに近く、プロセスは高速で連続的に実行され、メートルあたりのコストは 4 つのルートの中で最も低くなります。限界は壁の厚さです。およそ 12 mm から 16 mm を超えると、電流が壁全体を均一に加熱できないため、このプロセスはアーク溶接に取って代わられます。溶接線の靭性は、急速な熱サイクルによっても低下する可能性があります。そのため、重要な用途のラインパイプの仕様では継ぎ目に制限が設けられています。

LSAWパイプ

縦サブマージアーク溶接はプレートから開始します。プレートは UOE プレス シーケンスまたは JCOE シーケンスによって圧着され、円筒形に成形され、その後縦方向の継ぎ目がフラックスのブランケットの下で内側と外側に溶接されます。厚壁では2パス以上が通常であり、内側と外側のビーズが別々に生成されるため貫通が完了します。このルートは、高い寸法精度、直径に比べてコンパクトなプラント設置面積、全長に沿って X 線撮影できる継ぎ目を実現するため、大口径ライン パイプの標準的な答えです。-壁の厚さが 25 mm を超えるのは一般的です。

SSAWまたはHSAWパイプ

スパイラルまたはヘリカルのサブマージ アーク溶接では、調整可能なスパイラル角度でコイルを巻き、両側のヘリカル シームを溶接します。したがって、角度を変えるだけで、同じコイル幅で広範囲の仕上がり直径を生成できるため、杭打ちパイプや大型水道管などの非常に大きな直径のルートを経済的にすることができます。螺旋状の継ぎ目は同等の縦方向の継ぎ目よりも長いため、溶接は 1 つの線に集中するのではなく円周全体に分散され、仕様で必要な場合は X 線検査で継ぎ目全体がカバーされます。

溶接シームは溶接パイプの品質の焦点です。そのため、API 5L やその他のライン パイプおよび圧力パイプ規格では、LSAW および SSAW 製品のシームの渦電流検査や超音波検査、シームの X 線検査と併せて静水圧試験が必要です。{1}正しく作られた溶接継ぎ目が自動的に継ぎ目なしパイプよりも弱くなるわけではありません。パイプが目的の用途に適しているかどうかは、グレード、溶接手順、溶接金属の量、および検査範囲によって決まります。継ぎ目の欠陥のリスクが許容できない場合、シームレス パイプは引き続き高圧および高温のサービス向けの参照オプションです。-

溶接プロセスの選択

パイプの製造ルートは工場によって決定されますが、現場で使用される接合プロセスは個別に決定されます。以下の実践規則は、炭素鋼およびステンレス鋼の配管作業を対象としています。

現場溶接および補修溶接- は、多用途性と携帯性を実現するシールド金属アーク溶接と、ステンレスおよび合金のルートパス用のタングステン不活性ガス溶接を備えています。

薄肉から中肉の量産溶接- 炭素鋼の金属不活性ガスまたは金属活性ガス溶接、ステンレス鋼のタングステン不活性ガスまたはレーザー溶接。

厚い部分、長い縫い目、高い蒸着- サブマージ アーク溶接。継ぎ目が直線か螺旋かに関係なく。

大容量の中小規模のパイプ-- ERW ラインでの高周波溶接-。

異種金属・精密部品- 爆発溶接、拡散溶接、摩擦溶接、ろう付け。

プロセスの選択は位置によっても異なります。垂直ジョイントとオーバーヘッドジョイントは通常、消耗電極プロセスで作成されますが、フラットショップジョイントでは、より高い溶着速度のサブマージアーク溶接を使用できます。予熱、パス間温度制御、溶接後の処理は、関連する材種と肉厚に応じた認定された溶接手順の仕様に従います。-

よくある質問

Q: シームレスパイプは常に溶接パイプより優れていますか?
いいえ。シームレス パイプには検査対象の溶接継ぎ目がなく、高圧および高温の使用に適しています。ただし、溶接パイプは厳密な寸法公差で作られており、より大きな直径も入手可能で、渦電流、超音波、または X 線検査法によって継ぎ目に沿って検査されます。サービスの適合性はグレード、肉厚、検査範囲によって異なります。

Q: ERW パイプはどの直径範囲をカバーしますか?
電気抵抗および高周波溶接されたパイプは通常、外径約 21 mm ～ 660 mm で製造され、高周波電流が壁全体を均一に加熱する必要があるため、壁の厚さは通常 12 mm 未満から 16 mm になります。-

Q: 伝送線路にLSAWパイプが使われるのはなぜですか?
UOE および JCOE 成形ルートは、大径で正確な真円度と真直度を実現し、フラックス下で内側と外側に溶接された縦方向の継ぎ目を全長にわたって X 線撮影できます。この組み合わせは、高圧ガスおよびオイル トランスミッションの靭性と欠陥耐性の要件を満たしています。{{1}{2}}

Q: SSAW パイプのスパイラルシームはどのように検査されますか?
らせん状の継ぎ目は両側で溶接され、完成したパイプに水圧試験が適用され、全長に沿って超音波または放射線検査法によって検査されます。スパイラルシームは縦シームよりも長いため、検査範囲は注文時に明示的に指定されます。

Q: ステンレス鋼配管にはどの溶接プロセスを使用する必要がありますか?
タングステンの不活性ガス溶接は、クリーンで制御された溶け込みが得られるため、ルートパスや薄肉ステンレス加工に使用されます。一方、適合するフィラーを使用した金属不活性ガス溶接は、フィルパスとキャップパスに使用されます。通常、溶接部と熱の影響を受ける部分は、耐食性を維持するためにその後熱の色合いを除去されます。-

Q: API 5L では溶接シームに何が必要ですか?
API 5L では、完成したパイプの水圧試験と、縦方向およびスパイラルのサブマージ アーク溶接製品の X 線検査を含む溶接シームの非破壊検査が必要です。-検査範囲と許容限界は、注文時に呼び出される仕様レベルに記載されています。