スチールパイプは、製造およびインフラストラクチャでさまざまな方法で使用されるスチール製の円筒管です。 それらは、鉄鋼業界で最も利用されている製品です。 パイプの主な用途は、石油、ガス、水を含む液体またはガスの地下輸送です。 ただし、製造と建設ではさまざまなサイズのパイプが使用されます。 一般的な家庭用製造の例は、冷蔵庫で冷却システムを実行する細い鋼管です。 建設では、加熱と配管にパイプを使用します。 構造は、手すり、自転車ラック、パイプボラードなど、さまざまなサイズのスチールパイプを使用して構築できます。
ウィリアム・マードックは、鋼管の先駆者であると考えられています。 1815年、彼は石炭ランプ燃焼システムをサポートするためにマスケット銃の樽に加わりました。 マードックは革新的な配管システムを使用して、ロンドンの街路のランプに石炭ガスを輸送しました。
1800年代以来、製造方法の改善、使用用途の開発、認証を管理する規制と基準の確立など、鋼管の技術は大きく進歩しました。
鋼管はどのように作られていますか？
原料の溶解から成形または溶接まで、この遍在する建築材料は、2つの主要なプロセスで作成されます。
生鋼をより使いやすい形式に変換する
両方のプロセスは、良質のスチールを作ることから始めなければなりません。 原鋼は、炉で原材料を溶解するプロセスを通じて鋳造工場で生産されます。 組成を正確に保つために、溶融金属に元素を追加し、不純物を除去します。 得られた溶鋼を金型に注入してインゴットを作成するか、連続鋳造機に移してスラブ、ビレット、ブルームを作成します。 パイプは、スラブまたはビレットの2つの製品から作られています。
パイプ製造における鋼スラブと鋼スケルプ
鋼のスケルプは、2,200˚Fに加熱されたスラブから作られています。 熱により表面にスケールが形成され、スケールブレーカーと高圧洗浄により除去する必要があります。 洗浄後、鋼スラブは熱間圧延されて、スケルプと呼ばれる細い細い鋼帯になります。 皮は硫酸で漬け（表面を洗浄）、水で洗浄し、パイプ製造の原料として大きなスプールに巻き付けます。 スケルプの幅によって、作成できるパイプの直径が決まります。
スケルプはスプールから巻き戻され、加熱され、溝付きローラーを介して巻き上げられ、スケルプのエッジを上方に曲げます。 このプロセスにより、2つのエッジが互いに曲がって長い円柱を形成するように曲げられた円柱管が生成されます。 溶接プロセスがエッジを結合し、パイプをシールします。
連続溶接操作では、溶接ローラーがパイプの端を互いに押し付け、すでにスケルプに加えられた熱により鍛造溶接を形成します。 溶接中に金属が追加されることはなく、最終ローラーはパイプの直径と肉厚を仕様に合わせて縮小します。
電気抵抗溶接は、スケルプがパイプ形状に冷間圧延されることを除いて、連続溶接と同様のプロセスに従います。 回転する銅製ディスクによってパイプの端に電流が供給され、溶接温度まで端を加熱します。 溶接ローラーがパイプの端を接合して、鍛造溶接を作成します。
スパイラル溶接およびダブルサブマージアーク溶接は、より従来の溶接技術を使用し、溶接材料を追加して結合を形成します。
シームレスパイプ用鋼ビレット
鋼ビレットは、連続鋳造機から直接製造された、または圧延および延伸された鋳造インゴットから作られた二次製品として製造された長い正方形の鋼片です。 これらのビレットは、 継ぎ目がないパイプを作るために使用できます。これは、溶接線を持たないため、一部のアプリケーションではより安全です。
固体鋼ビレットは極端な温度に加熱されなければならず、白熱するが溶けない。 機械はそれらを回転させて、円柱状の固体になるようにします。 まだ熱いうちに、弾丸型の穴あけ具を使用して、中空の中心をその寸法に従って規則的にします。 パイプを必要な仕様に適合させるために、一連のフライス加工操作が続きます。
終了手順
パイプは、最後にジョイントを取り付ける前に、最終工程として矯正機に通すことができます。 通常、小口径配管にはねじ継手が取り付けられていますが、大口径配管には通常、パイプの端に溶接されたフランジが取り付けられています。 測定機は完成したパイプの寸法をチェックし、品質管理のためにパイプの側面に詳細を刻印します。
品質管理
品質管理手順には、特に溶接部に沿って、X線装置を使用してパイプの欠陥をチェックすることが含まれます。 別の手法は、パイプを水で満たして圧力テストを行い、指定時間圧力下に保持して、使用する前に壊滅的な障害を引き起こす可能性のある欠陥を明らかにすることです。
鋼管の使用方法
パイプは、構造、輸送、および製造に使用されます。 それらは外径に応じたサイズで、内径は壁の厚さに基づいて変化します。 パイプが管理しなければならない力に応じて、他のアプリケーションよりも厚い壁が必要なアプリケーションもあります。
構造的な使用
構造的な用途は、一般的な建築および建設です。 これらの産業では、建築材料は一般に鋼管と呼ばれます。
鋼管は、杭と呼ばれるプロセスで基礎に強度を提供します。 これらのアプリケーションでは、基礎を敷設する前にチューブを地球の奥深くに押し込みます。 安全でない地上の高層ビルや建築物に安定性を提供します。 杭基礎には、2つの基本的なタイプがあります。 エンドベアリングパイルの下端は、特に強い土または岩の層の上にあります。 建物の荷重は、パイルを介して強い層に伝達されます。 摩擦杭は、摩擦によって建物の荷重を杭の全高にわたって土壌に伝達します。 パイルの表面全体が、力を土壌に伝達するのに役立ちます。 足場ポールは、建設作業員が地上の高い場所にアクセスできるように、スチールチューブをケージに連結して作られています。 ガードレールもスチールチューブで作られており、階段やバルコニーに美しい外観の安全機能が備わっています。 セキュリティボラードは、人、建物、またはインフラストラクチャを保護するために、車両の通行からエリアを保護するために使用されます。 多くの商用自転車ラックは、鋼管を曲げて形成されています。 スチールの強靭な材料特性により、スチールは泥棒から保護されます。 スチールパイプの最も一般的な使用法は、材料が長期的な設置に適しているため、製品の輸送です。 それは、その丈夫さと破壊に対する抵抗のために地下に埋めることができます。 低圧用途では、パイプに大きな応力がかからないため、パイプに高い強度を必要としません。 肉厚が薄いため、より安価に製造できます。 石油およびガス産業で使用されるパイプなど、より専門的なアプリケーションには、より厳しい仕様が必要です。 輸送中の製品の危険な性質、およびラインへの圧力の増加の可能性には、高い強度が必要であり、したがってより厚い壁厚が必要です。 これは一般に、関連するより高いコストをもたらします。 これらのアプリケーションには品質管理が重要です。 これらの材料の指定方法、およびパイプの正確な特性に対する意味について混乱が生じる可能性があります。 アメリカ機械学会（ASME）およびアメリカ石油協会（API）に加えて、アメリカ試験材料協会（ASTM）は、北米の配管仕様に関して最も参照されている組織です。 仕様は、3つの主要なカテゴリに分類できます。 パイプサイズは、「公称パイプサイズ」またはNPSとして引用されます。 小さいパイプのNPS番号の起源（ スチールパイプスケジュールは、パイプの壁の厚さを記述する方法です。 これは、パイプの強度と特定のアプリケーションへの適合性に直接関係するため、重要なパラメーターです。 パイプスケジュールは無次元数であり、設計圧力と許容応力が与えられると、壁厚の設計式に基づいて計算されます。 スケジュール番号の例は次のとおりです。5、5S、10、20、30、40、50、60、80、100、120、140、160、STD、XS、およびXXS —最も一般的なのはスケジュール40および80です。スケジュール数が増えると、パイプの壁の厚さが増します。 したがって、ODがNPS番号によって固定されるため、パイプのスケジュール番号が内径を定義します。 パイプの重量は、外径を定義するNPSと、壁の厚さを定義するスケジュールに基づいて計算できます。 公式は、定数を決定するために、厚さ1インチあたり平方フィートあたり40.8ポンドの鋼鉄の理論上の重量を使用します。 W = 10.69 xt（OD – t） どこ： W =重量（1フィートあたりのポンド） Engineering Toolboxの次の表は、異なるNPSのパイプのOD、壁厚、重量の測定値を示しています。 スケジュール40とスケジュール80の両方の測定値が表示されます。 製造業者は、材料試験レポート、またはミル試験レポートを発行して、製品が化学分析および機械的特性の仕様を満たしていることを検証します。 MTRには、製品に関連するすべてのデータが含まれ、ライフサイクル全体にわたって製品に付随します。 以下は、MTRに記録される典型的なパラメーターです。 炭素含有量、合金、硫黄を含む化学組成 材料のサイズ、重量、識別、グレード 材料の熱数。処理バッチに結び付けられます 引張強度、降伏強度、伸びなどの機械的特性 スチール製のボラードの場合、最も一般的な仕様はASTM A53とASTM A500です。 リライアンスファウンドリは、スチールパイプで作られたパイプボラードを提供しています。 ボラードは、車両の衝突から人、建物、および周囲のインフラストラクチャを保護するために地面に設置された垂直のパイプ長です。 スチールパイプボラードは、車両の衝突の衝撃に耐えるのに十分な強度を確保するために、安全仕様に準拠する必要があります。 スケジュール40およびスケジュール80のスチールを使用して、用途に応じてスチールパイプのボラードを作成できます。 スチールパイプのボラードは、見た目を美しくし、スチールパイプを腐食から保護するために、ステンレス鋼、プラスチック、またはその他の金属装飾カバーで覆われていることがよくあります。 
建設杭
足場ポール
製造用
ガードレール
ボラード
自転車ラック
輸送用途
鋼管の指定方法
呼び径
スケジュール
パイプ重量
OD =外径
t =厚さ 認証
リライアンスファウンドリーはスチールパイプをどのように使用していますか？
