鋼管は製造方法の違いにより、シームレス鋼管と溶接鋼管の2種類に分けられます。その中でも、ERW鋼管は溶接鋼管の主流です。今日は、ケーシングの原料として使用される2種類の鋼管、シームレスケーシング管とERWケーシング管について主に説明します。
シームレスケーシングパイプ - シームレス鋼管で作られたケーシングパイプ。シームレス鋼管とは、熱間圧延、冷間圧延、熱間引抜、冷間引抜の4つの方法で製造された鋼管を指します。管体自体には溶接部がありません。
ERW鋼管 - ERW（Electric Resistant Weld）鋼管は、高周波抵抗溶接法を用いて縦方向にシーム溶接された鋼管を指します。電縫鋼管用の生鋼板（コイル）は、低炭素マイクロアロイ鋼をTMCP（熱処理加工制御プロセス）で圧延したものから製造されます。
1. 外径公差シームレス鋼管：熱間圧延成形プロセスを採用し、約8000℃でサイジングを完了します。原料の組成、冷却条件、ロールの冷却状態が外径に大きな影響を与えるため、外径を正確に制御することが難しく、変動幅も大きくなります。ERW鋼管：冷間曲げ成形プロセスを採用し、外径は0.6%減少します。プロセス温度は室温でほぼ一定であるため、外径を正確に制御でき、変動幅も小さく、黒皮バックルの除去に役立ちます。
2. 肉厚公差のあるシームレス鋼管：丸鋼に穴を開けて製造されるため、肉厚の偏差が大きい。その後の熱間圧延により肉厚のばらつきを部分的に解消できるものの、最新の機械でも±5～10%t以内にしか調整できない。ERW鋼管：熱間圧延コイルを原料とする場合、最新の熱間圧延では肉厚公差を0.05mm以内に制御できる。
3. シームレス鋼管の外観を構成するワークピースの外面欠陥は、熱間圧延工程では除去できず、完成品の研磨加工のみで対応可能です。また、打ち抜き加工後に残る螺旋ストロークは、肉厚減少工程で部分的にしか除去できません。ERW鋼管は、熱間圧延コイルを原料として製造されます。コイルの表面品質はERW鋼管の表面品質と同じです。熱間圧延コイルの表面品質は管理が容易で、高品質です。そのため、ERW鋼管の表面品質はシームレス鋼管よりもはるかに優れています。
4. 楕円形シームレス鋼管：熱間圧延プロセスを採用しています。鋼管の原料組成、冷却条件、ロールの冷却状態は外径に大きな影響を与えるため、外径を正確に制御することが難しく、変動幅も大きくなります。ERW鋼管：冷間曲げプロセスで製造されるため、外径は正確に制御され、変動幅も小さくなります。
5.引張試験 シームレス鋼管とERW鋼管の引張特性はAPI規格に準拠していますが、シームレス鋼管の強度は概ね上限値、延性は下限値にあります。一方、ERW鋼管の強度指数は最も良好で、塑性指数は規格より33.3%高くなっています。これは、ERW鋼管の原料として、マイクロアロイ製錬、炉外精錬、制御冷却・圧延によって熱延コイルの性能が保証されているためです。塑性は合理的に一致しています。
6. ERW鋼管の原料は熱間圧延コイルであり、圧延工程における精度が極めて高く、コイルの各部分の均一な性能を確保できます。
7. ERW熱間圧延鋼コイル管の原料は、粒度が広く厚い連続鋳造ビレットを採用し、表面の細粒凝固層が厚く、柱状結晶、収縮多孔度、気孔の領域がなく、組成偏差が小さく、組織が緻密です。その後の圧延工程で制御冷間圧延技術を使用することで、原料の粒度がさらに確保されます。
8. ERW鋼管の滑り抵抗試験は、鋼管の原材料と製造工程の特性に関係しています。肉厚の均一性と楕円率はシームレス鋼管よりもはるかに優れており、これがシームレス鋼管よりも耐圧潰性が高くなる主な理由です。
9. 衝撃試験 ERW鋼管の母材靭性はシームレス鋼管の数倍高いため、溶接部の靭性がERW鋼管の鍵となります。原料中の不純物含有量、切断バリの高さと方向、成形端面の形状、溶接角度、溶接速度、加熱電力と周波数、溶接押し出し量、中間周波後退温度と深さ、空冷部の長さなどのプロセスパラメータを制御することで、溶接衝撃エネルギーは母材の60%以上に達します。さらに最適化することで、溶接部の衝撃エネルギーを母材のエネルギーに近づけることができ、トラブルのない操業を保証します。
10. 爆発試験 ERW 鋼管の爆発試験性能は、主に ERW 鋼管の壁厚の均一性が高く、外径が同じであるため、標準要件よりもはるかに高くなります。