製造方法によって、鋼管はシームレス鋼管と溶接鋼管の2種類に分けられます。中でも、ERW鋼管は溶接鋼管の代表的な種類です。今回は、ケーシングの原材料として用いられるシームレスケーシング管とERWケーシング管の2種類について主に解説します。
シームレスケーシングパイプ – 継ぎ目のない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、熱間引抜き、冷間引抜きの4つの方法で製造された鋼管を指します。管本体には溶接部がありません。
ERW鋼管とは、高周波抵抗溶接によって製造される縦継ぎ溶接鋼管のことです。電気溶接鋼管の原料となる鋼板（コイル）は、TMCP（熱機械制御プロセス）によって圧延された低炭素マイクロアロイ鋼から作られています。
1. 外径公差シームレス鋼管：熱間圧延成形プロセスを使用し、約8000℃でサイズ調整が完了します。原材料の組成、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は難しく、変動範囲が大きくなります。ERW鋼管：冷間曲げによって形成され、直径が0.6%減少します。プロセス温度は基本的に室温で一定であるため、外径を正確に制御でき、変動範囲が小さいため、黒革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するため、肉厚のばらつきが大きい。後続の熱間圧延により肉厚の不均一性を部分的に解消できるが、最新の機械でも±5～10%tの範囲内にしか調整できない。ERW鋼管：熱間圧延コイルを原料として使用する場合、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に使用されるワークピースの外面の欠陥は、熱間圧延工程では除去できず、完成品が完成した後に研磨するしかありません。パンチング後に残るらせん状のストロークは、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制御しやすく、高品質です。したがって、ERW鋼管の表面品質はシームレス鋼管の表面品質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使用する。鋼管の原材料組成、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、変動範囲が大きい。ERW鋼管：冷間曲げ加工により製造され、外径は精密に制御され、変動範囲が小さい。
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一般的に上限値にあり、延性は下限値にあります。一方、ERW鋼管の強度指数は最良の状態にあり、塑性指数は標準値より33.3%高くなっています。その理由は、ERW鋼管の原料として、熱間圧延コイルの性能が微合金溶解、炉外精錬、制御冷却圧延によって保証されており、塑性が合理的に一致しているためです。
6. ERW鋼管の原材料は熱間圧延コイルであり、圧延工程の精度が非常に高いため、コイルの各部分の均一な性能が保証されます。
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ており、表面の微細粒凝固層が厚く、柱状結晶領域がなく、収縮気孔や気孔がなく、組成偏差が小さく、構造が緻密です。後続の圧延工程での制御に冷間圧延技術を使用することで、原料の粒度をさらに確保します。
8. ERW鋼管の滑り抵抗試験は、原材料の特性とパイプの製造工程に関係しています。肉厚の均一性と真円度はシームレス鋼管よりもはるかに優れており、これが耐圧性がシームレス鋼管よりも高い主な理由です。
9. 衝撃試験 ERW鋼管の母材の靭性はシームレス鋼管の数倍であるため、溶接部の靭性がERW鋼管の鍵となります。原材料中の不純物含有量、切断バリの高さと方向、成形エッジの形状、溶接角度、溶接速度、加熱電力と周波数、溶接押出量、中間周波数引き抜き温度と深さ、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%以上になります。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、トラブルのない運転を保証します。
10. 爆発試験 ERW鋼管の爆発試験性能は、主にERW鋼管の肉厚の均一性と外径の均一性により、標準要件をはるかに上回っています。