パイプは金属パイプと非金属パイプに分けられます。金属パイプはさらに鉄系と非鉄系に分けられます。鉄系金属は主に鉄で構成され、非鉄金属は鉄で構成されていません。炭素鋼管、ステンレス鋼管、クロムモリブデン管、鋳鉄管はすべて鉄を主成分とする鉄金属管です。ニッケル管とニッケル合金管、銅管は非鉄管です。プラスチック管、コンクリート管、プラスチックライニング管、グラスライニング管、コンクリートライニング管、その他の特殊な目的に使用できる特殊管は非金属管と呼ばれます。鉄系金属管はエネルギー業界で最も広く使用されている管で、炭素鋼管が広く使用されています。ASTM および ASME 規格は、プロセス産業で使用されるさまざまなパイプと配管材料を規定しています。
炭素鋼は産業界で最も多く使用されている鋼であり、総鋼生産量の 90% 以上を占めています。炭素含有量に基づいて、炭素鋼はさらに 3 つのカテゴリに分類されます。
合金鋼では、溶接性、延性、機械加工性、強度、焼入れ性、耐食性などの望ましい（改善された）特性を実現するために、さまざまな割合の合金元素が使用されます。最も一般的に使用される合金元素とその役割は次のとおりです。
ステンレス鋼は、クロム含有量が 10.5% (最小) の合金鋼です。ステンレス鋼は、表面に非常に薄い Cr2O3 層が形成されるため、並外れた耐食性を発揮します。この層は不動態層とも呼ばれます。クロムの量を増やすと、材料の耐食性がさらに向上します。クロムに加えて、ニッケルとモリブデンが追加され、望ましい (または改善された) 特性が付与されます。ステンレス鋼には、さまざまな量の炭素、シリコン、マンガンも含まれています。ステンレス鋼はさらに次のように分類されます。
上記のグレードに加えて、業界では次のような上級グレード（または特殊グレード）のステンレス鋼も使用されています。
工具鋼は炭素含有量が高く（0.5%～1.5%）、炭素含有量が多いほど硬度と強度が高くなります。この鋼は主に工具や金型の製造に使用されます。工具鋼には、金属の耐熱性と耐摩耗性、耐久性を高めるために、さまざまな量のタングステン、コバルト、モリブデン、バナジウムが含まれています。そのため、工具鋼は切削工具や穴あけ工具に最適です。
これらのパイプはプロセス産業で広く使用されています。パイプの ASTM と ASME の指定は見た目が異なりますが、材料のグレードは同じです。例:
ASME および ASTM コードの材料構成と特性は、名前を除いて同一です。ASTM A 106 Gr A の引張強度は 330 Mpa、ASTM A 106 Gr B は 415 Mpa、ASTM A 106 Gr C は 485 Mpa です。最も一般的に使用されている炭素鋼管は ASTM A 106 Gr B です。ASTM A 106 Gr A 330 Mpa の代替として、ASTM A 53 (溶融亜鉛めっきまたはライン パイプ) があり、これもパイプ用炭素鋼管で広く使用されているグレードです。ASTM A 53 パイプには、次の 2 つのグレードがあります。
ASTM A 53 パイプは、タイプ E (ERW - 抵抗溶接)、タイプ F (炉および突合せ溶接)、タイプ S (シームレス) の 3 種類に分かれています。タイプ E では、ASTM A 53 Gr A と ASTM A 53 Gr B の両方が使用できます。タイプ F では、ASTM A 53 Gr A のみが使用できますが、タイプ S では、ASTM A 53 Gr A と ASTM A 53 Gr B も使用できます。ASTM A 53 Gr A パイプの引張強度は、330 Mpa で ASTM A 106 Gr A と同等です。ASTM A 53 Gr B パイプの引張強度は、415 Mpa で ASTM A 106 Gr B と同等です。これは、プロセス産業で広く使用されている炭素鋼グレードのパイプをカバーします。
加工業界で最も多く使用されているステンレス鋼管は、オーステナイト系ステンレス鋼と呼ばれています。オーステナイト系ステンレス鋼の本質的な特性は、非磁性または常磁性であることです。オーステナイト系ステンレス鋼の重要な仕様は次の 3 つです。
この仕様には 18 のグレードがあり、その中で 304 L が最も一般的に使用されています。人気のカテゴリは、耐腐食性が高いため 316 L です。直径 8 インチ以下のパイプ用の ASTM A 312 (ASME SA 312)。グレードの横にある「L」は、炭素含有量が低いことを示し、パイプ グレードの溶接性が向上します。
この仕様は、大口径溶接パイプに適用されます。この仕様でカバーされる配管スケジュールは、スケジュール 5S およびスケジュール 10 です。
オーステナイト系ステンレス鋼の溶接性 – オーステナイト系ステンレス鋼は、フェライト系ステンレス鋼やマルテンサイト系ステンレス鋼よりも熱膨張率が高くなっています。オーステナイト系ステンレス鋼は熱膨張係数が高く熱伝導率が低いため、溶接中に変形や反りが生じる可能性があります。オーステナイト系ステンレス鋼は凝固割れや液化割れを起こしやすい傾向があります。したがって、溶接材料や溶接プロセスの選択には十分な注意が必要です。サブマージアーク溶接 (SAW) は、完全なオーステナイト系ステンレス鋼または低フェライト含有量の溶接が必要な場合には推奨されません。表 (付録-1) は、母材に基づいて適切な溶接ワイヤまたは電極を選択するためのガイドです (オーステナイト系ステンレス鋼の場合)。
クロムモリブデンチューブは、高温でも引張強度が変化しないため、高温サービスラインに適しています。このチューブは、発電所、熱交換器などに使用されています。チューブは ASTM A 335 で、いくつかのグレードがあります。
鋳鉄管は、消防、排水、下水道、重負荷（高負荷以下）地下配管などの用途に使用されます。鋳鉄管のグレードは次のとおりです。
ダクタイル鋳鉄管は、消防用地下配管に使用されます。デュール管はシリコンが含まれているため硬くなっています。この管は、市販の酸に対して耐性があるグレードであるため、市販の酸処理や、酸性廃棄物を排出する水処理に使用されます。
Nirmal Surendran Menon 氏は、2005 年にインドのタミル・ナードゥ州アンナ大学で機械工学の学士号を取得し、2010 年にシンガポール国立大学でプロジェクト管理の理学修士号を取得しました。石油/ガス/石油化学業界に携わっています。現在は、ルイジアナ州南西部の LNG 液化プロジェクトでフィールド エンジニアとして勤務しています。プロジェクト遂行の一環として、LNG 液化施設の配管システムの清掃や損失防止に携わっています。
Ashish は工学の学士号を取得しており、エンジニアリング、品質保証/品質管理、サプライヤー認定/監視、調達、検査リソース計画、溶接、製造、建設、下請け業務に 20 年以上携わっています。
石油およびガス事業は、多くの場合、企業本社から離れた遠隔地で行われています。現在では、事実上どこからでもポンプの動作を監視し、地震データを整理および分析し、世界中の従業員を追跡することが可能です。従業員がオフィス内か外出中かに関係なく、インターネットと関連アプリケーションにより、これまで以上に多方向の情報の流れと制御が可能になります。
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