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細分化されます。鉄系金属は主に鉄で構成されていますが、非鉄系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系金属パイプです。ニッケル管、ニッケル合金管、銅管は非鉄系パイプです。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、ガラスライニング管、コンクリートライニング管、その他特殊な用途に使用できる特殊なパイプは非金属パイプと呼ばれます。鉄系金属パイプはエネルギー産業で最も広く使用されているパイプであり、炭素鋼管は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および配管材料を規定しています。
炭素鋼は産業界で最も広く使用されている鋼材であり、鉄鋼生産量全体の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つのカテゴリーに分類されます。
合金鋼では、溶接性、延性、被削性、強度、焼入れ性、耐食性など、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、並外れた耐食性を示します。この層は不動態皮膜とも呼ばれます。クロムの量を増やすと、材料の耐食性はさらに向上します。クロムに加えて、ニッケルとモリブデンが添加され、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、炭素、ケイ素、マンガンも様々な量で含まれています。ステンレス鋼はさらに以下のように分類されます。
上記のグレードに加えて、業界で使用されている高度なグレード（または特殊グレード）のステンレス鋼には、以下のようなものがあります。
工具鋼は炭素含有量が高く（0.5%～1.5%）、炭素含有量が高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、耐熱性、耐摩耗性、耐久性を高めるために、タングステン、コバルト、モリブデン、バナジウムが様々な量で添加されています。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の表記は異なりますが、材料のグレードは同じです。例：
ASME および ASTM 規格の材料構成と特性は、名称を除いて同一です。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 の代替品として、ASTM A 53 (溶融亜鉛めっきまたはラインパイプ) があり、これもパイプ用の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 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 つのタイプに分けられます。タイプ E では、ASTM A 53 Gr A と ASTM A 53 Gr B の両方が利用可能です。タイプ F では、ASTM A 53 Gr A のみが利用可能ですが、タイプ S では、ASTM A 53 Gr A と ASTM A 53 Gr B の両方が利用可能です。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対象としています。
加工業界で最もよく使用され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徴は、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。
この規格には 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。316 L は耐食性が高いため、人気のあるカテゴリです。ASTM A 312 (ASME SA 312) は直径 8 インチ以下のパイプ用です。グレードとともに「L」が付いているのは、炭素含有量が低いことを示し、パイプ グレードの溶接性を向上させます。
この仕様は、大口径溶接管に適用されます。この仕様で対象とな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、フェライト系またはマルテンサイト系ステンレス鋼よりも熱膨張率が高い。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発生する可能性がある。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。したがって、溶加材や溶接方法を選択する際には十分な注意が必要である。完全オーステナイト系ステンレス鋼またはフェライト含有量の少ない溶接が必要な場合は、サブマージアーク溶接（SAW）は推奨されない。表（付録1）は、母材（オーステナイト系ステンレス鋼の場合）に基づいて適切な溶加ワイヤまたは電極を選択するためのガイドである。
クロムモリブデン管は、高温下でも引張強度が変化しないため、高温用途に適しています。この管は、発電所、熱交換器などに使用されています。この管は、ASTM A 335規格に準拠しており、いくつかのグレードがあります。
鋳鉄管は、消火、排水、下水、重荷重（重荷重以下）の地下配管、その他の用途に使用されます。鋳鉄管の等級は以下のとおりです。
ダクタイル鋳鉄管は、消防設備用の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度が高くなっています。この管は、市販の酸に対する耐性があるため、商業用酸配管や、酸性廃液を排出する水処理に使用されます。
ニルマル・スレンドラン・メノンは、2005年にインドのタミル・ナードゥ州にあるアンナ大学で機械工学の学士号を、2010年にシンガポール国立大学でプロジェクトマネジメントの理学修士号を取得しました。彼は石油・ガス・石油化学業界に携わっており、現在はルイジアナ州南西部のLNG液化プロジェクトで現場エンジニアとして働いています。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洗浄と損失防止に関心を持っています。
アシシュ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、サプライヤーの資格認定／監視、調達、検査リソース計画、溶接、製造、建設、下請けといった分野で20年以上の豊富な経験を有しています。
石油・ガス事業は、多くの場合、本社から離れた遠隔地で行われています。しかし現在では、ポンプの稼働状況の監視、地震データの整理・分析、世界中の従業員の追跡などを、事実上どこからでも行うことが可能です。従業員がオフィスにいても外出先でも、インターネットと関連アプリケーションによって、これまで以上に双方向の情報フローと管理が可能になっています。
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