継目無鋼管(シームレス鋼管:Seamless Pipe)の製造方法・特徴・用途など

ここでは鋼管(パイプ)の製造体系の一種であり、パイプの長手方向に溶接や鍛接によるパイプの継目(シーム)の無い継目無鋼管(シームレス鋼管)について解説しています。

継目無鋼管(シームレス鋼管)


■ 継目無鋼管の特徴・用途など

継目無鋼管は、鋼管の製造方法の一種であり、文字通りパイプの長手方向に溶接や鍛接によるパイプの継目(シーム)の無い配管です。

継目・縫い目(seam)が無い(less)パイプなので、シームレス鋼管(Seamless Pipe)とも言われます。

シームレス鋼管は、比較的小ロット品の製造に適した製造方法であり、材質は炭素鋼鋼管からステンレス鋼鋼管まで幅広い鋼種のパイプを製造することができます。

継目無鋼管は溶接部が無いため、パイプ周方向に均質性があり、鋼管の全ての部分において同一の健全性が得られるので、内圧やねじれに強いという長所があります。
また、圧延により製造されるので溶接管では製造が難しい厚肉管の製造が可能であることも長所の一つです。
これらの長所を生かして、石油や天然ガスの掘削用の配管や汲み上げ用の配管などにも用いられます。

継目無鋼管は厚肉管の製造が比較的容易ですが、製造方法上、寸法精度はそれほど高くなく、パイプの素材となる鋼塊材料を高温のままで過酷な圧延加工を施すためにパイプの表面性状もあまり良くありません。
そのため、使用する条件や用途など必要に応じて冷間伸管を行って寸法精度や表面性状、強度などを高めます(冷間仕上継目無鋼管)。

継目無鋼管の製造方法を表す記号としては、以下の例のように、『S』を付記して区別します。

  • 熱間仕上継目無鋼管-S-H
  • 冷間仕上継目無鋼管-S-C

なお、製造方法において継目無鋼管と対比するパイプには、溶接や鍛接により鋼管の長手方向に継目(シーム)のある配管として、配管の長手方向に平行で真っすぐな継目があるストレートシーム鋼管と、らせん状の継目のスパイラスシーム鋼管があります(下図参照)。

溶接鋼管・鍛接鋼管(ストレートシーム鋼管、スパイラルシーム鋼管)

ストレートシーム鋼管とスパイラルシーム鋼管には、継目の成形法や接合法によって、鍛接鋼管、電縫鋼管(電気抵抗溶接鋼管)、アーク溶接鋼管などがあります。


■ 継目無鋼管の製造方法・製造工程

シームレス鋼管は、パイプの素材となる鋼塊からの穿孔の方法により、ロール圧延方式とプレス方式の二つに大別されます。

ロール方式の穿孔機には、マンネスマン穿孔機があり、プレス方式には、ユージンセジュルネ穿孔プレスなどがあります。
いずれの方式でも、圧延、磨き、定径、絞りなどのロール機に連続的にかけられて最終工程まで仕上られます。

製造方法はパイプメーカーによっても異なってきますが、マンネスマン穿孔機を用いる方法は生産性の面などで有利であり、シームレスパイプの代表的な製造方法の一つです。

マンネスマン穿孔機を用いる方法では、断面を丸形に加工した鋼塊(ビレット)を高温に加熱して、直径方向に圧縮しながらその中心にプラグという金具を押しつけることでビレットに穴を開けます。

シームレスパイプ製造工程の一例としては、以下の模式図のようなフローになります。

継目無配管製造工程の一例・製品完成までのフロー
【継目無配管製造工程の一例】

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