鋼管とその製造工程

導入

19 世紀前半の圧延機技術の出現とその発展は、チューブとパイプの工業生産の到来を告げるものでもありました。最初に、圧延されたシートのストリップを漏斗配置またはロールによって円形断面に成形し、次に同じ熱で突き合わせまたは重ね溶接します（鍛造溶接プロセス）。

世紀末に向けて、継目無管の製造にはさまざまなプロセスが利用できるようになり、生産量は比較的短期間で急速に増加しました。他の溶接プロセスが適用されたにもかかわらず、シームレス技術の継続的な開発とさらなる改良により、溶接チューブはほぼ完全に市場から追い出され、その結果、第二次世界大戦まではシームレスチューブ＆パイプが主流でした。

その後、溶接技術の研究の成果により、溶接管の運命は好転し、開発作業が急増し、多数の管溶接プロセスが広く普及しました。現在、世界の鋼管生産量の約 3 分の 2 は溶接プロセスによって占められています。しかし、このうち約 4 分の 1 は、継目無鋼管の製造において経済的に採算可能なサイズ範囲外の、いわゆる大径ラインパイプの形態となっています。

ドイツ語の解説は素晴らしいです…講演者が何を言っているのか、何を示しているのか理解していただければ幸いです (-:

シームレスチューブ＆パイプ

シームレスチューブの主な製造プロセスは、19 世紀の終わり頃に登場しました。特許と所有権の期限が切れると、当初追求されたさまざまな並行開発は明確ではなくなり、それぞれの形成段階は新しいプロセスに統合されました。現在、最先端技術は次のような最新の高性能プロセスが優先されるまでに発展しています。

連続マンドレルローリングプロセスとプッシュベンチプロセスのサイズ範囲は約100～200mmです。外径21～178mm。

制御された (拘束された) フローティング マンドレル バーを備えたマルチスタンド プラグ ミル (MPM) と、約 10 mm から 20 mm までのサイズ範囲のプラグ ミル プロセスを使用します。外径140～406mm。

クロスロールピアシングとピルジャーローリングプロセスのサイズ範囲は約100〜200mmです。外径250～660mm。

マンドレルミルプロセス

マンドレルミルプロセスでは中実の丸材（ビレット）が使用されます。回転炉床式加熱炉で加熱し、ピアサーで穴あけします。穴を開けたビレットまたは中空シェルをマンドレルミルで圧延して、外径と肉厚を減らし、複数の長さの母管を形成します。母管は再加熱され、ストレッチレデューサーによって指定された寸法までさらに縮小されます。その後、チューブは冷却、切断、矯正され、仕上げおよび検査工程を経て出荷されます。

* 注: アスタリスクが付いているプロセスは、仕様および/または顧客の要件を実施したものです。

マンネスマンプラグミルプロセス

プラグミル製法によるソリッドラウンド（ビレット）を使用。回転炉床式加熱炉で均一に加熱し、マンネスマンピアッサーでピアシングします。穴を開けたビレットまたは中空シェルは、外径と肉厚が圧延縮小されます。巻き取られたチューブは、巻取機により内側と外側を同時に研磨されます。巻き取られたチューブは、サイジングミルによって指定された寸法にサイジングされます。このステップから、チューブはストレートナーを通過します。このプロセスにより、チューブの熱間加工が完了します。仕上げ・検査を経たチューブ（母管といいます）が完成品となります。

溶接管およびパイプ

ストリップやプレートの製造が可能になって以来、人々は常に材料を曲げ、端を接続して管やパイプを製造する試みを続けてきました。これが、150 年以上前に遡る最古の溶接プロセスである鍛接の開発につながりました。

1825 年、イギリスの鉄器商人ジェームス ホワイトハウスは溶接パイプの製造に関する特許を取得しました。このプロセスは、マンドレル上で個々の金属プレートを鍛造してオープンシームパイプを製造し、次にオープンシームの合わせ端を加熱し、ドローベンチ内で機械的に押し合わせて溶接することから構成されていました。

この技術は、ストリップの形成と溶接炉での 1 回のパスで溶接できるところまで進化しました。この突合せ溶接の概念の開発は、1931 年にアメリカ人の J. Moon と彼のドイツ人の同僚 Fretz によって考案された Fretz-Moon プロセスで頂点に達しました。

このプロセスを採用した溶接ラインは、現在でも外径約 10 mm までのチューブの製造で正常に稼働しています。 114mm。ストリップを炉内で溶接温度まで加熱するこの熱間圧力溶接技術とは別に、金属の電気溶接を可能にする他のいくつかのプロセスが 1886 年から 1890 年にかけてアメリカ人の E. トムソンによって考案されました。この基礎は、導体に電流を流すとその電気抵抗により発熱するというジェームス P. ジュールによって発見された特性でした。

1898 年、米国の Standard Tool Company は、チューブとパイプの製造における電気抵抗溶接の応用をカバーする特許を取得しました。電縫鋼管の製造は、大規模製造に必要なバルク出発材料を製造するための連続熱間圧延機の設立を受けて、米国で大幅に増加し、その後ドイツでも増加しました。第二次世界大戦中に、やはり米国でアルゴン アーク溶接プロセスが発明され、航空機製造におけるマグネシウムの効率的な溶接が可能になりました。

この開発の結果として、主にステンレス鋼管の製造を目的として、さまざまなガスシールド溶接プロセスが開発されました。過去 30 年間にエネルギー分野で起こった広範囲にわたる開発と、その結果として生じた大規模な溶接プロセスの建設に続き、長距離パイプラインの処理能力に応じて、サブマージ アーク溶接プロセスは、直径が約 10 mm 以上のライン パイプの溶接において卓越した地位を獲得しています。 500mm。

電気溶接管ミル

幅広のストリップから必要な幅にスリットされたコイル状の鋼ストリップは、一連の成形ロールによって複数の長さのシェルに成形されます。長手方向のエッジは高周波抵抗/誘導溶接によって連続的に接合されています。
次に、複数の長さのシェルの溶接部を電気的にヘッド処理し、フライング カットオフ マシンでサイズを調整し、指定の長さに切断します。切断したパイプの両端を真っ直ぐにし、角をとります。
これらの作業の後に、超音波検査または静水圧試験が行われます。