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1985年-2014年: アルストム株式会社、ABB 株式会社 およびガデリウス株式会社にて、ユングストローム空気予熱器の設計、 ダイアモンドスートブロワの機械設計に従事。(ABB株式会社: https://new.abb.com/jp)2014年-2021年: アルヴ
配管用鋼管 (英: Steel Pipes for Piping) とは、さまざまな鋼管 (金属製パイプ) の中でも主に流体輸送のための鋼管です。
配管とは、流体を使用する機器間を連絡するための流路として、管 (パイプ) で各機器を連結することです。この配管に使用される鋼管を「配管用鋼管」と呼びます。
配管用鋼管は、火力・原子力発電所や石油化学工場などさまざまな工場で敷設され、さまざまな流体を輸送・分配しています。また、身近な生活環境でも、ガス・水や蒸気を供給するために、鋼管は重要な役割を担っています。
図1. 配管用鋼管の使用例
下記は、配管用鋼管の代表的な使用例です。
空調用、排水用水の水配管として使用される配管用鋼管は、一般的にJIS G3442 水配管用亜鉛めっき鋼管 (SGPW) などを使用します。溶融亜鉛めっきを施し、防錆 (保護皮膜作用) と防食 (犠牲的防食作用) に優れています。
高温・高圧の蒸気、高圧のガスなどの配管は、高温・高圧に対応した鋼管を使用します。例えば、JIS G3454 圧力配管用鋼管 (STPG)、JIS G3455 高圧配管用炭素鋼管 (STS)、JIS G3456 高温配管用炭素鋼管 (STPT)、JIS G3458 配管用合金鋼鋼管などを使用します。
耐腐食性が必要な場合は、JIS G3459 配管用ステンレス鋼鋼管も使用されます。
消火水や工業用水用鋼管は、流体の温度も圧力も高くない場合、JIS G3452 配管用炭素鋼鋼管 (SGP) などを使用します。設備の機能上で防錆が必要なため、SGP-W (白管) という亜鉛めっきを施した鋼管を使用します。
なお、工業用水とは、製造業、電気供給業、ガス供給業および熱供給業などで使用する水 (水力発電用、飲用を除く) のことです。流体の圧力が高い場合は、JIS G3454 などを使用します。
図2. 配管用鋼管の寸法
呼び径と呼び厚さ (スケジュール番号 Sch) は、流体の温度・圧力および流量によって選定します。スケジュール番号は、使用流体の圧力P と 配管の許容応力S によって肉厚を体系化したもので、以下記式で使用するスケジュール番号を求められます。
スケジュール番号 (Sch) = (P/S) x 10
P: 設計圧力 (kg/cm2)
S: 設計温度におけるパイプ材料の許容応力 (kg/mm2)
鋼管の実寸法は、管の外径 (OD) は呼び径、管の肉厚 (t) は呼び厚さからです。
図3. 配管用鋼管の製造方法
配管用鋼管は、管の構造により「継目あり」と「継目無し」があり、それぞれに上図のような製造方法があります。
図4. 配管用鋼管の種類 (1)
図5. 配管用鋼管の種類 (2)
配管用鋼管の種類は、主に用途や材質により種類が分類されています。
配管用鋼管は、流体の種類 (特に水用) に特化した水用配管や流体の温度・圧力に応じた高温・高圧用配管があります。
配管用鋼管は、主に下記3つの材質があります。
炭素鋼
炭素鋼は、主成分の鉄に炭素を添加した鋼材です。コストが安いため、水やガス、空気、油、蒸気など多くの汎用的用途に使用します。
合金鋼
合金鋼は、炭素鋼にクロム、ニッケル、モリブデン、マンガン、バナジウムなどの元素を添加した鋼材です。この鋼材は引張強度が高く、高温・高圧の流体配管に使用します。
ステンレス鋼
ステンレス鋼は、主にクロム・ニッケル系のオーステナイト系ステンレス鋼が使用されています。耐食性に優れ、温度変化による強度低下が起こり難く、溶接性も優れているため、薬品や腐食性ガスなどの流体配管に使用します。
ボイラ・熱交換器用、加熱炉など、用途に特化した配管用鋼管があります。
配管用鋼管が規定されたJIS規格は以下の通りで、JIS規格以外に多く使用される代表的な規格は、ISO、ASTM、DIN規格などがあります。
参考文献
https://haikanko.net/types-and-usage-of-iron-pipe-commonly-used
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
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