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石油・ガス探査における鋼管の重要な役割を探る

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I. 石油・ガス産業向けパイプの基礎知識

1. 用語の説明

API: の略称 アメリカ石油協会.
OCTG: の略称 石油産業向け鋼管オイルケーシングパイプ、オイルチューブ、ドリルパイプ、ドリルカラー、ドリルビット、サッカーロッド、パップジョイントなど。
オイルチューブ: チューブは、油井での石油抽出、ガス抽出、水注入、酸破砕に使用されます。
ケース: 壁の崩壊を防ぐために、掘削されたボーリングホールにライナーとして地表から降ろされるチューブ。
ドリルパイプ: ボーリング孔を掘る際に使用するパイプ。
ラインパイプ: 石油やガスを輸送するために使用されるパイプ。
カップリング: 2 本の内ねじ付きパイプを接続するために使用されるシリンダー。
カップリング材質: カップリングの製造に使用されるパイプ。
API スレッド: API 5B規格で規定されたパイプねじ。油管用丸ねじ、ケーシング用短丸ねじ、ケーシング用長丸ねじ、ケーシング用部分台形ねじ、ラインパイプ用ねじなど。
プレミアム接続: 特殊なシーリング プロパティ、接続プロパティ、およびその他のプロパティを持つ非 API スレッド。
失敗: 特定の使用条件下での変形、破損、表面損傷、および本来の機能の喪失。
失敗の主な形態: 破裂、滑り、破裂、漏れ、腐食、接着、摩耗など。

2. 石油関連規格

API 仕様 5B、第 17 版 – ケーシング、チューブ、ラインパイプのねじのねじ切り、ゲージング、ねじ検査の仕様
API 仕様 5L、第 46 版 – ラインパイプの仕様
API 仕様 5CT、第 11 版 – ケーシングとチューブの仕様
API 仕様 5DP、第 7 版 – ドリルパイプの仕様
API 仕様 7-1、第 2 版 – ロータリードリルステムエレメントの仕様
API 仕様 7-2、第 2 版 – 回転肩付きねじ接続部のねじ切りおよびゲージの仕様
API 仕様 11B、第 24 版 – サッカーロッド、研磨ロッドとライナー、カップリング、シンカーバー、研磨ロッドクランプ、スタッフィングボックス、ポンピングティーの仕様
ISO 3183:2019 – 石油・天然ガス産業 — パイプライン輸送システム用鋼管
ISO 11960:2020 – 石油・天然ガス産業 — 井戸のケーシングや配管に使用される鋼管
NACE MR0175 / ISO 15156:2020 – 石油・天然ガス産業 — 石油・ガス生産におけるH2S含有環境で使用する材料

II. オイルチューブ

1. オイルチューブの分類

オイルチューブは、非アプセットオイルチューブ (NU)、外部アプセットオイルチューブ (EU)、およびインテグラルジョイント (IJ) オイルチューブに分けられます。NU オイルチューブとは、チューブの端が通常の厚さで、直接ねじを回してカップリングをもたらすことを意味します。アプセットチューブとは、両方のチューブの端が外部にアプセットされ、次にねじを切って結合されることを意味します。インテグラルジョイントチューブとは、チューブの一方の端が外部ねじでアプセットされ、もう一方の端が内部ねじでアプセットされ、カップリングなしで直接接続されることを意味します。

2. オイルチューブの機能

① 石油・ガスの採掘：油井・ガス井を掘削し、セメントで固めた後、油井内にチューブを設置して石油・ガスを地中に採掘します。
②注水：坑内圧力が不十分な場合、チューブを通して井戸内に水を注入します。
③ 蒸気注入：濃厚油の高温回収では、断熱油管を使用して蒸気を坑井内に注入します。
④ 酸性化破砕：油井掘削後期や油ガス井の生産性向上のため、油ガス層に酸性化破砕媒体や養生材を投入する必要があり、媒体と養生材は油管を通じて輸送される。

3. オイルチューブの鋼種

オイルチューブの鋼材グレードは、H40、J55、N80、L80、C90、T95、P110 です。
N80はN80-1とN80Qに分けられ、両者の引張特性は同じで、2つの違いは出荷状態と衝撃性能の違いです。N80-1は出荷時に正規化された状態、または最終圧延温度が臨界温度Ar3より高い場合に空冷後に張力が低下し、正規化の代わりに熱間圧延に使用できるため、衝撃および非破壊検査は必要ありません。N80Qは焼入れ（焼き入れ焼戻し）熱処理が必要で、衝撃機能はAPI 5CTの規定に準拠する必要があり、非破壊検査を行う必要があります。
L80はL80-1、L80-9Cr、L80-13Crに分かれており、機械的性質や納期は同じです。用途、製造難易度、価格の違いは、L80-1が一般タイプ、L80-9CrとL80-13Crは耐食性の高いチューブで、製造が難しく、高価で、通常は重腐食井で使用されます。
C90 と T95 は、C90-1、C90-2 と T95-1、T95-2 の 1 型と 2 型に分けられます。

4. オイルチューブによく使用される鋼種、鋼名、納入状況

J55 (37Mn5) NUオイルチューブ: 焼鈍ではなく熱間圧延
J55 (37Mn5) EUオイルチューブ：全長アプセット後の正規化
N80-1 (36Mn2V) NUオイルチューブ: 焼鈍ではなく熱間圧延
N80-1 (36Mn2V) EUオイルチューブ: 全長 圧縮後正規化
N80-Q (30Mn5) オイルチューブ: 30Mn5、全長焼戻し
L80-1 (30Mn5) オイルチューブ: 30Mn5、全長焼戻し
P110 (25CrMnMo) オイルチューブ: 25CrMnMo、全長焼戻し
J55 (37Mn5) カップリング: 熱間圧延オンライン 焼鈍
N80 (28MnTiB) カップリング: 全長焼戻し
L80-1 (28MnTiB) カップリング: 全長強化
P110 (25CrMnMo) カップリング: 全長焼戻し

III. ケーシングパイプ

1. ケーシングの分類と役割

ケーシングは、油井やガス井の壁を支える鋼管です。掘削深度や地質条件の違いにより、各井戸では数層のケーシングが使用されます。ケーシングを井戸に降ろした後、セメントで固めますが、油管や掘削管とは異なり、再利用できず、使い捨ての消耗品です。そのため、ケーシングの消費量は油井管全体の70％以上を占めています。ケーシングは用途により、導体ケーシング、中間ケーシング、生産ケーシング、ライナーケーシングに分けられ、油井における構造は図1に示されています。

①導体ケース： 通常、API グレードの K55、J55、または H40 を使用する導体ケーシングは、坑口を安定させ、直径が通常約 20 インチまたは 16 インチの浅い帯水層を隔離します。

②中間ケーシング： 中間ケーシングは、多くの場合 API グレードの K55、N80、L80、または P110 で作られ、不安定な地層や変化する圧力ゾーンを隔離するために使用され、一般的な直径は 13 3/8 インチ、11 3/4 インチ、または 9 5/8 インチです。

③製造ケース： 生産ケーシングは、API グレード J55、N80、L80、P110、Q125 などの高級鋼で作られており、生産圧力に耐えられるように設計されており、通常、直径は 9 5/8 インチ、7 インチ、または 5 1/2 インチです。

④ライナーケース： ライナーは、API グレードの L80、N80、または P110 などの材料を使用して、通常の直径が 7 インチ、5 インチ、または 4 1/2 インチの井筒を貯留層まで延長します。

⑤チューブ： チューブは API グレード J55、L80、または P110 を使用して炭化水素を地表まで輸送し、直径は 4 1/2 インチ、3 1/2 インチ、または 2 7/8 インチから選択できます。

IV. ドリルパイプ

1. 掘削工具用パイプの分類と機能

掘削ツールの角型ドリルパイプ、ドリルパイプ、加重ドリルパイプ、ドリルカラーがドリルパイプを形成します。ドリルパイプは、ドリルビットを地面から井戸の底まで駆動するコア掘削ツールであり、地面から井戸の底までのチャネルでもあります。ドリルパイプには、主に次の 3 つの役割があります。

① ドリルビットを駆動して掘削するためのトルクを伝達する。

② ドリルビットの重量を利用して井戸底の岩盤の圧力を破る。

③洗浄液を輸送する、すなわち、掘削泥水を高圧泥水ポンプを通して地中を通過させ、掘削柱内の泥水をボーリングホールに流入させて井戸底に流し込み、岩石の破片を洗い流すとともにドリルビットを冷却し、岩石の破片を柱の外面と井戸壁の間の環状部を通して地中へ戻し、井戸を掘削する目的を達成する。

掘削プロセスにおけるドリルパイプは、引張、圧縮、ねじり、曲げなどのさまざまな複雑な交番荷重やその他の応力に耐える必要があり、内面は高圧泥による洗掘や腐食にもさらされます。
（１）角型ドリルパイプ： 四角ドリルパイプには四角型と六角型の2種類があり、中国の石油掘削パイプの各ドリル柱セットは通常、四角型ドリルパイプを使用しています。その規格は、63.5mm（2-1/2インチ）、88.9mm（3-1/2インチ）、107.95mm（4-1/4インチ）、133.35mm（5-1/4インチ）、152.4mm（6インチ）などです。通常、使用される長さは12〜14.5mです。
（２）ドリルパイプ： ドリルパイプは井戸を掘るための主な道具で、角形のドリルパイプの下端に接続され、井戸を掘る深さが深くなるにつれて、ドリルパイプはドリル柱を次々に長くしていきます。ドリルパイプの規格は、60.3mm（2-3/8インチ）、73.03mm（2-7/8インチ）、88.9mm（3-1/2インチ）、114.3mm（4-1/2インチ）、127mm（5インチ）、139.7mm（5-1/2インチ）などです。
（３）高耐久性ドリルパイプ： 加重ドリルパイプは、ドリルパイプとドリルカラーを接続する移行ツールであり、ドリルパイプの力条件を改善し、ドリルビットへの圧力を高めることができます。加重ドリルパイプの主な仕様は、88.9mm（3-1/2インチ）と127mm（5インチ）です。
（４）ドリルカラー： ドリルカラーはドリルパイプの下部に接続され、剛性の高い特殊な厚肉パイプであり、ドリルビットに圧力をかけて岩を破砕し、直井を掘削する際にガイドの役割を果たします。ドリルカラーの一般的な仕様は、158.75mm（6-1/4インチ）、177.85mm（7インチ）、203.2mm（8インチ）、228.6mm（9インチ）などです。

V. ラインパイプ

1. ラインパイプの分類

ラインパイプは、石油やガス産業で石油、精製油、天然ガス、水道管の輸送に使用され、略称は鋼管です。石油やガスを輸送するパイプラインは、主に幹線パイプライン、支線パイプライン、都市パイプラインネットワークパイプラインの3種類に分かれています。幹線パイプラインは通常、内径∅406～1219mm、肉厚10～25mm、鋼種X42～X80の仕様です。支線パイプラインと都市パイプラインネットワークパイプラインは通常、内径∅114～700mm、肉厚6～20mm、鋼種X42～X80の仕様です。鋼種はX42～X80です。ラインパイプには、溶接タイプとシームレスタイプがあります。溶接ラインパイプは、シームレスラインパイプより多く使用されています。

2. ラインパイプの規格

API 仕様 5L – ラインパイプの仕様
ISO 3183 – 石油および天然ガス産業 – パイプライン輸送システム用鋼管

3. PSL1とPSL2

PSLは、 製品仕様レベルラインパイプ製品の規格レベルはPSL 1とPSL 2に分かれており、品質レベルもPSL 1とPSL 2に分かれているといえます。PSL 2はPSL 1よりも高く、2つの規格レベルは試験要件が異なるだけでなく、化学組成と機械的特性要件も異なるため、API 5L規則に従って、契約条件では規格、鋼種などの共通指標を指定するほか、製品の規格レベル、つまりPSL 1かPSL 2かを明記する必要があります。PSL 2は化学組成、引張特性、衝撃力、非破壊検査などの指標がPSL 1よりも厳格です。

4. ラインパイプの鋼種、化学成分および機械的性質

ラインパイプの鋼材グレードは、低級から高級まで、A25、A、B、X42、X46、X52、X60、X65、X70、X80 に分類されます。詳細な化学組成と機械的特性については、API 5L 仕様、第 46 版を参照してください。

5. ラインパイプの水圧試験および非破壊検査の要件

ラインパイプは分岐ごとに水圧テストを行う必要がありますが、この規格では非破壊的な水圧生成は許可されていません。これも API 規格と当社の規格の大きな違いです。PSL 1 では非破壊テストは必要ありませんが、PSL 2 では分岐ごとに非破壊テストを行う必要があります。

VI. プレミアム接続

1. プレミアム接続の導入

プレミアムコネクションは、API スレッドとは異なる特殊な構造のパイプスレッドです。既存の API スレッドオイルケーシングは油井開発で広く使用されていますが、一部の油田の特殊な環境では、その欠点がはっきりと表れています。API 丸ねじパイプコラムは、シール性能は優れていますが、ねじ部分が負担する引張力はパイプ本体の強度の 60% ～ 80% にしか相当しないため、深井戸の開発には使用できません。API 偏向台形ねじパイプコラムは、引張性能は API 丸ねじ接続よりもはるかに優れていますが、シール性能はそれほど良くありません。コラムの引張性能は API 丸ねじ接続よりもはるかに優れていますが、シール性能はあまり良くないため、高圧ガス井の開発には使用できません。また、ねじ付きグリースは95℃以下の環境でのみその役割を果たすことができるため、高温井戸の採掘には使用できません。

API 丸ねじおよび部分台形ねじ接続と比較して、プレミアム接続は次の点で画期的な進歩を遂げました。

（１）優れた密封性、弾性と金属密封構造設計により、ジョイントガス密封が降伏圧力内でチューブ本体の限界に達するのを防ぎます。

（２）接続部の強度が高く、オイルケーシングの特殊なバックル接続部と接続し、その接続強度はチューブ本体の強度に達するかそれを超え、滑りの問題を根本的に解決します。

（３）材料の選択と表面処理工程の改善により、糸がバックルに固着する問題を基本的に解決しました。

（４）構造の最適化により、接合部の応力分布がより合理的になり、応力腐食に対する耐性が向上する。

（５）肩部構造を合理的に設計することにより、バックルの操作が操作上より簡単に行えるようにした。

現在、石油・ガス業界は 100 を超える特許取得済みのプレミアム コネクションを誇っており、パイプ技術の大きな進歩を表しています。これらの特殊なねじ設計は、優れた密閉機能、接続強度の向上、環境ストレスに対する耐性の強化を実現します。高圧、腐食環境、極端な温度などの課題に対処することで、これらのイノベーションは世界中の油井作業の信頼性と効率性を高めます。プレミアム コネクションの継続的な研究開発は、より安全で生産性の高い掘削作業をサポートする上での極めて重要な役割を強調しており、エネルギー分野における技術的卓越性への継続的な取り組みを反映しています。

VAM® 接続: 厳しい環境でも堅牢なパフォーマンスを発揮することで知られる VAM® 接続は、高度な金属対金属のシーリング技術と高トルク機能を備えており、深井戸や高圧貯留層での信頼性の高い動作を保証します。

TenarisHydril ウェッジシリーズ: このシリーズは、Blue®、Dopeless®、Wedge 521® などの幅広い接続部を提供し、優れた気密性、圧縮力および張力に対する耐性で知られ、操作の安全性と効率性を高めます。

TSH®ブルー: Tenaris が設計した TSH® Blue コネクションは、独自のダブルショルダー設計と高性能スレッドプロファイルを採用しており、重要な掘削アプリケーションにおいて優れた耐疲労性と簡単な取り付けを実現します。

Grant Prideco™ XT® 接続: NOV が設計した XT® 接続には、独自の金属対金属シールと堅牢なねじ形状が組み込まれており、優れたトルク容量と耐摩耗性が保証され、接続の動作寿命が延長されます。

ハンティングシールロック®接続: 金属同士のシールと独自のねじプロファイルを特徴とする Hunting の Seal-Lock® 接続は、陸上および海上掘削作業の両方において優れた耐圧性と信頼性を備えていることで知られています。

結論

結論として、石油・ガス産業に不可欠なパイプの複雑なネットワークには、厳しい環境と複雑な運用要件に耐えるように設計されたさまざまな特殊機器が含まれています。油井壁を支えて保護する基礎ケーシング パイプから、抽出および注入プロセスで使用される多用途のチューブまで、各タイプのパイプは炭化水素の探査、生産、輸送において異なる目的を果たします。API 仕様などの標準により、これらのパイプ全体の均一性と品質が保証され、プレミアム接続などのイノベーションにより、厳しい条件下でのパフォーマンスが向上します。テクノロジーの進化に伴い、これらの重要なコンポーネントは進化し続け、世界のエネルギー運用の効率と信頼性を高めています。これらのパイプとその仕様を理解することで、現代のエネルギー部門のインフラストラクチャにおけるパイプの不可欠な役割が強調されます。

石油やガスの輸送になぜ鋼管が使用されるのでしょうか?

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In the oil and gas industry, the safe and efficient transport of hydrocarbons from production sites to refineries and distribution centers is critical. Steel line pipes have become the material of choice for transporting oil and gas over vast distances, through challenging environments, and under extreme conditions. This blog delves into the reasons why steel line pipes are widely used for this purpose, exploring their key properties, advantages, and how they meet the demanding requirements of the oil and gas sector.

1. Introduction to Steel Line Pipes

Steel line pipes are cylindrical tubes made from carbon steel or other alloyed steels, specifically designed for transporting oil, natural gas, and other fluids in long-distance pipelines. These pipes must endure high pressures, extreme temperatures, and corrosive environments, making steel the ideal material for such applications.

Types of Steel Line Pipes:

  • Carbon Steel Line Pipes: Commonly used due to their strength, durability, and cost-effectiveness.
  • Alloy Steel Line Pipes: Used in more demanding environments, with added alloys like chromium or molybdenum for enhanced performance.
  • Stainless Steel Line Pipes: Offer excellent corrosion resistance, particularly in harsh environments.

2. Why Steel Line Pipes Are Preferred for Oil and Gas Transportation

Steel line pipes have several advantages that make them ideal for transporting oil and gas. Below are the primary reasons why the industry relies on steel for pipeline infrastructure.

2.1. Strength and Durability

Steel has unmatched strength and durability compared to alternative materials. Oil and gas pipelines need to withstand high internal pressures as well as external environmental factors such as soil movement, heavy loads, and even seismic activity. Steel’s high tensile strength ensures that the pipes can endure these forces without cracking, bursting, or deforming.

2.2. 耐腐食性

Oil and gas are often transported through corrosive environments, such as salty coastal regions, offshore platforms, or pipelines buried underground where moisture and chemicals can accelerate corrosion. Steel line pipes are manufactured with protective coatings like 3LPE (Three-Layer Polyethylene) または フュージョンボンドエポキシ（FBE） to enhance corrosion resistance. Alloyed and stainless steels provide intrinsic protection in highly corrosive environments.

2.3. High Temperature and Pressure Resistance

Pipelines carrying oil and gas frequently operate at elevated temperatures and pressures, especially in deep-water or underground pipelines where conditions are extreme. Steel has a high melting point and excellent heat resistance, enabling it to handle the high-pressure and high-temperature conditions without compromising structural integrity.

2.4. コスト効率

While steel may not always be the cheapest material, it offers excellent lifecycle cost benefits. Steel line pipes are known for their longevity, reducing the need for frequent repairs and replacements. Additionally, the strength of steel enables manufacturers to produce thinner pipes with the same pressure rating, reducing material costs without sacrificing performance.

2.5. Ease of Fabrication and Installation

Steel is relatively easy to fabricate, allowing manufacturers to produce pipes in a wide range of sizes, lengths, and wall thicknesses to meet project-specific requirements. Steel pipes can be welded, rolled, or bent to fit complex pipeline routes, and can be produced in large quantities, making them highly adaptable for both onshore and offshore installations.

2.6. Leak Prevention and Safety

Steel pipes, especially those manufactured to stringent industry standards (such as API 5L for oil and gas pipelines), have superior resistance to leakage. The seamless or high-quality welded construction of steel line pipes minimizes weak points where leaks could occur. In addition, steel pipes can withstand harsh environmental conditions and mechanical damage, which reduces the likelihood of accidental spills or explosions.

3. Key Concerns Addressed by Steel Line Pipes

The oil and gas industry has several specific concerns regarding pipeline infrastructure, many of which are effectively addressed by using steel line pipes.

3.1. Corrosion Management

One of the most significant challenges for pipelines, particularly those buried underground or used offshore, is corrosion. Even though the external environment may be highly corrosive, the internal fluids, such as sour gas (H2S-rich natural gas), can also corrode pipelines. Steel line pipes combat this with advanced coatings, cathodic protection systems, and by using alloyed steels that resist chemical reactions, ensuring long-term protection and reliability.

3.2. Environmental Impact and Regulations

Environmental concerns, such as oil spills and gas leaks, can have devastating effects on ecosystems. Steel line pipes meet stringent environmental regulations due to their strength, durability, and ability to prevent leaks. These pipelines are often subjected to rigorous testing, including hydrostatic and X-ray tests, to ensure structural integrity. Many steel pipe systems also include real-time monitoring for early detection of leaks, helping mitigate environmental risks.

3.3. Operational Efficiency and Maintenance

Steel’s durability and ability to resist both external and internal forces minimize downtime and maintenance needs. With pipelines often spanning hundreds of miles, frequent repairs are impractical. Steel line pipes require less frequent maintenance and have a longer lifespan than other materials, providing higher operational efficiency and lower long-term costs for pipeline operators.

4. Steel Line Pipes and Industry Standards

The oil and gas industry is heavily regulated to ensure the safety, reliability, and environmental protection of pipeline systems. Steel line pipes are manufactured according to various standards to meet these stringent requirements.

Key Standards:

  • API 5L: Governs the manufacturing of steel line pipes for oil and natural gas transportation. It specifies material grades, sizes, and testing requirements to ensure the pipes can handle the pressures and environmental conditions of oil and gas pipelines.
  • 3183 規格: An international standard that outlines similar specifications as API 5L but focuses on pipeline materials and coatings for global applications.
  • ASTM A106: A standard for seamless carbon steel pipes used in high-temperature services, particularly in refineries and processing plants.

Adhering to these standards ensures that steel line pipes perform safely and effectively in the most demanding applications.

5. Advantages of Steel Line Pipes Over Alternative Materials

While other materials like polyethylene, PVC, or composite pipes may be used in low-pressure or small-diameter pipelines, steel remains the superior choice for large-scale oil and gas transport. Here’s why:

  • Higher Pressure Tolerance: Alternative materials typically cannot withstand the same high pressures as steel, making them unsuitable for long-distance transport of oil and gas.
  • Greater Temperature Resistance: Steel’s ability to endure extreme temperatures is unmatched by plastic or composite materials, which may become brittle or deform.
  • Longer Lifespan: Steel line pipes have an extended service life, often exceeding 50 years when properly maintained, while alternative materials may degrade more rapidly.
  • Recyclability: Steel is fully recyclable, which aligns with industry efforts to reduce environmental impact and promote sustainability.

6. Conclusion

Steel line pipes are indispensable in the oil and gas industry due to their exceptional strength, durability, corrosion resistance, and ability to withstand high-pressure and high-temperature environments. From the challenges of transporting oil and gas across vast distances to meeting stringent environmental and safety standards, steel line pipes have proven themselves as the most reliable and efficient option for pipeline infrastructure.

By choosing steel line pipes, oil and gas companies can achieve safer, more cost-effective, and long-lasting pipeline systems, ensuring the secure transportation of vital resources across the globe. The resilience and adaptability of steel continue to make it the material of choice for the industry’s ever-evolving needs.

ラインパイプとはどのようなパイプですか？

ラインパイプの定義

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In industries where fluids like oil, gas, and water need to be transported over long distances, the choice of piping systems is critical to ensure safety, efficiency, and cost-effectiveness. One of the most commonly used components in these sectors is line pipe. This blog post provides a detailed look into what line pipe is, its key features, applications, and considerations for professionals working in the transmission of oil, gas, and water.

ラインパイプとは何ですか?

Line pipe is a type of steel pipe that is specifically designed for the transportation of liquids, gases, and sometimes solids. Typically manufactured from carbon or alloy steel, line pipe is engineered to withstand high pressure, corrosion, and extreme temperatures, making it ideal for industries such as oil and gas, where fluids need to be transported over vast distances.

Line pipe plays a pivotal role in pipelines that move oil, natural gas, water, and other fluids from production facilities to refineries, processing plants, or distribution networks. It serves as the backbone of energy infrastructure, ensuring that raw materials are efficiently and safely delivered.

Key Features of Line Pipe

Line pipes are manufactured to meet strict standards and are available in various grades, dimensions, and materials to suit the needs of specific transmission systems. Here are some critical features that make line pipe an essential component for fluid transport:

1. Material Strength and Durability

Line pipe is primarily made from carbon steel, but other alloys such as stainless steel and high-strength, low-alloy steel may be used depending on the application. These materials offer excellent tensile strength, allowing the pipe to withstand high internal pressures and the mechanical stresses of installation and operation.

2. 耐腐食性

Corrosion is a significant concern in pipelines, especially those transporting oil, gas, or water over long distances. Line pipes often undergo various coating and treatment processes, such as galvanization, epoxy coatings, or cathodic protection systems, to resist corrosion and extend their operational lifespan.

3. High Pressure and Temperature Tolerance

Line pipes are designed to operate under high-pressure conditions. Depending on the fluid being transported and the environmental conditions, the pipe must tolerate significant fluctuations in temperature. Pipeline grades, such as API 5L, specify performance standards for different pressures and temperatures.

4. 溶接性

Since pipelines are typically constructed in sections and welded together, line pipe must possess good weldability characteristics. Weldability ensures a secure, leak-proof connection between sections of pipe, contributing to the overall integrity of the pipeline.

Types of Line Pipe

Line pipes come in several types, each suited to specific needs. Here are the two primary types used in oil, gas, and water transmission:

1. Seamless Line Pipe

Seamless line pipe is manufactured without a seam, making it ideal for high-pressure applications. It is produced by rolling solid steel into a tube form and then extruding it to the desired thickness and diameter. Seamless line pipe offers higher strength and better resistance to corrosion and stress cracking.

2. Welded Line Pipe

Welded line pipe is made by forming flat steel into a cylindrical shape and welding the edges together. Welded pipe can be produced in large diameters, making it more cost-effective for low- to medium-pressure applications. However, welded pipe is more susceptible to stress at the seam, so it is often used where operating pressures are lower.

Common Applications of Line Pipe

Line pipe is used in a wide range of industries, including:

1. Oil Transmission

In the oil industry, line pipe is used to transport crude oil from extraction sites to refineries. The pipe must withstand high pressure, corrosive materials, and abrasive conditions, ensuring safe and continuous transportation over long distances.

2. Natural Gas Transmission

Natural gas pipelines require line pipe that can handle high pressures and remain leak-proof under fluctuating environmental conditions. Line pipes in natural gas applications also undergo additional testing for toughness and resistance to brittle fracture, especially in colder climates.

3. Water Distribution

Line pipes are extensively used for the distribution of potable water, wastewater, and industrial water. In water transmission, corrosion resistance is a major concern, and coatings or linings, such as cement mortar or polyethylene, are often applied to protect the steel and extend the pipe’s lifespan.

4. Chemical Transmission

Pipelines in the chemical industry transport a variety of liquids and gases, some of which may be corrosive or hazardous. Line pipe used in these applications must meet stringent safety standards to ensure there are no leaks or failures that could lead to environmental damage or safety hazards.

Key Standards for Line Pipe

Line pipes used in the oil, gas, and water transmission industries are subject to various international standards, which ensure that the pipes meet the necessary safety, performance, and quality requirements. Some of the most widely recognized standards include:

  • API 5L (American Petroleum Institute): This is the most commonly referenced standard for line pipes used in oil and gas transmission. API 5L defines requirements for pipe material, mechanical properties, and testing methods.
  • ISO 3183 (International Organization for Standardization): This standard covers the specifications for steel line pipes for pipeline transportation systems in the petroleum and natural gas industries. ISO 3183 ensures that line pipes are manufactured according to global best practices.
  • ASME B31.8 (American Society of Mechanical Engineers): This standard focuses on gas transmission and distribution piping systems. It provides guidelines on the design, materials, construction, testing, and operation of pipelines.
  • EN 10208-2 (European Standard): This standard applies to steel pipes used in the transmission of flammable liquids or gases in European countries. It sets performance benchmarks for materials, dimensions, and testing.

共通規格と鋼種

API 5L PSL1 

PSL1ラインパイプの機械的性質
学年 降伏強度 Rt0,5 Mpa(psi) 引張強度 Rm Mpa(psi) 伸長 50mmまたは2インチ
A25/A25P ≥175(25400） ≥310(45000) アフ
あ ≥210(30500) ≥335(48600) アフ
B ≥245(35500) ≥415(60200) アフ
X42 ≥290(42100) ≥415(60200) アフ
X46 ≥320(46400) ≥435(63100) アフ
X52 ≥360(52200) ≥460(66700） アフ
X56 ≥390(56600) ≥490(71100) アフ
X60 ≥415(60200) ≥520(75400) アフ
65 ... ≥450(65300) ≥535(77600) アフ
X70 ≥485(70300) ≥570(82700) アフ

API 5L PSL2

PSL2ラインパイプの機械的性質
学年 降伏強度 Rt0,5 Mpa(psi) 引張強度 Rm Mpa(psi) Rt0,5/Rm 伸長 50mmまたは2インチ
BR/BN/BQ 245(35500)-450(65300) 415(60200)-655(95000) ≤0.93 アフ
型番 290(42100)-495(71800) ≥415(60200) ≤0.93 アフ
型番 320(46400)-525(76100) 435(63100)-655(95000) ≤0.93 アフ
型番 360(52200)-530(76900) 460(66700)-760(110200) ≤0.93 アフ
型番 390(56600)-545(79000) 490(71100)-760(110200) ≤0.93 アフ
型番 415(60200)-565(81900) 520(75400)-760(110200) ≤0.93 アフ
型番 450(65300)-600(87000) 535(77600)-760(110200) ≤0.93 アフ
型番 485(70300)-635(92100) 570(82700)-760(110200) ≤0.93 アフ

Practical Considerations for Line Pipe Selection

When selecting line pipe for oil, gas, or water transmission, it is essential to consider several factors to ensure optimal performance and safety. Here are some key considerations:

1. Operating Pressure and Temperature

The pipe material and wall thickness must be chosen to handle the expected operating pressure and temperature of the fluid. Over-pressurization can lead to pipeline failure, while insufficient tolerance for high temperatures may result in weakening or deformation.

2. Corrosiveness of the Fluid

Corrosive fluids such as crude oil or certain chemicals may require specialized coatings or materials. Selecting a pipe with the appropriate corrosion resistance can significantly extend the pipeline’s service life.

3. Distance and Terrain

The length and location of the pipeline will impact the type of line pipe needed. For example, pipelines crossing mountainous regions or areas with extreme temperatures may need more durable, thicker pipes to handle the stress and environmental conditions.

4. Regulatory and Safety Compliance

Compliance with local, national, and international regulations is critical. Ensure that the line pipe meets the required standards for the region and industry in which it will be used. This is especially important in hazardous industries like oil and gas, where pipeline failures can have severe environmental and safety consequences.

結論

Line pipe is a critical component in the oil, gas, and water transmission industries. Its strength, durability, and ability to withstand extreme conditions make it indispensable for transporting fluids over long distances. By understanding the different types of line pipe, their applications, and key considerations for selection, professionals in these fields can ensure the safe and efficient operation of pipelines.

Whether you are working in oil extraction, natural gas distribution, or water infrastructure, selecting the right line pipe is essential for maintaining the integrity of your transmission systems. Always prioritize quality, safety, and compliance with industry standards to optimize pipeline performance and prevent costly failures.

鋼管用フュージョンボンドエポキシ/FBEコーティングとは何ですか?

フュージョンボンドエポキシ（FBE）コーティングラインパイプ

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防食鋼管とは、防食技術で処理され、輸送や使用の過程で化学反応や電気化学反応によって引き起こされる腐食現象を効果的に防止または遅らせることができる鋼管を指します。
防食鋼管は、主に国内の石油、化学、天然ガス、熱、下水処理、水源、橋梁、鉄骨構造物などのパイプライン工学分野で使用されています。一般的に使用される防食コーティングには、3PEコーティング、3PPコーティング、FBEコーティング、ポリウレタンフォーム断熱コーティング、液体エポキシコーティング、エポキシコールタールコーティングなどがあります。

とは フュージョンボンドエポキシ（FBE）粉末防錆コーティング?

フュージョンボンドエポキシ（FBE）パウダーは、空気をキャリアとして輸送および分散され、予熱された鋼製品の表面に塗布される一種の固体材料です。溶融、レベリング、硬化により、高温下で形成される均一な防食コーティングが形成されます。コーティングには、操作が簡単、汚染なし、耐衝撃性、耐曲げ性、耐高温性などの利点があります。エポキシパウダーは熱硬化性で無毒のコーティングであり、硬化後に高分子量の架橋構造コーティングを形成します。優れた化学的防食特性と高い機械的特性、特に最高の耐摩耗性と接着性を備えています。地下鋼管用の高品質の防食コーティングです。

溶融エポキシ粉体コーティングの分類:

1) 使用方法によって、パイプ内側FBEコーティング、パイプ外側FBEコーティング、パイプ内外FBEコーティングに分けられます。外側FBEコーティングは、単層FBEコーティングと二重層FBEコーティング（DPSコーティング）に分けられます。
2)用途に応じて、石油および天然ガスパイプライン用 FBE コーティング、飲料水パイプライン用 FBE コーティング、消防パイプライン用 FBE コーティング、炭鉱の帯電防止換気パイプライン用コーティング、化学パイプライン用 FBE コーティング、石油掘削パイプ用 FBE コーティング、パイプ継手用 FBE コーティングなどに分けられます。
3) 硬化条件によって、速硬化と普通硬化の2種類に分けられます。速硬化粉末の硬化条件は一般的に230℃/0.5~2分で、主に外部噴霧や三層防食構造に使用されます。硬化時間が短く、生産効率が高いため、組立ライン作業に適しています。普通硬化粉末の硬化条件は一般的に230℃/5分以上です。硬化時間が長く、コーティングのレベリングが良好なため、パイプ内噴霧に適しています。

FBEコーティングの厚さ

300-500um

DPS（二層FBE）コーティングの厚さ

450-1000um

コーティングの基準

SY/T0315、CAN/CSA Z245.20、

AWWA C213、Q/CNPC38など

使用

陸上および水中パイプラインの防食

利点

優れた接着力

高い絶縁抵抗

老化防止

アンチカソードストリッピング

高温耐性

細菌に対する耐性

小さなカソード保護電流（わずか1-5uA/m2)

 

外観

 パフォーマンス指標 試験方法
熱特性 表面が滑らかで、色が均一で、気泡、ひび割れ、欠けがない                                                       外観検査

24時間または48時間の陰極剥離（mm）

 ≤6.5

SY/T0315-2005

熱特性（定格）

1-4

断面多孔度（評価）

 1-4
3℃の柔軟性（注文指定最低温度+3℃

トラックなし

1.5J耐衝撃性（-30℃）

 休日なし
24時間接着性（評価）

1-3

破壊電圧(MV/m)

 ≥30
質量抵抗率(Ωm)

≥1*1013

溶融結合エポキシ粉末の防食方法：

主な方法は、静電噴霧、熱噴霧、吸引、流動床、ローリングコーティングなどです。一般的に、パイプラインのコーティングには、摩擦静電噴霧法、吸引法、または熱噴霧法が使用されます。これらのいくつかのコーティング方法に共通の特徴があります。それは、噴霧する前にワークピースを一定の温度に予熱し、溶融粉末を接触させる、つまり熱によってフィルムが流れ続けるようにする必要があることです。さらに流れた平らな部分は鋼管の表面全体を覆い、特に鋼管表面の空洞で、溶接の両側で溶融コーティングがブリッジに入り、コーティングと鋼管が密接に結合して気孔を最小限に抑え、規定の時間内に硬化し、最後に水冷凝固プロセスが終了します。

3LPEコーティングラインパイプのご紹介

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簡単な紹介：

ベース素材 3PE防錆コーティング鋼管 3層ポリエチレン（3PE）防錆コーティングは、優れた耐腐食性、耐水蒸気透過性、機械的特性により、石油パイプライン業界で広く使用されています。 3PE防錆コーティングは、埋設パイプラインの耐用年数にとって非常に重要です。同じ材料のパイプラインの中には、数十年間腐食することなく地中に埋設されているものもあれば、数年で漏れるものもあります。その理由は、異なるコーティングを使用しているためです。

耐腐食構造：

3PE防錆コーティングは、一般的に3層構造で構成されています。第1層はエポキシパウダー（FBE）> 100um、第2層は接着剤（AD）170〜250um、第3層はポリエチレン（PE）1.8〜3.7mmです。実際の操作では、3つの材料を混合して一体化し、鋼管としっかりと結合するように処理して、優れた防錆コーティングを形成します。処理方法は、一般的に巻き取り式と円形モールドカバー式の2種類に分けられます。

3PE防錆鋼管コーティング（3層ポリエチレン防錆コーティング）は、欧州の2PE防錆コーティングと北米で広く使用されているFBEコーティングを巧みに組み合わせて生み出された新しい防錆鋼管コーティングであり、世界で10年以上にわたり認められ、使用されています。

3PE防錆鋼管の第1層はエポキシ粉末防錆コーティングであり、中間層は分岐構造官能基を有する共重合接着剤であり、表面層は高密度ポリエチレン防錆コーティングである。

3LPE防錆コーティングは、エポキシ樹脂とポリエチレンの高い不浸透性と機械的特性を兼ね備えており、これまで世界最高の効果と性能を備えた最高の防錆コーティングとして認められ、多くのプロジェクトに適用されてきました。

利点:

一般的な鋼管は、使用環境が悪いと腐食が激しくなり、鋼管の耐用年数が短くなります。防食保温鋼管の耐用年数も比較的長く、一般的に30～50年程度使用でき、正しい設置と使用により、配管網のメンテナンスコストも削減できます。防食保温鋼管には警報システムを装備することもでき、配管網の漏洩故障を自動的に検出し、故障箇所を正確に把握し、自動的に警報を発します。

3PE防食保温鋼管は保温性能に優れ、熱損失は従来の鋼管のわずか25%です。長期使用により、多くの資源を節約し、エネルギーコストを大幅に削減しながらも、強力な防水・耐腐食性を備えています。また、追加のパイプトレンチを必要とせず、直接地中や水中に埋設でき、施工も簡単、迅速、総合的です。コストも比較的低く、低温条件下での耐腐食性、耐衝撃性に優れ、凍土に直接埋設することもできます。

応用：

3PE防食鋼管については、多くの人が1つのことしか知らず、他のことを知らない。その機能は本当に広範囲に及ぶ。地下給排水、地下吹付けコンクリート、正圧および負圧換気、ガス排水、消火スプリンクラーなどの配管網に適しています。火力発電所の処理水用の廃棄物残留物および戻り水伝送パイプライン。防沫およびスプリンクラーシステムの給水パイプラインに優れた適用性があります。電力、通信、高速道路などのケーブル保護スリーブ。高層ビルの給水、熱供給ネットワーク、水道、ガス伝送、埋設水伝送などのパイプラインに適しています。石油パイプライン、化学および製薬業界、印刷および染色業界など。下水処理排水管、下水管、生物プールの防食工学。 3PE防食鋼管は、現在の農業用灌漑管、深井戸管、排水管などのネットワーク用途の建設に欠かせないものと言えます。科学技術の発展により、今後もさらに輝かしい成果を上げるものと信じています。

3PEコーティング鋼管、FBEコーティング鋼管、3PPコーティング鋼管など、あらゆる種類の防食コーティング鋼管が必要な場合は、お問い合わせください。