ラインパイプ | 未来エネルギースチール

投稿

石油・ガス探査における鋼管の重要な役割を探る

2024年8月12日/カテゴリ: 業界知識/作成者: エネルギースチール

導入

鋼管は石油とガスに欠かせないもので、過酷な条件下でも比類のない耐久性と信頼性を発揮します。探査と輸送に欠かせないこれらのパイプは、高圧、腐食環境、過酷な温度に耐えます。このページでは、石油とガスの探査における鋼管の重要な機能について説明し、掘削、インフラストラクチャ、安全性における鋼管の重要性について詳しく説明します。適切な鋼管を選択することで、この厳しい業界で運用効率を高め、コストを削減できる方法をご覧ください。

I. 石油・ガス産業向け鋼管の基礎知識

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のライナーとして、地表から掘削されたボーリング孔に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: 独自の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、チューブの端が中厚で、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、次にねじを切ってカップリング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、もう一方の端がカップリングなしで直接接続された内部ねじでアプセットされてい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、断熱された油管を通じて蒸気が坑井内に注入されます。
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硬化材を投入する必要があり、媒体と硬化材は油管を通じて輸送されます。

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す。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、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、衝撃や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：L80-1は一般用、L80-9CrとL80-13Crは耐腐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、3つの主要な役割があります。

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。

ドリルパイプは、掘削プロセスで使用され、引張、圧縮、ねじり、曲げ、その他の応力など、さまざまな複雑な交互負荷に耐えます。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： 角型ドリルパイプには、四角形と六角形の2種類があります。中国の石油掘削パイプでは、ドリルコラム1セットにつき、通常、四角形のドリルパイプが使用されています。その仕様は、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。使用される長さは通常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、井戸の掘削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、剛性の高い特殊な厚肉パイプであるドリルパイプの下部に接続され、ドリルビットに圧力をかけて岩を破砕し、直井掘削時の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・ガス業界で石油、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・ガスの輸送パイプラインは、幹線、支線、都市パイプラインネットワークパイプラインに分かれています。幹線パイプライン輸送の3種類の規格は、通常、∅406〜1219mm、壁厚10〜25mm、鋼種X42〜X80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の規格は通常、∅114〜700mm、壁厚6〜20mm、鋼種X42〜X80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も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、その他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

ラインパイプ鋼のグレードは、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油圧テストを行う必要がありますが、この規格では油圧の非破壊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独自の構造を持つ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、その欠点が明確に示されています。API 丸ねじパイプコラムは、シール性能が優れていますが、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、引張性能が API 丸ねじ接続よりもはるかに高いものの、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高いものの、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、バックルの操作がより容易に行える。

石油・ガス業界は、パイプ技術の大きな進歩を示す 100 を超える特許取得済みのプレミアム接続を誇っています。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、世界中の石油に安全な作業で優れた信頼性と効率性を保証します。プレミアム接続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、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® 接続部には、独自の金属対金属シールと堅牢なねじ山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、接続部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鋼管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。健全な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が進化し、世界のエネルギー運用の効率と信頼性が向上します。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?

2020年12月8日/カテゴリ: 業界知識/作成者: エネルギースチール

石油・ガス業界では、生産現場から製油所や配送センターまで炭化水素を安全かつ効率的に輸送することが極めて重要です。鋼管は、長距離、過酷な環境、極限条件下での石油・ガス輸送に最適な素材となっています。このブログでは、鋼管がこの目的で広く使用されている理由を詳しく調べ、その主な特性、利点、石油・ガス部門の厳しい要件を満たす方法を探ります。

1. 鋼管の概要

鋼管は、炭素鋼またはその他の合金鋼で作られた円筒形の管で、石油、天然ガス、その他の液体を長距離パイプラインで輸送するために特別に設計されています。これらのパイプは高圧、極度の温度、腐食環境に耐える必要があるため、鋼はこのような用途に最適な素材です。

鋼管の種類:

炭素鋼ラインパイプ: 強度、耐久性、コスト効率に優れているため、よく使用されます。
合金鋼ラインパイプ: より要求の厳しい環境で使用され、性能向上のためにクロムやモリブデンなどの合金が追加されています。
ステンレス鋼ラインパイプ特に過酷な環境下でも優れた耐腐食性を発揮します。

2. 石油・ガス輸送に鋼管が好まれる理由

鋼鉄製ラインパイプには、石油やガスの輸送に最適ないくつかの利点があります。以下は、業界がパイプラインインフラストラクチャに鋼鉄を採用する主な理由です。

2.1. 強度と耐久性

鋼鉄は、他の素材に比べて比類のない強度と耐久性を備えています。石油やガスのパイプラインは、高い内部圧力だけでなく、土壌の動き、重い荷重、さらには地震活動などの外部環境要因にも耐える必要があります。鋼鉄の高い引張強度により、パイプはひび割れ、破裂、変形することなく、これらの力に耐えることができます。

2.2. 耐腐食性

石油やガスは、塩分の多い沿岸地域、沖合のプラットフォーム、地下に埋設されたパイプラインなど、湿気や化学物質によって腐食が促進される腐食性の高い環境を通って輸送されることが多い。鋼管は、次のような保護コーティングが施されて製造される。 3LPE（三層ポリエチレン） または フュージョンボンドエポキシ（FBE） 耐腐食性を高めます。合金鋼とステンレス鋼は、腐食性の高い環境でも本質的な保護を提供します。

2.3. 高温・高圧耐性

石油やガスを輸送するパイプラインは、特に条件が厳しい深海や地下のパイプラインでは、高温高圧下で稼働することがよくあります。鋼鉄は融点が高く、耐熱性に優れているため、構造の完全性を損なうことなく高圧高温条件に耐えることができます。

2.4. コスト効率

鋼鉄は必ずしも最も安価な材料ではありませんが、ライフサイクルコストの面で優れたメリットがあります。鋼鉄製のラインパイプは耐久性に優れていることで知られており、頻繁な修理や交換の必要性が減ります。さらに、鋼鉄の強度により、メーカーは同じ圧力定格でより薄いパイプを製造できるため、性能を犠牲にすることなく材料コストを削減できます。

2.5. 製造と設置の容易さ

鋼は比較的加工が容易で、製造業者はプロジェクト固有の要件を満たすために、さまざまなサイズ、長さ、壁厚のパイプを製造できます。鋼管は、複雑なパイプライン経路に合わせて溶接、圧延、曲げることができ、大量生産も可能なため、陸上と海上の両方の設置に非常に適応できます。

2.6. 漏洩防止と安全性

鋼管、特に厳格な業界標準 (石油およびガスパイプライン用の API 5L など) に従って製造された鋼管は、漏れに対する優れた耐性を備えています。鋼管のシームレス構造または高品質の溶接構造により、漏れが発生する可能性のある弱点が最小限に抑えられます。さらに、鋼管は過酷な環境条件や機械的損傷に耐えることができるため、偶発的な流出や爆発の可能性が低減します。

3. 鋼管ラインパイプが解決する主な懸念事項

石油・ガス業界にはパイプラインインフラストラクチャに関するいくつかの具体的な懸念事項がありますが、その多くは鋼製ラインパイプを使用することで効果的に解決されます。

3.1. 腐食管理

パイプライン、特に地下に埋設されたパイプラインや海上で使用されているパイプラインにとって、最も重大な課題の 1 つは腐食です。外部環境の腐食性が非常に高い場合でも、サワーガス (H2S を多く含む天然ガス) などの内部流体によってパイプラインが腐食される可能性があります。鋼製ラインパイプは、高度なコーティング、陰極保護システム、化学反応に耐える合金鋼を使用してこの問題に対処し、長期的な保護と信頼性を確保します。

3.2. 環境への影響と規制

石油流出やガス漏れなどの環境問題は、生態系に壊滅的な影響を及ぼす可能性があります。鋼管は、その強度、耐久性、漏れ防止能力により、厳しい環境規制に適合しています。これらのパイプラインは、構造的完全性を確保するために、水圧試験や X 線試験などの厳格な試験を受けることがよくあります。多くの鋼管システムには、漏れを早期に検出するためのリアルタイム監視機能も含まれており、環境リスクの軽減に役立ちます。

3.3. 運用効率とメンテナンス

鋼鉄の耐久性と外部および内部の力に対する抵抗力により、ダウンタイムとメンテナンスの必要性が最小限に抑えられます。パイプラインは数百マイルに及ぶ場合が多く、頻繁な修理は現実的ではありません。鋼鉄製ラインパイプはメンテナンスの頻度が少なく、他の素材よりも寿命が長いため、パイプラインオペレーターの運用効率が向上し、長期的なコストが削減されます。

4. 鋼管と業界標準

石油・ガス業界では、パイプラインシステムの安全性、信頼性、環境保護を確保するために厳しい規制が課せられています。鋼管は、これらの厳しい要件を満たすためにさまざまな規格に従って製造されています。

主な基準:

API 5L: 石油および天然ガス輸送用の鋼管の製造を規定します。パイプが石油およびガスパイプラインの圧力と環境条件に耐えられることを保証するために、材料の等級、サイズ、およびテスト要件を指定します。
3183 規格: API 5L と同様の仕様を概説していますが、世界的な用途のパイプラインの材料とコーティングに重点を置いた国際規格です。
ASTM A106: 高温サービス、特に製油所や加工工場で使用されるシームレス炭素鋼管の規格。

これらの規格に準拠することで、最も要求の厳しい用途でも鋼管が安全かつ効果的に機能することが保証されます。

5. 代替材料に対する鋼管の利点

低圧または小径のパイプラインではポリエチレン、PVC、複合パイプなどの他の材料が使用される場合もありますが、大規模な石油およびガスの輸送では依然として鋼鉄が優れた選択肢です。その理由は次のとおりです。

より高い圧力耐性代替材料は通常、鋼鉄と同じ高圧に耐えることができないため、石油やガスの長距離輸送には適していません。
優れた耐熱性: 極端な温度に耐える鋼鉄の能力は、脆くなったり変形したりする可能性のあるプラスチックや複合材料とは比べものになりません。
寿命が延びる: 鋼管の耐用年数は長く、適切にメンテナンスすれば 50 年を超えることもよくありますが、代替材料はより急速に劣化する可能性があります。
リサイクル性: 鉄は完全にリサイクル可能であり、環境への影響を減らし、持続可能性を促進する業界の取り組みと一致しています。

6. 結論

鋼管は、その並外れた強度、耐久性、耐腐食性、高圧高温環境への耐性により、石油・ガス産業に欠かせない存在となっています。長距離にわたる石油・ガスの輸送の課題から、厳しい環境基準や安全基準への適合まで、鋼管はパイプラインインフラストラクチャにとって最も信頼性が高く効率的な選択肢であることが証明されています。

石油・ガス会社は、鋼鉄製ラインパイプを選択することで、より安全でコスト効率が高く、長持ちするパイプラインシステムを実現し、世界中の重要な資源を安全に輸送することができます。鋼鉄は、その耐久性と適応性により、常に変化する業界のニーズに応える最適な素材として選ばれ続けています。

ラインパイプの定義

2020年10月26日/カテゴリ: 業界知識/作成者: エネルギースチール

石油、ガス、水などの流体を長距離輸送する必要がある業界では、安全性、効率性、コスト効率を確保するために配管システムの選択が重要です。これらの分野で最も一般的に使用されるコンポーネントの1つは ラインパイプこのブログ記事では、ラインパイプとは何か、その主な特徴、用途、石油、ガス、水の輸送に携わる専門家向けの考慮事項について詳しく説明します。

ラインパイプとは何ですか?

ラインパイプは、液体、気体、場合によっては固体の輸送用に特別に設計された鋼管の一種です。通常、炭素鋼または合金鋼で製造されるラインパイプは、高圧、腐食、極端な温度に耐えられるように設計されており、液体を長距離輸送する必要がある石油やガスなどの産業に最適です。

ラインパイプは、石油、天然ガス、水、その他の液体を生産施設から製油所、処理工場、または配送ネットワークに輸送するパイプラインにおいて極めて重要な役割を果たします。エネルギーインフラストラクチャのバックボーンとして機能し、原材料が効率的かつ安全に配送されることを保証します。

ラインパイプの主な特徴

ラインパイプは厳格な基準を満たすように製造されており、特定の伝送システムのニーズに合わせてさまざまなグレード、寸法、材料で提供されています。ラインパイプを流体輸送に不可欠なコンポーネントにする重要な機能は次のとおりです。

1. 材料の強度と耐久性

ラインパイプは主に炭素鋼で作られていますが、用途に応じてステンレス鋼や高強度低合金鋼などの他の合金が使用されることもあります。これらの材料は優れた引張強度を備えているため、パイプは高い内部圧力や設置および操作時の機械的ストレスに耐えることができます。

2. 耐腐食性

腐食はパイプライン、特に石油、ガス、水を長距離輸送するパイプラインでは重大な懸念事項です。ラインパイプは、腐食に耐え、運用寿命を延ばすために、亜鉛メッキ、エポキシコーティング、陰極保護システムなどのさまざまなコーティングおよび処理プロセスを受けることがよくあります。

3. 高圧および高温耐性

ラインパイプは高圧条件下で動作するよう設計されています。輸送される流体と環境条件に応じて、パイプは大きな温度変動に耐える必要があります。API 5L などのパイプライングレードは、さまざまな圧力と温度に対するパフォーマンス基準を指定します。

4. 溶接性

パイプラインは通常、セクションごとに構築され、溶接されるため、ラインパイプは優れた溶接特性を備えている必要があります。溶接性により、パイプのセクション間の安全で漏れのない接続が保証され、パイプラインの全体的な整合性が向上します。

ラインパイプの種類

ラインパイプにはいくつかの種類があり、それぞれ特定のニーズに適しています。石油、ガス、水道の輸送に使用される主な 2 つの種類は次のとおりです。

1. シームレスラインパイプ

シームレスラインパイプは継ぎ目なしで製造されるため、高圧用途に最適です。これは、固体鋼をチューブ状に圧延し、その後、希望の厚さと直径に押し出して製造されます。シームレスラインパイプは、強度が高く、腐食や応力亀裂に対する耐性が優れています。

2. 溶接ラインパイプ

溶接ラインパイプは、平鋼を円筒形に成形し、端を溶接して作られます。溶接パイプは大口径で製造できるため、低圧から中圧の用途ではコスト効率が高くなります。ただし、溶接パイプは継ぎ目の応力の影響を受けやすいため、動作圧力が低い場合によく使用されます。

ラインパイプの一般的な用途

ラインパイプは、以下を含む幅広い業界で使用されています。

1. オイルトランスミッション

石油業界では、ラインパイプは原油を採掘現場から製油所に輸送するために使用されます。パイプは高圧、腐食性物質、摩耗条件に耐え、長距離にわたる安全で継続的な輸送を保証する必要があります。

2. 天然ガス輸送

天然ガスパイプラインには、高圧に耐え、変動する環境条件下でも漏れのないラインパイプが必要です。天然ガス用途のラインパイプは、特に寒冷気候下での靭性と脆性破壊に対する耐性に関する追加テストも受けます。

3. 給水

ラインパイプは、飲料水、廃水、工業用水の配水に広く使用されています。水道管の場合、耐腐食性が大きな問題となるため、鋼鉄を保護してパイプの寿命を延ばすために、セメントモルタルやポリエチレンなどのコーティングやライニングが施されることがよくあります。

4. 化学物質の伝播

化学産業のパイプラインはさまざまな液体やガスを輸送しますが、その中には腐食性や危険性があるものもあります。これらの用途で使用されるラインパイプは、環境被害や安全上の危険につながる漏れや故障が起こらないように、厳しい安全基準を満たす必要があります。

ラインパイプの主要規格

石油、ガス、水道輸送業界で使用されるラインパイプには、さまざまな国際規格が適用され、パイプが必要な安全性、性能、品質要件を満たしていることが保証されます。最も広く認められている規格には、次のようなものがあります。

API 5L（アメリカ石油協会）: これは、石油およびガス輸送に使用されるラインパイプの最も一般的に参照される規格です。API 5L は、パイプの材質、機械的特性、およびテスト方法の要件を定義します。
ISO 3183 (国際標準化機構): この規格は、石油および天然ガス産業のパイプライン輸送システム用の鋼製ラインパイプの仕様を規定しています。ISO 3183 は、ラインパイプが世界的なベストプラクティスに従って製造されることを保証します。
ASME B31.8 (アメリカ機械学会)この規格は、ガスの輸送および配給配管システムに焦点を当てています。パイプラインの設計、材料、建設、試験、および運用に関するガイドラインを提供します。
EN 10208-2 (欧州規格)この規格は、欧州諸国で可燃性液体またはガスの輸送に使用される鋼管に適用されます。材料、寸法、および試験の性能ベンチマークを設定します。

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

ラインパイプの選択に関する実際的な考慮事項

石油、ガス、水道の輸送用のラインパイプを選択する際には、最適なパフォーマンスと安全性を確保するためにいくつかの要素を考慮することが重要です。重要な考慮事項は次のとおりです。

1. 動作圧力と温度

パイプの材質と壁の厚さは、流体の予想される動作圧力と温度に対応できるように選択する必要があります。圧力が高すぎるとパイプラインが破損する可能性があり、高温に対する耐性が不十分だと、パイプが弱くなったり変形したりする可能性があります。

2. 流体の腐食性

原油や特定の化学物質などの腐食性流体には、特殊なコーティングや材料が必要になる場合があります。適切な耐腐食性を備えたパイプを選択すると、パイプラインの耐用年数を大幅に延ばすことができます。

3. 距離と地形

パイプラインの長さと場所は、必要なラインパイプの種類に影響します。たとえば、山岳地帯や極端な気温の地域を横断するパイプラインでは、ストレスや環境条件に対処するために、より耐久性が高く、より厚いパイプが必要になる場合があります。

4. 規制および安全コンプライアンス

地域、国、および国際規制への準拠は重要です。ラインパイプが、使用される地域および業界で必要な基準を満たしていることを確認してください。これは、パイプラインの故障が環境および安全に対して深刻な影響を及ぼす可能性がある石油やガスなどの危険な業界では特に重要です。

結論

ラインパイプは、石油、ガス、水道輸送業界では重要なコンポーネントです。その強度、耐久性、過酷な条件に耐える能力により、長距離にわたる流体の輸送には欠かせないものとなっています。さまざまなタイプのラインパイプ、その用途、選択の際の重要な考慮事項を理解することで、これらの分野の専門家はパイプラインの安全で効率的な運用を確保できます。

石油採掘、天然ガス配給、水道インフラのいずれの分野でも、適切なラインパイプを選択することは、伝送システムの整合性を維持するために不可欠です。パイプラインのパフォーマンスを最適化し、コストのかかる障害を防ぐには、常に品質、安全性、業界標準への準拠を優先してください。

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

2020年5月19日/カテゴリ: 業界知識/作成者: エネルギースチール

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

2020年1月13日/カテゴリ: 業界知識/作成者: エネルギースチール

導入

3のベース材料LPEコーティングラインパイプ 3LPE 防食コーティングには、シームレス鋼管、スパイラル溶接鋼管、ストレートシーム溶接鋼管などがあります。3 層ポリエチレン (3LPE) 防食コーティングは、耐腐食性、耐水蒸気透過性、機械的特性に優れているため、石油パイプライン業界で広く使用されています。3LPE 防食コーティングは、埋設パイプラインの耐用年数に不可欠です。同じ材料のパイプラインの中には、何十年も腐食することなく地下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。

3LPEコーティングラインパイプの構造

3PE防錆コーティングは、一般的に3層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層は高密度ポリエチレン（HDPE）1.8〜3.7mmです。実際の操作では、3つの材料を混合して融合し、鋼管にしっかりと接着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、一般的に巻き取りタイプとリングダイスリーブタイプの2種類に分けられます。

3LPE防食鋼管コーティング（3層ポリエチレン防食コーティング）は、欧州の2PE防食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た新しいタイプの防食鋼管コーティングであり、10年以上にわたって国際的に認められ、使用されています。

3LPE 防錆鋼管の第 1 層はエポキシ粉末防錆コーティング、中間層は分岐官能基を持つ共重合体接着剤、表面層は高密度ポリエチレン防錆コーティングです。

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性能を持つ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で使用されています。

3LPEコーティングラインパイプの利点

通常の鋼管は、過酷な使用環境では深刻な腐食を受け、鋼管の耐用年数が短くなります。防食断熱鋼管の耐用年数も比較的長く、一般的には約30〜50年で、正しく設置して使用することで、パイプラインネットワークのメンテナンスコストを削減することもできます。防食断熱鋼管には警報システムを装備して、パイプラインネットワークの漏洩障害を自動的に検出し、障害位置を正確に把握し、自動的に警報を発することもできます。

3LPE防食断熱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できます。同時に、強力な防水性と耐腐食性を備えています。別途溝を掘ることなく、直接地中や水中に埋めることができ、施工も簡単で迅速、包括的です。コストも比較的低く、低温条件下での耐腐食性と耐衝撃性に優れ、凍土に直接埋めることもできます。

3LPEコーティングラインパイプの応用

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、他のことを知りません。その役割は本当に広範囲で、地下給排水、地下噴霧、正圧および負圧換気、ガス抽出、消火スプリンクラー、およびその他の配管ネットワークに適しています。火力発電所の処理水用の廃スラグおよび戻り水輸送パイプライン。防滴および散水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、道路などのケーブル保護ケーシング。高層ビルの給水、火力発電パイプネットワーク、水プラント、ガス伝送、埋設水伝送、およびその他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、下水処理排水管、下水管、および生物プールの防食プロジェクト。 3LPE防食鋼管は、農業用灌漑管、深井戸管、排水管などの配管網の現在の応用と建設に欠かせないものと言えます。技術の発展により、将来さらに輝かしい成果が生まれると信じています。

3LPE /FBE /3LPP/LE/国際ブランド塗料（AkzoNobel/Hempel/3M/Jotun）コーティング鋼管などのあらゆる種類の防錆コーティング鋼管が必要な場合は、お気軽にお問い合わせください。お問い合わせ.

タグ アーカイブ: ラインパイプ

投稿

導入