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INTECH GmbH
鋼管は炭素鋼、高および低合金鋼、非鉄金属、各種合金、鋳鉄の様々な種類から製造されます。金属の組み合わせで作られたバイメタルもあります。
管状製品の製造の基本は複合金属管（バイメタル）の製造です。
配管製造には圧力による金属加工、溶接などの方法が使用されます。
製造管状製品は下記の分類されます。
継目無い鋼管（シームレス）、溶接、ろう付け、キャスト。後者は使用に制限があります。
シームレスパイプは、熱間圧延、冷間圧延、押出（冷間押出）とプレス加工という製造方法があります。
溶接鋼管は、アークまたは電気溶接、炉溶接によって製造される鋼管が区別されます。熱間圧延、冷間圧延の鋼管は継目無（シームレス）ビレットおよび管状ビレットから作られます。
鋼管の製造材料に関しては、非金属（プラスチック、セメントベースなど）、金属（鉄および非鉄金属）、バイメタル、コーティング付きに分割されます。
モノメタル鋼管は、化合物（バイメタル）の鋼管の製造で材料として使用されます。これらはベース層と表面層を表します。
鋼管は接続の方法で区別されます。
接続は、溶接、フランジまたはねじ（継手、継手なし、ニップル）があります。
鋼管は形状で区別されます：
外径（D）と肉厚（S）の割合は鋼管の特徴です。同時に外径（D）で区別されます。
鋼管は外径で区別されます。
様々な業界の需要の分析は、最大Ø63,5mmの鋼管が全消費量の25〜30％を占め、それらの消費量を増加させる傾向にあります。
基準は、配管に対する技術的要件、これらの質的特性、受け入れおよび試験方法の要件が含まれます。
仕分け基準は、配管の幾何学的寸法、形状、寸法の最大偏差（Ø、肉厚、長さ）、曲率、重量を設定します。
仕様規格は、配管の基本的な要件を決めます。鋼の種類、機械的特性、表面状態、テスト、受け入れ、ラベル、包装、輸送や保管への要件を含めます。
試験方法の規格は、硬度、靭性、マクロおよびミクロ組織、耐食性などの一般的な試験方法を設定します。
ラベル規格は、すべての配管（鉄鋼および鋼）のラベル、包装、輸送や保管を設定します。
配管の大部分は低炭素鋼種で作られます。合金材料はパーライト鋼です。ステンレス鋼管の製造にはオーステナイト鋼が使用されます。
また、配管の製造には、フェライト系、オーステナイトフェライト系、マルテンサイトフェライト系、マルテンサイトおよびマルテンサイトオーステナイト系、並びにニッケル、チタン、ジルコニウム、ニオブ、モリブデンおよびタンタル合金が使用されます。
熱間圧延方法は、高い表面仕上げ（7〜11グレード）と精密寸法で鋼管を製造することはできません。高品質指標の配管および小さな寸法の配管を製造するために、冷間または温変形を使用します。これは、2つの方法で達成することができます。
Ø4.0〜200 mmと肉厚0.1〜12 mmの配管は冷間圧延方法および冷間引抜き方法を用いて製造されます。
成形鋼管も同じ方法により製造されます。これらは、楕円形、正方形、八角形、星形、リブ付きなどの形状があります。
冷間圧延および冷間引抜きの配管は寸法公差があります。
溶接鋼管の材料は、低炭素鋼および弱合金の材料です。その内容は下記の通りです。
これらの鋼管用のビレットは連続圧延の近代的な方法により製造されます。
この鋼管はシームレスパイプより薄い壁と小段差を有します。
現在、溶接により製造されるステンレス鋼パイプが広く使用されます。
強度特性は、鋼管の主な種類のメイン基準です。このパラメータを確認するには、完成した鋼管の機械的特性の試験を行います。試験される機械的特性は下記の通りです。
高温の環境で動作するように取り付けられた鋼管の場合、従来の降伏値（300〜350°C）を確認します。
圧力下で作動する鋼管は液圧試験されます。
液圧試験は未確認継目部分を見つけるために実施されます。石油業界用のねじ込み鋼管は、ネジ接続の気密性を液圧試験によって確認します。
技術試験の過程で様々な負荷や変形に耐える能力を確認します。
鋼管は平坦化のテストされる場合、圧縮表面をH値に縮み、鋼管表面に亀裂や破壊の発生を確認します。試験のために長さ1,5 DT、min 10 mmとmax 100 mmサンプルを使用します。
曲げ試験の時、鋼管をスムーズにα角度（通常α=90°）に曲げ、金属の整合性が破壊されるかどうか確認します。
鋼管表面の品質はその強度の指標によります。鋼管の表面は高い基準があるため、例えば、シームレスパイプが機械的に処理され、連続的ボーリング、研削、旋削、電気研磨を行います。
鋼管は、外部と内部目視で検査されます。特別用途の鋼管は管内の潜望鏡によりチェックされます。非破壊検査方法、例えば、欠陥検査（超音波、磁石）が広く使用されます。
超音波検査は、管自体、またはその壁の欠陥を検出するのに役立ちます。
試験サンプルで設置される所定の人工欠陥によるエコー反応のレベルに応じて、欠品作業を行います。
継目無管の一般製造工程は、3段階に分けられ、インゴット（連続鋳造ビレット）の製造、ビレット（半製品）の生成、鋼管製造を含めます。
この製造工程を実現するには様々な機器の組み合わせが可能です。典型的な工程は液体金属の製造、金型または連続鋳造機での鋳造です。これは第1工程です。
第2工程はビレット（半製品）製造で、圧延または鍛造工場、縦（ねじ）圧延または鍛造プレス（ハンマ）で鍛造されます。管状ビレットの高品質の要件は、内部構造および硫黄、リン、溶解ガスの汚染レベルを含みます。鋼管インゴットと鉄系金属製のビレットは、圧延工場に送られます。
圧延工場で実施される第3工程は最も複雑です。穴あけ、圧延および熱間仕上げの3つの段階で構成されます。ねじ圧延（ロール型機）に基づいて様々な方法を使用します。縦圧延および加圧の組合せは、材料としてビレットおよびインゴットが使用され、高品質のビレットを製造します。
低延性および難変形鋼には、一般にプレスとプレスローラ穴あけの方法が使用されます。
穴あけは、ドラム式スタンドの圧延機、直接行動垂直油圧プレス、油圧またはラックアンドピニオン駆動プッシャーおよび二本圧延ロール搭載の縦プレスローラ機で行われます。
圧延のために、縦方向ねじ圧延方法、スリットに金属押出、マンドレル上（短および長）で定期的にローリングが使用されます。これらの方法は、自動、連続、ラックアンドピニオン機器、ねじ圧延機、異形プレス、ピルガ機で使用されます。
この工程では、鋼管の必要な厚さ（肉厚）を作ります。自動またはラックの装置を使用する場合、正しい円形および肉厚（口径の製造所により）を除去するためにねじ圧延機を含みます。オープンベース（機械ミル、三本ロール圧延機）およびクローズ（連続、ラック、ピルガ）および他の様々なタイプの圧延機を使用します。
非常に大事な工程は熱間較正で、マンドレルなし、長手方向およびねじ圧延方法で実行されます。この工程では最終的に正しい円形状、許容範囲内の鋼管の直径が作成されます。校正と圧縮のために、2、3本のロールスタンド（閉型）の連続機が使用されます。
連続機のスタンド圧延方法が広く使用されます。このような機械は、個別、グループ、グループディファレンシャル、油圧の多様な主駆動型があるため、ロール回転速度の正確な制御を確保します。
継目無管やビレット（中空） の製造に必要な様々な寸法と使用鋼種があり（3万以上の形状、200以上種の鋼）、技術により設備仕様と内容を決める構造的に均質な操作が分類されます。
シームレスパイプ、中空ビレットを製造する過程は、ビレットを形成することからなる複数の操作を含みます。これは、特定の仕様の鋼管を仕上げるために行われます。過程、操作順序、処理方法は鋼管のビレットの形状、サイズおよび品質、使用条件に基づいた最終製品要件によります。
親金属は倉庫で保管、または格納されます。そこで計量され、保管され、出荷の前に生産は品質管理（フルまたは個別）、必要であれば欠陥を修正し、再検査を行います。
通常は、ビレット試験および欠陥修正が生産工場で行われます。しかし特別に大事な鋼管は、この操作が圧延工程で再実施されます。場合により、さらに完了ビレットは欠陥の除去後に熱的および化学的に処理されます。例えば、高圧ボイラで使用される鋼管用ビレットは、追加処理工程を通ってから再び品質管理が行われます。前の製造工程（熱間投入、通過圧延）でビレットは、加熱装置または圧延機で加熱されます。その場合、ビレットは倉庫と準備工程に入りません。
準備されたビレットは、生産工程に輸送されます。ここで、粗生成物の製造操作を確実します。加熱（必要な場合）、加熱された材料変形の種々の成形操作、冷却、修正を含みます。
複雑な生産サイクルの場合、様々な処理を伴う形成操作が繰り返されます。製品をチェックおよびラベリングし、修正し、完成品の生産工程に送られます。ここで処理の後、予備製品から特定の特性を有する完成品を生産します。完成品は、再チェックおよびラベリングされ、必要に応じて再修正されます。また仕上げとチェックに送られます。その後、鋼管は防錆剤を巻いて、完成品の倉庫に送られます。
近代的な設備は、特定プロセスの技術を生産に導入することができます。この設備は、倉庫、材料検査と準備 、熱間（または冷間）変形、予備加工、部分チェック、修正、完成品の仕上げのような工程を含みます。
すべての工程は移動装置でつながります。
鋼管の製造における技術は、操作の数と種類、加工モードと技術設備の組成、機械数、その相互接続の複雑さ、輸送とオペレーティングシステム要件、並びにエネルギーおよび補助サービスに対する要件によって選定されます。
鋼管が半製品から完成品になる過程に様々加工方法が使用されます。
鋼管の熱間加工が広く使用され、その特徴は下記の通りです。
加工は、空気中、炉の燃焼生成物のガス状混合物中、保護環境（窒素、水素、ガス混合物）中で行われます。金属性質および加工法により、その温度は500〜1150℃になります。鋼管の熱加工には主にローラ、断面、マッフルコンベヤなどの透過型炉が使用されます。
電気化学的処理の特徴は下記の通りです。
化学的処理の特徴は下記の通りです。
化学的処理の一般的な方法は、漂白と活性化のプロセスを含む酸洗です。酸、アルカリおよびアルカリ酸の酸洗方法は鋼管の材料と寸法によります。
鋼管給油は、圧延機上または潤滑剤溶液の浴中で浸漬管束に適用されます。また、加熱管に粉末潤滑剤を塗布する方法が用いられます。
機械加工（研削、研磨、穿孔、旋削、サンドブラスト）は鋼管表面の特性を改善するために使用されます。鋼管の特定部分の機械加工もあり、修理、切断およびトリミング、研削、ねじ切れに適用されます。これらの操作は、旋削、研削およびCNC搭載の特殊加工機械、加工への製品供給システム搭載ブラスト及びサンドブラスト機械で行われます。予備鋼管の塑性変形加工では、鋼管の曲率、楕円形の減少、直径精度増加、必要な形状構成の形成を行います。
修正はすべての鋼管形状（円状、形状）の歪みに関連した欠陥を排除します。一連の操作の目的は下記の通りです。
修正は、（一回または複数）の曲げ、延伸、ねじれおよび圧延することによって行われます。
鋼管内径の精度を向上させるには、校正を行います。鋼管端部の較正は、ねじ切れの状態を改善し、ねじ接続の品質および安全性を向上させます。
完成鋼管のテストと検査は、製品が規格書の品質および寸法基準に合うかどうか確認します。鋼管は液圧と空気圧で試験されます。それは均質な金属層の破壊を発見させ、溶接またはねじ接続部の強度および密度を確認し、鋼管の寸法を検査し、測定させます。
石油ガス生産、薬品や材料開発、構築および他の分野に使用するとき、金属の腐食による損傷を防止するために様々な保護層が適用されます。金属層はØ 530 mmまでの鋼管に塗装、非金属はØ 2520O mmまでの鋼管に塗装されます。
加工方法のなかでは特殊、新種の鋼管製造を目的とした特定の操作があります。後縁部の溶接、リブ巻と溶接、バリ取りなどを含みます。または、ねじ鋼管の接続および保護金具の製造操作も含みます。
これらの操作を実行するために、一般的に特別な装置や機械が使用されます。
鋼と鉄合金の鋼管、多層鋼管は熱間圧延やプレス方法によって製造されます。金属の性質は、鋼管の寸法の要件は、熱間圧延の方法を決めます。この方法は利点と欠点があります。しかし、鋼管の熱間圧延方法は下記の技術過程を組み合わせます。
1) ビレットの穴あけは、ねじ圧延機のヘリカルローリング機またはプレスで行われます。または、プレスで穴あけとねじ圧延機のヘリカルローリング機で圧延の組み合わせもあります。
2) ビレットの鋼管圧延は、固定された短いまたは長い浮動のマンドレル（マルチスタンド連続圧延ライン）上の長手方向、2または3ロールのねじ圧延機で行われます。固定マンドレルのリング状のギャップ（形状パイププレス）に材料を押し出します。また、遊星またはラック機械で行われます。
3) 完成品の最終的な外径および肉厚の形成は、縦圧延機または縦圧延機とネジ圧延機の組み合わせ、または他の機能が使用されます。
熱間圧延方法でシームレス鋼管の圧延における最も重要なのは、ビレットまたはスリーブの圧延方法です。この方法により、鋼管の圧延ラインが呼ばれます。
スリーブは長手方向に自動圧延機で圧延されます。これは、（設定の肉厚の場合）管状製品を製造するための最も使用される方法の一つです。これは、2本のロールを持つ通常の非反転圧延スタンドです。スリーブを圧延する際、ラウンド口径が使用され、短い固定されたマンドレルで2回圧延されます。マンドレルはローラ間に配置されます。
別々の外径の鋼管を製造するために特定の圧延ライン使用されます。外径150mm以内の製品を圧延するために小型のラインが使用されます。250mmの鋼管の圧延するために中型ラインが使用されす。外径426mm以上の鋼管は大規模なラインで圧延されます。これらのラインでは、炭素および合金鋼の鋼管が圧延されます。
連続鋼管圧延機は外径16〜426mm肉厚2〜25mmの鋼管を主に炭素および低合金（たまに高合金）鋼から製造するために広範に使用されます。これは、高い生産性を確保する鋼管を製造するための最も有望な方法です。圧延は長いマンドレルで行われるため、長い鋼管製造を可能にします。
ピルガー圧延機は異なる形状の厚肉鋼管または石油業界（採鉱および精製）用鋼管を製造するために使用されます。
ピルガー圧延方法は、鋼管製造に必要な肉厚を製造するための周期方法です。通常の（縦）圧延方法と違い、自動モードにおける圧延方法も含めて、ピルガー圧延はロールストリーム半径可変を提供します。
外径114以下、最大長さ60m、最低肉厚2.5mmの製品を圧延するには、小型ラインが使用されます。外径114〜325mm、長さ最大40m、最低肉厚5mmの製品を圧延するには、中型ラインが使用されます。最大外径700mm、最大長さ35m、最低肉厚6mmの製品を圧延するには、大型ラインが使用されます。
3本ロール圧延機は精度の炭素鋼の厚肉管を圧延するために使用されます。これらの鋼管は、外径40〜200mm、肉厚が直径の0,09-0,25を有します。これらのラインでは、主に機械製造のためのリングとベアリングのために使用されるSH15鋼からの鋼管が製造されます。
ラック鋼管圧延機は、炭素鋼や合金鋼製の薄肉管を圧延するために使用されます。これらの最大長さは16m、外径O.21〜219mm、肉厚2.5〜10mmです。
鋼管形状プレスは合金鋼および合金製の12.7〜220mmを製造するのに使用されます。
世界中で最も一般的なのは自動鋼管圧延機、ピルガー圧延機、連続圧延機と3本ロール圧延機です。
自動管圧延機とピルガー圧延機では生産管種類が最も幅広いです。連続圧延機と3本ロール圧延機は中小外径の鋼管を圧延します。前者は薄肉鋼管、後者は厚肉鋼管のために使用されます。
3本ロール圧延機は、他の機械で製造される鋼管の寸法精度を1.5〜2倍高い、正確な寸法の鋼管が製造されます。
上記の圧延機における圧延工程ための費用は、製品のコストの15〜40％の範囲内であり、費用の60〜80％が金属のコストです。生産の効率の非常に重要な指標は、連続圧延機を使用する場合に低くなる消耗係数値です。
圧延の技術は材料（金属）を圧力で加工することに基づきます。すべての製品の80％以上を圧延することにより調製しました。ビレットは圧延時に圧延ラインのロール間の隙間を通過させ、ロールで圧着されることによち必要な大きさと形状を得ます。圧延の3つの主要な方法は縦圧延、横圧延およびねじ圧延です。
縦圧延はビレットがロール間隙に入ると圧着されることを特徴とします。ロールの回転は、反対方向で行われます。ロール軸は同じ平面上にあります。
金属は摩擦力の影響下でロール間隙に供給され、ロール軸を通過する平面に対して垂直に移動します。ピレットは縦で圧着され、拡張され、その断面の形状が隙間の形をとります。ロール体の構造により、圧延後に材料またはビレットから製造される製品が違います。両方のロールの溝は、ロール軸に垂直な線に配置され、口径を形成します。圧延される材料またはビレットは、その口径の形状をとります。
横圧延はロールの回転は同じ方向であることを特徴とします。ロール軸および材料またはビレット軸の軸線は平行です。ロールは、ビレットを巻きます。ローラ間の距離は減少します。その距離は短くなるとビレットの外径が減少なり、長くなります。横圧延方法では、歯車の圧延またはボルトのねじ加工が行われます。
ねじ圧延も、動作ロールの回転は同じ方向であることを特徴とします。
ロール軸は工作物軸に対して角度で交差します。そのためビレットは変形時に回転し、ヘリカル線に沿ってその軸を移動し、並進運動を行います。ねじ圧延は、シームレス管圧延、周期形状、ボール、ローラを製造します。
これらの圧延方法は類似で多くの共通点を持ちます。両方のタイプは、ロールの回転方向を変えず、被加工物に対して空間におけるロールの位置を変更するだけのユニバーサル圧延機を実施することがあります。
2本または3本のロール間の円状口径のすべての管圧延過程はマンドレルとマンドレルなしの口径圧延という技術的に2つの群に分類されます。
第1グループの過程は、厚肉管ビレットから薄肉管が製造されます。この場合、鋼管壁を強く押され、その外径は減少します。第2グループの過程は、パイプの直径を減少させる主な目的を持って肉厚の減少または増加させるか、変わらず維持されことができます。
圧延工程の第1グループは圧延の３つの方法があり、すべてはマンドレル上です。
a）固定された短いマンドレル上
b）長いマンドレル上。スリーブ管と一緒にロールの口径を移動します。
c）長いマンドレル上。変形状の口径（周期ピルガー圧延）。
長くて円筒形のマンドレル上の圧延技術は、最も普及し、スリーブと下記の2つの作用方法で稼働します。
シームレスパイプを製造するには、ねじ圧延が使用されます。特に特殊な製品（高精度のボール、リング、プラグ、ロッド）を圧延するためです。ねじ圧延機でスリーブを圧延するには、様々な形状（樽状、マッシュルーム状、ボウル状およびディスク）の作業ロールを用います。ロール角度が調整でき、圧延は角度で行われるロール圧延機が最も一般的です。フィード角度により、ビレットの並進または軸方向の動作が違い、圧延角度により半径、圧延ロールの周速度が違います。主な技術的な要因はフィード角度です。
第1段階は、マンドレルの端部に金属破砕帯を形成するために、ビレットの高圧縮率（25％）と供給の低角度（3-5°）で処理を行うことを特徴としました。マンドレルは、スリーブの空洞の圧延し、さらに拡張するために使用されました。ツールの校正はロールの大きいテーパ角度と短いマンドレルで行われました。圧延されたスリーブと鋼管の内面の品質（特に合金鋼製）は不十分でした。
ある研究者は、ビレットの軸方向の空洞を形成せずに圧延することを提案しました。これは、マンドレルの端部に圧縮を低減することによって達成されます。総圧縮は下がったためマンドレルの端部はロールからでました。「緩め」金属（穴あけの準備完成した金属）を変形する圧延のこの方法では圧力が少なく、スリーブおよび鋼管内表面の品質を良好しました。しかし、この段階では配管の内面に、多くの場合、スライバおよび傷が発生しました。
鋼管圧延の第3段階は、供給角度の高い値に基づいて、圧延技術モードの開発に関連します。
新しいモードは、18〜20°の供給角度で（25％まで）可能な圧縮率で空洞を開くことを防止します。このアイデアは、ねじ圧延の開発中に発展され、ねじ圧延時の破壊機構に基づきました。その特徴は下記のとおりです。
工作物の軸方向ゾーンの破壊に関する共通の仮説はまだ開発されていません。しかし、多くの科学者によれば、空洞を形成する傾向を減少させるには部分的圧着頻度増加により、変形の不均一性および周期性を低減することが必要です。
ねじ圧延時の金属塑性の特性を評価するために、サンプルを穴あけ試験することができます。穴あけ試験とは、ねじ圧延で変形される時、製品（スリーブまたは試料）の整合性を壊すことなく、その形状を恒久的に変化する能力を試す試験です。
新たに開発された条件で金属の技術的可塑性を調べるためには、円筒状のビレットの圧延変形とスタンド圧縮方法が好ましいです。それは破壊せず、変形性を評価することができます。
金属の中央の破壊性におけるマンドレルの役割について異なる意見があります。一つは、マンドレルの使用がその端部に持ち上げ力を作成し、スリーブの中心部に軸方向の応力を低減し、あるいはそれを圧縮します。それによってキャビティが開かなくなります。
現在、この問題に関する開発が続いています。新しい開発による金属破壊性は、ロールのフィード角度、ガイドツール種類、楕円化係数という3つの主要な要因から形成されます。また、圧延角度とマンドレルの金属破壊性に対する影響について研究も行われています。
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