炭素鋼管: グレード、規格、種類およびサプライヤー ガイド

炭素鋼パイプ (調達の略語では CS パイプ) は、世界の石油とガス、産業、インフラストラクチャの配管システムのバックボーンです。他のすべてのパイプ材料を合わせたよりも多くの炭素鋼パイプが毎年設置されています。このカテゴリーは、スケジュール 40 の汎用パイプから厚肉 API 5L X70 ガス輸送パイプまでのあらゆるものに及び、1 つの特徴によって統一されています。それは、鋼に強度を与えるのは合金元素ではなく炭素であるということです。

ZC Steel Pipe は、ASTM A53、ASTM A106、API 5L という 3 つの主要規格に準拠した炭素鋼パイプをシームレスおよび溶接 (ERW、LSAW/DSAW) 形式の両方で製造および輸出しています。このガイドは、CS パイプを指定するエンジニアや調達管理者にとって、グレードの違い、各規格がいつ適用されるか、利用可能な寸法、および最も一般的な仕様の間違いを回避する方法などの実用的な参考資料です。

1. 炭素鋼鋼管とは何ですか?

炭素鋼鋼管は炭素含有量によって次の 3 つの範囲に分類され、強度と溶接性が大きく決まります。

実際には、石油、ガスおよび産業用途で使用される CS パイプの大部分は、低炭素から中炭素の範囲に分類されます。より高強度の API 5L グレード (X65、X70、X80) は、炭素含有量を増加させるのではなく、マイクロアロイングと熱機械圧延によってその強度を実現します。これが、最新の高級ラインパイプの炭素含有量が 0.10% という低い場合がある理由です。

2. 3 つの主要な規格: A53、A106、API 5L

3 つの規格は、世界の石油およびガス、石油化学、工業用途における炭素鋼パイプの大部分をカバーしています。それぞれに個別のスコープがあり、特定のサービス コンテキスト向けに作成されます。

各規格の詳細については、ZC の専用ガイドを参照してください。

• ASTM A53 鋼管 — グレード、仕様、サプライヤーガイド →

• ASTM A106 継目無炭素鋼管 — グレード、仕様、サプライヤー ガイド →

• API 5L パイプ — 完全なグレードおよび仕様ガイド →

3. グレードと機械的性質

ASTM A53 グレード

この 2 つのうち、グレード B のほうがはるかに一般的に指定されています。タイプ S (シームレス) とタイプ E (電気抵抗溶接) が一般的な形式です。タイプ F (炉突合せ溶接) が新規プロジェクトに指定されることはほとんどありません。 A53 の完全な化学反応および試験表については、次のとおりです。 ASTM A53 サプライヤー ガイド →

ASTM A106 グレード

世界中で注文される A106 パイプの圧倒的多数をグレード B が占めています。グレード C は、設計圧力が合金鋼に移行せずに、より高い降伏強度を必要とする場合に使用されます。 A106 はシームレスのみです。この規格には溶接形式はありません。完全な仕様については、次のとおりです。 ASTM A106 サプライヤー ガイド →

API 5L グレード

API 5L には 2 つの製品仕様レベルがあります。 PSL1 は、最小限の化学的要件と引張要件を備えたベースラインです。 PSL2 は、より厳格な化学的性質、必須の CVN 衝撃試験、溶接シーム超音波試験、および Y/T 比制限を追加します。これは、高圧サービスに関するほとんどの国家パイプライン規定で要求されます。 フル API 5L グレードガイド →

4. シームレス vs 溶接炭素鋼管

炭素鋼パイプは 2 つの根本的に異なるルートで製造されており、どちらを選択するかがコスト、入手可能性、性能、および適用される規格に影響します。

シームレスか溶接かの決定は、単にコストだけでなく、直径、圧力、温度、使用環境、および適用可能なコードによって決まります。詳細なガイダンスについては: シームレス vs 溶接炭素鋼管 — 選び方 →

5. サイズ範囲と寸法

炭素鋼パイプのサイジングは、プラント配管規格の公称パイプ サイズ (NPS) と API 5L ライン パイプの外径 (OD) (mm) という 2 つの並行システムに従います。壁の厚さは、スケジュール番号 (プラント配管) または mm 単位の公称壁厚 (ライン パイプ) によって指定されます。

40 (薄肉) 未満から XXS (超超強力) までのスケジュールについては、ZC は ASME B36.10M の寸法要件に対応できます。標準スケジュール表以外のカスタム壁厚は、最小注文数量での受注生産に基づいてご利用いただけます。

6. 規格別のアプリケーション

ASTM A53 — 汎用および構造用

A53 は、防火システム、配水、低圧の蒸気ライン、HVAC 配管、中空鋼セクションが必要な構造セクションなど、中温中圧のサービス向けに指定されています。これは、製造形態の点で最も柔軟な規格であり、タイプ S (シームレス)、タイプ E (ERW)、およびタイプ F (炉溶接) がすべて範囲内にあります。グレード B は、ほとんどの請負業者や販売代理店の標準仕様です。 A53 グレード・仕様・用途 →

ASTM A106 — 高温プロセスプラントサービス

A106 グレード B は、使用温度が 200°C を超える製油所、石油化学プラント、発電所における継目無炭素鋼鋼管のデフォルト仕様です。これは、高温サービス用の ASME B31.3 プロセス配管によって要求されます。 A53 と比較して炭素とマンガンをより厳密に制御することで、長期間の熱暴露後の適切なノッチ靱性が確保されます。一般的な用途: ボイラー給水ライン、原油蒸留頭上配管、蒸気ヘッダー、熱交換器ノズル接続。 A106 フルスペックガイド →

API 5L — 石油およびガスのパイプライン伝送

API 5L は、長距離の石油およびガス輸送パイプラインで使用されるすべての炭素鋼パイプの管理規格です。 PSL1 は、リスクの低い収集および配布システムのための基本的な機械的および化学的要件をカバーしています。 PSL2 には、必須の CVN 衝撃試験と溶接シーム UT が追加されており、ほとんどの事業者基準と高圧ガスサービスの国内パイプライン規定で要求されています。 X グレード シリーズ (X52 ～ X80) は、高圧設計における壁効率の降伏強度を向上させます。 ZC は、西アフリカと中東のパイプライン プロジェクトに API 5L X65 および X70 パイプを供給してきました。 API 5L 完全グレードガイド →

機械およびボイラーチューブの用途

3 つの主要な規格以外にも、炭素鋼パイプは ASTM A192 (ボイラー管、低炭素)、ASTM A210 (中炭素ボイラーおよび過熱器管)、および ASTM A519 (機械管、炭素鋼および合金鋼) に準拠して製造されています。これらは、熱交換器、ボイラー、および精密機械アセンブリで使用される、より厳しい公差の小径アプリケーションです。 ZC はボイラー管および機械管グレードを製造します。 ボイラーチューブ製品ページ→ と メカニカルチューブ製品ページ→

7. 適切な標準を選択する方法

標準的な選択は、使用環境 (温度、圧力、流体の種類)、適用される配管コード、製造形式 (シームレスか溶接か)、および直径の 4 つの要素によって決定されます。以下の意思決定ツリーは、最も一般的なシナリオをカバーしています。

A53 と API 5L シームレス パイプの詳細な比較: ASTM A53 と API 5L — 主な違い →
中流アプリケーションにおける A106 と API 5L の場合: ASTM A106 と API 5L — 互換的に使用できますか? →

8. ZC 炭素鋼管コンテンツ クラスター

ZC Steel Pipe は、あらゆる主要な炭素鋼パイプのトピックに関する詳細な技術ガイドを発行しています。以下のリンクを使用して、プロジェクトに関連する特定の標準、比較、またはパイプ タイプに移動します。

9. よくある質問