クイック スペック
| 材料 | 炭素と鉄 (重量で 0.05 ～ 2.0% C) |
| 主要な標準 | ASTM A106 Gr B ・ ASTM A53 Gr B ・ API 5L Gr BーX70 です |
| 引張/収量 (Gr B) | 60,000 psi (415 MPa) / 35,000 psi (240 MPa) |
| サイズ範囲 | NPS 1/8 ″から48 ″ ・ SCH 5 からSCH 160 / XXS |
| 最大サービス温度 (A106 Gr B) | 750 °F (400 °C) |
| 製造 | 継ぎ目が無い(熱間圧延/冷間引抜)・溶接される精密炭素鋼(ERW / LSAW / SSAW) |
炭素鋼配管は、石油 ガス、発電、建設、水道インフラにおける産業用配管システムの基盤であり続けます。高温ボイラーループ用の配管の選択から構造サポートフレームまで、エンジニアまたは指定者は、最低設置コストで許容可能な耐用年数を提供するグレード、スケジュール、製造プロセスを選択する必要があります。このマニュアルは、すべてのステップを歩きます。 - 適切な炭素含有量分類と ASTM または API グレードの選択から、スケジュール表の読み取り、腐食の防止、互換性のある継手の選択まで - 安心して注文書を作成できます。.
炭素鋼配管とは何ですか?またどのように作られていますか?
炭素鋼管は鉄と炭素の合金から作られた中空の鋼部分であり、炭素含有量は重量で 0.05% から 2.0% の間に位置します。その炭素パーセンテージは、パイプが機械的にどのように動作するかに直接影響します ――炭素を押し上げると、引張強度と硬度が向上しますが、延性が低下し、溶接性が損なわれます。ステンレス鋼とは異なり、炭素鋼には意味のあるクロム添加がありません。そのため、腐食防止がすべてのプロジェクトで重大な設計上の考慮事項になります。.
調達につまずく基本的な混乱: パイプとチューブは同義語ではありません。パイプは公称パイプ サイズ NPS およびパイプ スケジュール (壁厚を定義します) によって参照されます。チューブは実際の外径と壁厚によって参照されます。.
2 インチのパイプは2.375 インチODですが、2 インチのチューブは2.000 インチODです。 2インチのパイプを買ったと思いますか?
もう一度考えろ.
パイプ製造への 2 つの主なルートは次のとおりです。 固体成形 (溶接継ぎ目なし) ~ 中空シェルを製造するために固体ビレットを穿孔し、これを必要な最終寸法まで圧延する; または溶接製造 (平らな鋼をシリンダーに成形し、電気抵抗溶接またはサブマージ アーク溶接のいずれかを使用して継ぎ目を溶接する) 各方法で製造される材料の性能特性は異なり、次のセクションで説明します。.
炭素鋼の4種類は何ですか?
炭素含有量に基づいて、炭素鋼は異なる配管用途に適した4 つのタイプに分けられます:
- 低炭素鋼鉄(穏やかな鋼鉄):0.25% C.非常によいweldabilityおよびductility.Baseほとんどの炭素鋼の配管(A53、A106 Gr A/B).Workhorse産業配管.
- 中炭素鋼:0.25-0.60% C = 低い溶接性を犠牲にして強度と硬度が向上 専門の機械チューブといくつかの高強度継手に見られます。.
- 高炭素鋼:0.60-1.0% C ー非常に硬く、摩耗に強い; 溶接性は、ほとんどの配管に適さない原因となります。スプリングとして、カッターに適用されます。.
- 超高炭素鋼:1.0 ~ 2.0% C ⁄ 極めて硬く脆い 配管系には使用されない。.
産業用配管プロジェクトの90%の場合、0.20 ~ 0.30% C範囲の低炭素鋼を扱っています。 0.35%を超える炭素を含む仕様書を誰かがあなたに渡したら、ダブルチェック ⁄ パイプとしては珍しく、チューブまたは機械部品の仕様を示す場合があります。.
シームレス対溶接炭素鋼管: 製造と選択
パイプの製造方法は、その性能にどのような使用制限を設けることができるかを定義します。シームレスパイプは、中空のシェルに突き刺さる固体ビレットとして始まります - 長さを通る可能性のある弱点を回避し、断面全体にわたってより均一な壁厚を実現します。溶接鋼管は、シリンダーに形成され、電気抵抗溶接 (ERW)、縦方向サブマージ アーク溶接 (LSAW)、またはスパイラル サブマージ アーク溶接 (SSAW) によって溶接される鋼板またはコイルとして始まります。.
| 財産 | シームレス | 溶接(erw) |
|---|---|---|
| 壁の均一性 | ±12.5%の許容(ASME B36.10) | ±10%の許容(コイル制御からのより堅い) |
| 溶接 シーム | なし ――完全な円周方向の完全性 | 縦方向の継ぎ目 ⁄ NDT検査が必要です |
| 最大実用サイズ | 最大26 ″ OD (熱間圧延限界) | 60 まで″+ OD (LSAW/SSAW) |
| 相対コスト | 1.3 ～ 1.8× 溶接(同じサイズ/グレード) | 1.0×ベースライン |
| 典型的な標準 | ASTM A106、ASTM A333 | ASTM A53 タイプE、API 5L (ERW) |
| ベスト フォー | 高圧、高温、重要なサービス | 構造用途、一般的な流体、コストに敏感 |
炭素鋼管の選択のための80/20 規則: 自動炭素鋼管はバッチ管溶接されたの80%を使用 ー それはより手頃な価格、より大きい直径で利用可能で、一般的な構造および適度な圧力用途に適している妥協できない他の20%は、高圧蒸気ライン (ASME B31.1) 、NACE認定のサワーサービス (MR0175) または完全に規定する任意のプログラムを含む完璧な製造を必要とするかもしれません シームレス 製造します。 1 つが不確かなとき、溶接される ERWパイプ は、同じサービスを30-40%で安価に提供すると言われています。.
炭素鋼管グレードとASTM規格 ⁄ A106、A53、API 5L
発注書で指定された各鋼種には、その配管がどのサービスであるかを管理する法的影響がありますが、炭素鋼配管を支配する 3 つの規格とその違いについては、以下で説明します。.
| 財産 | ASTM A106 Gr B | ASTM A53 Gr B | API 5L Gr B (PSL1) |
|---|---|---|---|
| 引張強さ(分) | 60,000 psi (415 MPa) | 60,000 psi (415 MPa) | 60,200 psi (415 MPa) |
| 降伏強さ(分) | 35,000 psi (240 MPa) | 35,000 psi (240 MPa) | 35,500 psi (245 MPa) |
| マックスカーボン(%) | 0.30 | 0.30 | 0.26 |
| 製造 | シームレス のみ | シームレス (タイプ S) または溶接 (タイプ E/F) | シームレスまたは溶接 |
| 高温試験 | 必須 (最大 750 °F / 400 °C) | 必須ではありません | 必須ではありません |
| プライマリアプリケーション | 蒸気、ボイラー、高温サービス | 構造、一般的な流体、防火 | 石油とガスのパイプライン送電 |
“「私が見る最も一般的な仕様エラーは、A106 と A53 のグレード B の機械的特性が紙の上では同一に見えるため、交換可能であると扱うことです。重大な違いは、A106 がシームレスな製造を義務付けており、高温試験が含まれていることです。これはまさに 400 F を超える蒸気サービスに必要なものです。そのアプリケーションで A53 タイプ E を使用することは、ASME B31.1 に基づくコード違反です。」”
――Eng-Tips フォーラム (複数のスレッドから言い換え) の上級配管エンジニア
ASTM A106 グレード B は A53 グレード B と同じですか?
いいえ、それは実際にはよくある間違いです。どちらも周囲引張強度 (60 ksi) と降伏強度 (35 ksi) は同じですが、製造方法と試験方法は異なります。. ASTM A106 グレード B パイプ は継ぎ目が無く、熱処理および高温テストを渡さなければなりません; これは高温サービスのためのASME B31.1 の下で要求される選択をします。. ASTM A53 パイプ 継ぎ目が無いまたは溶接されることができ、高温検証を必要としません; それは構造適用のための周囲温度で費用で普通10-15%より低いです。.
グレード選択決定フレームワーク
- 蒸気/ボイラーは 400 F ASTM A106 Gr B 以上で使用します (シームレス、高温テスト済み)
- 周囲温度の構造/一般流体 ASTM A53 Gr B (コスト削減のために溶接タイプ E)
- 石油 ガス伝送API 5LパイプGr B(長距離高圧パイプライン用X42-X70)
- 消火用スプリンクラー ASTM A53 Gr B タイプ E (NFPA 13 による)
- -20 F ASTM A333 Gr 6 未満の低温使用 (衝撃試験済み)
嬴工注
多くの生産者は、組み合わせまたはトリプル (例えば 、 「A53/A106/API 5L」) を持つパイプをスタンプします これは、パイプが3 つの仕様をすべて満たしており、各仕様のミル試験証明書のコピーを通じて確認する必要がある場合です 高温サービスで直接使用されるA106 高温仕様までテストされたことがない組み合わせパイプは、A106 分類であると宣言することはできません。.
炭素鋼パイプのサイズ、スケジュール、および 1 フィートあたりの重量
パイプのサイズは、で定義された NPS システムによって決まります ASME B36.10M. 。 スケジュール番号は、強度と圧力の要件が最小の壁を指示する「壁の厚さ」 - 圧力定格と重量を指定します。 10inまでの炭素鋼管の西洋のストッキング慣行スケジュール40の壁の厚さ」は普遍的に利用可能です。.
| NPS | 外径（インチ） | SCH 40 WT (インチ) | SCH 40 Wt (ポンド/フィート) | SCH 80 WT (インチ) | SCH 80 Wt (ポンド/フィート) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1/2インチ | 0.840 | 0.109 | 0.85 | 0.147 | 1.09 |
| 1インチ | 1.315 | 0.133 | 1.68 | 0.179 | 2.17 |
| 2インチ | 2.375 | 0.154 | 3.65 | 0.218 | 5.02 |
| 4インチ | 4.500 | 0.237 | 10.79 | 0.337 | 14.98 |
| 6インチ | 6.625 | 0.280 | 18.97 | 0.432 | 28.57 |
| 8インチ | 8.625 | 0.322 | 28.55 | 0.500 | 43.39 |
| 12インチ | 12.750 | 0.406 | 53.60 | 0.500 | 65.42 |
| 24インチ | 24.000 | 0.687 | 171.00 | 0.968 | 238.35 |
出典:ASTM A53 / ASME B36.10Mに基づくエンジニアリングツールボックス 完全なパイプサイズ参照チャートを表示するには、サイジングページにアクセスしてください。 満杯 1 フィートあたりのパイプの重量.
嬴工注
ASME B36.10Mは継ぎ目が無い管のための12.5%の壁厚の許容を可能にします 0.237 の公称WTの4 SCH 40 の管は実質の許容によって0.207 として少し測ることができます 設計者レベルの計算で、最小の壁(公称マイナスの許容)はASME B31.3 304.1.2 ごとの許容働き圧力を決定するために使用されなければなりません。 pipeの許容積み重ねはサイズ調整の下で-および-の指定間違いのための隠れ場所の最も一般的な原因です。.
炭素鋼管 vs ステンレス鋼 vs 黒鋼管
材料の選択は、腐食の回復力、温度範囲、および価格の間の妥協点に帰着します。 2 スケジュール40 の提供において、最も一般的な3 つのパイプ種がどのように比較されるかは次のとおりです:
| 要因 | 炭素鋼(a53/a106) | ステンレス鋼 (304/316) | 黒鋼管 |
|---|---|---|---|
| 構成 | Fe + 0.05 ～ 0.30% C | 合金鋼: Fe + ■10.5% Cr + Ni / Mo | Fe + 0.05 ~ 0.30% C (CSと同じ) |
| 耐食性 | コーティングなしで貧弱 | 主に受動的 Cr2O3 層を形成するステンレス鋼中のクロムにより優れています | 貧弱 ――CSと同じ、酸化鉄層のみ |
| コスト指数 (2 ″ SCH 40) | 1.0×(ベースライン) | 3〜4×炭素鋼 | 1.0×(CSと同一) |
| 最大サービス温度 | 750 °F / 400 °C (A106) | 1500 °F / 816 °C (304) | 750 °F / 400 °C |
| 溶接性 | 優秀(SMAW、GTAW、GMAW) | 良好 (不活性ガスシールドが必要) | 優秀(CSと同じ) |
炭素鋼管と黒鋼管の違いは何ですか?
最も一般的な入札エラーの 1 つ: 黒い鋼管は炭素鋼管と異なる管材料ではありません。上記の色は、ミル スケールの機能記号です。熱間圧延プロセス中にパイプ表面に咲く、耐久性のある石化したミル スケールの層です。このパイプはもともとコーティングされていない炭素鋼でした。. 黒い鋼管 は、天然ガス、火災スプリンクラー、蒸気ライン業界のデフォルトのパイプであり、工場スケールが厚さ 10 分の 1 ミリメートルの長期にわたる保護バリアを形成し、屋内の乾燥した用途ではコーティングが必要ありません。低温で露出した環境では、追加のコーティングが必要です。.
炭素鋼配管システムの産業用途
炭素鋼のパイプのダストリアプリケーションとグレードはコーディングの問題です。 間違ったものを選択すると、お金の無駄になり、ASME B31.1 コードのASME B31.3 の違反が発生した場合、プロジェクトをシャットダウンすることができます:
| 産業 | 応用 | 学年 | 統治法 |
|---|---|---|---|
| オイル&ガス | パイプライン伝送 | API 5L Gr B ～ X 70 | ASME B31.4 / ドット 49 CFR 192 |
| 発電 | 蒸気&ボイラー配管 | A106 Gr B / SA-106 | ASME B31.1 パワー配管 |
| 工事 | 構造鋼鉄柱、杭打ち | A53 Gr B / A500 Gr C | AISC 360 / 地域の建築基準法 |
| 化学処理 | プロセス配管 | A106 Gr B (非腐食性媒体) | ASME B31.3 プロセス配管 |
| 防火 | スプリンクラーシステム | A53 Gr B タイプ E (ERW) | NFPA 13 |
| 水インフラ | 送水本管 | AWWA C200 | AWWA M11 |
東南アジアの精製業者は、450° Fの蒸気ヘッダーに12%のより安価なA106グレードを備えた非コード準拠のA53パイプを指定しました。最終検査中に、第三者の監査代理人が互換性のないパイプにフラグを立て、ASME B31.1に従ってその温度で厳しいサービスをテストすることになっていました。パイプは取り外さなければならず、340メートルの走行は元のパイプ注文の8倍以上の費用で交換されました。 MTC のグレードはアドバイスではありません。.
炭素鋼の配管腐食防止と検査
炭素鋼は腐食します これは欠陥と見なされるべきではありません - それは材料の特性であり、運用上許容されます 問題は「腐食するかどうか」ではなく 、 「運用環境のために経済的に腐食を防ぐ方法は?」 A 2023 NIH/PMC この出版物では、鋼製パイプラインの最も重要な 10 の劣化メカニズムを選択的腐食と侵食と定義しており、CO が豊富な環境に曝露されてから 30 日で孔食速度がピークに達します。.
| 保護方法 | 機構 | 最高の環境 | 相対コスト |
|---|---|---|---|
| 3LPEコーティング | 三層ポリエチレンバリア | 埋設パイプライン、湿った土壌 | 中～高 |
| FBEコーティング | 融合結合エポキシフィルム | 適度な土壌、方向性掘削 | 中くらい |
| 溶融亜鉛めっき | 犠牲亜鉛陽極層 | 大気、軽工業 | 低中 |
| 陰極防食 | 印加電流または犠牲陽極 | 埋設/沈埋パイプ、ロングラン | ミディアム(継続中) |
| 内部ライニング(セメント/エポキシ) | パイプボア内のバリアコーティング | 飲料水、化学薬品サービス | 中～高 |
異種金属接合部におけるガルバニック腐食 は混合配管システムで最も見過ごされている故障モードの1 つである。 carbon steel pipeがステンレス鋼の継手または装置に直接接続すると、炭素鋼は犠牲陽極となり、腐食の危険性が劇的に加速する。 industry practitioners commonly report wall thinning of 2 ~ 3 xnumx 保護されていないCS-to-SS遷移時の通常のレート。 the fix: install a dielectric union or insulating gasket at every disimilar metal junction, and specific cathodic protection coatings on the carbon steel side.
- ✔ 5-Point炭素鋼腐食監査:
- 超音波厚さ(UT)テストat 肘 そしてティーはAPI 570 ごとの超音波厚さテストによって確認される2-5 年毎に
- 錆の汚れやしだれのために露出したすべての接合部を視覚的に調査します
- 陰極防食システムの測定値 (設置されている場合) ~ 年間最小値を確認します
- 掘削活動の後、埋設部分にコーティングが施されていることを確認します
- すべての異種金属接続を記録し、絶縁体がまだ存在していることを確認します
炭素鋼管継手と接続方法
どのパイプもその接合部よりも安全ではありません 炭素鋼パイプ継手は、システムのセキュリティを維持するために、パイプのグレードとスケジュールと互換性がある必要があります 一般的な継手のプロパティ標準は、 ASTM A234 WPB, これには、a106 Gr B パイプ (TS 60,000 psi / YS 35,000 psi) に適合する適切な機械的特性を備えた鍛造炭素鋼継手が必要です。.
4 つの接続タイプが、ほぼすべての炭素鋼配管用途をカバーしています:
- 突合せ溶接: NPS 2 以上の完全溶接貫通性、高温度または高圧サービスに必要な最も安全な接続継手: エルボ、ティー、減速機、, キャップ.
- ソケット溶接: パイプを埋め込み継手に入力し、Zujoshihed をやすりで削ります。フルヘッドでのアクセスが制限されている NPS 2 以下に使用されます。.
- ねじ付き(NPT):オス/メス溶接。組み立て準備完了、溶接不要。ユーティリティ低圧サービス(通常 300 psi 小口径)に適しています。.
- フランジ付き: ボルトで固定されたフランジ溶接接続を使用します ウェルドネックフランジ, ブラインドフランジ または ASME B16.5 に基づくスリップオン フランジ。機械接続や分解要件が予想される場合には重要です。.
フルルートフィッティングの前に溶接を配置する、位置ずれ、誤ったサイズのルートギャップは、RTおよびUT検査のためのフィールド溶接の拒否が大幅に高いことを説明しています。業界の専門家は、フィッティング検証のために各ジョイントに10-15分間の追加時間があれば、大規模な配管ジョブの再加工レベルが30-40%低下することを観察しました。.
炭素鋼管市場の動向:2025 年~2026 年に変化していること
世界の炭素鋼管市場評価は、2025 年におよそ$113億9,000 万に達し、予測では、さまざまな次元で測定した今後10 年間の年間CAGRが5.5%から7.9%であることが示されており、現在、溶接調達の模索に影響を与えているのは次の3 つの変化です:
1、中国の溶接パイプの貿易政策制限 2026年2 月、米国商務省は、中国原産の円形溶接炭素グレード鋼管に対して最終的な反ダンピング肯定的な評決を下した。 中国の溶接パイプを米国に輸出する購入者は、国内またはその他の原産地サプライヤーに対する FOB 価格設定の分析に、発生が予想される関税を含めるべきである。.
2.PHMSA規格の改訂 米国パイプライン危険物安全局は、高圧伝送サービスにおける金属アーク溶接パイプの参照による組み込み規格としてASTM A381/A381M-23を採用しました。仕様を標準化することで、パイプラインの安全コードが最新のASTM製造および試験技術と一致するようになります。.
3. 全体的な鉄鋼需要の拡大が限定的 世界の鉄鋼消費量は2027年まで年間0.7%拡大 安定した、爆発しない炭素鋼管の調達条件は、生産リードタイムが溶接同等モデルの2～3倍であるため、シームレスな管在庫の価格確保を目指す管購入者に利益をもたらす。.
炭素鋼管 2026/7 プロジェクトが始まったばかりの場合は、中国だけでなく、地域全体のバイヤーから年末までに価格を取得してください。ミリー・スナッタ鋼がこれらの産業に再編されたことにより、アンチダンピング活動が試行段階で進行しているようです。 ASEAN シームレスパイプのリードタイムは標準サイズで 4 ～ 6 週間に短縮されました。多様な鉄鋼サプライチェーンにより、関税リスクが軽減され、リスクが集中します。.
よくある質問
Q: 炭素鋼管は錆びますか?
回答を見る
Q: 炭素鋼管は飲料水に使用できますか?
回答を見る
Q: 炭素鋼は黒パイプと同じですか?
回答を見る
Q: 炭素鋼の配管は溶接されるか、または通されるべきですか?
回答を見る
Q: 炭素鋼管の最高温度は何ですか?
回答を見る
Q: 炭素鋼の配管はどの位持続しますか?
回答を見る
プロジェクトに炭素鋼管が必要ですか?
あなたの信頼できる管の製造者として、BalingSteelはNPS 1/8 ″から48 ″へのA106、A53、およびAPI 5L管の7 ~ 30 日の調達期間およびプロジェクト指定ごとの長さに切ることができるすべての引用に製造所のテスト証明書を含んでいます。.
この分析について
このガイドのすべての資料は、ASTM/ASME/API 標準テキスト、ピアレビューされた腐食研究、米国連邦パイプライン文書からの安全性データ、および配管専門家からの地上フィードバックから調達されています。 BalingSteel は、中国天津港近くの当社の生産施設から ASTM A106 Gr B、ASTM A53、および API 5L 標準にわたる炭素鋼管を製造しています。当社がリストする見積もりやリードタイムは、現在経験しているものです。 ¤お客様の価格は、数量、コーティング要件、目的地の港によって異なる場合があります。 BalingSteel エンジニアは、この材料を毎年レビューし、2025 年 4 月に完了します。.
参考文献と情報源
- ASTM 鋼材 規格 ――米国材料試験協会
- ASME B36.10M ⁄溶接された継ぎ目が無い錬鋼管 ――米国機械学会
- 2025 IBR 標準更新ファクトシート ⁄米国パイプライン危険物安全局 (PHMSA)
- アンチダンピングの決定: 中国からの丸溶接炭素鋼管 ――米国連邦官報
- 鋼パイプラインの故障および劣化メカニズム 国立衛生 研究所 / PMC
- ANSI スケジュール 40 鋼管の寸法と重量 ――エンジニアリングツールボックス
