パイプライン鋼は、石油およびガスのパイプライン輸送システムの製造に使用される鋼の一種です。石油と天然ガスの長距離輸送ツールとして、パイプラインシステムは経済的、安全、中断されないなどの利点があります。
パイプライン鋼材の応用
パイプライン用鋼材製品形態には、シームレス鋼管と溶接鋼管があり、高山、高硫黄地域、海底敷設の3つのカテゴリに分類できます。これらのパイプラインは作業環境が厳しく、ラインが長く、メンテナンスが容易ではなく、品質要件が厳しいです。
パイプライン用鋼材が直面する多くの課題には、石油・ガス田のほとんどが極地、氷床、砂漠、海洋地域に位置し、自然条件が比較的厳しいこと、あるいは輸送効率を高めるためにパイプラインの直径が絶えず拡大され、送出圧力が絶えず増加していることなどが挙げられます。
パイプライン鋼の特性
石油・天然ガスパイプラインの発展動向、パイプライン敷設条件、主な破損モードと破損原因などの総合的な評価から、パイプライン用鋼材は優れた機械的性質(厚肉、高強度、高靭性、耐摩耗性)を備え、また大口径であること、大口径、溶接性、耐寒性および低温性、耐腐食性(CO2)、耐海水性およびHIC、SSCC性能などを備えていることなどが求められます。
①高強度
パイプライン用鋼材には、高い引張強度と降伏強度が求められるだけでなく、降伏比が0.85~0.93の範囲であることも求められます。
② 高い衝撃強度
高い衝撃靭性により、ひび割れ防止の要件を満たすことができます。
③延性脆性遷移温度が低い
厳しい地域や気候条件では、パイプライン用鋼の延性脆性遷移温度が十分に低くなければなりません。DWTT(落重引裂試験)のせん断面積は、パイプラインの脆性破壊を防ぐための主な管理指標となっています。一般的な仕様では、最低動作温度で試験片の破壊せん断面積が85%以上であることが求められています。
④水素誘起割れ(HIC)および硫化物応力腐食割れ(SSCC)に対する優れた耐性
⑤ 良好な溶接性能
パイプラインの完全性と溶接品質を確保するには、鋼鉄の良好な溶接性が非常に重要です。
パイプライン鋼規格
現在、我が国で使用されている石油・ガス輸送用鋼管の主な技術基準は以下のとおりです。API 5L、DNV-OS-F101、ISO 3183、GB/T 9711など。一般的な状況は次のとおりです。
① API 5L(ラインパイプ仕様)は、メイン石油協会が策定した広く採用されている仕様です。
②DNV-OS-F101(海底パイプラインシステム)は、デット・ノルスケ・ベリタス社が海底パイプライン向けに特別に策定した仕様です。
③ ISO 3183は、国際標準化機構(ISO)が石油・ガス輸送用鋼管の供給条件について制定した規格です。この規格は、パイプラインの設計および敷設には適用されません。
④ GB/T 9711の最新バージョンは2017バージョンです。このバージョンは、ISO 3183:2012とAPI Spec 5L 45th Editionに基づいています。両方に基づいています。参照されている2つの規格に沿って、PSL1とPSL2の2つの製品仕様レベルが指定されています。PSL1はラインパイプの標準品質レベルを提供し、PSL2には化学組成、ノッチ靭性、強度特性、補足的な非破壊検査(NDT)などの必須要件が追加されています。
API SPEC 5LとISO 3183は国際的に影響力のあるラインパイプの仕様です。一方、世界のほとんどの石油会社は、パイプライン用鋼管調達の基本仕様となるAPI SPEC 5L仕様。
鋼管のグレードと鋼種(GB/T 9711-2017)
| 規範レベル鋼 | 鋼管グレード | 鋼種 |
| PSL1 | L175 | A25 |
| L175P | A25P | |
| L210 | あ | |
| L245 | B | |
| L290 | X42 | |
| L320 | X46 | |
| L360 | X52 | |
| L390 | X56 | |
| L415 | X60 | |
| L450 | X65 | |
| L485 | X70 | |
| PSL2 | L245R | BR |
| L290R | X42R | |
| L245N | BN | |
| L290N | X42N | |
| L320N | X46N | |
| L360N | X52N | |
| L390N | X56N | |
| L415N | X60N | |
| L245Q | BQ | |
| L290Q | X42Q | |
| L320Q | X46Q | |
| L360Q | X52Q | |
| L390Q | X56Q | |
| L415Q | X60Q | |
| L450Q | X65Q | |
| L485Q | X70Q | |
| L555Q | X80Q | |
| L625Q | X90Q | |
| L690Q | X100M | |
| L245M | BM | |
| L290M | X42M | |
| L320M | X46M | |
| L360M | X52M | |
| L390M | X56M | |
| L415M | X60M | |
| L450M | X65M | |
| L485M | X70M | |
| L555M | X80M | |
| L625M | X90M | |
| L690M | X100M | |
| L830M | X120M |
投稿日時: 2023年1月30日