シームレス鋼管の考えられる破損形態
1. 腐食による故障
腐食は、使用過程におけるシームレス鋼管の最も一般的な故障形態の 1 つです。シームレス鋼管は、酸、アルカリ、塩分などの腐食性媒体、湿気、高温などの過酷な環境など、さまざまな環境条件にさらされることが多いため、腐食が発生しやすいです。腐食により、シームレス鋼管の肉厚が減少し、ひどい場合は壁に穴が開き、漏れ故障につながります。腐食故障の発生を防ぐために、通常、鋼管の表面に防錆コーティングまたはコーティング処理を施して耐食性を向上させる必要があります。
2. 疲労破壊
疲労破壊とは、繰り返し荷重の作用下でシームレス鋼管が亀裂や破損する現象を指します。シームレス鋼管は、特に交番応力の作用下で、高強度の繰り返し荷重に耐える必要があることが多いため、鋼管の弱い部分は疲労亀裂が発生しやすく、時間の経過とともに亀裂が徐々に拡大し、最終的に鋼管の破損につながります。疲労破壊のリスクを軽減するには、鋼管の製造品質を厳密に管理し、疲労耐性を向上させ、使用中に大きな応力集中を回避する必要があります。
3. 過負荷障害
過負荷破損とは、シームレス鋼管が耐荷重を超える外力を受けたときの破損形態を指します。過負荷破損は通常、機械的損傷、過圧操作などの原因で発生します。シームレス鋼管が過大な外力を受けると、内部応力集中が大きくなり、鋼管の変形、破損などの現象が発生します。過負荷破損の発生を防ぐために、鋼管の耐荷重を合理的に評価し、使用中に過圧操作を避ける必要があります。
4. 摩耗と侵食による故障
シームレス鋼管の使用において、摩耗と侵食は避けられない現象です。シームレス鋼管は、流体、固体粒子などのさまざまな媒体と接触する必要があることが多いため、これらの媒体は鋼管の表面に摩耗と侵食を引き起こします。時間の経過とともに、摩耗と侵食により、鋼管の有効断面積が減少し、流体の流動抵抗が増加し、深刻な場合にはパイプラインの閉塞や漏れの故障を引き起こすこともあります。摩耗と侵食による故障のリスクを軽減するためには、鋼管を定期的に点検してメンテナンスし、摩耗が深刻なパイプセグメントを適時に交換し、フィルターや保護コーティングの設置などの効果的な保護対策を講じる必要があります。
5. 高温による故障
高温破損とは、シームレス鋼管が使用中に高温作用を受けることで発生する破損形態を指します。高温により鋼管の機械的性質が低下し、腐食と酸化のプロセスが加速されます。温度が鋼管の耐荷重限界を超えると、組織が軟化、変形するなどの現象が発生し、深刻な場合はクリープ破壊を引き起こすこともあります。高温破損の発生を防ぐには、鋼管の使用温度を合理的に制御し、耐熱性材料とプロセスを選択して耐熱性と耐用年数を向上させる必要があります。
