LSAW（ストレートシーム両面サブマージアーク溶接）鋼管は、大径、厚肉、高圧のパイプラインプロジェクトにおける主要材料です。溶接部の残留応力が低い、構造安定性が高い、機械的特性が均一であるといった利点を活かし、長距離石油・ガスパイプライン、水素エネルギー輸送、CCUS（二酸化炭素回収・応力低減）、海洋工学機器、都市高圧水道管など、主要なエンジニアリングプロジェクトで幅広く使用されています。ERW（高周波ストレートシーム溶接）管やSSAW（スパイラルサブマージアーク溶接）管と比較して、LSAW管は、高品位鋼、厚肉耐圧用途、複雑な運転条件において、他に類を見ない大きな利点を有しています。
配管材料の選定における混乱、製造業者の資格認定のばらつき、エンジニアリング分野における標準化されたプロセスの欠如といった業界課題に対処するため、本稿では、中国の大手LSAW鋼管メーカーの主流の成形プロセス、品質検査システム、地域産業構造、および技術力を体系的にレビューする。現在の技術的欠点と市場の不規則性を深く分析し、さまざまな作業条件に適応可能な標準化された選定システムを構築するとともに、業界の発展動向をインテリジェント化、特殊材料、および統合的な深加工へと予測する。本研究の成果は、パイプラインのエンジニアリング設計、プロジェクト調達、品質管理、およびサプライチェーン選定のための体系的な理論的根拠とエンジニアリング上の参考資料となる。
キーワード：LSAW鋼管、直線シームサブマージアーク溶接、JCOE成形、圧力パイプライン、パイプライン鋼、エンジニアリング選定、パイプ製造
1.はじめに
中国では、新たなエネルギーインフラの整備、二元炭素プロジェクトの実施、都市パイプライン網の改修が進められる中、高圧・大口径・長距離・高信頼性のパイプライン設備に対する需要が高まり続けている。JCOEの精密成形技術、マルチワイヤ式サブマージアーク両面溶接、そして包括的な非破壊検査システムを採用したLSAWストレートシーム両面サブマージアーク溶接鋼管は、国家レベルのエネルギー輸送プロジェクトやハイエンド産業用パイプラインにおいて、好ましい構造用パイプ材料となっている。
パイプ構造原理の観点から見ると、LSAW鋼管は溶接経路が短く、熱影響部を制御でき、真円度が高いという利点があります。X70やX80などの高級パイプライン鋼材を用いた用途では、疲労強度、耐亀裂性、耐圧安定性において、らせん溶接鋼管よりもはるかに優れています。近年、国内の大手鋼管メーカーはLSAW生産ラインの完全国産化を実現し、成形プロセス、溶接技術、オンライン試験システムなどが国際規格に徐々に準拠するようになっています。
現在、鋼管業界は、工程の簡略化、品質検査の不足、非標準製品の流通、高品質鋼材の生産能力不足といった問題に依然として悩まされています。これらの問題は、サービス安定性の低下、高額なメンテナンスコスト、そして一部のプロジェクトにおける重大な安全上の危険につながっています。したがって、LSAW鋼管業界の技術システム、生産能力構造、およびエンジニアリング選定基準に関する研究を行うことは、業界アプリケーションの標準化、パイプラインプロジェクトの耐用年数の延長、およびエンジニアリング上の安全リスクの低減にとって、重要な工学的価値と業界指針となります。
2. LSAW鋼管コア成形プロセスおよび技術システム
2.1 JCOEプログレッシブ成形プロセスの原理
国内主流のハイエンドLSAW製品は、全体的な工程フローが高度に標準化されたJCOEプログレッシブ成形プロセスを採用しています。主な工程は、鋼板の精密切断、板端の予備曲げ、J字型分割プレス、C字型一体成形、O字型継ぎ目成形、自動予備溶接、内外両面サブマージアーク溶接、溶接仕上げ、非破壊検査、水圧試験、最終検査および仕上げなどです。
JCOE成形プロセスは、分割された段階的なプレス加工により板金内部の応力を効果的に解放し、パイプの真円度、真直度、位置ずれといった主要な寸法パラメータを精密に制御するとともに、成形時の残留応力を大幅に低減します。このプロセスは、大径、厚肉、高品位鋼板の成形に適しており、従来の成形プロセスで発生する膨らみ、端部の崩壊、位置ずれ、肉厚の不均一といった構造上の欠陥を効果的に回避します。現在、ハイエンド圧力配管の主流成形技術となっています。
2.2両面サブマージアーク自動溶接システム
標準的なLSAW製造プロセスでは、内部および外部の二重パスサブマージアーク自動溶接プロセスとマルチワイヤシリーズ溶接技術を組み合わせる必要があり、これにより溶接部の金属組織を微細化し、溶接熱入力を低減し、溶接部の低温衝撃靭性と構造的完全性を向上させることができます。
標準化された製造工程では、完成した鋼管に対して、超音波探傷試験（UT）、放射線透過試験（RT）、および水圧強度試験を3つの閉ループプロセスで100%実施し、気孔、スラグ介在物、溶接部の不完全溶け込み、または亀裂などの隠れた欠陥がないことを確認することで、高圧条件下での長期にわたる安定した使用能力を保証することが求められます。
2.3パイプの適用可能な使用条件と技術的利点
LSAW（直管溶接）鋼管は優れた総合性能を誇り、高度で複雑な産業環境に適しています。主な用途分野は以下のとおりです。
1. 長距離・高圧の石油・天然ガスパイプラインプロジェクト。
2. 水素エネルギー輸送、水素混合パイプラインネットワーク、およびCCUS二酸化炭素輸送のための新エネルギー源専用パイプライン。
3. 海洋杭基礎や海底パイプラインなどの海洋工学設備プロジェクト。
4. 大規模な化学プロセスパイプラインおよび発電所の圧力パイプラインネットワーク。
5. 市内の主要幹線における高圧水・ガス輸送に関する主要な都市プロジェクト。
3．中国のLSAW鋼管産業における地域別生産能力と主要企業
国内のLSAW（大径直管溶接）生産能力は高度に集中しており、河北省滄州工業地帯、天津工業地帯、江蘇省華東工業地帯、浙江省ハイエンドパイプ工業地帯の4つの主要クラスターを形成している。全体として、産業分布は北部における大規模大量生産と南部における高品質製造という特徴を持つ。
3.1国家重点プロジェクトの主要サプライヤー
宝鶏石油鋼管有限公司は、国内の石油・ガスパイプライン分野における主要な国有企業として、超大径・超高級LSAW鋼管の量産能力を有しています。製品プロセスシステムは成熟しており、溶接評価システムは完全で、試験基準は厳格です。長年にわたり、国家主要エネルギーパイプライン網、深海工学、高信頼性戦略プロジェクトの供給業務を担っており、中国における高級パイプライン工学のベンチマーク製造企業となっています。
3.2中国北部を代表する大規模製造企業
友発グループの子会社である河北海干威鋼管有限公司は、標準化されたJCOE自動生産ラインを保有し、量産仕様は406mm～1422mm、肉厚は8mm～40mmの範囲をカバーしています。X80高級パイプライン鋼製品を安定的に生産できます。同社は、API 5L国際認証、特殊設備圧力パイプライン製造資格、CNAS試験所資格を保有しています。統合3PEおよびFBE防食深加工を独自に完了でき、エネルギーEPCプロジェクト、海外貿易輸出、新エネルギー特殊パイプラインプロジェクトに適しています。標準化されたLSAWパイプの国内有数のサプライヤーです。
河北華陽鋼管有限公司は、最大成形径2800mmまでの超大径・超厚肉LSAW鋼管の特注生産を専門としています。卓越した非標準仕様のカスタマイズ能力を有し、船級協会認証およびCNOOCネットワークアクセス資格を取得しています。同社の製品は、大型化学設備、海洋鋼構造物、超大径都市土木工事など、幅広い分野で活用されています。
3.3東中国高級高級品製造クラスター
浙江錦州パイプライン技術有限公司は、中国東部を代表する上場パイプメーカーであり、ハイエンドのパイプライン鋼材と海洋パイプラインを専門としています。自社で全工程の防食深加工生産ラインを有し、高精度かつ優れた防食安定性を備えた製品を製造しており、長江デルタ地域のハイエンド化学工業団地、新エネルギー、海洋工学分野における高品質な建設ニーズを満たすことができます。
江蘇玉龍鋼管有限公司は、長年にわたりLSAW高圧パイプラインの製造に注力し、豊富なエンジニアリングプロジェクト経験を有しています。中国東部における立地と物流上の優位性を活かし、中国東部の幅広い都市パイプラインおよび産業エネルギーパイプラインプロジェクトに対し、包括的なサービスを提供しています。
4．業界における既存の技術的欠陥と市場の不規則性
4.1中小企業はプロセスが簡素化されており、品質管理システムが不足している。
生産コスト削減のため、一部の小規模製造企業はJCOE成形工程を簡略化し、複数の非破壊検査を省略し、両面サブマージアーク溶接を単層溶接に置き換えた。その結果、溶接靭性の低下、過剰な残留応力、および配管構造の安定性の低下が生じ、高圧条件下で遅延亀裂や漏洩のリスクが高まりやすくなっている。
4.2高級鋼材および特殊パイプの生産能力は不足している。
X70やX80といった高品位パイプライン鋼、および水素脆化、酸腐食、低温衝撃に耐性のある特殊LSAWパイプは、ごく一部の大手企業のみが量産しています。市場には、低品位鋼が高品位鋼として販売されたり、特殊材料の代わりに一般材料が使用されたりといった不正行為が横行しており、プロジェクトの品質に深刻な影響を与えています。
4.3防食処理技術の品質は様々である。
多くの企業は自社で防錆処理の生産ラインを持たず、外部委託に頼っています。そのため、サンドブラストや錆除去の不備、防錆層の空洞化、ピンホール、接着不良といった問題が頻繁に発生します。これらの問題は埋設パイプラインの耐用年数を著しく短縮させ、その後の運用・保守におけるリスクを高めます。
5．エンジニアリングシナリオのための標準化された選択システム
国家規格や仕様、業界の操業条件の違い、国内メーカーの生産能力特性などを組み合わせることで、さまざまなレベルのエンジニアリングプロジェクトに対応できる3段階の標準化されたLSAWパイプ選定システムが確立された。
5.1レベル1 高信頼性 特殊動作条件
長距離石油・ガス輸送、純水素輸送、CCUS（二酸化炭素回収・利用・貯留）、海底パイプラインなど、高圧・高リスクが求められる基幹プロジェクトに適しています。
選定基準：JCOE精密成形、両面サブマージアーク二層溶接、100%超音波探傷・放射線透過試験（UT/RT）非破壊検査、PSL2高水準規格、工場出荷時一体型防錆処理、および完全な溶接評価と原材料トレーサビリティシステム。
対応企業：宝鶏鋼管、海干尾鋼管、錦州パイプライン。
5.2レベルII産業用高電圧条件
化学プロセスパイプライン、発電所圧力パイプライン、都市高圧幹線ネットワークなど、中圧および高圧の産業用途に適しています。
選定基準：GB/T9711国家規格に厳密に準拠し、全検査、両面サブマージアーク溶接、完全な静水圧強度試験を実施し、開先加工およびカスタマイズされた防食処理に対応します。
適した企業：華陽鋼管、玉龍鋼管
5.3レベルIII厚肉構造物の作業条件
本製品は、大型鋼構造杭基礎および非高圧大径構造パイプラインに適しており、構造強度と寸法精度を主要指標とし、費用対効果と納期効率の管理を優先的に行います。
6.産業の将来的な発展動向
6.1高品質鋼および特殊耐腐食性パイプの加速的な反復生産
水素エネルギー、二酸化炭素回収、深海工学の大規模な導入に伴い、水素脆化、低温、酸腐食に強く、超高強度鋼材を使用した特殊なLSAWパイプが、業界の反復的な発展における中心的な方向性となるだろう。
6.2インテリジェント製造プロセス全体における品質管理の普及
レーザー溶接シーム追跡、AIによる欠陥認識、デジタル成形制御、全工程データ追跡といったインテリジェントなプロセスが、従来の手作業による品質管理に徐々に取って代わりつつあり、製品の一貫性と安定性は今後も向上していくでしょう。
6.3統合型深層処理配信が業界の主流となる
パイプ成形、欠陥検出、面取り、サンドブラスト、防食処理、完成品前処理を統合したワンストップ納品モデルは、大規模エンジニアリング調達の主流標準となるだろう。
7.結論
LSAWストレートシーム両面サブマージアーク溶接鋼管は、我が国の高圧エネルギーパイプライン網、新エネルギープロジェクト、およびハイエンド産業パイプラインシステムにおける重要な基本材料です。JCOE成形による成熟したプロセスシステムと両面サブマージアーク溶接の組み合わせにより、高い構造強度、高圧耐性の安定性、および長い耐用年数が保証されます。
現在、中国の国内産業は、ベンチマークとなる中央企業、主要上場企業、地域専門企業など、複数のレベルからなる完全な生産能力システムを構築しています。しかしながら、業界は依然として、非標準的なプロセス、混乱した品質検査基準、専門的な生産能力の不足、市場の不規則性といった問題を抱えています。エンジニアリング選定プロセスにおいては、圧力レベル、媒体の種類、および動作環境に基づいて標準化された選定ロジックを確立する必要があります。プロセス全体を網羅する能力、独立した試験ラボ、統合された深加工能力を備えた評判の高い製造企業を優先し、簡略化されたプロセス、不完全な資格、またはアウトソーシング製造を伴う低価格の非標準製品は避けるべきです。
今後、中国のLSAW鋼管産業は、高度な専門化、インテリジェント製造、統合配送、標準化された品質へと引き続き進化し、国内のエネルギーインフラやハイエンド産業プロジェクトの高品質な建設と発展を継続的に支援していくでしょう。
プロジェクト協力に関するご相談：劉マネージャー、13111777118
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住所：河北省滄州市燕山県正崗路工業団地。免責事項：この記事の内容は業界交流および参考資料のみを目的としており、投資または事業提携に関する助言を構成するものではありません。情報は参考情報としてのみご利用ください。
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