双炭背景下のパイプライン技術革新：新型水素輸送パイプライン成形工法が実用化、グリーン水素ネットワーク建設を後押し
「ダブルカーボン」戦略が継続的に推進され、国内の水素エネルギー産業が実証試験段階から徐々に大規模展開へと移行する中、パイプライン輸送は大規模・長距離・低コストの水素輸送における最適なルートとして広く認識されている。一方で、鋼管の成形、溶接の安定性、溶接継ぎ目の品質管理は、純水素パイプラインの実用化を制約する重要な製造工程の一つであると新浪財経。最近、河北海乾威鋼管有限公司と邯鄲鋼鉄集団有限責任公司が共同で開発した水素輸送パイプライン成形装置および成形方法の一種が、国家知識産権局発行の発明特許証書を正式に取得した（特許番号：ZL202610864257.4、権利付与公告日 2026 年 09 月 15 日）。これは、国内の直縫式水素輸送パイプラインの標準化・安定化生産に新たな技術方案を提供するものである。
水素エネルギー用パイプラインは、通常の石油・ガス輸送用鋼管とは異なり、水素分子は体積が小さく、鋼材の溶接継ぎ目の均一性、成形精度、内部残留応力の制御に対してより厳しい要求がある。溶接欠陥や成形偏差はいずれも水素脆化や漏えいリスクを直接高めるため、これが現在業界で重点的に取り組んでいる分野でもある。今回認可された発明特許は金属直縫パイプライン溶接成形技術分野に属し、装置一式は作業フレーム、搬送ローラーユニット、溶接トーチ、溶接前位置決めユニット、溶接後処理ユニットから構成される。技術方案では、位置決めテーパーローラーが鋼板の継ぎ目両側で転動しながら位置を制限し、パイプ搬送成形の過程で管胚の自転を抑制して、継ぎ目位置を安定して溶接工程に合わせる。さらに、付帯する溶接後処理工程と組み合わせることで、溶接継ぎ目の成形状態を最適化し、成形偏差に起因する品質上の懸念を低減し、高圧水素輸送条件におけるパイプラインの一貫性・気密性要件に適合させる。
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図一：河北海乾威が取得した水素輸送パイプライン成形装置および成形方法の特許証書図
この特許の研究開発チームは、侯永高、賈改風、張勝勇、劉月勝、李斌、王昕軍、王洪遷、劉書生で構成され、特許出願は 2026 年 6 月 16 日に行われ、国家知識産権局の実体審査を経て順調に認可された。特許権者は、滄州・塩山に所在する河北海乾威鋼管有限公司と邯鄲鋼鉄集団有限責任公司であり、鋼管製造企業と上流の鉄鋼材料大手が協力して難関技術を共同攻関する、産学研用の革新的モデルを形成している。
国内のラインパイプ製造分野の中核的主体として、河北海乾威鋼管は長年にわたりクリーンエネルギー輸送パイプラインの技術更新に注力し、水素輸送および水素混焼パイプライン関連技術の蓄積を継続的に進めてきた。これまでにも、水素輸送パイプラインの溶接補助装置やパイプライン欠陥検査などの分野で複数の特許成果を獲得している。同社はまた、研究機関と連携してクリーンエネルギー配管製造重点実験室を構築し、水素適合性、溶接プロセス、非破壊検査などの分野で継続的に試験検証を実施し、製品は国内の複数の水素エネルギー実証プロジェクトの配管需要に対応している塩山県人民...。一方、邯鋼は国内の鉄鋼材料研究開発・供給のトップ企業として、水素輸送専用鋼管に対し安定した原材料の研究開発と供給支援を提供できる。双方の共同研究開発により、特殊パイプラインの「材料 — 成形 — 溶接」チェーン上の協同イノベーション経路が打ち通された。
産業面から見ると、国内の水素エネルギーパイプライン網の建設はまだ初期段階にあり、純水素長距離輸送パイプラインの実証プロジェクトは徐々に実現しつつあるものの、大規模量産と高い一貫性に適した水素輸送管の製造プロセスには、なお大きな更新余地がある。従来の直縫鋼管成形では、管胚の搬送中に偏移やねじれが生じやすく、溶接継ぎ目の芯合わせずれを引き起こしやすいため、後続の探傷検査や安全評価の負担が増す。この新特許の技術ルートは、成形時の芯合わせ安定性の問題に重点を置いて最適化しており、連続生産の場面で人手介入を減らし、直縫水素輸送パイプラインの量産時の寸法一貫性を向上させる。これにより、高圧水素輸送場面における後続パイプラインの安全リスク低減に資し、その後の水素混焼・純水素パイプライン網プロジェクトに工程面の支えを提供する。
業界分析によれば、水素エネルギー産業のボトルネックは貯蔵・輸送工程に集中しており、パイプライン輸送は水素エネルギーの大規模配分を実現する中核的な担体である。関連する製造プロセスや品質管理技術の継続的な蓄積は、水素エネルギーパイプライン網の建設ハードルを継続的に引き下げ、再生可能エネルギー由来水素の地域間配分の実装を支える。なお、単一の工程特許だけでは、水素脆化や長期服役時の安全性など業界の全ての課題を完全に解決することはできない。水素輸送パイプラインの実用化には、専用の水素適合鋼材、全工程非破壊検査、運転監視、標準規範などの体系的な整備が必要であり、産業チェーン全体としてなお多方面の継続的な協力投資が求められる。
今後の発展に向けて、海乾威鋼管の関連技術チームは、今回の特許技術を基盤に工程の中試験検証を継続し、水素輸送プロジェクトの運転条件と組み合わせて成形パラメータを不断に最適化するとともに、邯鋼と連携して新材料・新工法の共同研究開発を継続し、クリーンエネルギー配管の技術蓄積をさらに充実させ、パイプライン製造側の技術革新によって国内の水素エネルギー基盤整備に貢献していくとしている。
水素輸送パイプライン Q&A
Q1：水素輸送パイプラインと一般的な石油・ガス輸送用鋼管で、製造上の最大の違いは何ですか？
A：水素分子は透過性が強く、水素脆化破壊を引き起こしやすいため、水素輸送パイプラインでは鋼材の材質、溶接継ぎ目の成形品質、残留応力制御、非破壊検査基準に対する要求がより高く、パイプライン成形・溶接プロセスの安定性管理は通常のガスパイプラインよりはるかに厳しい。
Q2：直縫水素輸送パイプラインの成形過程では、どのような問題が起こりやすいですか？
A：管胚は搬送および合口工程でねじれや横ずれが生じやすく、溶接継ぎ目の芯合わせずれを引き起こす。溶接継ぎ目の成形が不均一で、残留応力が基準を超えると、高圧水素環境下で漏えいおよび水素脆化破壊のリスクが拡大する。これも本特許が重点的に解決する痛点である。
Q3：なぜ鋼管工場と鉄鋼企業が共同で水素輸送パイプライン技術を研究開発するのですか？
A：水素輸送パイプラインの性能基盤は専用鋼材にあり、成形プロセスは鋼材の機械特性に適合させる必要がある。製鉄所は水素適合鋼板の開発を担当し、鋼管工場は成形・溶接工程に注力する。上下流の協業により、材料と工程の適合のずれを避け、技術実装の効率を高めることができる。
Q4：水素輸送パイプラインの特許が実用化されれば、すぐに大規模な水素長距離輸送網を敷設できますか？
A：工程特許は製造段階の一部の技術課題を解決するものであり、水素エネルギーパイプライン網の大規模建設には、材料規格、安全規範、監督検査・受入体制、運用監視方案の整備が必要である。これは産業チェーン全体の協調的推進を要するシステム工事である。
特許名称：水素輸送パイプライン成形装置および成形方法の一種
特許番号：ZL202610864257.4
認可公告番号：CN122401080 B
特許権者：河北海乾威鋼管有限公司、邯鄲鋼鉄集団有限責任公司
認可時間：2026 年 09 月 15 日
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