スパイラル溶接鋼管とは、鋼管に鋼帯や鋼板を丸型、四角型に曲げて継ぎ目を設けた鋼管を指します。溶接方法により、アーク溶接管、高周波または低周波抵抗溶接管、ガス溶接管、炉溶接管、ボンディ管に分けられます。溶接部の形状により、直シーム溶接管とスパイラル溶接管に分けられます。溶接鋼管は石油掘削や機械製造に使用されます。炉溶接管は水ガス管などに使用でき、大口径の直シーム溶接管は高圧石油ガス輸送などに使用されます。スパイラル溶接管は石油ガス輸送、パイプパイル、橋脚などに使用されます。溶接鋼管はシームレス鋼管よりもコストが低く、生産効率が高いです。
鋼管の強度特性が内部圧力の影響を受けると、通常、管壁に 2 つの主な応力、つまり半径方向応力 Δy と軸方向応力 Δx が発生します。合成応力 Δ=Δy (L/4SIN2 +COS2 ) は溶接部で合成されます。
スパイラル溶接の螺旋角度は一般的に50-75度であるため、スパイラル溶接での合成応力は、ストレートシーム溶接管の主応力の60-85%になります。同じ作業圧力下では、同じ直径のスパイラル管は、ストレート溶接管の壁厚と比較して薄くすることができます。
上記の特性から、次のことがわかります。
A. スパイラル管を発破する場合、溶接部の応力と合成応力が小さいため、発破口は一般にスパイラル溶接シームから発生せず、ストレートシーム溶接管よりも安全性が高くなります。
B. 欠陥がスパイラル溶接部の近くで平行になっている場合、スパイラル溶接部の応力が小さいため、欠陥が拡大するリスクは直接溶接ほど大きくありません。
C. 鋼管にかかる最大応力は半径方向応力であるため、最大荷重に耐えられるよう、溶接部は垂直方向応力の方向に配置します。つまり、直線継ぎ目にかかる荷重が最も大きくなります。
