LSAWパイプとSSAWパイプの安全性比較

LSAW鋼管の残留応力は、主に不均一な冷却によって生じます。残留応力とは、外部からの力が加わらない状態で内部に生じる自己平衡応力のことです。この残留応力は、様々な断面形状の熱間圧延鋼材に存在します。一般的に、断面サイズが大きいほど残留応力も大きくなります。

残留応力は自己平衡状態にあるものの、外部荷重を受ける鋼部材の性能に一定の影響を与える。例えば、変形、安定性、疲労抵抗に悪影響を及ぼす可能性がある。溶接後、LSAW管中の非金属介在物は薄板状に押し出され、層状構造を形成する。この層状構造により、LSAW管の厚さ方向の引張性能が著しく低下し、溶接収縮時に層間裂けが生じる可能性がある。溶接収縮によって生じる局所的なひずみは、降伏点ひずみの数倍にも達することが多く、荷重によって生じるひずみよりもはるかに大きい。さらに、LSAW管には必然的に多くのT溶接部が存在するため、溶接欠陥の発生確率が大幅に高まる。加えて、T溶接部における溶接残留応力は大きく、溶接金属はしばしば三次元応力状態にあるため、亀裂発生の可能性が高まる。

らせん状サブマージアーク溶接管の溶接部はらせん状に分布し、溶接部は長くなります。特に動的条件下で溶接する場合、溶接部は冷却前に成形点から離れるため、溶接熱割れが発生しやすくなります。割れの方向は溶接部と平行で、鋼管軸に対してある角度を形成します。一般的に、この角度は30～70°です。この角度はせん断破壊角度とほぼ一致するため、曲げ、引張、圧縮、ねじれに対する特性はLSAW管ほど優れていません。同時に、溶接位置の制限により、サドル溶接部やフィッシュリッジ溶接部が外観に影響を与えます。したがって、SSAW管の溶接部の非破壊検査を強化して溶接品質を確保する必要があります。そうでない場合、SSAW管は重要な鋼構造物には使用すべきではありません。