鋼管のねじ切り加工技術とは何ですか？

鋼管ねじ加工技術とは、鋼管の端部を切削や塑性変形により一定の歯形、ピッチ、テーパに加工（ねじ山を作る）する加工技術のことです。これにより、鋼管と他のパイプラインコンポーネント (バルブ、パイプ継手、機器インターフェースなど) を取り外し可能に接続できます。この技術の核心は、ねじ山の幾何学的パラメータ (歯の角度、ピッチ、平均直径、テーパなど) を正確に制御し、接続のシール、強度、信頼性を確保することにあります。

1.主な加工方法

• 切削加工: 最も一般的に使用される方法は、ねじ切り機（電動または手動）を使用して金型を回転させ、鋼管の端を切断してねじを形成する方法です。この方法は、ほとんどの種類の鋼管材料（炭素鋼、ステンレス鋼、亜鉛メッキ管など）に適しています。
• 塑性変形:鋼管の端部をねじ切り機や転造機で押し出し、金属を塑性流動させてねじ山を形成します。この方法は、可塑性の良い材料（低炭素鋼など）に適しており、高効率と高いねじ強度を特徴としています。-ただし、比較的高い設備基準が必要です。

2. 主要なプロセスパラメータ

• スレッドプロファイル:55度（GシリーズやRシリーズなどの英国ホイットワースねじ）、60度（NPTシリーズなどの米国ユニファイドねじ）、メートル60度（Mシリーズなど）に分けられます。このうち管用ねじは55度または60度のプロファイルが採用されることが多いです。
• ピッチと歯数:ピッチは、隣接する 2 つの歯のピッチ直径上の対応する点間の距離です。通常、1 インチあたりの歯数 (TPI) として表されます (たとえば、1/2 インチ NPT ねじには 1 インチあたり 11 個の歯があり、ピッチは約 2.309mm です)。 
• コーン比: シール管ねじ (NPT、R シリーズなど) は通常 1:16 の円錐比 (つまり、長さ 16 mm ごとに直径が 1 mm ずつ変化します) を持ち、この円錐比によってシールが達成されます。
• 処理頻度:パイプ径に基づいて決定されます。小さな直径のパイプ（DN15-DN32）の場合は 2 回処理されます。中径パイプ（DN40～DN50）の場合、- 3 回処理されます。大口径パイプ (DN70 以上) の場合、完全なねじプロファイルと滑らかな表面を確保するために 3 ～ 4 回加工されます。

3. 品質検査と管理
ねじゲージの検査: ゴー ゲージ (GO) とノーゴー ゲージ (NO GO) を使用して、ねじのピッチ直径とピッチを測定します。-ゴーゲージは完全に挿入する必要があり、ノーゴーゲージは 2 ターンを超えて挿入しないでください。-

• 表面品質:ねじ山には、破損したワイヤ、乱れたワイヤ、およびバリがあってはなりません。表面粗さは要件を満たす必要があります（たとえば、Ra 3.2 μm 以下）。
• 円錐角とピッチ直径の公差:シールねじの円錐角の偏差は0.05mm/m以下とし、ピッチ径の公差は非常に狭い範囲内に管理する必要があります（例えば精度1級のピッチ径の公差は0.01mm）。

鋼管のねじ接続は、配管システムで最も一般的に使用される取り外し可能な接続方法です。その重要性は主に次の側面にあります。

1. シールの信頼性
ねじ部のテーパー（NPTの1：16テーパーなど）やシール材（シールテープ、麻糸など）を利用することで媒体漏れを効果的に防止できます。高圧、高温、腐食性媒体（石油、天然ガス、化学原料など）の輸送に適しています。-

2.接続強度
ねじ接続は歯の噛み合いを通じて荷重を伝達し、高い引張強度とねじり強度を備え、パイプライン システムの使用圧力に対応できます (たとえば、オイル ケーシングは数万トンの引張荷重に耐えることができます)。

3. 設置とメンテナンスの容易さ
ねじ接続は溶接を必要とせず、取り付けプロセスが速いため、現場での施工に便利です。{0}同時に、取り外し可能な機能によりパイプラインのメンテナンス、交換、改修が容易になり、メンテナンスコストが削減されます。

4. 幅広い応用性
さまざまな鋼管材質（炭素鋼、ステンレス鋼、亜鉛メッキ管）、管径（DN15～DN100以上）、使用条件（水、ガス、油、化学媒体）に適しており、建設、機械、石油、化学工業の分野で標準的な接続方法です。

鋼管ねじ加工の国際規格は、主に国際標準化機構（ISO）、アメリカ石油協会（API）、中国国家標準化管理委員会（GB）などの団体によって策定されています。主な標準は次のとおりです。

1. ISO規格（国際的に認められている）

• ISO 7-1:1994 年「管ねじシール - パート 1: 寸法、公差、およびマーク」: 円筒形雌ねじ (Rp) および円錐形おねじ (R1) の「コラム/コーンはめあい」と、円錐形めねじ (Rc) および円錐形おねじ (R2) の「コーン/コーンはめあい」を含む、55 度シール管ねじの寸法、公差、およびマークを指定します。
• ISO 228-1:2000 「非シール管ねじ-- パート 1: 寸法、公差、およびマーク」: この規格は、低圧-非シール用途（水道やガスのパイプラインなど）に適用できる 55 度-管用シールねじ（G シリーズ）の寸法、公差、およびマークを指定します。

2. API規格（石油産業に特有）

• API仕様5B「チューブ、パイプおよびパイプライン鋼のねじの加工、測定および検査」：石油業界の権威ある規格で、丸ねじ (STC) やオフセット台形ねじ (BTC) などの特殊なねじの幾何学的パラメーターと公差を含む、石油パイプ材料 (チューブ、パイプ、パイプライン鋼) のねじの加工、測定、および検査要件が規定されています。
• API RP 5A5/ISO 15463:2003「新しいチューブ ハウジング、オイル シリンダー、および接続されたドリル パイプの-現場検査」: API 5B の現場検査要件を補足し、-現場での設置前にねじの品質を確認します。-

3.GB規格（中国で採用されている同等品）

• GB/T 7306.1-2000「55 度シール管ねじ - パート 1: 円筒内ねじおよび円錐外ねじ」: この規格は ISO 7-1:1994 を同等に採用し、「円筒/円錐はめあい」55 度シール管ねじの寸法、公差、およびマークを指定します。
• GB/T 7306.2-2000「55 度シーリング管ねじ - パート 2: 円錐内ねじおよび円錐外ねじ」: この規格は ISO 7-1:1999 を同等に採用し、「コーン/コーンフィット」を備えた 55 度シーリング管ねじを規定しています。
• GB/T 12716-2011「管用60度円錐ねじ」：ASME B1.20.2M:2006を改訂の基礎として採用。 60 度管用円錐ねじ (NPT シリーズ) の寸法、公差、およびマークを規定しており、米国規格のシール管ねじに適用できます。

さまざまな標準システム間のねじ加工技術の違いは、主に歯形角度、テーパ、嵌合方法、適用可能なシナリオなどの点にあります。主な違いは次のとおりです。

1. 歯形角度の違い

• インペリアル (ISO 7-1、GB/T 7306):帝国ホイットワースねじから派生した55度のねじ角度が特徴で、ヨーロッパやアジアなどの地域に適しています。
• メトリクス (API 5B、GB/T 12716):メートル法標準ねじから派生した 60 度のねじ角度が特徴で、北米や中東などの産油地域に適しています。-

2. コーン角度の違い

• 帝国シール付き管用ねじ (ISO 7-1、GB/T 7306)：円錐おねじ（R1、R2）のテーパは1：16（長さ16mmごとに径が1mm変化）となっており、テーパによるシールを実現します。
• メートルシール管ねじ (API 5B、GB/T 12716): 管用円錐ねじ (NPT) のテーパも 1:16 ですが、ねじの輪郭はより急勾配 (60 度対 55 度) で、より高い圧力定格に適しています (たとえば、オイル ケーシングの使用圧力は平方インチあたり数千ポンドに達することがあります)。

3. 連携方法の違い

• インペリアルシーリングパイプねじ:「コラム・コーンフィット」（円筒内ねじRpと円錐おねじR1）と「コーン・コーンフィット」（円錐内ねじRcと円錐おねじR2）に分かれます。中でも「コラム・コーンフィット」は最もよく使われるシール方式です。
• メートルシールされた管用ねじ:「コーン/コーンフィット」（円錐内ねじと円錐外ねじ）のみを使用し、追加のシール材（テープなど）を必要とせずに、ねじ自体のテーパーによるシールを実現します。

4. 適用シナリオの違い

• ISO 7-1、GB/T 7306:低圧、常温の民間および産業用パイプライン（水道、ガス、空調パイプラインなど）、および一部の化学パイプラインに適用できます。- 
• API 5B:石油およびガス産業の地下パイプライン (ケーシングやチューブなど) 用に特別に設計されたこれらのパイプは、非常に高い圧力 (最大 1000 bar 以上)、温度、腐食 (硫化水素や二酸化炭素など) にさらされます。このパイプのねじ部の強度とシール性は、通常のパイプに比べてはるかに優れています。

5. 標準同等性の違い

• GB/T 7306.1-2000ISO 7-1 の同等の採用です:1994 (技術的な内容は完全に同じで、編集上の変更のみ)。これにより、中国製品の国際市場への参入が促進されます。 
• GB/T 12716-2011 および ASME B1.20.2M:2006: 中国の材料特性（低炭素鋼の塑性など）に合わせて変更（小規模国内生産向けの簡単な試験方法など、中国の特徴技術を維持）しながら採用。-

鋼管ねじの加工技術は、パイプラインシステムを接続するためのコア技術です。その品質は、システムのシール性能、強度、信頼性に直接影響します。国際標準 (ISO 7-1、API 5B、GB/T 7306 など) は、スレッド処理の統一仕様を提供します。さまざまな規格間の違いは、主にねじ山プロファイルの角度、テーパ、マッチング方法、および適用可能なシナリオにあります。実際の用途では、接続の安全性と経済性を確保するために、使用条件 (圧力、温度、媒体) に基づいて適切なねじの種類と規格を選択する必要があります。