管(パイプ)は流体を送ることを目的とした機械要素で、ポンプやバルブ、タンクをつなぐ重要な部品である。流体には、水・油・空気・ガス・水蒸気などを扱う。管(パイプ)を扱うには、流体の圧力・流量・流速・温度、運転条件、施工条件など様々な要因を考慮に入れなければらない。

配管PIPE

管の選定

は、その中を伝わる流体の温度圧力、腐食性、その使用される環境ににより、材質や耐圧(肉厚)を選定する。また材質には、金属、プラスティック、ゴムなどがあり、サイズは、中を伝わる流体の設計流量により、段階的に設定された「呼び径」「肉厚」から選定する。

用途 種類
低圧の蒸気、水、空気、油、ガスなど 配管用炭素鋼管(ガス管)
銅合金管(水蒸気配管は不可)
給水装置用 ポリ塩化ビニルライニング
鋼管ポリエチレンライニング
鋼管ポリエチレン
管架橋ポリエチレン
管水道用ポリ硬質
塩化ビニル管
ポリブデン管
工業用の蒸気、水、空気、油、ガスなど 各種配管用鋼管
配管用ステンレス鋼管
銅合金管(蒸気配管は不可)
ガス用ポリエチレン管
水道排水用 ダクタイル鋳鉄管
ダクタイル鋳鉄異形管
水道用ポリエチレン二層管

管の種類

は主に鋼管、鋳鉄管、非鉄管、非金属鉄管、ゴム管、たわみ管などがある。

配管の種類

鋼管

鋼管は一般的な配管で、一般配管用、水道管などがある。

鋳鉄管

鋼管に比較して耐食性に優れている。耐食性が必要な水道・ガス・排水管・電信電話ケーブル埋設管などに利用されている。

非鉄管

非鉄管は、加工しやすく熱伝導率が高い利点を生かした管である。電気や熱の伝導性がよい銅管などがその代表である。銅管は熱交換器や化学工業・給湯に使われる。

非金属管

非金属管はポリブテン管や硬質ポリエチレン管があげられる。これらは、耐酸性・耐アルカリ性に優れ、軽くて電気絶縁性がよく、機械加工や接着が容易である。一方で、温度の使用制限などがある。

ゴム管

ゴム管は自由にたわむことができるため、金属管の調整や移動する配管と固定配管の連結・耐震などに利用される。

たわみ管

たわみ管は、耐高温ガス、蒸気、水、油などの配管に用いられ、ゴム管同様、伸縮・振動を吸収させることができる。

管継手

と機器をつなぐための継手を管継手という。施工・メンテナンスを簡単にするために用いる。ねじ込み式の管継手やフランジ式の管継手がある。

ねじ込み式管継手

バルブ

バルブ(弁)とは、を流れる流体の流れを止めたり、流量や圧力を調整するために用いる。

配管の呼び方

配管用炭素鋼鋼管の呼び方はA呼称とB呼称があり、呼び径の数字のあとにこの記号をつけて50A、2Bというように表現する。また、一部海外ではANSIの規格で作られている場合がある。

呼び径 JIS ANSI
A
B
インチ
通称 外径
インチ
6 1/8 1分 10.5 10.3 0.405
8 1/4 2分 13.8 13.7 0.54
10 3/8 3分 17.3 17.1 0.675
15 1/2 4分 21.7 21.3 0.84
20 3/4 6分 27.2 26.7 1.05
25 1 インチ 34.0 33.4 1.315
32 1 1/4 インチ2分 42.7 42.2 1.66
40 1 1/2 インチ半 48.6 48.3 1.9
50 2 2インチ 60.5 60.3 2.375
65 2 1/2 2インチ半 76.3 73 2.875
80 3 3インチ 89.1 88.9 3.5
90 3 1/2 3インチ半 101.6 101.6 4
100 4 4インチ 114.3 114.3 4.5
125 5 5インチ 139.8 141.3 5.563
150 6 6インチ 165.2 168.2 6.425
175 7 7インチ 190.7
200 8 8インチ 216.3 219.1 8.625
225 9 9インチ 241.8
250 10 10インチ 267.4 273.1 10.75
300 12 12インチ 318.5 323.9 12.75
350 14 14インチ 355.6 355.6 14
400 16 16インチ 406.4 406.4 16
450 18 18インチ 457.2 457.2 18
500 20 20インチ 508.0 508 20
呼び径 JIS ANSI

管の内径

管の内径は、流体の流量と流速で次式で表される。この式から、流速vを大きくすると、管の内径が小さくなる一方で、管路の抵抗が増してエネルギーの損失が大きくなる。

管内平均流速

下記は平均流速の例である。

流体 用途 流速[m/s]
渦巻用ポンプ吸込管 2~2.5
渦巻用ポンプ吐出し管 2.5~3.5
油圧装置ポンプ吸込側 0.6~1.5
油圧装置ポンプ吐出し側 3.0~3.7
空気・ガス 定圧空気管 12~15
空気・ガス 圧縮機吸込・吐出し管 10~30
空気・ガス 送風機吸込・吐出し管 10~20
蒸気 飽和蒸気管 12~40

管の肉厚

管に流体が流れるとき、一定の圧力がかかるが、それに耐えうる管の厚さを選ばなければならない。

管の厚さ

各種鋼管の機械的性質

種類 記号 引張強さ[Mpa]
配管用炭素鋼鋼管 SGP 290以上
圧力配管用炭素鋼鋼管 STPG370
STPG410
370以上
410以上
高圧力配管用炭素鋼鋼管 STS370
STS410
STS480
370以上
410以上
480以上

管の厚さとスケジュール番号

の厚さについては、SGP (配管用炭素鋼鋼管)と STPX400(配管用アーク溶接炭素鋼鋼管)を除いて、スケジュール (Sch) 番号によって管理されている。

呼び径 外径 配管用厚さ 圧力配管用スケジュール(Sch)番号
および呼び厚さ
[㎜]
高圧配管用スケジュール(Sch)番号
および呼び厚さ
[㎜]
A B D
[㎜]
t
[mm]
Sch40 Sch60 Sch80 Sch40 Sch60 Sch80
6 1/8 10.5 2.0 1.7 2.2 2.4 1.7 2.4
8 1/4 13.8 2.3 2.2 2.4 3.0 2.2 3.0
10 3/8 17.3 2.3 2.3 2.8 3.2 2.3 3.2
15 1/2 21.7 2.8 2.8 3.2 3.7 2.8 3.7
20 3/4 27.2 2.8 2.9 3.4 3.9 2.9 3.9
25 1 34.0 3.2 3.4 3.9 4.5 3.4 4.5
32 1 1/4 42.7 3.5 3.6 4.5 4.9 3.6 4.9
40 1 1/2 48.6 3.5 3.7 4.5 5.1 3.7 5.1
50 2 60.5 3.8 3.9 4.9 5.5 3.9 5.5