パイプ（流体輸送）

パイプは、通常は円形断面である必要はなく、主に液体や気体（流体）、スラリー、粉末、小さな固体の塊など、流動性のある物質を輸送するために使用される管状セクションまたは中空の円筒です。また、構造用途にも使用できます。中空パイプは、固体メン​​バーよりも単位重量あたりの剛性がはるかに高くなります。

一般的な用法では、パイプとチューブという言葉は、通常は同じ意味で使われますが、産業や工学では、これらの用語は独自に定義されています。パイプは、製造に適用される規格によって異なりますが、一般的には、一定の外径 (OD) を持つ公称直径と、厚さを定義するスケジュールで指定されます。チューブは、ほとんどの場合、OD と壁厚で指定されますが、OD、内径 (ID)、壁厚のいずれか 2 つで指定されることもあります。パイプは、通常、いくつかの国際および国内産業規格の 1 つに従って製造されます。^[1]特定の産業用途のチューブには同様の規格がありますが、チューブは多くの場合、カスタム サイズで製造され、直径と許容範囲が広くなります。パイプとチューブの製造には、多くの産業および政府の規格があります。「チューブ」という用語は、非円筒形セクション、つまり正方形または長方形のチューブにも一般的に適用されます。一般に、「パイプ」は世界のほとんどの地域でより一般的な用語ですが、「チューブ」は米国でより広く使用されています。

「パイプ」と「チューブ」はどちらもある程度の剛性と耐久性を意味しますが、ホース(またはホースパイプ) は通常、持ち運び可能で柔軟性があります。パイプ アセンブリは、ほとんどの場合、エルボや T 字継手などの継手を使用して構築されますが、チューブはカスタム構成に成形または曲げることができます。柔軟性のない、成形できない材料の場合、または構造がコードや規格によって規制されている場合、チューブ アセンブリもチューブ継手を使用して構築されます。

• 配管工事
• 水道水
• 灌漑
• ガスや液体を長距離輸送するパイプライン
• 圧縮空気システム
• 建設プロジェクトで使用されるコンクリート杭のケーシング
• 高温または高圧製造プロセス
• 石油産業:
  • 油井ケーシング
  • 石油精製設備
• プロセスプラント内の気体または液体の流体をプロセスのある地点から別の地点に配送すること
• 食品工場または加工工場における、工程中のある地点から別の地点へのバルク固体の配送
• 高圧貯蔵容器の建設（大型圧力容器は、壁の厚さと大きさの関係でパイプではなく板で建設されます）。

さらに、パイプは流体の輸送以外の多くの目的にも使用されます。特に産業環境では、手すり、足場、支持構造が構造パイプから構築されることがよくあります。

パイプが初めて使用されたのは古代エジプトで、紀元前25世紀頃に完成したサフラー王のピラミッドには、380メートル（1,247フィート）以上の銅管を含む精巧な排水システムを備えた寺院が含まれていました。^[2]

ナポレオン戦争 中、バーミンガムの銃器製造業者は圧延工場を使って鉄製のマスケット銃の銃身を作ろうとした。 ^[3]そのうちの一人、ヘンリー・オズボーンは1817年に比較的効果的な工程を開発し、1820年頃に鉄製のガス管の製造を開始し、ガス照明の先駆者であるサミュエル・クレッグに販売した。^[4]

19世紀に鋼管が導入されたとき、最初はリベットで留められ、後にH字型の棒で締め付けられました（溶接なしの鋼管の製造方法は1870年代にすでに知られていましたが^{[5] ）。1930年代初頭までにこれらの方法は}溶接に置き換えられ、現在でも広く使用されています。^[6]

金属パイプの製造には 3 つのプロセスがあります。高温合金金属の遠心鋳造は、最も一般的なプロセスの 1 つです。^[要出典] ダクタイル鋳鉄管は、一般的にこのような方法で製造されます。

シームレス パイプ(SMLS)は、回転ピアシングと呼ばれるプロセスで、中実のビレットをピアシング ロッドに引き寄せて中空のシェルを作成することによって形成されます。製造プロセスには溶接が含まれないため、シームレス パイプはより強力で信頼性が高いと考えられています。歴史的に、シームレス パイプは他のタイプよりも圧力に耐えると考えられており、溶接パイプよりも入手しやすいことが多かったです。

1970 年代以降、材料、プロセス制御、非破壊検査の進歩により、多くの用途でシームレス パイプの代わりに、適切に指定された溶接パイプが使用されるようになりました。溶接パイプは、プレートを圧延し、継ぎ目を溶接して形成されます (通常は電気抵抗溶接(ERW) または電気溶融溶接 (EFW))。溶接バリは、スカーフィング ブレードを使用して、内側と外側の両方の表面から除去できます。溶接部を熱処理して継ぎ目を目立たなくすることもできます。溶接パイプは、シームレス タイプよりも寸法公差が厳しい場合が多く、製造コストが安くなります。

ERW パイプの製造には、さまざまなプロセスが用いられます。これらの各プロセスは、鋼鉄部品のパイプへの融合または結合につながります。電流は、溶接される表面に流されます。溶接される部品が電流に抵抗すると、熱が発生し、溶接が形成されます。強い電流が金属に流されると、2 つの表面が接続される部分に溶融金属のプールが形成されます。この溶融金属のプールが、隣接する 2 つの部品を結合する溶接を形成します。

ERW パイプは、鋼鉄を縦方向に溶接して製造されます。ERW パイプの溶接プロセスは、間隔を置いて個別のセクションを溶接するのではなく、連続的に行われます。ERW プロセスでは、原料として鋼鉄コイルを使用します。

高周波誘導技術 (HFI) 溶接プロセスは、ERW パイプの製造に使用されます。このプロセスでは、パイプを溶接するための電流は、チューブの周囲に誘導コイルを使用して適用されます。HFI は、エネルギー分野での使用、ライン パイプ アプリケーション、ケーシングやチューブなどの他の用途など、重要な用途のパイプを製造する場合、一般的に「通常の」ERW よりも技術的に優れていると考えられています。

大口径パイプ (25 センチメートル (10 インチ) 以上) は、ERW、EFW、またはサブマージアーク溶接(SAW) パイプです。シームレスおよび ERW プロセスで製造できる鋼管よりも大きいサイズの鋼管を製造するために使用できる技術が 2 つあります。これらの技術で製造される 2 種類のパイプは、縦方向サブマージアーク溶接 (LSAW) パイプとスパイラル サブマージアーク溶接 (SSAW) パイプです。LSAW は幅広の鋼板を曲げて溶接することで作られ、石油およびガス産業で最も一般的に使用されています。コストが高いため、LSAW パイプは水道管などの価値の低い非エネルギー用途ではほとんど使用されません。SSAW パイプは鋼コイルのスパイラル (らせん状) 溶接で製造され、鋼板ではなくコイルを使用するため、LSAW パイプよりもコスト面で有利です。そのため、スパイラル溶接が許容される用途では、SSAW パイプが LSAW パイプよりも好まれる場合があります。 LSAW パイプと SSAW パイプはどちらも、直径 16 ～ 24 インチの範囲で ERW パイプやシームレス パイプと競合します。

流体用のチューブは、金属またはプラスチック製で、通常は押し出し成形されます。

パイプは、セラミック、ガラス、グラスファイバー、多くの金属、コンクリート、プラスチックなど、さまざまな種類の材料から作られています。過去には、木材と鉛（ラテン語の plumbumから「配管」という言葉が生まれました）が一般的に使用されていました。

一般的に金属配管は、未仕上げ、黒色（ラッカー）鋼、炭素鋼、ステンレス鋼、亜鉛メッキ鋼、真鍮、ダクタイル鋳鉄などの鋼または鉄で作られています。鉄ベースの配管は、酸素を多く含む水流内で使用すると腐食しやすくなります。^{[7]鉄がサービス流体と互換性がない場合や重量が問題になる場合は、} アルミニウムのパイプやチューブを使用できます。アルミニウムは、冷媒システムなどの熱伝達チューブにも使用されます。銅管は、家庭用（飲料水）配管システムで人気があります。銅は、熱伝達が望ましい場合（ラジエーターや熱交換器など）に使用できます。インコネル、クロモリ、チタン鋼合金は、プロセス施設や発電施設の高温高圧配管に使用されます。新しいプロセスに合金を指定する場合、クリープや感作効果という既知の問題を考慮する必要があります。

鉛配管は古い家庭用給水システムやその他の給水システムで今でも使用されているが、毒性があるため、新しい飲料水配管の設置にはもはや許可されていない。現在、多くの建築基準法では、住宅や公共施設の鉛配管を無毒の配管に交換するか、配管の内部をリン酸で処理することを義務付けている。カナダ環境法協会の上級研究員兼主任専門家によると、「[...] 鉛には [人体への] 安全なレベルはない」とのことである。^[8] 1991年、米国環境保護庁は、公共の飲料水に許容される鉛と銅の濃度、および水自体による配管腐食の許容量を制限した連邦規制である鉛と銅の規則を公布した。米国では、1930年代以前に設置された650万本の鉛配管（水道本管と家庭の配管を接続する配管）が現在も使用されていると推定されている。^[9]

プラスチックチューブは、軽量、耐薬品性、非腐食性、接続の容易さから広く使用されています。プラスチック材料には、ポリ塩化ビニル（PVC）^{[10] 、} 塩素化ポリ塩化ビニル（CPVC）、繊維強化プラスチック（FRP）^[11]、強化ポリマーモルタル（RPMP）^{[11] 、} ポリプロピレン（PP）、ポリエチレン（PE）、架橋高密度ポリエチレン（PEX）、ポリブチレン（PB）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ABS）などがあります。多くの国では、PVCパイプは、飲料水配給や下水道本管などの埋設自治体用途で使用されるパイプ材料のほとんどを占めています。^[10]

パイプはコンクリート製またはセラミック製で、通常は重力流や排水などの低圧用途に使用されます。下水用のパイプは、現在でも主にコンクリート製またはガラス質粘土製です。大口径のコンクリートパイプには、鉄筋コンクリートを使用できます。このパイプ材料は、多くの種類の建設に使用でき、雨水の重力流輸送によく使用されます。通常、このようなパイプには受入ベルまたは段付き継手が付いており、設置時にさまざまなシーリング方法が適用されます。

• 
  保管ヤードの炭素鋼管
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  高密度ポリエチレン（HDPE）パイプ
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  プラスチック（PVC）パイプ

配管用合金が鍛造される際、配管内の各化学元素の割合で材料組成を決定する冶金試験が行われ、その結果は材料試験報告書（ミル試験報告書（MTR）とも呼ばれる）に記録される。^[12]これらの試験は、合金がさまざまな仕様（316 SSなど）に準拠していることを証明するために使用できる。試験はミルのQA/QC部門によってスタンプされ、配管や継手メーカーなどの将来のユーザーがミルまで材料を遡って追跡するために使用できる。合金材料と関連するMTR間のトレーサビリティを維持することは、重要な品質保証の問題である。QAでは、多くの場合、パイプに加熱番号を記入することが求められる。偽造材料の混入を防ぐための予防措置も講じなければならない。パイプへの材料識別のエッチング/ラベリングのバックアップとして、ハンドヘルドデバイスを使用してポジティブ材料識別（PMI）が実行される。この装置は、放出された電磁波（蛍光X線/XRF）を使用してパイプ材料をスキャンし、分光分析された応答を受信します。

パイプのサイズは、用語が歴史的な寸法に関係する場合があるため、混乱を招くことがあります。たとえば、1/2 インチの鉄管には 1/2 インチの寸法はありません。当初、1/2 インチのパイプの内径は1 ⁄ 2インチ (13 mm) でしたが、壁が厚かったです。技術が進歩するにつれて、壁を薄くすることが可能になりましたが、既存の古いパイプと接続できるように外径は同じままで、内径が 1/2 インチを超えて増加しました。銅管の歴史も同様です。1930 年代には、パイプは内径と1 ⁄ 16 インチ (1.6 mm) の壁厚で指定されていました。その結果、1 インチ (25 mm) の銅管の内径は1 ⁄ 16インチ (1.6 mm) でした。+外径は1 ⁄ 8インチ（28.58 mm）です。外径は継手と嵌合するための重要な寸法でした。現代の銅の壁の厚さは通常1 ⁄ 16インチ（1.6 mm）よりも薄いため、内径は制御寸法ではなく「公称」寸法にすぎません。 ^[13]新しいパイプ技術では、独自のサイズシステムを採用することがあります。PVCパイプは公称パイプサイズを使用します。

パイプのサイズは、米国のAPI 5L、ANSI / ASME B36.10M および B36.19M、英国およびヨーロッパの BS 1600 および BS EN 10255など、多数の国内および国際規格によって指定されています。

パイプの外径 (OD) を指定する一般的な方法は 2 つあります。北米の方法は NPS (「Nominal Pipe Size」) と呼ばれ、インチ (NB (「Nominal Bore」とも呼ばれる) 単位) に基づいています。ヨーロッパのバージョンは DN (「Diametre Nominal」/「Nominal Diameter」) と呼ばれ、ミリメートル単位に基づいています。外径を指定すると、壁の厚さに関係なく、同じサイズのパイプを一緒に取り付けることができます。

• NPS 14 インチ (DN 350) 未満のパイプのサイズの場合、どちらの方法でも OD の公称値が算出されますが、これは切り上げられており、実際の OD と同じではありません。たとえば、NPS 2 インチと DN 50 は同じパイプですが、実際の OD は 2.375 インチまたは 60.33 ミリメートルです。実際の OD を取得する唯一の方法は、参照表で調べることです。
• NPS 14 インチ (DN 350) 以上のパイプ サイズの場合、 NPS サイズはインチ単位の実際の直径であり、DN サイズは NPS の 25 倍 (25.4 ではありません) を 50 の倍数に丸めた値です。たとえば、NPS 14 の OD は 14 インチまたは 355.60 ミリメートルで、DN 350 に相当します。

外径は特定のパイプのサイズに対して固定されているため、内径はパイプの壁の厚さに応じて変化します。たとえば、2 インチのスケジュール 80パイプは壁が厚いため、2 インチのスケジュール 40パイプよりも内径が小さくなります。

鋼管は、約 150 年間製造されてきました。現在使用されている PVC および亜鉛メッキのパイプのサイズは、もともと何年も前に鋼管用に設計されたものです。Sch 40、80、160 などの番号体系は、かなり以前に設定されたもので、少し奇妙に思えます。たとえば、Sch 20 パイプは Sch 40 よりもさらに細いですが、外径は同じです。これらのパイプは古い鋼管サイズに基づいていますが、温水用の cpvc など、内側と外側のパイプサイズが鋼ではなく古い銅管サイズ標準に基づいているパイプもあります。

パイプのサイズにはさまざまな規格があり、その普及度は業界や地域によって異なります。パイプのサイズ指定には通常、2 つの数字が含まれます。1 つは外径 (OD) または公称直径を示し、もう 1 つは壁の厚さを示します。20 世紀初頭、米国のパイプのサイズは内径で決められていました。この方法は、通常パイプの OD に適合する必要があるパイプ継手との互換性を向上させるために廃止されましたが、世界中の現代の規格に永続的な影響を与えています。

北米と英国では、圧力配管は通常、公称パイプサイズ(NPS) とスケジュール (SCH) によって指定されます。パイプサイズは、米国の API 5L、ANSI / ASME B36.10M (表 1)、英国の BS 1600 および BS 1387 など、いくつかの規格で文書化されています。通常、パイプの壁厚は制御変数であり、内径 (ID) は変化することが許可されています。パイプの壁厚の変動は約 12.5 パーセントです。

ヨーロッパの他の地域では、圧力配管は公称パイプサイズと同じパイプ ID と壁の厚さを使用しますが、ヤードポンド法の NPS ではなくメートル法の公称直径 (DN) でラベル付けされます。NPS が 14 より大きい場合、DN は NPS に 25 を掛けたものに等しくなります (25.4 ではありません)。これはEN 10255 (以前のDIN 2448 および BS 1387) および ISO 65:1981 で文書化されており、DIN パイプまたは ISO パイプと呼ばれることがよくあります。

日本には独自の標準パイプサイズがあり、JISパイプとも呼ばれます。

鉄管サイズ( IPS) は、一部の製造元や旧式の図面および機器で現在も使用されている古いシステムです。IPS 番号は NPS 番号と同じですが、スケジュールは標準壁 (STD)、エクストラ ストロング (XS)、およびダブル エクストラ ストロング (XXS) に限定されていました。STD は、NPS 1/8 から NPS 10 まで (両端を含む) の SCH 40 と同一であり、NPS 12 以上では 0.375 インチの壁厚を示します。XS は、NPS 1/8 から NPS 8 まで (両端を含む) の SCH 80 と同一であり、NPS 8 以上では 0.500 インチの壁厚を示します。XXS にはさまざまな定義がありますが、SCH 160 と同じになることはありません。実際、XXS は NPS 1/8 インチから 6 インチまで (両端を含む) の SCH 160 より厚く、SCH 160 は NPS 8 インチ以上では XXS より厚くなります。

もう 1 つの古いシステムはダクタイル鋳鉄管サイズ(DIPS) で、通常は IPS よりも OD が大きくなります。

住宅用配管用の銅製配管チューブは、アメリカではまったく異なるサイズ体系に従っており、銅管サイズ(CTS) と呼ばれることが多い。家庭用給水システムを参照。公称サイズは内径でも外径でもありません。配管用途の PVC や CPVC などのプラスチック製チューブにも、異なるサイズ規格があります^[曖昧]。

農業用途では、プラスチック灌漑パイプ (Plastic Irrigation Pipe)の略である PIP サイズが使用されます。PIP の圧力定格は 22 psi (150 kPa)、50 psi (340 kPa)、80 psi (550 kPa)、100 psi (690 kPa)、および 125 psi (860 kPa) で、直径は通常 6、8、10、12、15、18、21、および 24 インチ (15、20、25、30、38、46、53、および 61 cm) で提供されます。

圧力配管の製造と設置は、ASME ボイラーおよび圧力容器コード (BPVC)を基礎とする B31.1 や B31.3 などのASME 「B31」コード シリーズによって厳密に規制されています。このコードは、カナダと米国では法的効力を持ちます。ヨーロッパと世界のその他の地域には、同等のコード システムがあります。圧力配管は、定義はさまざまですが、一般的には 10 ～ 25 気圧を超える圧力を運ぶ必要があるパイプです。システムの安全な操作を確保するには、圧力配管の製造、保管、溶接、テストなどが厳格な品質基準を満たす必要があります。

パイプの製造基準では、通常、パイプの各ヒートに対して化学成分の試験と一連の機械的強度試験が必要です。パイプのヒートはすべて同じ鋳造インゴットから鍛造されるため、化学成分は同じです。機械試験は、すべて同じヒートから製造され、同じ熱処理プロセスを経たパイプのロットに関連付けることができます。製造業者はこれらの試験を実施し、組成をミルトレーサビリティレポートに、機械試験を材料試験レポートに報告します。これらは両方とも MTR という頭字語で呼ばれます。これらの関連試験レポートがある材料は、トレーサブルと呼ばれます。重要な用途では、これらの試験の第三者による検証が必要になる場合があります。この場合、独立した研究所が認証材料試験レポート(CMTR) を作成し、材料は認証済みと呼ばれます。

広く使用されているパイプ規格または配管クラスは次のとおりです。

• API範囲 – 現在はISO 3183。例：API 5LグレードB – 現在はISO L245 。数字はMPa単位の降伏強度を示します。
• ASME SA106 グレード B (高温用シームレス炭素鋼管)
• ASTM A312 (シームレスおよび溶接オーステナイト系ステンレス鋼管)
• ASTM C76 (コンクリートパイプ)
• ASTM D3033/3034 (PVCパイプ)
• ASTM D2239 (ポリエチレンパイプ)
• ISO 14692 (石油および天然ガス産業。ガラス強化プラスチック (GRP) 配管。認定および製造)
• ASTM A36 (構造用または低圧用炭素鋼管)
• ASTM A795 (消火スプリンクラーシステム専用の鋼管)

API 5L は、ISO 3183 と同一となるように、2008 年後半に第 43 版から第 44 版に変更されました。この変更により、酸性サービス用 ERW パイプは、酸性サービスに使用するには、NACE TM0284 に従って水素誘起割れ (HIC) テストに合格する必要があるという要件が作成されたことに留意することが重要です。

• ACPA [アメリカコンクリート管協会]
• AWWA [アメリカ水道協会]
• AWWA M45

パイプの設置は、材料よりも高価になることが多く、これを支援するためにさまざまな特殊なツール、技術、および部品が開発されています。パイプは通常、「スティック」またはパイプの長さ (通常は 20 フィート (6.1 m)、シングル ランダム レングスと呼ばれる) として顧客または現場に配送されるか、エルボ、T 字継手、およびバルブが組み込まれたプレハブ パイプ スプール [パイプ スプールは、建設現場での設置をより効率的にするために通常ショップで準備される、事前に組み立てられたパイプと継手です] に組み立てられます。通常、2 インチ (5.1 cm) 未満のパイプはプレハブではありません。パイプ スプールには通常、バーコードが付けられ、端は保護のためにキャップ (プラスチック) されています。パイプとパイプ スプールは、大規模な商業/工業プロジェクトで倉庫に配送され、屋内またはグリッド付きのレイダウン ヤードに保管されることがあります。パイプまたはパイプ スプールは、回収され、ステージングされ、装備され、所定の位置に持ち上げられます。大規模なプロセス ジョブでは、クレーン、ホイスト、その他の資材リフトを使用して持ち上げます。通常、パイプ サポートが取り付けられるか、その他の方法で固定される まで、ビーム クランプ、ストラップ、小型ホイストを使用して、鉄骨構造で一時的に支えられます。

小さな配管パイプ（ねじ端）の設置に使用するツールの例としては、パイプレンチがあります。小さなパイプは通常は重くなく、設置作業員が持ち上げて所定の位置に配置できます。ただし、プラントの停止またはシャットダウン時には、停止中の設置を迅速に行うために、小さな（小口径）パイプを事前に製造しておくこともできます。パイプを設置した後、漏れがないかテストします。テストの前に、空気や蒸気を吹き付けたり、液体で洗い流したりしてパイプを洗浄する必要がある場合があります。

パイプは通常、パイプ サポートと呼ばれる装置を使用して、下から支えられるか、上から吊り下げられます (横から支えられる場合もあります)。サポートは、パイプの底部に溶接された I 形鋼の半分に似たパイプ「シュー」のような単純なものから、クレビスを使用して「吊り下げる」もの、またはパイプ ハンガーと呼ばれるトラピーズ型の装置で吊り下げられるものまであります。あらゆる種類のパイプ サポートには、熱膨張を補正したり、振動を遮断したり、衝撃を制御したり、地震によるパイプの振動励起を低減したりするために、スプリング、スナッバー、ダンパー、またはこれらの装置の組み合わせが組み込まれている場合があります。ダンパーの中には、単に流体ダッシュポットであるものもありますが、外部から加えられた振動や機械的衝撃によるピーク変位を減衰させる高度なシステムを備えたアクティブな油圧装置であるものもあります。望ましくない動きは、プロセスに由来するもの (流動床反応器など) や、地震 (設計基準イベントまたは DBE) などの自然現象によるものである場合があります。

パイプハンガーアセンブリは通常、パイプクランプで取り付けられます。必要なクランプを指定する際には、高温や重い荷重にさらされる可能性を考慮する必要があります。^[14]

パイプの接合は、一般的には溶接、ねじ付きパイプと継手の使用、パイプねじ化合物、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)ねじシール テープ、オークム、または PTFE ストリングによる接続のシール、または機械的なカップリングの使用によって行われます。プロセス配管は通常、TIG または MIG プロセスを使用した溶接によって接合されます。最も一般的なプロセス パイプ接合は突合せ溶接です。溶接されるパイプの端部には、エンド ウェルド プレップ (EWP) と呼ばれる特定の溶接準備が必要です。これは通常、フィラー溶接金属を収容するために 37.5 度の角度になっています。北米で最も一般的なパイプねじは、National Pipe Thread (NPT) またはDryseal (NPTF) バージョンです。その他のパイプねじには、英国規格パイプねじ (BSPT)、ガーデン ホースねじ(GHT)、消防ホース カップリング(NST) などがあります。

銅管は通常、はんだ付け、ろう付け、圧縮継手、フレア加工、または圧着によって接合されます。 プラスチック管は、溶剤溶接、熱融着、またはエラストマーシーリング によって接合される場合があります。

頻繁に接続を外す必要がある場合は、ガスケット付きのパイプフランジまたはユニオン継手を使用すると、ねじよりも信頼性が高くなります。たとえば、製氷機や加湿器用に家庭で使用されている小型の銅製または柔軟なプラスチック製の水道管など、延性材料で作られた薄壁のパイプは、圧縮継手で接続できます。

地下パイプでは、通常、2 つの隣接する部分の間に形成された空間にガスケットを圧縮する「プッシュオン」ガスケット スタイルのパイプが使用されます。プッシュオン ジョイントは、ほとんどの種類のパイプで使用できます。パイプの組み立てには、パイプ ジョイント潤滑剤を使用する必要があります。埋設状態では、ガスケット ジョイント パイプは、土壌の移動による横方向の動きや、温度差による膨張/収縮を許容します。^[15]プラスチックMDPEおよびHDPE ガス パイプと水道管も電気融着継手で接合されることがよくあります。

地上に設置される大型のパイプでは、通常、フランジ ジョイントが使用されます。フランジ ジョイントは、ダクタイル鋳鉄管やその他のパイプで一般的に使用されています。これは、隣接するパイプのフランジをボルトで固定し、ガスケットをパイプ間のスペースに圧縮するガスケット スタイルです。

機械式溝付きカップリングまたはヴィクトリックジョイントも、頻繁に分解および組み立てを行う場合によく使用されます。1920 年代に開発されたこれらの機械式溝付きカップリングは、最大 120 ポンド/平方インチ (830 kPa) の作動圧力で動作し、パイプのグレードに合わせた材料で使用できます。機械式カップリングのもう 1 つのタイプは、フレアレス チューブ フィッティングです (主なブランドには、Swagelok、Ham-Let、Parker などがあります)。このタイプの圧縮フィッティングは、通常、直径 2 インチ (51 mm) 未満の小さなチューブに使用されます。

ネットワークの管理に他のコンポーネント（バルブやゲージなど）が必要なチャンバー内でパイプが結合される場合、取り付け/取り外しを容易にするために、通常は解体ジョイントが使用されます。

継手は、複数のパイプを分割または結合したり、その他の目的にも使用されます。さまざまな標準化されたパイプ継手が利用可能で、一般的には T 字継手、エルボ、分岐、縮小/拡大、または Y 字継手に分類されます。バルブは、流体の流れを制御し、圧力を調整します。配管継手とバルブの記事で、これらについてさらに詳しく説明します。

パイプの内部がゴミや汚れで汚染されている場合は、チューブ洗浄プロセスで洗浄できます。これは、パイプが使用されるプロセスと、そのプロセスに必要な清浄度によって異なります。場合によっては、パイプは、正式にはパイプライン検査ゲージまたは「ピグ」と呼ばれる置換装置を使用して洗浄されます。または、特殊な溶液をポンプで送り込み、パイプまたはチューブを化学的に洗浄することもあります。パイプとチューブの製造、保管、および設置に注意が払われている場合は、圧縮空気または窒素でラインを吹き飛ばして洗浄することもあります。

パイプは、手すり、ガードレール、柵の製造に広く使用されています。

かつては、水や可燃性ガスの供給に最もよく使われていたのは鋼管（または黒鉄管）でした。鋼管は今でも多くの家庭や企業で天然ガスやプロパン燃料の輸送に使用されており、耐熱性が高いため、消火スプリンクラー システムでも人気があります。商業ビルでは、鋼管は熱交換器、空調機、可変風量（VAV）装置、またはその他のHVAC機器に暖房または冷房用の水を送るのに使用されています。

鋼管は、ねじ接続を使用して接合されることがあります。ねじ接続では、テーパーねじ ( National Pipe Thread を参照) がチューブセグメントの端に切り込まれ、ねじシーリング剤またはねじシールテープ( PTFEまたはテフロンテープとも呼ばれる ) の形でシーラントが塗布され、次に 2 つのパイプレンチを使用して対応するねじ付き継手にねじ込まれます。家庭用または軽商業用の環境以外では、鋼管は溶接によって接合されることが多く、またはVictaulicや Anvil International (旧 Grinnell)などの会社が製造する機械式カップリングを使用して接合され、パイプの端に押し込まれたり切り込まれたりした溝 (めったに使用されない古い方法) を介してパイプジョイントを保持します。

鋼管の他のバリエーションには、さまざまなステンレス鋼やクロム合金があります。高圧の状況では、これらは通常、TIG溶接で接合されます。

カナダでは、天然ガス (NG) とプロパン (LP ガス) に関しては、黒鉄管 (BIP) が一般的に機器を供給源に接続するために使用されています。ただし、この管にはマーキング (黄色に塗装するか、一定の間隔で黄色の帯を付ける) が必要であり、壁や建物に通せる公称管サイズ (NPS) には一定の制限があります。特にプロパンの場合、BIP は屋外のタンク (またはシリンダー) から使用できますが、これは風雨から十分に保護され、管を地下に敷設する場合は 陽極タイプの腐食防止対策が施されていることが条件です。

銅管は、温水と冷水の供給や HVAC システムの冷媒ラインとして最もよく使用されます。銅管には、軟銅と硬銅の 2 つの基本的なタイプがあります。銅管は、フレア接続、圧縮接続、またははんだ付けを使用して接合されます。銅は耐腐食性に優れていますが、非常に高価になっています。

軟質（または延性）銅管は、簡単に曲げることができ、管の経路にある障害物を迂回できます。管のサイズを決めるために使用する引き抜き加工の加工硬化により銅は硬くなり、再び柔らかくなるように注意深く焼きなまし処理されます。そのため、焼きなまし処理されていない硬質銅管よりも製造コストが高くなります。硬質銅に使用される 3 つの方法のいずれでも接続でき、フレア接続に適した唯一の銅管です。軟質銅は、スプリット システムエアコンやヒート ポンプの冷媒ラインで最も人気のある選択肢です。

フレア接続では、フレア ツールを使用してチューブ セクションの端をベル型に外側に広げる必要があります。次に、フレア ナットがこのベル型の端をオス フィッティングに圧縮します。フレア接続は、接続を行うのに手間のかかる方法ですが、長年にわたって非常に信頼性があります。

硬質銅は水道管によく使用されます。これは、スウェット、圧縮、または圧着/プレス接続を使用して接合されます。硬質銅は、引抜き工程の加工硬化により硬くなり、曲げることができないため、角や障害物を迂回するにはエルボ継手を使用する必要があります。加熱してゆっくり冷却する（アニーリング）と、硬質銅は柔らかくなり、割れることなく曲げたり成形したりできるようになります。

はんだ付け継手は滑らかで、チューブセクションの端に簡単に滑り込みます。パイプまたはパイプコネクタのオス端とメス端の両方を徹底的に洗浄してからフラックスを塗布し、表面に酸化物がないことを確認し、はんだがベースメタルと適切に結合するようにします。次に、接合部をトーチで加熱し、はんだを接続部に溶かします。はんだが冷えると、何十年も持続する非常に強力な結合が形成されます。はんだ付けされた硬質銅は、現代の建物の給水管で最も人気のある選択肢です。一度に多くの接続を行う必要がある状況（新しい建物の配管など）では、はんだを使用すると、圧縮継手やフレア継手よりもはるかに迅速かつ安価な接合が可能になります。パイプのはんだ付けプロセスを説明するために、 「発汗」という用語は時々使用されます。

圧縮継手は、圧縮ナットによってパイプに押し付けられ、継手内に挿入される軟質金属または熱可塑性リング (圧縮リングまたは「フェルール」) を使用します。軟質金属はチューブと継手の表面に適合し、密閉状態を形成します。圧縮接続は、通常、スウェット接続ほど長寿命ではありませんが、基本的なツールを使用して簡単に作成できるため、多くの場合に有利です。圧縮接続の欠点は、スウェット接続よりも作成に時間がかかり、漏れを止めるために時間の経過とともに締め直す必要があることです。

圧着またはプレス接続では、電動クリンパを使用して硬質銅管に恒久的に取り付けられる特殊な銅継手を使用します。内部にすでにシーラントが入った状態で製造された特殊な継手は、接続する管の上をスライドします。1 平方インチあたり数千ポンドの圧力を使用して継手を変形させ、内部の銅管に対してシーラントを圧縮し、防水シールを作成します。この方法の利点は次のとおりです。

• 正しく圧着された接続は、チューブと同じくらい長持ちします。
• 他の方法よりも完了するまでの時間が短くなります。
• 見た目も接続に使用される材料もよりきれいになりました。
• 接続プロセス中に直火は使用されません。

デメリットは次のとおりです。

• 使用される継手は見つけるのが難しく、スウェットタイプの継手よりも大幅に高価です。
• 継手は再利用できません。設計変更が必要な場合、またはジョイントに欠陥があるか不適切に圧着されていることが判明した場合は、すでに取り付けられている継手を切り取って廃棄する必要があります。さらに、継手を取り外すために必要な切断では、新しい継手を取り付けるためのチューブが不足することがよくあります。そのため、交換用継手の両側にカプラと追加のチューブを取り付ける必要があります。一方、はんだ付けされた継手の場合、欠陥のあるジョイントは、再はんだ付けするか、小さな変更が必要な場合は加熱して回転させるか、チューブを切断せずに加熱して取り外すだけですみます。これにより、バルブなどのより高価な継手も、それ以外は新品同様の状態であれば再利用できます。これは、継手が圧着されている場合には不可能です。
• ツールのコストは非常に高価です。2016 年現在^{[アップデート]}、燃料とはんだを含む、一般的な一戸建て住宅のすべての銅管を溶接するのに必要な基本的なツールキットは、約 200 ドルで購入できます。対照的に、基本的な電動圧着ツールの最低コストは約 1,800 ドルから始まり、圧着ダイの完全なセットを備えた高級ブランドでは 4,000 ドルにもなります。

アルミニウムは、コストが低く、腐食や溶剤に強く、延性があるため使用されることがあります。アルミニウム チューブは、取り扱い時に火花を発生しないため、可燃性溶剤の輸送には鋼鉄よりも適しています。アルミニウム チューブは、フレア フィッティングまたは圧縮フィッティングで接続することも、TIGまたはヘリアークプロセスで溶接することもできます。

強化ガラスパイプは、腐食性液体、医療廃棄物や実験室廃棄物、医薬品製造などの特殊な用途に使用されます。接続は通常、特殊なガスケットまたは O リング継手を使用して行われます。

製造業で使用されるプラスチックパイプ。

プラスチック製パイプ継手には、PVC パイプ継手、PP/PPH パイプ継手モールド、PE パイプ、ABS パイプ継手が含まれます。

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