이음매 없는 파이프, 종방향 용접 파이프 및 나선형 용접 파이프는 강관의 세 가지 주요 유형이며, 각각의 고유한 특성과 제조 공정이 각각의 용도를 결정합니다.
다양한 종류의 강관이 어떻게 제조되는지 살펴보겠습니다.
강관 제조방법
원활한 강철 파이프
주요 특징:이음매 없는 강관에는 전체 둘레에 용접 이음새가 없습니다. 그들은 단단한 강철 빌렛을 뚫어 생산됩니다.
심리스 파이프 제조(Mannesmann Rolling Process)
심리스 파이프 제조(열간 압출 – 열간 중공 단조)
주요 제조 공정:
1. 열간압연(열간 피어싱/압축) 공정(1차 방법):
단계:
견고한 원형 빌렛 → 로에서 가열하여 소성 상태로 → 피어싱 밀에서 중공 쉘 생성(중공 거친 튜브 형성) → 필거 밀 압연(신장, 벽 축소, 직경 제어) → 정밀 마무리를 위한 사이징/축소 밀 → 냉각 → 직선화 → 절단 → 검사.
대표 프로세스:
마네스만 피어싱, 오블리크 롤링 피어싱 등
특징:
생산 효율성이 높고 -직경이 크고 벽이 두꺼운-튜브를 생산할 수 있습니다. 이것이 지배적인 제조 방법이다.
2. 냉간 인발(냉간 압연) 공정:
단계:
블랭크로 열간 압연 튜브 → 산화 스케일 제거를 위한 산세척 → 윤활을 위한 인산염 처리/비누화 → 다이를 통한 냉간 인발(또는 냉간 압연) → 열처리(내부 응력 완화를 위해) → 교정 → 마무리.
특징:
치수 정확도가 높고 표면 마감이 우수하며 기계적 특성이 우수하지만{0}}생산 비용이 더 높고 생산량이 적습니다. 일반적으로 작은-직경, 정밀 또는 얇은 벽으로 둘러싸인-튜브에 사용됩니다.
장점:
- 균일한 기계적 특성: 용접 이음매 없음; 원주 방향과 세로 방향 모두에서 균질한 미세 구조를 갖고 있어 내압성이 뛰어납니다.
- 고압 및 내부식성: 고압, 극한의 온도 또는 부식성 환경(예: 보일러 튜브, 유압 실린더)에서 까다로운 응용 분야에 적합합니다.
- 다양한 단면-: 원형, 정사각형, 직사각형, 타원형 프로파일을 포함한-복잡한 모양을 생성할 수 있습니다.
단점:
- 높은 생산 비용: 복잡한 공정 흐름, 높은 에너지 소비 및 상당한 금속 손실(낮은 재료 수율)
- 벽 두께 균일성 제어의 어려움: 특히 벽이 두꺼운 튜브의 경우 내부 표면에 편심 및 표면 결함이 나타날 수 있습니다.
- 크기 및 사양 제한: 빌렛 크기 및 처리 장비에 따라 제한됩니다. 최대 단일- 길이와 외부 직경은 제한됩니다(일반적으로 Φ660mm 이하).
일반적인 응용 분야:
석유 및 화학 산업(고온, 고압-파이프라인), 발전소 보일러, 유압 시스템, 베어링 슬리브, 건/배럴 튜브 및 고정밀 기계 구조 부품-.
종방향 침지형 아크 용접(LSAW) 파이프
주요 특징:용접 이음매는 파이프의 세로 축과 평행한 직선입니다. 강판이나 코일을 원통형으로 성형한 후 이음매를 용접하여 제작하는 파이프입니다.
전기 저항 용접(ERW) 파이프
열간 전기 저항 용접(열간 ERW) 파이프
주요 제조 공정:
1. 고주파-고주파 전기 저항 용접(HF-ERW) 파이프:
프로세스:
강대(코일)가 연속적으로 형성됨 → 고주파-주파수 전류가 인가되어 표피 효과와 근접 효과를 이용하여 용접 모서리를 용융 상태로 빠르게 가열 → 스퀴즈 롤의 압력을 받아 고체-용접이 이루어짐(필러 와이어 불필요)
특징:
고속, 고효율, 저비용; 열{0}영향부(HAZ)를 최소화하여 우수한 용접 무결성을 보장합니다.
공통 표준:
ASTM A500(구조적 응용), JIS G3444(기계적 응용).
2. 종방향 침지 아크 용접(LSAW) 파이프:
성형 공정:
JCOE 성형: 강판은 먼저 가장자리를-구부린 다음 J-, C- 및 O{3}} 성형 단계를 통해 원통형 쉘로 점진적으로 성형한 다음 팽창(최종 직경까지 확장)합니다.
UOE 성형: 강판 가장자리를 미리-구부린 다음 U-자형으로 누른 다음 O-자형으로 누르고 마지막으로 용접한 후 확장합니다. 이 방법은 고용량 장비가-필요하며 대규모 생산에 이상적입니다.-
용접:
성형 후 서브머지드 아크 용접(SAW)이 내부 및 외부 모두에 적용됩니다.{0}}전기 아크는 세분화된 플럭스 층 아래에서 연소되어 고도의 자동화와 뛰어난 용접 품질을 보장합니다.
특징:
내압성과 구조적 강도가 우수한 대구경{0}}파이프(최대 Φ1620mm 이상) 및 두꺼운 벽 튜브를 생산할 수 있습니다.
일반적인 응용 분야:
HF-ERW 파이프: 구조 프레임워크(예: 비계), 가구, 저압 유체 이송 장치, 자동차 구동축.
LSAW 파이프:-장거리 석유 및 가스 전송 파이프라인, 해양 플랫폼 구조물, 도시 수자원/가스 네트워크 및 풍력 터빈 타워.
장점:
높은 생산 효율성 및 저렴한 비용: 특히 HF-ERW 파이프는 지속적인 고속-생산을 가능하게 합니다.
높은 치수 정확도 및 탁월한 표면 품질: 사전 처리된-원료는 균일한 벽 두께와 심미적으로 만족스러운 마감을 보장합니다.
강력한 유연성: 강철 스트립의 너비를 변경하여 튜브 직경을 조정할 수 있으므로{0}}단일 코일에서 여러 직경을 생산할 수 있습니다.
단점:
세로 용접 이음매의 존재: 용접 조인트는 잠재적인 약점입니다. 따라서 엄격한 용접 품질 관리가 필수적입니다.
판 폭에 따른 직경 제한: 최대 파이프 직경은 일반적으로 π × 강판 폭 이하로 제한됩니다(실제로는 성형 장비 용량에 따라 더욱 제한됨).
나선형 용접 파이프
주요 특징:
용접 이음매는 파이프 본체 주위를 나선형으로 만듭니다. 나선형 용접관도 종방향 용접관과 마찬가지로 철판이나 코일을 원통형으로 성형한 후 이음매를 용접하여 제작합니다.
TIG(텅스텐 불활성 가스) 용접 파이프
나선형 용접 공정을 통해 생산된 SAWH(Submerged Arc Welded Helical) 파이프
주요 제조 공정:
성형 및 용접:
지정된 폭의 강철 스트립(코일)이 미리 결정된 나선 각도(형성 각도)로 연속적으로 원통형 파이프 쉘로 형성됩니다.
성형 중에 양면 서브머지드 아크 용접(SAW)이 내부 및 외부 나선형 이음매에 동시에 적용되어 높은 용접 무결성과 생산성을 보장합니다.
스트립 폭과 나선 각도를 조정하면 동일한 -폭의 강철 코일-로 다양한 직경의 파이프를 생산할 수 있어 제품 구성에 탁월한 유연성을 제공합니다.
사후-처리 단계:
지정된 길이로 절단, 용접 검사(예: X-레이/UT), 정수압 테스트 및 선택적 파이프 확장(치수 정확도 및 잔류 응력 완화 개선을 위해).
장점:
높은 유연성: 특정 폭의 강철 스트립을 사용하여 다양한 직경의 파이프를 생산할 수 있으므로 적응력이 뛰어난 생산이 가능합니다.
용접 이음매는 주 응력 방향을 피합니다. 나선형 용접은 주 응력 축과 각도를 형성하여 내부 압력 하에서 보다 균형 잡힌 하중 분포와 향상된 구조적 무결성을 제공합니다.
균열 전파 위험 감소: 나선형 형상은 균열 경로를 늘려 결함이 원주 방향으로 전파될 가능성을 줄여-신뢰성을 향상시킵니다.
낮은 장비 투자: LSAW(UOE/JCOE) 라인에 비해 나선형 용접 공장은 상대적으로 낮은 자본 지출을 필요로 하므로 중{0}}~대형{1}}직경 파이프 생산에 이상적입니다.
단점:
더 긴 용접 심 길이: 나선형 용접은 동일한 직경의 직선-심 파이프보다 30%~100% 길어서 용접 작업량이 증가하고 잠재적인 불안정성 원인이 더 많이 발생합니다(예: 아크 변동, 플럭스 적용 범위 문제).
낮은 치수 정확도 및 기하학적 공차: 진원도 및 직진도는 일반적으로 ERW 또는 LSAW 파이프보다 열등하며, 특히 직경이 작은 경우 더욱 그렇습니다.
더 높은 잔류 내부 응력: 나선형 성형 및 용접 중 복잡한 변형으로 인해 응력 분포가 더욱 복잡해지며, -주의깊은 용접 후 처리(예: 응력 제거 어닐링)가 필요합니다.
상대적으로 느린 생산 속도: 지속적인 나선형 성형과 양면{0}}용접 동기화로 인해 출력 속도는 일반적으로 고속-HF-ERW 라인보다 낮습니다.
일반적인 응용 분야:
- 저압-유체 이송(물, 가스)
- 파일링 튜브(시트 파일링, 구조용 파일)
- 케이싱 및 튜브(특히 큰-직경, 얇은-벽 변형)
- 구조적 지지 부재(예: 교량, 건물, 해양 플랫폼)
- 일부 육상 석유 및 가스 송전선(비용 효율성이-엄격한 치수 요구 사항보다 중요함)
