KR100543136B1 - 이음부 없는 용접 파이프 - Google Patents

이음부 없는 용접 파이프 Download PDF

Info

Publication number
KR100543136B1
KR100543136B1 KR1019980048145A KR19980048145A KR100543136B1 KR 100543136 B1 KR100543136 B1 KR 100543136B1 KR 1019980048145 A KR1019980048145 A KR 1019980048145A KR 19980048145 A KR19980048145 A KR 19980048145A KR 100543136 B1 KR100543136 B1 KR 100543136B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pipe
metal
pipe blank
welded
blank
Prior art date
Application number
KR1019980048145A
Other languages
English (en)
Other versions
KR19990045188A (ko
Inventor
루이스 에프 ２세 글라시에르
마이클 제이. 도스도우리안
Original Assignee
카이저 에어로스페이스 앤드 일렉트로닉스 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 카이저 에어로스페이스 앤드 일렉트로닉스 코포레이션 filed Critical 카이저 에어로스페이스 앤드 일렉트로닉스 코포레이션
Publication of KR19990045188A publication Critical patent/KR19990045188A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100543136B1 publication Critical patent/KR100543136B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
    • B21C37/0807—Tube treating or manipulating combined with, or specially adapted for use in connection with tube making machines, e.g. drawing-off devices, cutting-off
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/30—Finishing tubes, e.g. sizing, burnishing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
    • C21D8/105—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies of ferrous alloys
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00—Rigid pipes
    • F16L9/02—Rigid pipes of metal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Abstract

본원은, 압연 압출로 용접된 금속 파이프 스톡으로부터 원통형 파이프를 형성하고 어닐링하는 공정으로, 이음부를 형성하는 용접체 미세 구조가 근본적으로 재형성되어 파이프 스톡(pipe stock)의 모(母) 재료와 대체로 균질(均質)하게 되는 재결정된 그레인 구조를 제공하는 것이다.

Description

이음부 없는 용접 파이프
본 발명은 용접된 파이프 블랭크로부터 원통형 금속관 물품을 형성하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 상당히 두터운 두께로 이루어진 용접 파이프 블랭크로부터, 일층 향상된 야금 특성을 갖는, 신장된 상당히 얇은 벽으로 이루어진 원통형 관형 물품을 형성하는 신규한 공정을 제공하는 것이다. 본 발명은 파이프 블랭크를 실온에서 압연 압출 작업하여서 동시적인 관형 벽 구조체의 벽 두께 및 신장 감소를 제공하는 것이다.
상당히 두터운 파이프 블랭크를 증가된 길이의 얇은 벽으로 이루어진 파이프로 압연 압축하여 필요한 길이의 얇은 벽 금속 파이프를 제조하는 기술은 공지된 기술이다. 상기 파이프는 로트 또는 주조(wrought or cast)에 의해 이음부 없는 파이프 블랭크로부터 형성되어지는 것이다. 로트 또는 주조 파이프 블랭크를 활용하면, 압연 압출되는 가변성 실온 또는 상승된 온도 공정으로 이음부 없는 얇은 벽 파이프를 생산 형성할 수 있다.
다른 한 편으로는, 두터운 또는 얇은 평판 스톡으로 구조된 용접 파이프를 스타팅 블랭크로서 활용하여, 최종 생산물이 용접에 의해 형성되는 이음부가 있는 두터운 또는 얇은 벽 파이프로 되는데; 상기 용접 파이프의 공정에서는 압연 압출이 활용되지 않는다.
얇은 벽의 이음부 없는 파이프는 얇은 벽 용접 파이프와 비교하여 일정한 강도, 내부식성 및 그와 같은 것에서 우수한 특성을 갖는 것이다. 그런데, 여기에는 무(無)이음 파이프가 용접 이음 파이프보다 대체로 제조가가 상당히 높다는 차이점이 있다. 용접 블랭크에 비해서 로트 또는 주조 무이음 블랭크가 고가이게 하는데에는 압출 비용의 영향이 크다. 본 발명은 용접 이음 파이프 블랭크로부터 기본적으로 이음부 없는 파이프를 형성하는 신규한 공정을 발명의 목적으로 하는 것이다.
따라서, 본 발명에서, 용접 파이프 블랭크는 파이프에 용접체의 미세한 구조가 원래 평판 스톡의 모(母)금속과 구별되지 않도록 완전한 야금 재결정 및 화학적으로 균질(均質)이 되게 하여 그 흔적을 지워서 처리되는 것이다. 이것은 로트 등방성 그레인 구조를 갖는 기본적으로 무이음 또는 이음 없는 파이프이다. 이것은 원(原) 용접 파이프 블랭크를 실온에서 열 처리하고 기계적 변형을 제어하여 이루어지는 것이다.
이러한 경우에 압연 압출 단계는 관 또는 파이프 형성 기술분야에서 공지된 장치 및 기술로 수행되는 것이다. 예를 들면, 압연 압출 단계는 발명의 명칭 "압출 압연 작업에 의한 관형 금속 제품을 형성하는 방법"으로 에이. 더블유. 어네스터스(A.W. Ernestus)에게 1965년 12월 14일자 발급된 미국 특허 제 3,222,905호에 개시된 방법 및 장치로 수행되는 것이다. 상기 특허에 개재된 기술내용은 본원에 참고로 기재되었다.
따라서, 본 발명은 용접 파이프 블랭크로 종래 제조된 금속 파이프와 대비하여, 상당히 향상된 기계적 강도 및 경성, 그리고 증가된 내부식성을 가지는 용접 파이프 블랭크로부터 이음부 없는 금속 파이프를 구성하는 개량된 방법을 제공하는 것이다. 이것은 향상된 미세구조의 균질과 용접체의 기계적 야금 노치집중 영향을 제거하여 이루어진 것이다.
본 발명의 목적은 기본적으로 무이음부 또는 이음부 없는 용접 금속 파이프를 제조하는 신규한 공정을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 모(母) 재료와 동일한 미세구조를 가지도록 용접 이음부를 재형성하는 공정으로 용접 파이프 스톡으로부터 무이음 또는 이음부 없는 파이프와 같은 것을 제조하는 것이다.
본 발명의 다른 목적, 잇점 및 개량을 첨부 도면을 참고로 하여 이하에 명세서의 기술 내용과 첨부된 청구범위를 통해서 설명한다.
다음의 상세한 설명에서, 다수의 기술 참고 내용은 당 분야에서 널리 공지된 용어 및 내역으로 기재되며, 참고로 기재된 용어 및 내역을 설명하면 다음과 같다.
용어 및 내역
1.ASTM-A312 오우스테나이트 스테인리스 강철(austenitic stainless steel): 타입 304 및 316 합성물의 그레이드를 함유하는, 44그레이드의 오우스테나이트 스테인리스 강철이며, ASTM(American Society for Testing and Materials) 스펙 명칭 "무이음 및 용접된 오우스테나이트 스테인리스 강철 파이프", "오우스테나이트(Austenitic)"는 합금의 야금 구조를 칭함.
2.ASTM-SA312 오우스테나이트 스테인리스 강철: ASME(American Society of Mechanical Engineers) 스펙 명칭 "무이음 및 용접된 아우스테나이틱 스테인리스 강철 파이프", 기본적으로 ASTM-A312과 동일.
3.스케쥴 40S, 10S, 등,등: 스케쥴은 파이프 블랭크의 벽 두께를 나타내는 용어.
4.OD: 파이프의 외측 직경(outside diameter)을 나타내는 약어.
5.ID: 파이프의 내측 직경(inside diameter)을 나타내는 약어.
6.NPS(Nominal Pipe Size): 12인치를 구비하며 그에 이르는 파이프용 파이프의 외측 직경을 나타내는 약어. 부가적으로, 구비된 12인치에 이르는 파이프용 내측 직경(ID)이 NPS와 거의 동일함. 또한 14인치 파이프와 그 보다 더 큰 것도 NPS로서 파이프의 외측 직경으로 나타냄.
7.등방성 로트 그레인 구조(Equiaxed Wrought Grain Structure): 등방성 그레인 구조는 대략 동일한 사이즈의 길이, 폭 및 높이 치수를 가지는 그레인으로 구성되는 미세구조를 나타냄. 일반적으로, 합금의 그레인 사이즈는 합체(合體)된 원자 결정의 덩어리 크기의 상대적 치수임. 로트(wrought)는, 파이프가 주조 상태에 있는 그레인에 반하여 단조, 햄머링, 및 압출과 같은 순차적인 기계적 작업으로 전개되어져 있는, 파이프의 그레인의 공정 히스토리를 나타내는 용어임.
8.용접 디케이 ASTM-A249: 이 시험은 관의 제작을 목적으로 하지만 또한 용접된 파이프에도 사용되는 것임. 시험은 용접된 파이프가 필요하지는 않다. 시험에는 보일링 20% 염화수소 산에 충분한 시간동안 파이프 샘플을 담그어 베이스 금속의 40 내지 60%를 제거하는 작업이 있음. 용접 금속 두께에 평균 감소는 1.25 또는 그 미만의 비율이 수용 가능한 베이스 금속 두께와 대비됨.
9.미립자(A, B, C, E 및 F), ASTM-A262에 대한 IGA(Intergranular Attack) 부식 시험작업: 스테인리스 강철이 파이프의 화학적 및 열-기계적 히스토리로 인한 다양한 부식 환경에서 입간(그레인 바운더리) 침입에 민감하게 되는 것을 결정하는 일련의 화학적 노출 시험.
본 발명의 공정은 스테인리스 강철, 티타늄, 알루미늄, 또는 임의적인 용접가능한 연성(延性) 금속 합금과 같은 금속으로 이음부 없는 파이프를 형성하는데 활용되는 것이다. 다음의 설명에서, 상기 공정에는 ASTM/ASME-A/SA312 오우스테나이트 스테인리스 강철로 제조된 파이프가 이용된다. 또한, 본 발명의 공정은 광폭 직경과 벽 두께를 커버하는 용접 파이프 블랭크에 사용될 수 있는 것이다.
용접 파이프 블랭크는 납작한 평판 스톡으로부터 형성된다. 평판 스톡이 원통형 형태로 형성된 후에, 대면하며 축방향으로 연장된 단부 면이, 평판 스톡의 모 재료와 기본적으로 동일한 합성물을 가지는 필러 금속과 같이 또는 필러 금속 없이, 접합 용접작업으로 제조되는 용접물에 의해 접속된다. 그런데, 생산물은 용접 이음부의 미세 구조가 모 재료의 미세구조와 대체로 다른 최종 용접된 파이프가 된다. 이것은 무이음 파이프에 비해서 저급한 강도, 내부식성 그리고 다른 특성을 갖는 용접 이음 파이프를 제공하는 용접 이음인 것이다. 이러한 문제는 대부분 본 발명에 의해 형성되는 이음부 없는 파이프로 극복되어진다.
예를 들어, 본 발명의 공정은, 외경 6인치(6.625인치) 내지 24인치(24.000인치) NPS(Nominal Pipe Size)에 스케쥴 40S파이프 벽 두께로 용접된 ASTM/ASME A/SA312 오우스테나이트 스테인리스 강철을, 외경 6인치(6.625인치) 내지 24인치(24.000인치) NPS(Nominal Pipe Size)에 등가의 이음부 없는 스케쥴 5S 및 10S파이프 벽 두께로 전환하는데 사용된다.(파이프 직경 크기 및 벽 두께 스케쥴 표를 참고)
용접 파이프 블랭크로부터 이음부 없는 파이프를 제조하는 공정은 도 1 에 A - F단계에 나타내었다.
A, B, C, 및 D단계를 형성하는 장치는 당 기술 분야에서 상기 미국 특허 '905호에서 예를 들어 공지된 것이고 그리고 상기 내용은 본 발명을 구성하는 것이 아니기 때문에, 그에 대한 상세한 설명은 본 발명의 설명의 간략화를 위해 생략되어진다.
A단계
스케쥴 40S용접 스테인리스 강철 파이프 스톡은 ASTM/ASME-A/SA312, 타입 304/304L에 의거 구성된다. 파이프 스톡은 필러 재료 없이 양측부(OD & ID)로부터 대면 단부 면을 따라서 원통형으로 형성된 GTAW(gas tungsten arc welded)로 이루어진 평탄한 평면 스톡으로부터 구성된다. 형성된 파이프 스톡은 일반적으로 둘레 20피트 길이를 가진다.
B단계
다음, 파이프 스톡은 약 1900℉에서 완전하게 어닐링되고 약 10분 내에 800℉ 이하로 급하게 냉각된다. 다음, 파이프 스톡은 바르게 되고 원형 단면으로 둥글게 된다.
C단계
20피트 둘레의 길이로 되는 파이프 스톡은 다양한 길이로 절단되어 선택된 길이의 파이프 블랭크를 형성한다. 이러하게 선택된 길이는 최종 파이프에 따라서 변경되어 생산되는 것이다.
D단계
다음, 파이프 블랭크는 세척되고 대략 1/2시간 동안 1925℉ 와 2050℉ 부근사이에 온도로 완전하게 어닐닝 되며 급속한 냉각작업이 동반된다. 다음, 파이프 블랭크는 외측부가 샌드되어 용접 이음부에 용접 금속 보강부가 제거되어서 매끈한 외 표면이 제공된다.
E단계
다음, 파이프 블랭크는 실온에서 일반적인 방식으로 얇은 벽 파이프로 압연 압축된다. 압연 압축 단계는 파이프 블랭크의 크기 및 최종 벽 두께와 필요한 최종 길이에 따라서 일 과정 또는 다수 과정으로 수행된다. 챠트A를 통해 볼 수 있는 바로서, 스케쥴 40S 파이프 블랭크의 벽 두께는 스케쥴 10S 벽 두께 또는 스케쥴 5S 벽 두께로 감소된다. 따라서, 벽 두께는 일반적으로 파이프 스톡으로부터 최종 형성되는 파이프 블랭크로 적어도 30% 까지 감소될 수 있는 것이다.
E단계의 압연 압출은, 원주 둘레방향으로 이격진 회전하는 일련의 경성 강철 롤을 가진 압연 작업 공구가 파이프의 외경이 경화된 강철 억제부 또는 다이 링으로 억제되는 반면에 파이프의 내측 직경 면으로부터 파이프 벽 두께 쪽으로 압축되는, 실온(室溫) 회전 기구식 변형 공정이다. 파이프 길이부의 회전식 롤 위에서의 다이 링을 통한 인출로서, 이러한 압출식 압연 작업이 일정한 외측 직경을 유지시키면서 전체 길이를 증가시키고 전체 파이프의 벽 두께를 감소시킨다. 후술되는 바로서, 벽 두께를 감소시키는 단일 또는 복수 단계가 전체 벽 감소에 의해 발생되는 기계적 변형을 제공하는 필요한 최종 벽 두께를 얻기 위해서 수행될 수 있다. 다음, 용접부의 완전한 재결정이 이어지는 F단계의 어닐링 작업에서 제공된다.
F단계
압연 압출 파이프 블랭크가 완전하게 어닐링되어서, 압연 압출 처리공정으로부터 기계적 변형이 제거되고 그리고 모(비용접된) 금속 미세구조와 대비될 수 있는 등방성 로트 그레인 구조체로 용접부 미세구조를 화학적으로 균질(均質)되게 하고 재결정한다.
압연된 파이프 블랭크는 세척되고 그리고 대략 1925℉로 가열을 받아 완전 어닐링되고, 약 10분 내에서 대략 800℉ 밑으로 급하게 냉각된다. 다음, 파이프는 디스케일(descale)되고 필요에 맞추어 샌드된다.
따라서, 상기 공정은 스케쥴 40S 벽 두께로부터의 스테인리스 강철(ASTM/ASME-A/SA312 타입 304/304L) 용접 파이프를, 6 내지 24인치 NPS(Nominal Pipe Sizes)에 이음부 없는 및 완전 로트 스케쥴 5S 및 10S 벽 두께 파이프 블랭크로 변환시키는 것이다.
변환된 스케쥴 10S파이프 블랭크의 기계적 성질은 종방향 및 원주 둘레방향 시험에서 ASTM/ASME-A/SA312 무이음 파이프 특정 요구치의 최고 인장, 항복 강도, 및 장력 신장 모두를 충족시키거나 또는 초과하게 된다. 또한, 파이프 블랭크도 또한 ASTM/ASME-A/SA312 평탄 가이드 굽힘 시험(flatted and guided bend tests)을 충족시킨다.
ASTM-A249(용접 및 무이음 관 모두용 스펙)의 역 평탄, 플레어 시험, 플랜지 시험 및 필요한 경도와 같은 부가적으로 기계적 필요치도 충족하거나 또는 초과한다.
스케쥴 10S 스테인리스 강철 파이프 블랭크는 ASTM-A249에 대한 용접 붕괴 부식(Weld Decay corrosion) 그리고 ASTM-A 262 미립자(A, B, C, E 및 F)에 대한 IGA(intergranular)부식 시험과 같은 다수의 ASTM부식 시험 필요치를 충족하거나 또는 초과한다. 특히, ASTM A-249에 대한 용접 붕괴시험 결과는, 1.25와 같이 높은 용접물 대 모(母)금속물 부식 비율이, 본 발명에 따라 처리되는 일반적인 이음부 없는 파이프의 비율이 1.0 보다 작아도 수용 가능한 것으로 판단된다는 주요한 사실이 있다. 이러한 우수한 부식 성능은 용접부를 재결정 및 균질되게한 결과이다.
파이프 블랭크 스케쥴 10S 벽 두께 파이프 블랭크의 미세구조의 평가는 모(비용접된) 금속용의 4번 내지 6번 범위에 ASTM 그레인 크기를 전체적으로 가지는 로트 구조체를 드러내고 그리고 용접 금속 및 이전 용접체의 열 영향 지대에서 5번 내지 6.5번 범위에 완전 로트 등방성 ASTM 그레인 크기를 재결정한다.
따라서, 이음부 없는 파이프는 무이음 ASTM/ASME-A/SA312 파이프의 기계적 성질과 우수한 내부식성 모두를 기본적으로 제공한다.
일반적으로 그리고 상술된 바로서, 본 발명의 공정은 에이. 더블유. 어네스터스(A. W. Ernestus)에게 1965년 12월 14일자로 허여된 발명의 명칭 "압출 압연작업으로 관형 금속 제조물을 형성하는 방법"인 미국 특허 제 3,222,905호에 기재된 것과 유사한 압출 압연 공정을 활용하는 것이다. 따라서, 본 발명에서, 예를 들어 챠트A에 나타낸 바와 같이 개시적으로는 상대적으로 짧은 길이와 두터운 벽으로 이루어진 용접 파이프 블랭크는 상기 미국 특허 '905호에 기재된 장치로 압출 압연되는 것이다. 상기 미국 특허 '905호에 나타낸 바와 같이, 축선 방향 견인 힘은 일 단부에 인접한 그 내부 벽에서 기계가공된 커플링 홈에 결합되는 파지 디바이스에 의해 파이프 블랭크에 또는 파이프 블랭크의 일 단부에 형성된 환형상 내부방향 돌출 립(lip)에 가해지게 된다. 다음, 파이프 블랭크는 사이징 다이와 같은 환형상 링 내로 삽입되며, 그리고 드레프트 커플링은 파이프 블랭크 내로 삽입되어 파지 디바이스에 또는 돌출 립에서의 어느 하나로 파이프 블랭크의 단부에 결합된다. 다음, 압연 공구가 파이프 블랭크의 내면에 적용되어 다이 링에 대해 고정되고 반경방향으로 대향된 관계로 유지하고 그리고 강한 축 방향 견인 힘이 드레프트 커플링을 통하는 적절한 드레프트 유니트로 파이프 블랭크의 단부에 가해진다. 주지된 바로서, 압연 공구는 파이프 블랭크의 내측면과 압축식으로 결합되도록 반경 외부 방향으로 작동되는 일련의 원주둘레방향으로 이격진 회전식 경성 강철 롤을 가진다. 따라서, 파이프 블랭크는 그 실내가 압축 압연되는 동안에 다이 링을 통해서 인출되어, 강압적인 외부 다이 링을 통한 인출로, 그 내측 직경이 확대되고, 그 벽 두께가 감소되며, 축방향 견인의 도움으로 축선 방향으로 압출된다.
상기 미국 특허 '905호가 단일 세트의 경성 강철 롤러를 가진 압연 공구 만을 나타내었지만, 복수 세트의 강철 롤러가 벽 두께를 더욱 감소시키기 위해서 사용될 수 있다. 이러한 후자 타입의 구조는 압연 공구와 다이 링을 통한 일 패스에서 필요한 벽 두께와 길이로 파이프 블랭크의 압연 압출을 용이하게 한다.
상술된 공정의 결과는 대체로 완전한 야금 재결정 및 화학적 균질로 기본적으로 용접 이음부가 소거되어서, 용접부 및 모 재료가 기본적으로 동일한 그레인 구조가 된다. 이러한 사실은 주지된 바와 같이 용접된 스테인리스 강철 파이프 스톡에 적용되는 공정으로 도 2 내지 도 4의 사진 도면으로부터 볼 수 있다. 도 2 는 용접 이음 재료와 모 금속의 재료와의 사이에 다른 그레인 구조를 명료하게 나타낸 도면이다. 도 3 은 재결정으로 인한 모 재료와 용접부의 재료의 그레인 구조와의 사이에 현저한 균일도를 나타낸 도면이다.(도 2에 대해 도 3을 비교) 끝으로, 공정이 완성되어진 후에, 용접부의 재료의 그레인 구조와 모 금속의 재료의 그레인 구조는 그레인 구조가 대체로 야금적으로 동형인 것이다.(도 4 참조) 따라서, 본 발명의 공정은 마무리된 등가 이음부 없는 파이프 블랭크로 용접 파이프 스톡이 유효하게 전환시키는 것이다.
상술된 기술이 스테인리스 강철에 대하여 기술되어진 것이지만, 상기 공정은 티타늄, 알루미늄 및 다른 용접성 연성(延性) 금속과 같은 다른 금속처럼, 다른 철 금속 재료에 적용될 수 있는 것이다. 상술된 기술은 스케쥴 10S 벽 두께를 스케쥴 40S 벽 두께의 파이프 스톡으로의 전환시킨 것이지만, 상기 공정은 또한 스케쥴 40S 벽 두께로부터 스케쥴 5S 벽 두께 또는 다른 유사한 감소로 전환하는 것에 적용될 수 있는 것이다.
본 발명의 양호한 실시예를 상술된 목적물을 실행시키어 기술하였지만, 본 발명은 그 정신을 이탈하지 않는 범위 내에서의 변경, 변화 및 수정이 가능한 것이다.
도 1 은 본 발명의 공정에서 이용되는 A - F단계를 나타내는 블록 다이어그램.
도 2 는 모(母) 금속과 용접 금속 사이에 다른 그레인 구조를 나타내는, B단계 후에 일 백배 크기의 스케줄 40S파이프 스톡을 사진으로 나타낸 도면.
도 3 은 2개의 다른 어닐링 온도에서 용접 금속의 그레인 구조를 나타내는, D단계의 부가적 어닐링 단계 후에 도 2 의 일 백배 크기의 파이프 스톡을 사진으로 나타낸 도면.
도 4 는 E단계의 압연 압출 및 F단계의 어닐링 후에 도 2 의 파이프 스톡으로부터 형성된 일 백배 크기의 파이프 블랭크를 사진으로 나타낸 도면.
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]
OD : 외측 직경
ID : 내측 직경

Claims (10)

  1. 용접성 및 연성 금속으로부터 금속 파이프를 조성하는 방법에 있어서, 상기 방법은: 납작한 평판 스톡으로부터 원통형 형상으로 형성되고 원통형으로 형성된 평판 스톡의 대면 단부를 접속하는 평판 스톡의 모 재료로부터 형성된 용접 이음부를 가지는 예비 선택된 길이로 이루어진 관형 파이프 스톡을 이용하는 단계와;
    파이프 스톡을 절단하여 필요한 길이의 파이프 블랭크를 형성하는 단계와;
    상기 파이프 블랭크를 완전 어닐링하여 파이프 블랭크의 외 표면으로부터의 초과 용접체를 제거하는 단계와;
    상기 파이프 블랭크를 압연 압출하여, 적어도 30% 정도로 벽 두께가 감소되면서 증가된 길이로 이루어지는 압연 파이프 블랭크를 형성하는 단계와;
    압연 파이프 블랭크를 완전 어닐링하여, 압연 압출로부터 발생되는 기계적 변형을 제거하고 모(母) 비용접 부분에 재료의 금속 미세구조와 대비될 수 있는 용접부의 그레인 구조를 재형성하여, 압연 파이프 블랭크를 이음부 없는 파이프로 마무리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 파이프 블랭크는 오우스테나이트 스테인리스 강철로 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 재형성되는 상기 용접부는 완전 어닐링으로 모 금속 미세 구조의 그레인 구조와 대비 가능한 등방성 로트 그레인 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 파이프 블랭크는 ASTM/ASME-A/SA312 오우스테나이트 스테인리스 강철로 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 금속 파이프 블랭크는 오우스테나이트 스테인리스 강철로 제조되고, 재변형되는 상기 용접부는 완전 어닐닝되어 모 금속 미세 구조의 그레인 구조와 대비될 수 있는 등방성 로트 그레인 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 이음부 없는 용접 금속 파이프에 있어서, 상기 금속 파이프는: 연성으로 용접 가능한 금속으로 제조되는 납작한 평판 스톡으로부터 원통형 형상으로 형성되고 원통형으로 형성된 평판 스톡의 대면 단부를 접속하는 평판 스톡의 모 재료로부터 형성된 용접 이음부를 가지는 예비 선택된 길이로 이루어진 관형 파이프 스톡을 이용하는 단계와;
    파이프 스톡을 절단하여 필요한 길이의 파이프 블랭크를 형성하는 단계와;
    상기 파이프 블랭크를 완전 어닐링하여 파이프 블랭크의 외 표면으로부터의 초과 용접체를 제거하는 단계와;
    상기 파이프 블랭크를 압연 압출하여, 적어도 30% 정도로 벽 두께가 감소되면서 증가된 길이로 이루어지는 압연 파이프 블랭크를 형성하는 단계와;
    압연 파이프 블랭크를 완전 어닐링하여, 압연 압출로부터 발생되는 기계적 변형을 제거하고 모 비용접 부분에 재료의 금속 미세구조와 대비될 수 있는 용접부의 그레인 구조를 재형성하여, 압연 파이프 블랭크를 이음부 없는 파이프로 마무리하는 단계에 따라서 준비된 완전 재결정된 용접부를 구비하는 것을 특징으로 하는 이음부 없는 용접 금속 파이프.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 금속 파이프 블랭크는 오우스테나이트 스테인리스 강철로 제조되는 것을 특징으로 하는 이음부 없는 용접 금속 파이프.
  8. 제 6 항에 있어서, 재형성되는 상기 용접부는 완전 어닐링으로 모 금속 미세 구조의 그레인 구조와 대비 가능한 등방성 로트 그레인 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 이음부 없는 용접 금속 파이프.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 금속 파이프 블랭크는 ASTM/ASME-A/SA312 오우스테나이트 스테인리스 강철로 제조되는 것을 특징으로 하는 이음부 없는 용접 금속 파이프.
  10. 제 6 항에 있어서, 금속 파이프 블랭크는 오우스테나이트 스테인리스 강철로 제조되고, 재변형되는 상기 용접부는 완전 어닐닝되어 모 금속 미세 구조의 그레인 구조와 대비될 수 있는 등방성 로트 그레인 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 이음부 없는 용접 금속 파이프.
KR1019980048145A 1997-11-12 1998-11-11 이음부 없는 용접 파이프 KR100543136B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/968,642 US6103027A (en) 1997-11-12 1997-11-12 Method of making seam free welded pipe
US8/968,642 1997-11-12
US08/968,642 1997-11-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990045188A KR19990045188A (ko) 1999-06-25
KR100543136B1 true KR100543136B1 (ko) 2006-03-23

Family

ID=25514552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980048145A KR100543136B1 (ko) 1997-11-12 1998-11-11 이음부 없는 용접 파이프

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6103027A (ko)
EP (1) EP0916420B1 (ko)
JP (1) JPH11254177A (ko)
KR (1) KR100543136B1 (ko)
AT (1) ATE278486T1 (ko)
CA (1) CA2253323A1 (ko)
DE (1) DE69826807T2 (ko)
TW (1) TW467775B (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6419768B1 (en) * 2001-01-29 2002-07-16 Crucible Materials Corp. Method for producing welded tubing having a uniform microstructure
ITMN20060021A1 (it) * 2006-03-23 2007-09-24 Gilcotubi S R L Sistema di produzione di strutture tubolari inossidabili e saldabili con alta resistenza meccanica e relativo prodotto ottenuto
EP2357099B1 (de) * 2010-02-16 2017-07-12 Benteler Automobiltechnik GmbH Stabilisator und Verfahren zum Herstellen eines Stabilisators
US10156140B2 (en) 2011-02-16 2018-12-18 Keystone Synergistic Enterprises, Inc. Metal joining and strengthening methods utilizing microstructural enhancement
CN103599957B (zh) * 2013-11-18 2016-03-30 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种加氢裂化炉用奥氏体不锈钢无缝管的挤压成型方法
US11225868B1 (en) 2018-01-31 2022-01-18 Stresswave, Inc. Method for integral turbine blade repair
CN111014680A (zh) * 2019-12-12 2020-04-17 鼎镁（昆山）新材料科技有限公司 一种纳米粉末添加在有色金属与钢铁材料的方法
CN113634617B (zh) * 2021-08-20 2023-03-24 福建得乾集团有限责任公司 一种无缝不锈钢管的制造工艺

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3222905A (en) * 1963-12-13 1965-12-14 N T W Missile Engineering Inc Method of forming tubular metal products by extrusive rolling
US3274814A (en) * 1964-05-25 1966-09-27 Titanium Metals Corp Rolling mill
US3411334A (en) * 1965-10-22 1968-11-19 N T W Missile Engineering Inc Method and apparatus for rollextrusion of small tubes
DE2049420A1 (de) * 1970-10-08 1972-04-13 Kabel Metallwerke Ghh Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung längsnahtgeschweißter Rohre
US4114431A (en) * 1976-01-27 1978-09-19 Xerox Corporation Method of forming tubular metal products
DE3419766A1 (de) * 1984-05-26 1985-11-28 SMS Schloemann-Siemag AG, 4000 Düsseldorf Verfahren und vorrichtung zum walzen von metallband
US4690716A (en) * 1985-02-13 1987-09-01 Westinghouse Electric Corp. Process for forming seamless tubing of zirconium or titanium alloys from welded precursors
DE3801621C1 (en) * 1988-01-21 1989-02-16 Kurt Dr.-Ing. 4050 Moenchengladbach De Gruber Process for producing thick-walled longitudinally seam-welded steel pipes
DE4019117C2 (de) * 1990-06-12 1994-12-22 Mannesmann Ag Verfahren zur Herstellung von Rohren aus Titan und Titanlegierungen
US5226981A (en) * 1992-01-28 1993-07-13 Sandvik Special Metals, Corp. Method of manufacturing corrosion resistant tubing from welded stock of titanium or titanium base alloy

Also Published As

Publication number Publication date
TW467775B (en) 2001-12-11
JPH11254177A (ja) 1999-09-21
DE69826807D1 (de) 2004-11-11
ATE278486T1 (de) 2004-10-15
EP0916420B1 (en) 2004-10-06
US6103027A (en) 2000-08-15
CA2253323A1 (en) 1999-05-12
EP0916420A3 (en) 2001-06-27
EP0916420A2 (en) 1999-05-19
DE69826807T2 (de) 2005-10-13
KR19990045188A (ko) 1999-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2020203991B2 (en) Process for producing a multilayer pipe by expansion and multilayer pipe produced by said process
US9662740B2 (en) Method for making corrosion resistant fluid conducting parts
US6880220B2 (en) Method of manufacturing cold worked, high strength seamless CRA PIPE
JP2007083304A (ja) 金属材の曲げ加工方法、曲げ加工装置および曲げ加工設備列、並びにそれらを用いた曲げ加工製品
KR100543136B1 (ko) 이음부 없는 용접 파이프
EP0748876A1 (en) Titanium alloy, member made of the titanium alloy and method for producing the titanium alloy member
US4656332A (en) Use of the laser welding process for and method of manufacturing of welded construction parts for exhaust installations
JP2852316B2 (ja) コーナーｒ部の材質改善と形状均一化のための大径角形鋼管の製造方法
JP2852315B2 (ja) コーナーｒ部の材質が劣化しない熱間大径角形鋼管の製造方法
JP3610827B2 (ja) 加工性に優れた溶接鋼管およびその製造方法
JPH07265941A (ja) ロールレス造管法による加工性に優れた溶接管の製造方法
JP3854476B2 (ja) バースト特性に優れた高強度鋼管の製造方法
JP2009142827A (ja) 拡管加工性に優れるフェライト系ステンレス鋼溶接管及びその製造方法
US4714499A (en) Full length forging method for producing large section, large mass cylindrical sleeves of alloy 625
CA2403830C (en) High-workability steel pipe and method of producing same
JP2008119710A (ja) 高強度溶接鋼管の製造方法
EP1379341B1 (en) Method of manufacturing a closed profile
JPS6199503A (ja) 大径を有するシームレス鋼管を製作するための方法
JP3243665B2 (ja) コイル状鋼管の製造方法
JP4430222B2 (ja) 成形性に優れた溶接鋼管の製造方法
JP2003053442A (ja) ハイドロフォーム加工用異材溶接金属管及びその製造方法
JP2776266B2 (ja) 熱間加工用複合被膜形成工具
Konieczny et al. Hydroforming performance of laser welded and electric resistance welded high strength steel tubes
JP3854534B2 (ja) 加工性に優れたチタン溶接管およびその製造方法
JPH08257777A (ja) レーザ溶接による加工性に優れた溶接管の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130521

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131224

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141222

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151223

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161227

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171227

Year of fee payment: 13

EXPY Expiration of term