KR101180561B1 - 충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법 및 이를 이용한 강관 제조 방법 - Google Patents

충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법 및 이를 이용한 강관 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 충격인성 및 경도편차를 개선하기 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법 및 이를 이용한 강관 제조 방법에 관한 것으로서, 전기저항용접 강관(electric resistance welded pipe)의 용접부 조직 미세화 및 내외면 조직 균일화를 위해 다단계 열처리를 실시하여, 충격인성 및 경도편차를 개선하기 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법에 있어서, 전기저항용접 강관의 용접부를 가열하여 오스테나이트(austenite) 변태점까지 열처리된 강관을 상온까지 급랭시켜 퀘엔칭(quenching) 처리하는 단계 및 냉각된 강관을 다시 가열하여 서냉하는 템퍼링(tempering) 단계를 포함하여, 강관의 전기저항용접 후 용접부의 조직 미세화 및 내외면 조직 균일화를 제어하여 강관의 충격인성 향상 및 경도편차를 최소화할 수 있다.

Description

충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법 및 이를 이용한 강관 제조 방법{THE METHOD FOR MULTI-STEP HEAT TREATMENT OF ELECTRIC RESISTANCE WELDED PIPE WITH A FUNCTION OF IMPROVED IMPACT TOUGHNESS AND REDUCED HARDNESS DEVIATION AND THE MANUFACTURING METHOD OF THE PIPE}
본 발명은 충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법 및 이를 이용한 강관 제조 방법에 관한 기술로서, 더욱 상세하게는 강관의 전기저항용접 후 용접부의 조직 미세화 및 내외면 조직 균일화를 제어하여 강관의 충격인성 향상 및 경도편차를 최소화할 수 있는 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법 및 이를 이용한 강관 제조 방법에 관한 기술이다.
전기저항용접(電氣抵抗熔接; electric resistance welding)은, 용접재를 서로 접촉시켜 적당한 압력을 주면서 통전시킴에 따라, 상호 간의 접촉저항 및 금속자체 비저항에 의해 발생된 열로 가열하여 접합하는 방법이다.
이러한 전기저항용접 방식은, 에지 표면으로 인가된 고주파 전류에 의한 표피효과(skin effect)와, 두 도체 사이에서 반대 방향으로 인가된 전류 간의 인력에 의한 근접효과(proximity effect)로 인하여, 대강 단면만의 효율적인 용융이 가능하므로 빠른 용접속도로 용접이 가능하여, 관 형상의 부품 제작에 활용도가 높다.
다만, 이러한 전기저항용접으로 제작된 강관(이하, 이를 '전기저항용접 강관'이라 한다)의 경우, 고주파 출력에 의한 용접 시, 급열 및 급랭을 필연적으로 겪게 되므로, 재질 특성상 충격인성이 저하되거나, 경도편차가 발생되는 악영향이 유발될 수 있다.
전기저항용접 강관의 이러한 재질 특성을 개선하기 위하여, 용접부에 대한 국부적인 열처리가 이루어지고 있으나, 기존의 단순 열처리 공정으로는 강관 자체의 충격인성 향상 및 경도편차 저감을 실현하는데 제약이 따랐다.
본 발명의 목적은, 전기저항용접 강관의 용접부 조직 미세화 및 내외면 조직 균일화를 도모하여, 강관의 충격인성 향상 및 경도편차를 최소화할 수 있는 충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 전기저항용접 강관의 용접부 조직 미세화 및 내외면 조직 균일화를 도모하기 위하여, 기존에 실시하던 단일 단계의 열처리인 노말라이징(normalizing) 방식만 실시하던 것을, 1단계 열처리 단계로서 오스테나이트(austenite) 변태점 온도까지 가열 후 급냉시키는 퀘엔칭(quenching)을 실시한 다음, 2단계 열처리 단계로서 템퍼링(tempering)을 실시하여, 강관의 충격인성 향상 및 경도편차를 최소화할 수 있는 충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 상기의 충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법을 이용한 강관 제조 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 사상에 따르면, 전기저항용접 강관(electric resistance welded pipe)의 용접부 조직 미세화 및 내외면 조직 균일화를 위해 다단계 열처리를 실시하여, 충격인성 및 경도편차를 개선하기 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법에 있어서, (a) 전기저항용접 강관의 용접부를 오스테나이트(austenite) 변태점 온도까지 가열하여 상온까지 급랭시키는 퀘엔칭(quenching) 단계; (b) 상기 냉각된 강관을 다시 가열하여 템퍼링(tempering)을 실시하는 단계;를 포함하여, 단일 열처리인 노말라이징(normalizing) 열처리 단계 후, 본드 라인(bond line) 상에서 세로 방향으로 생성된 버티컬 펄라이트(vertical pearlite)의 주변 조직을, 상기 (a), (b) 단계의 다단 열처리를 통해 용접부의 조직을 모재와 동등 수준으로 조직 미세화하는 것을 특징으로 하는 충격인성 및 경도편차를 개선하기 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법을 제공한다.
이때, 상기 (a) 단계에서, 상기 오스테나이트(austenite) 변태점 온도까지 가열하는 열처리 온도는, 900 ~ 1000℃인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 퀘엔칭 처리 시의 강관의 냉각은, 수냉(水冷) 방식으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이때의 냉각 속도는, 75 ~ 85 ℃/sec인 것이 바람직하다.
그리고 이러한 퀘엔칭 처리 시의 냉각 속도는, 강관의 이송속도와, 강관의 용접부로 분사되는 물의 수압을 조절함에 따라 제어될 수 있다.
또한, 상기 (b) 단계에서, 상기 열처리 온도는 템퍼링(tempering) 처리 시는, 650 ~ 950℃인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 또 하나의 사상에 따르면, (a) 강판을 외경 폭으로 슬리팅(slitting)하여 롤 형태의 스켈프(skelp)를 형성하는 슬리팅 단계; (b) 상기 롤 형태의 스켈프를 풀어줌과 동시에, 강판의 편평도를 조절하고 에지를 연마하는 레벨링 및 에지 밀링 단계; (c) 상기 스켈프를 다단 롤로 성형하여 파이프 형상으로 가공하는 롤 포밍 단계; (d) 상기 롤 포밍된 스켈프의 양단 에지를 전기저항용접 방식으로 용접하여 강관을 성형하는 전기저항용접 단계; 및 (e) 전기저항용접 강관의 용접부를 오스테나이트(austenite) 변태점 온도까지 가열하여 상온까지 급랭시키는 퀘엔칭(quenching) 단계와, 상기 냉각된 강관을 다시 가열하여 템퍼링(tempering)을 실시하는 단계를 포함하는 열처리 단계;를 포함하는 강관 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법 및 이를 이용한 강관 제조 방법에 따르면, 전기저항 강관의 용접부 조직 미세화 및 내외면 조직 균일화를 도모하여, 강관의 충격인성 향상 및 경도편차 최소화를 도모할 수 있는 유리한 기술적 효과가 있다.
또한, 본 발명의 충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법 및 이를 이용한 강관 제조 방법은, 기존의 단일 열처리 공정에서 더 나아가, 2단의 열처리 단계를 실시하되, 1단계 열처리로서 퀘엔칭(quenching)을 실시하고, 2단계 열처리로서 템퍼링(tempering)을 실시하여, 전기저항 강관의 용접부의 조직을 모재와 동등 수준으로 미세화시킴에 따라 강관의 충격인성 및 경도편차를 효과적으로 개선할 수 있다.
도 1은 전기저항용접 강관의 모재 조직(a)과, 전기저항용접 강관을 단일 열처리 단계로서 노말라이징(normalizing)을 실시한 경우의 용접부 조직(b)을 비교 도시한 사진,
도 2는 본 발명에 따른 충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법을 설명하기 위해 도시한 순서도,
도 3은 본 발명에 따른 충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법을 설명하기 위해 도시한 공정도,
도 4의 (a)는 기존의 전기저항용접 강관의 단일 열처리 방법을 설명하기 위해 도시한 열처리 선도, (b)는 본 발명에 따른 충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법을 설명하기 위해 도시한 열처리 선도,
도 5는 본 발명에 따른 충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법을 설명하기 위해 도시한 열처리 단계별 조직 사진,
도 6은 본 발명에 따른 충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법의 일 실시예를 통해 확인할 수 있는 열처리 단계별 충격인성을 도시한 그래프,
도 7은 본 발명에 따른 충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법의 일 실시예를 통해 조직이 균질화됨을 확인할 수 있는 조직 사진,
도 8의 (a)는 전기저항용접 강관의 단일 열처리 방법인 노말라이징(normalizing) 열처리 방법을 이용한 강관 제조 방법을 도시한 순서도이며, (b)는 본 발명에 따른 충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법을 이용한 강관 제조 방법을 도시한 순서도임.
이하, 본 발명에 따른 충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법 및 이를 이용한 강관 제조 방법의 바람직한 실시예에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 충격인성 및 경도편차를 개선하기 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법에 대해 설명하기에 앞서, 전기저항용접 강관의 모재 조직과, 전기저항용접 강관을 단일 열처리 단계로서 노말라이징(normalizing)만 실시한 용접부 조직에 대해 간략히 살펴보기로 한다.
여기서, 전기저항용접 강관이란, 전기저항용접을 통해 성형 제작된 강관, 즉 파이프 부재임을 미리 밝혀두는 바이다.
도 1은 전기저항용접 강관의 모재 조직(a)과, 전기저항용접 강관을 단일 열처리 단계로서 노말라이징(normalizing)을 실시한 경우의 용접부 조직(b)을 비교 도시한 사진이다.
도 1에서 (a)는 전기저항용접 강관의 모재 조직을 확대 도시한 사진이며, (b)는 전기저항용접 강관의 용접부에 대해 기존의 단일 열처리로서 노말라이징(normalizing)만을 실시한 조직을 확대 도시한 사진으로서, 상기 (a) 및 (b)의 비교를 통해 확인할 수 있듯이, 노말라이징 열처리를 거친 용접부 조직은, 조직 조대화가 이루어져 저온 충격인성을 확보하기에 곤란한 상태임을 알 수 있다.
도 1의 (b)의 경우, 일반 노말라이징 조직, 즉 페라이트(ferrite)와 펄라이트(pearlite) 혼재 조직이 도 1의 (a)의 모재 조직에 대비하여 2배 이상 차이가 나게 발생됨을 알 수 있으며, 특히, 충격인성을 저해하는 요인으로 작용하는 버티컬 펄라이트(vertical pearlite) 조직이 본드 라인(bond line)에 세로방향으로 다수 형성되어 있음을 알 수 있다.
상기의 사실을 통해, 전기저항용접 강관의 용접부에 대해 일반적인 노말라이징 열처리만 실시될 경우에는 충격인성의 저하는 물론, 경도편차가 심해져, 제품의 품질이 나빠질 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
이러한 전기저항용접 강관의 품질 특성, 특히 용접부의 품질 특성을 개선하고자, 본 발명에서는 전기저항용접이 완료된 강관의 용접부에 다단 열처리를 실시하여, 조직 미세화 및 강관 내외면 조직 균일화를 도모하고자 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 해당 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법을 설명하기 위해 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따른 충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법을 설명하기 위해 도시한 공정도이고, 도 4의 (b)는 본 발명에 따른 충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법을 설명하기 위해 도시한 열처리 선도이다.
이러한 도 2, 도 3 및 도 4의 (b)는, 본 발명을 개념적으로 명확하게 이해시키기 위하여, 주요 특징되는 순서 및 공정만을 분명하게 명시한 것으로, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상될 수 있으며, 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위는 제한되지 않는다.
도 2, 도 3 및 도 4의 (b)를 병행 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법을 설명하기로 한다.
퀘엔칭 단계( S100 )
전기저항용접 강관(electric resistance welded pipe)의 용접부 충격인성 및 경도 편차를 개선하기 위해서는, 먼저 전기저항용접이 이루어진 용접부 조직을 미세화하고, 강관 내외면 조직의 균질화를 추구하는 것이 필수적이다.
지금까지 통상적으로 사용되고 있는 단일 열처리 방법인 노말라이징 열처리는, 노말라이징(normalizing) 또는 불림으로 통칭되는 열처리 단계로서, 강을 균일한 오스테나이트(austenite) 조직까지 가열하고 공냉을 통해 표준화된 조직을 확보하는 열처리 방법이다. 그러나 도1의 조직 사진 비교를 통해 확인한 것과 같이 일반적인 노말라이징(normalizing) 열처리만 실시할 경우 용접부의 충격 인성의 저하는 물론 경도 편차가 심해져 제품의 품질이 나빠질 수가 있다.
이를 방지하기 위해, 본 발명에서는 전기저항용접 강관의 용접부에 대해 다단계 열처리를 수행하는데, 그 중 선행되는 단계로서의 1단 열처리가 바로 본 단계(S100)에서의 퀘엔칭 열처리 방법으로, 퀘엔칭(quenching)은, 강의 열처리 방법 중 하나로서, 고온 가열된 강재를 급랭하는 방식으로서 담금질이라 통칭되는 강의 열처리 방법을 말한다.
본 단계(S100)에서는 도 3의 (a)와 같이, 전기저항용접 강관의 용접부를 오스테나이트(austenite) 변태점 온도까지 가열한 뒤, 도 3의 (b)와 같이 상온까지 급냉시키는 퀘엔칭(quenching) 열처리를 실시한다.
본 단계(S100)에 대한 열처리 선도는 도의 4(b)를 통해 확인할 수 있다.
도 4의 (b)에 도시된 S100 구간은 본 단계(S100)에 해당되는 열처리 선도 구간으로서, 도시된 바와 같이, 본 단계(S100)에서 오스테나이트(austenite) 조직을 얻기 위해 가열하는 온도는 900 ~ 1000℃ 범위 내에서 유지하는 것이 좋다.
특히, 본 단계(S100)에서의 퀘엔칭 처리시의 강관의 냉각에는 수냉(水冷) 방식이 이용될 수 있는데, 바람직한 냉각 속도는 75 ~ 85 ℃/sec 범위 내에서 정해질 수 있다.
특히, 전기저항용접 강관의 용접부에 대한 국부적인 열처리로서의 퀘엔칭이 실시되기 위해서는, 상기와 같은 냉각 속도를 적절히 조절 가능하도록, 냉각 속도 제어 기능이 부과되는 것이 바람직한데, 이러한 기능은 강관의 이송속도와, 강관의 용접부로 분사되는 물의 수압을 조절함에 따라 이루어질 수 있다.
템퍼링 단계(S200)
이전 단계(S100)에서 퀘엔칭 열처리된 강은 경도가 크고 취성이 생겨서 깨어지기 쉽기 때문에, 본 단계(S200)에서는 저온 충격인성 향상 및 경도 편차 억제를 위해 적당한 온도로 재가열한 후 다시 냉각하는 템퍼링(tempering) 열처리를 실시한다.
도 3의 (c)는 본 단계(S200)에서의 템퍼링 열처리 공정을 도시한 공정도인데, 이를 통해 개략적인 공정 모습을 확인할 수 있다.
그리고 본 단계(S200)에 대한 열처리 선도는 도 4의 (b)를 통해 확인할 수 있는데, 도 4의 (b)에 도시된 S200 구간은 본 단계(S200)에 해당되는 열처리 선도 구간으로서, 도시된 바와 같이, 이전 단계(S100)에서 오스테나이트(austenite) 변태점인 900 ~1000℃까지 고온 가열되어 열처리된 전기저항용접 강관의 용접부는, 퀘엔칭 공정을 통해 상온까지 급랭되며, 본 단계(S200)에서, 다시 650 ~ 950℃까지 재가열되어 템퍼링 열처리가 이루어지는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 앞서 선행된 이전 단계(S100)에서의 퀘엔칭 열처리 이후에, 본 단계(S200)의 템퍼링 열처리가 이루어지면, 전기저항용접 강관의 용접부의 조직은 도 5의 (b)를 통해 확인 가능하듯이, 도 5의 (a)의 단일 열처리인 노말라이징 조직에 비해 매우 미세화된다.
특히 도 5의 (a)에서 확인되었던 충격특성에 저해하는 요인으로 작용하는 버티컬 펄라이트(vertical pearlite)의 주변 조직이 모재와 동등 수준으로 미세화됨으로써, 충격특성 개선 및 경도편차가 억제됨을 알 수 있다.
실시예
전기저항용접 강관의 2단계 열처리 방법을 통해 강관의 충격인성이 향상됨은 물론, 경도편차가 억제되는 현상을 구체적으로 살펴보기 위하여, 다른 조건을 동일하게 한 상태에서, 노말라이징 열처리만이 실시된 전기저항용접 강관의 용접부와, 본 발명에 따른 퀘엔칭 및 템퍼링 열처리가 실시된 전기저항용접 강관의 용접부 간의 충격인성을 비교해 보았다.
<실험조건>
1. 대상재: 40Kg급 일반재(탄소 0.15wt%)
2. 열처리조건
Figure 112010067249913-pat00001
여기서, 상기 열처리 조건 중, 열처리 온도는 950℃로서, 본 발명의 오스테나이트 열처리 온도의 바람직한 실시예의 온도 범위인 900 ~ 1000℃ 내에 포함되며, 퀘엔칭 시의 냉각속도는 80℃/sec로서 수냉 방식으로 실시하였다.
아울러, 템퍼링 열처리 온도는 650℃로서, 본 발명의 템퍼링 열처리 온도의 바람직한 실시예의 온도 범위인 650 ~ 950℃ 내에 포함된다.
도 6은 본 발명에 따른 충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법의 일 실시예를 통해 확인할 수 있는 열처리 단계별 충격인성을 도시한 그래프이다.
여기서, 도 6의 (a)는 하기의 [표 1]에 도시된 바와 같이 노말라이징 열처리만을 실시하고, 본 발명에 따른 퀘엔칭 및 템퍼링 열처리를 부가 실시하지 않은 경우에 해당하는 3차례의 실험예(#1, #2, #3) 및 그 평균치에 해당하는 충격인성 값을 그래프로 나타낸 것이며, 도 6의 (b)는 하기의 [표 2]에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 퀘엔칭 및 템퍼링 열처리를 실시한 경우에 해당하는 3차례의 실험예(#1, #2, #3) 및 그 평균치에 해당하는 충격인성 값을 그래프로 나타낸 것이다.
[표 1] Normalizing만 실시
Figure 112010067249913-pat00002

[표 2] Quenching + Tempering 실시
Figure 112010067249913-pat00003

도 6의 (a) 및 (b)를 통해 확인할 수 있듯이, 전기저항용접 강관의 용접부에 대해 일반적인 노말라이징만 실시하는 단순 열처리한 경우(a)에 비해서, 본 발명에 따라 퀘엔칭 및 템퍼링 열처리를 다단계로 실시한 경우에 강관의 저온 충격인성이 매우 향상된 모습을 알 수 있다. 이러한 효과는 퀘엔칭 및 템퍼링 열처리로 인하여, 강관의 조직이 미세화됨에 따른 효과로서, 특히 충격인성을 저해하는 조직 결함을 최소화하는 다단 열처리 공정을 통한 조직 제어에 따른 결과임을 알 수 있다.
이러한 효과를 더욱 구체적으로 살펴보기 위해서, 도 7을 참조할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법의 일 실시예를 통해 조직이 균질화됨을 확인할 수 있는 조직 사진이다.
도 7에는, 전기저항용접 강관의 외부(OD), 중심부(CEN), 내부(ID) 조직 각각에 대해서, 단일 열처리 단계인 노말라이징 열처리 이후의 사진(Normalizing), 다단 열처리 단계에서 퀘엔칭 이후의 사진(Quenching)과 템퍼링 열처리 이후의 사진(Tempering)이 모두 개시되어 있다.
이러한 사진을 통해 확인할 수 있는 결론은 2가지로 요약될 수 있는데, 첫째, 노말라이징 열처리 이후의 각각의 사진에 비해, 퀘엔칭 및 템퍼링이 모두 실시된 마지막 사진에서 강관의 조직 미세화가 잘 이루어진 것을 확인할 수 있다. 이는 결과적으로 본 발명에 따르면 충격인성이 향상될 수 있음을 시사하는 바로 이해될 수 있다. 둘째, 템퍼링 열처리 이후의 외부(OD), 중심부(CEN), 내부(ID)를 비교해보면, 전체 조직이 어느 정도 균일화되어 있음을 확인할 수 있다. 이를 토대로 알 수 있는 사실은 본 발명에 따르면 전기저항용접 강관의 용접부 조직 내에서의 경도편차가 억제된다는 사실이다.
정리하면, 본 발명의 충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법에 따르면, 기존의 노말라이징 열처리 공정에 비해, 다단계 열처리의 형태로서, 퀘엔칭(quenching) 및 템퍼링(tempering)을 실시함에 따라, 전기저항 강관의 용접부의 조직을 모재와 동등 수준으로 미세화시켜, 충격인성 향상 및 경도편차 저감을 실현할 수 있다.
한편, 앞서 전술된 발명의 충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법을 이용한 강관의 제조 방법 역시 본 발명의 또 하나의 사상으로 제공될 수 있다.
도 8의 (b)은 본 발명에 따른 충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법을 이용한 강관 제조 방법을 도시한 순서도이다.
먼저, 강판을 외경 폭으로 슬리팅(slitting)하여 롤 형태의 스켈프(skelp)를 형성한다(S10).
그 다음으로, 롤 형태의 스켈프를 풀어줌과 동시에, 강판의 편평도를 조절하고 에지를 연마하는 레벨링 및 에지 밀링이 실시된다(S20).
그 다음으로, 스켈프를 다단 롤로 성형하여 파이프 형상으로 가공하는 롤 포밍이 실시된다(S30).
그 다음으로, 롤 포밍된 스켈프의 양단 에지를 전기저항용접 방식으로 용접하여 강관을 성형된다(S40).
다만, 여기까지의 전 단계(S10, S20, S30, S40)의 경우 동종 기술분야에서 전기저항용접 방식을 이용하여 강관을 제조하는 주지 관용의 기술로서, 그 해당 실시 형태를 따르면 무방하므로, 이에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이후의 단계로서의 전기저항용접 강관의 열처리 단계(S50)에 대해서는 앞서 상세히 설명하였으므로, 불필요한 중복 설명을 생략하기로 한다.
이상에서 본 발명에 따른 충격인성 및 경도편차 개선을 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법 및 이를 이용한 강관 제조 방법에 대해 설명하였다.
전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
S100 : 퀘엔칭(quenching) 단계
S200 : 템퍼링(tempering) 단계

Claims (12)

  1. 탄소 0.15중량%를 포함하는 강판을 외경 폭으로 슬리팅(slitting)하여 롤 형태의 스켈프(skelp)를 형성하는 슬리팅 단계와, 상기 롤 형태의 스켈프를 풀어줌과 동시에, 강판의 편평도를 조절하고 에지를 연마하는 레벨링 및 에지 밀링 단계와, 상기 스켈프를 다단 롤로 성형하여 파이프 형상으로 가공하는 롤 포밍 단계와, 상기 롤 포밍된 스켈프의 양단 에지를 전기저항용접 방식으로 용접하여 강관을 성형하는 전기저항용접 단계를 통해 제조된 전기저항용접 강관(electric resistance welded pipe)의 용접부 조직 미세화 및 내외면 조직 균일화를 위해 다단계 열처리를 실시하여, 충격인성 및 경도편차를 개선하기 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법에 있어서,
    (a) 전기저항용접 강관의 용접부를 가열하여 오스테나이트(austenite) 변태점 이상인 900 ~ 1000℃ 범위를 유지한 후, 수냉(水冷) 방식으로 75 ~ 85 ℃/sec 의 냉각속도로 상온까지 급랭시켜 퀘엔칭(quenching) 처리하는 단계: 및
    (b) 상기 냉각된 강관을 다시 650 ~ 950℃의 온도로 가열한 후 서냉시켜 템퍼링(tempering) 처리하는 단계;를 포함하여,
    본드 라인(bond line) 상에서 세로 방향으로 생성된 버티컬 펄라이트(vertical pearlite)의 주변 조직을, 상기 (a) 단계 및 상기 (b) 단계의 다단 열처리를 통해 조직 미세화함으로써 -10℃ 저온충격인성이 107~152J 인 것을 특징으로 하는 충격인성 및 경도편차를 개선하기 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 퀘엔칭 처리 시의 냉각 속도는,
    강관의 이송속도와, 강관의 용접부로 분사되는 물의 수압을 조절함에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 충격인성 및 경도편차를 개선하기 위한 전기저항용접 강관의 다단 열처리 방법.
  6. 삭제
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  8. 삭제
  9. 삭제
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