KR101231871B1

KR101231871B1 - 해양용 철재파이프 제작방법

Info

Publication number: KR101231871B1
Application number: KR1020120074277A
Authority: KR
Inventors: 최상호
Original assignee: 최상호
Priority date: 2012-07-09
Filing date: 2012-07-09
Publication date: 2013-02-08

Abstract

본발명은 해양용 철재파이프 제작방법에 관한 것으로, 해양용 철재파이프를 제작방법에 있어서, 강철판을 원형으로 구부린 후 마주보는 양변을 맞대어 서브머지드아크용접하여 철재파이프 형상으로 제작하는 용접단계; 상기 철재파이프 형상의 양단에 플랜지를 용접결합하는 플랜지 형성단계; 상기와 같이 제작된 철재파이프의 표면을 용융아연 또는 알루미늄도금하여 아연 또는 알루미늄도금층을 철재파이프 표면에 형성하는 아연 또는 알루미늄도금단계; 상기 철재파이프의 용접부위에 방청도료를 도색하는 도색단계; 를 포함하는 것으로,
본발명은 강철판을 원형으로 구부린 후 마주보는 양변을 접합하여 서브머지드아크용접하여 철재파이프를 제작한 후, 아연 또는 알루미늄도금 및 용접한 부위에 방청도료를 도색함으로써, 녹이 슬지 않고 부식이 되지 않아 장기간 사용가능한 현저한 효과가 있다.

Description

해양용 철재파이프 제작방법{product method of submarine steel pipe}

본 발명은 해양용 철재파이프 제작방법에 관한 것으로, 특히 바닷가에 설치한 양식장에 해수를 순환하기 위해 설치하는 해양용 철재파이프 제작방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강철판을 원형으로 구부린 후 마주보는 양변을 접합하여 서브머지드아크용접하고, 상기와 같이 제작된 파이프를 용융아연 또는 용융알루미늄도금하여 도금층을 철재파이프 위에 형성한 후, 용접한 부위에 방청도료를 도색하여 해양용 철재파이프를 완성하는 해양용 철재파이프 제작방법에 관한 것이다.

일반적으로 육지 가두리 양식장은 여러 개의 철재파이프를 연결하여 해수를 순환하여 양식을 하고 있다. 그리고 이러한 용도로 사용되는 철재파이프는 내부식성이 우수하여야 한다.

그리고 상기와 같은 철재파이프에 대해 종래기술로서, 공개특허공보 공개번호 특2000-0012318호에는 복합금속 철판, 파이프, 철근의 복합금속함은 일반철금속으로 형성된 철판, 파이프, 철근의 산화와 부식현상을 막기 위한 수단 방법으로서 비철금속(스테인레스, 동, 황동)으로 0.1m/m부터 15m/m 사이 두께로 피복을 구성하는 복합금속 철판, 파이프, 철근 생산방법이 공개되어 있다.

등록특허공보 등록번호 10-0628360호에는 고강도 전기저항용접 파이프(high strength electric resistance welding pipe)의 출발소재(starting material)로서 적절하게 사용되는, 우수한 저온인성(low temperature toughness) 및 용접성(weldability)을 갖는 열연강대(hot-rolled steel strip)가, 새로운 시설의 건설 및 비용의 증가를 수반하지 않고 저렴한 비용으로 제공된다.

상기 열연강대는, 약 0.5% 이하의 Cu, 약 0.5% 이하의 Ni 및 약 0.5% 이하의 Mo 중에서 적어도 하나의 성분을 함유하는 저탄소강이고, 여기에서 다음의 등식에 의해 표현되는 Pcm은 0.17 이하이며, 잔부(殘部)는 Fe 및 부수적인 불순물을 포함하며 , Pcm = (%C)+(%Si)/30+((%Mn)+(%Cu))/20+(%Ni)/60+(%Mo)/7+(%V)/10(다만, (%M)은, 질량 퍼센트로서 원소 M의 함유량)또한, 전체 미세조직에서, 주상(primary phase)인 베이니틱 페라이트(bainitic ferrite)의 비율은 약 95 체적퍼센트 이상이 되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 고강도 전기저항용접 파이프용 열연강대가 공개되어 있다.

등록특허공보 등록번호 10-0430592호에는 금속재 세경관(細徑管)을 일관작업으로 연속제조함에 있어서, 외주면 중도부에 반원형 요면이 요입 형성되고 내주면에 냉각수 통수홈이 구비된 소직경의 1쌍의 접합 로울러를 최근접하여 기대상에 위치되게 하되, 이 일측의 접합 로울러와 일체로 하향 축설되는 일정한 길이의 수직축을 기대내부에 구비된 수직축수용 공간에 수직설치함에 있어서, 수직축 상면 상측 외주면과 수직축수용 공간사이에는 니들 베어링을 축방향으로 설치하고 수직축 하측 외주면과 수직 축수용 공간에는 볼베어링으로 수직축을 회전자재하게 축방향설치하되, 이러한 수직축 중심으로 수직 냉각수 입수공이 형성되며 수직 냉각수 입수공 상단부와 연통되게 수직축상면과 수직축 상측부의 접합 로울러가 축방향으로 설치되는 길이의 수직축 외주면에는 대략 3개의 원호형 냉각수 출수 장요홈이 요입형성되고, 각 냉각수 출수 장요홈의 하측은 각각 수직축의 두께속으로 형성된 수직 연통공과 연통되게 하며, 접합 로울러 내주면 중도부에도 냉각수통수홈이 구비된 접합 로울러를 1쌍으로 구비하고, 이 1쌍의 접합 로울러와 최근접하여 코일형전기히터를 구비하며 이 코일형 전기히터의 원형코일 내측으로 용착할 세경관이 통과하도록 하여서되는 금속 세경관 제조장치가 공개되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 철재파이프 제조방법은 강판을 말아서 파이프형상으로 제작할 시 전기저항 용접방식을 사용함으로 용접부위가 바닷물에서 부식이 되어 녹이 쓸기 쉽고, 또한 용접부위가 그대로 바닷물속에 노출되거나 일반적인 방청 페인트를 사용하여 용접부위를 도색하게 되어, 용접부위의 부식을 효율적으로 보호할 수 없다는 단점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 강철판을 원형으로 구부린 후 마주보는 양변을 접합하여 서브머지드아크용접하여 철재파이프를 먼저 제작한 후, 상기 철재파이프에 아연 또는 알루미늄도금 및 용접한 부위에 방청도료를 도색함으로써, 녹이 슬지 않고 부식이 되지 않아 장기간 사용가능한 해양용 철재파이프 제작방법을 제공하고자 하는 것이다.

본발명은 해양용 철재파이프 제작방법에 관한 것으로, 해양용 철재파이프를 제작방법에 있어서, 강철판을 원형으로 구부린 후 마주보는 양변을 맞대어 서브머지드아크용접하여 철재파이프 형상으로 제작하는 용접단계; 상기 철재파이프 형상의 양단에 플랜지를 용접결합하는 플랜지 형성단계; 상기와 같이 제작된 철재파이프의 표면을 용융아연 또는 용융알루미늄도금하여 아연 또는 알루미늄도금층을 철재파이프 표면에 형성하는 아연 또는 알루미늄도금단계; 상기 철재파이프의 용접부위에 방청도료를 도색하는 도색단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명의 해양용 철재파이프 제작방법은 강철판을 원형으로 구부린 후 마주보는 양변을 접합하여 서브머지드아크용접하여 철재파이프를 제작한 후, 아연 또는 알루미늄도금 및 용접한 부위에 방청도료를 도색함으로써, 녹이 슬지 않고 부식이 되지 않아 장기간 사용가능한 현저한 효과가 있다.

도 1은 본발명 해양용 철재파이프 사시도
도 2는 본발명 해양용 철재파이프에서 용접부위를 기준으로 한 수평단면도
도 3은 본발명 해양용 철재파이프에서 용접부위가 아닌 부위를 기준으로 한 수평단면도

본발명은 해양용 철재파이프 제작방법에 관한 것으로, 해양용 철재파이프를 제작방법에 있어서, 강철판을 원형으로 구부린 후 마주보는 양변을 맞대어 서브머지드아크용접하여 철재파이프 형상으로 제작하는 용접단계; 상기 철재파이프 형상의 양단에 플랜지를 용접결합하는 플랜지 형성단계; 상기와 같이 제작된 철재파이프의 표면을 용융아연 또는 알루미늄도금하여 아연 또는 알루미늄도금층을 철재파이프 표면에 형성하는 아연 또는 알루미늄도금단계; 상기 철재파이프의 용접부위에 방청도료를 도색하는 도색단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 서브머지드아크용접시에 용접용 와이어를 사용하되, 상기 용접용 와이어는 철, 탄소, 규소, 망간, 인, 황, 구리를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 용접용 와이어 성분은 탄소 0.1 ~ 0.2중량%, 규소 0.1중량% 이하, 망간 1.7 ~ 2.2중량%, 인 0.03중량% 이하, 황 0.03중량% 이하, 구리 0.04중량% 이하를 포함하며, 잔부(殘部)는 철(Fe)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 도료는 에폭시, 염화비닐, 안료, 활석, 인산아연, 운모상 산화철, 자일렌, 이소프로패놀, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 도료는 에폭시 25 ~ 35중량부에 대하여, 염화비닐 1 ~ 10중량부, 안료 5 ~ 10중량부, 활석 10 ~ 20중량부, 인산아연 1 ~ 10중량부, 운모상 산화철 15 ~ 25중량부, 자일렌 10 ~ 20 중량부, 이소프로패놀 1 ~ 10중량부, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 1 ~ 10중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 용접단계는 철재파이프 형상으로 제작한 후, 상기 철재파이프의 양단에 플랜지를 용접결합하는 단계를 더 포함하는 것이다.

본 발명인 해양용 철재파이프 제작방법에 대해서 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본발명 해양용 철재파이프 사시도, 도 2는 본발명 해양용 철재파이프에서 용접부위를 기준으로 한 수평단면도, 도 3은 본발명 해양용 철재파이프에서 용접부위가 아닌 부위를 기준으로 한 수평단면도이다.

본발명 해양용 철재파이프(100)는 강철판을 원형으로 말아서 양변을 서브머지드아크 용접하여 파이프형상으로 몸체(10)를 제작하고, 상기 몸체(10) 양단에는 플렌지(20)가 각각 용접결합되어 있는 것으로, 몸체(10) 길이방향으로 용접부위(11)가 형성되며, 상기 용접부위(11)를 포함한 몸체(10)와 플렌지(20) 표면에는 아연도금층(30)이 형성되며, 또한 상기 철재파이프 몸체(10)의 용접부위(11)에는 방청도료를 도색하여 도료층(40)을 형성하는 것이다.

본발명 해양용 철재파이프를 제작방법은 먼저 길이가 길고 폭이 좁은 강철판을 선택하여 원형으로 구부린 후 마주보는 길이방향 양변을 맞대어 서브머지드아크용접하여 철재파이프 형상으로 제작한다.

그리고 이와 같이 제조된 상기 철재파이프 형상의 양단에 플랜지를 각각 용접결합하게 된다. 상기 플랜지는 강철판을 잘라서 별도로 플랜지 모양으로 제작하고, 상기 플랜지에는 볼트구멍을 천공한다.

그리고 상기와 같이 제작된 플랜지를 철재파이프 양단에 용접한다.

그리고 상기와 같이 제작된 철재파이프들은 각각 다음 공정인 아연 또는 알루미늄도금단계, 방청도색단계를 거친 후, 플랜지부분들을 상호 볼트로 체결하여 바닷가의 육지양식장에서 물을 순환하는 용도로 사용하는 철재파이프 연결체를 완성하게 되는 것이다.

그리고 상기 철판을 서브머지드아크용접 시, 작업자는 용접용 와이어를 사용하되, 상기 용접용 와이어의 성분은 철, 탄소, 규소, 망간, 인, 황, 구리로 구성되는 것이다.

그리고 상기 용접용 와이어의 성분에 의한 작용을 구체적으로 살펴보면, 용접용 와이어 성분은 탄소 0.1 ~ 0.2중량%, 규소 0.1중량% 이하, 망간 1.7 ~ 2.2중량%, 인 0.03중량% 이하, 황 0.03중량% 이하, 구리 0.04중량% 이하를 포함하며, 잔부(殘部)는 철로 이루어지는 것으로, 상기 탄소가 0.1중량% 미만일 경우에는 용접부의 강도가 약하며, 0.2중량%를 초과할 경우에는 용착금속의 충격치가 낮아져 균열이 생기게 되는 것이다.

그리고 규소가 0.1 중량%를 초과할 경우에는, 균열의 원인이 되는 편석이 발생하며, 망간이 1.7중량% 미만일 경우에는, 강도를 충분히 만족시키지 못하고, 2.2 중량%를 초과할 경우에는, 균열이 발생하게 되는 것이다.

그리고 인이 0.03중량%를 초과할 경우와, 황이 0.03중량%를 초과할 경우에는 기계적 성질이 나빠져서 취성을 가지게 되며, 구리가 0.04중량%를 초과할 경우에는 기계적 성질이 나빠지고, 편석이 생기게 되는 경향이 있다.

한편, 전단계인 용접단계를 거쳐서 제작된 철재파이프의 표면을 용융아연 또는 알루미늄도금하여 아연 또는 알루미늄도금층을 철재파이프 표면에 형성하게 된다.

상기 아연 또는 알루미늄도금층을 표면에 형성하는 아연 또는 알루미늄도금방법은 관용적으로 널리 사용되는 용융아연 또는 알루미늄도금방식을 채택하는 것으로, 일반적으로 알려진 용융아연 또는 알루미늄도금공정은 용융된 아연 또는 알루미늄속에 제품을 담구어 제품 표면에 아연 또는 알루미늄층을 형성시키는 공정이다. 그 작업순서를 기재하면, 먼저 제품의 탈지 세정을 하고, 세정된 제품을 산세처리한다. 그리고 플럭스 처리를 한 후 건조한다. 그리고 건조된 제품을 용융 아연 또는 알루미늄욕에 침적한 후, 수냉한 후 건조하는 것이다. 상기와 같은 용융아연 또는 알루미늄도금방식은 널리 알려진 방법에 의하면 되는 것이므로, 자세한 설명은 생략한다.

이 후, 아연 또는 알루미늄도금층 형성이 끝난 철재파이프는 용접부위에 방청도료를 브러쉬롤러나 스프레이로 도색하여 녹이 쓸지 않게 하고 내식성을 증가시켜 수명을 오래가게 한다.

상기 도료는 에폭시, 염화비닐, 안료, 활석, 인산아연, 운모상 산화철, 자일렌, 이소프로패놀, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르를 포함하는 것이다.

그리고 상기 도료는 에폭시 25 ~ 35중량부에 대하여, 염화비닐 1 ~ 10중량부, 안료 5 ~ 10중량부, 활석 10 ~ 20중량부, 인산아연 1 ~ 10중량부, 운모상 산화철 15 ~ 25중량부, 자일렌 10 ~ 20 중량부, 이소프로패놀 1 ~ 10중량부, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 1 ~ 10중량부를 포함하는 것이다.

그리고 에폭시는 25중량부 미만일 경우에는 접착력이 저하되며, 35중량부를 초과하면 너무 끈끈해진다. 상기 염화비닐은 1중량부 미만일 경우에는 내식성, 내수성, 내산성, 내약품성이 저하되며, 10중량부를 초과할 경우에는 용접부가 다공성의 경우 기포가 생기기 쉽고 도료의 원가가 상승된다.

안료는 물 및 대부분의 유기용제에 녹지 않는 분말상의 착색제로서, 상기 안료가 5중량부 미만일 경우에는, 착색이 잘 되지 않고, 10중량부를 초과할 경우에는 도료의 내식성을 포함한 주요기능이 상대적으로 약해지고 도료의 원가가 상승된다.

그리고, 활석은 10중량부 미만일 경우에는 충전제의 역할을 제대로 하지 못하고, 20중량부를 초과할 경우에는 도료의 내식성을 포함한 주요기능이 상대적으로 약해진다.

운모상 산화철은 도료에서 수분의 침투를 차폐하여 방청성을 부여하는 것으로, 상기 운모상 산화철이 15중량부 미만일 경우에는 방청처리가 미약하게 되고, 25중량부를 초과할 경우에는 도료의 내식성을 포함한 주요기능이 상대적으로 약해지고 도료의 원가가 상승된다.

그리고 자일렌은 용제로서 사용되는 것으로, 10중량부 미만일 경우에는 도료가 점성이 커서 끈끈하여 사용이 어렵고 20 중량부를 초과할 경우에는 도료의 점성이 적어 묽어 마찬가지로 사용하기가 곤란해진다.

이소프로패놀도 용제로 사용되며, 1중량부 미만일 경우에는 도료가 점성이 커서 끈끈하여 사용이 어렵고 10 중량부를 초과할 경우에는 도료의 점성이 적어 묽어 마찬가지로 사용하기가 곤란해진다.

프로필렌 글리콜 메틸 에테르도 용제로 사용되며, 1중량부 미만일 경우에는 도료가 점성이 커서 끈끈하여 사용이 어렵고 10 중량부를 초과할 경우에는 도료의 점성이 적어 묽어 마찬가지로 사용하기가 곤란해진다.

이와 같이 제작이 끝난 철재파이프 연결체는 바닷가의 육지양식장에서 물을 순환하는 용도로 사용하는 것이다.

100 : 철재파이프 10 : 몸체
11 : 용접부위
20 : 플렌지 30 : 아연 또는 알루미늄도금층
40 : 도료층

Claims

해양용 철재파이프 제작방법에 있어서, 강철판을 원형으로 구부린 후 마주보는 양변을 맞대어 서브머지드아크용접하여 철재파이프 형상으로 제작하는 용접단계; 상기 철재파이프 형상의 양단에 플랜지를 용접결합하는 플랜지 형성단계; 상기와 같이 제작된 철재파이프의 표면을 용융아연 또는 알루미늄도금하여 아연 또는 알루미늄도금층을 철재파이프 표면에 형성하는 아연 또는 알루미늄도금단계; 상기 철재파이프의 용접부위에 도료를 도색하는 도색단계; 를 포함하되,
상기 서브머지드아크용접은 용접용 와이어를 사용하며, 상기 용접용 와이어의 성분은 탄소 0.1 ~ 0.2중량%, 규소 0.1중량% 이하, 망간 1.7 ~ 2.2중량%, 인 0.03중량% 이하, 황 0.03중량% 이하, 구리 0.04중량% 이하를 포함하며, 잔부(殘部)는 철로 이루어지는 것이며,
또한, 상기 아연 또는 알루미늄도금단계은 철재파이프를 탈지 세정하고, 탈지 세정된 철재파이프를 산세처리한 후, 플럭스 처리를 한 후 건조하고, 상기 건조된 철재파이프를 용융 아연 또는 알루미늄욕에 침적한 후, 수냉한 후 건조하는 것이며,
또한, 상기 도료는 에폭시 25 ~ 35중량부에 대하여, 염화비닐1 ~ 10중량부, 안료 5 ~ 10중량부, 활석 10 ~ 20중량부, 인산아연 1 ~ 10중량부, 운모상 산화철 15 ~ 25중량부, 자일렌 10 ~ 20 중량부, 이소프로패놀 1 ~10중량부, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 1 ~ 10중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양용 철재파이프 제작방법
삭제
삭제