KR101571707B1

KR101571707B1 - 스틸 체결구가 용접된 유체 배관용 아연도금강관 제조방법

Info

Publication number: KR101571707B1
Application number: KR1020140155409A
Authority: KR
Inventors: 최호섭
Original assignee: 주식회사 블랙스미스
Priority date: 2014-11-10
Filing date: 2014-11-10
Publication date: 2015-11-25

Abstract

본 발명은 유체 배관용 아연도금강관의 스틸 타입 체결의 용접방법에 관한 것으로, 외주면에 아연도금처리된 일정 길이의 아연도금강관(10)을 준비하는 아연도금강관 준비 단계(S10)와; 준비된 아연도금강관(10)을 규격에 맞추어 벤딩기(100)를 이용하여 성형하는 벤딩 단계(S20)와; 상기 벤딩 단계(S20)에서 벤딩된 상기 아연도금강관(10)의 선단 부분을 염산이 담긴 수조(30)에 담가 선단 부분에 도금된 아연을 제거하는 화학 처리 단계(S30)와; 상기 화학 처리 단계(S30)에서 아연 도금이 제거된 선단 부분에 체결부(20)를 맞대어 용접하는 용접 단계(S40) 및; 상기 용접 단계(S40)에서 체결부(20)가 용접된 선단 부분을 스프레이 분사 방식에 의해 아연을 코팅하는 아연 코팅 단계(S50)로 이루어지고, 이와 같은 구성에 의해 본 발명은 상대물과 체결되기 위해 스틸 타입의 체결구를 아연도금강관에 직접 용접한 다음, 아연 코팅함으로써 품질이 더욱 향상되고, 아울러 제조비용도 절감된다.

Description

스틸 체결구가 용접된 유체 배관용 아연도금강관 제조방법 { Producing method of steel type nut with galvanizing zincing hydraulic seamless precision steel tube}

본 발명은 유체 배관용 아연도금강관의 스틸 타입 체결구(체결용 너트 또는 볼트)의 용접방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상대물과 체결되기 위해 스틸 타입의 체결구를 아연도금강관에 직접 용접한 다음, 아연 코팅함으로써 품질이 향상되고 제조비용이 절감되는 스틸 체결구가 용접된 유체 배관용 아연도금강관 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량 및 각종 기계 설비 등에 사용되는 배관은 요구되는 조건에 맞추어 다양한 형상으로 벤딩(성형)되고, 이러한 배관은 상대 부품과 체결되기 위한 체결 구성을 그 양단에 용접 또는 고정시켜 제작된다.

이때 사용되는 배관(이하 '강관'이라 한다)이 철 재 강관인 경우에는 부식을 방지하기 위해 주로 아연 도금된 강관이 사용되고 있는데, 이러한 아연도금강관(galvanizing zincing hydraulic seamless precision steel tube(O.S.T))은 상대 부품과 체결되기 위한 체결 구성 즉, 스틸 타입의 체결구(체결용 너트 또는 볼트)가 아연 도금에 의해 용접작업이 어렵고, 이 때문에 아염도금된 강관을 사용하는 경우에는 체결구를 고정하기 위해 별도로 슬리브를 조립하여 강관에 고정시킴으로써 가 이탈되지 않도록 하고 있다.

그러나 위와 같은 방법은 너트와 슬리브 등을 설치하기 위해 너트 또는 볼트을 조립한 다음, 슬리브를 설치하고, 그런 다음 슬리부를 강관에 가압하여 고정시키는 작업이 요구되기 때문에 제조 시간 및 비용이 증가하는 문제가 있다.

따라서 아연도금강관을 사용하지 않고, 일반 철재 강관을 사용하여 너트 또는 볼트를 용접한 다음, 전체적으로 도금하는 방법이 사용되기도 하는데, 이와 같이 일반 강관을 전체 도금하는 데에는 전문적인 고가의 장비가 요구될 뿐만 아니라, 도금 및 건조에 많은 시간이 소요되고, 또한 도금의 신뢰성을 담보하기 어려운 문제가 있으며, 그 결과 도금 불량에 의해 강관이 쉽게 부식되는 등의 문제가 있다. (선행 특허문헌 1 KR10-2001-0048311 A, 특허문헌 2 KR10-0335010 B1

본 발명은 상기와 같은 종래의 강관에 상대 부품을 체결하기 위해 체결구를 조립하여 설치하거나, 일반 강관을 사용하는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 아연도금된 강관을 사용하여 스틸 타입의 체결구를 용접함으로써 제조 비용을 절감하고, 또한 용접 품질의 향상도 이룰 수 있는 스틸 체결구가 용접된 유체 배관용 아연도금강관 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 외주면에 아연도금처리된 일정 길이의 아연도금강관을 준비하는 아연도금강관 준비 단계와; 준비된 아연도금강관을 규격에 맞추어 벤딩기를 이용하여 성형하는 벤딩 단계와; 상기 벤딩 단계에서 벤딩된 상기 아연도금강관의 선단 부분을 염산이 담긴 수조에 담가 선단 부분에 도금된 아연을 제거하는 화학 처리 단계와; 상기 화학 처리 단계에서 아연 도금이 제거된 선단 부분에 체결부를 맞대어 용접하는 용접 단계 및; 상기 용접 단계에서 체결부가 용접된 선단 부분을 스프레이 분사 방식에 의해 아연을 코팅하는 아연 코팅 단계로 이루어지는 스틸 체결구가 용접된 유체 배관용 아연도금강관 제조방법에 의해 달성된다.

이에 더해 본 발명은 상기 수조에 수용된 염산에는 아연 도금이 제거되는 과정에서 강관의 철이 부식되는 것을 방지되지 하기 위해 부식억제제가 더 포함되는 것이 바람직하다.

이때 상기 부식억제제는 염산 대비 0.1 ~ 0.5중량%가 혼합되는 것이 더욱 바람직하다.

그리고 본 발명은 상기 아연 코팅 단계에서 스프레이 분사되는 아연 코팅액이 아연 도금 부분에 분사되는 것을 방지하기 위해 아연 도금이 제거된 부분과 아연 도금 부분의 경계를 따라 테이핑되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 체결부가 상기 아연도금강관의 선단에 접촉되는 체결구와, 상기 체결구의 일측면으로부터 돌출 형성되고, 외주면에 나사산이 형성되는 볼트가 일체로 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 상기 벤딩기가 직사각형의 길이를 가지는 본체와; 상기 본체의 상면에 길이를 따라 설치되는 한 쌍의 레일과: 상기 한 쌍의 레일을 따라 슬라이딩 이동되는 이동블록과; 상기 이동블록에 설치되어 선택적으로 회전 동작되는 스핀들과; 상기 스핀들의 선단에 설치되어 상기 아연도금강관의 일단이 삽입되어 고정되는 고정척과; 상기 본체의 일측에 설치되며 고정척에 설치 고정된 상기 아연도금강관의 일측면을 지지하는 지지축과; 상기 지지축과 대향된 위치에 설치되어 상기 아연도금강관의 타측면을 선택적으로 가압하여 상기 아연도금강관을 고정하는 고정블록과; 상기 지지축을 중심으로 90°회전 동작되어 상기 지지축을 중심으로 상기 아연도금강관을 벤딩하는 회전대 및; 상기 스핀들과 고정척과 고정블록 및 회전대의 동작을 제어하는 제어부로 구성되는 것이 바람직하다.

이때 상기 회전대의 상부에는 상기 회전대가 회전 동작될 때, 상기 아연도금강관을 가압하는 회전가압블록이 구비되는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 따르면, 아연도금강관을 사용하기 때문에 강관을 전체적으로 도금 또는 코팅하는 작업이 요구되지 않고, 이에 따라 도금작업과 같이 상대적으로 고가의 전용장비와 작업공간이 요구되지 않기 때문에 제조비용과 인건비 등의 비용이 대폭 절감된다.

그리고 본 발명은 상대적으로 고가의 피팅과 슬리브 등을 사용하지 않고, 또한 아연도금강관을 전문적으로 실시하는 국내외 전문업체가 생산한 아연도금강관을 사용하기 때문에 도금의 신뢰성이 담보되며, 그 결과 이를 이용한 제품의 품질도 향상된다.

도 1은 본 발명의 스틸 체결구가 용접된 유체 배관용 아연도금강관 제조방법의 예를 보인 구성도이며,
도 2는 본 발명의 아연도금강관에 체결부가 용접된 예를 보인 사시도이고,
도 3은 본 발명의 아연도금강관을 수조에 넣어 아연도금을 제거하는 예를 보인 구성도이며,
도 4는 본 발명의 아연도금강관의 선단 부분에 체결부를 용접하는 예를 보인 구성도이고,
도 5는 본 발명의 아연도금강관의 선단 부분을 아연 코팅하는 예를 보인 구성도이며,
도 6은 본 발명의 아연도금강관을 벤딩하는 벤딩기의 예를 보인 사시도이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면을 통해 본 발명을더욱 상세하게 설명한다. 본 발명에서 체결구란 체결용 볼트 또는 너트를 말한다.

본 발명은 아연도금된 강관을 사용하여 스틸 타입의 체결구를 용접함으로써 제조 비용을 절감하고, 또한 용접 품질의 향상도 이룰 수 있는 유체 배관용 아연도금강관의 스틸 타입 체결구의 용접방법에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 도 1에서와 같이 아연도금강관 준비 단계(S10)와 벤딩 단계(S20)와 화학 처리 단계(S30)와 용접 단계(S40) 및 도료 페인팅 단계(S50)를 통해 도 2에서와 같이 아연도금강관(10)의 선단에 체결부(20)가 용접된 제품이 제조되며, 이하에서는 상기의 단계들에 대하여 각각 설명한다.

a. 아연도금강관 준비 단계(S10)

이 단계는 외주면에 아연도금처리된 일정 길이의 아연도금강관(10)을 준비하는 것으로, 이때 아연도금강관(10)은 상용의 제품이 사용된다.

b. 벤딩 단계(S20)

이 단계는 아연도금강관 준비 단계(S10)에서 준비된 아연도금강관(10)을 규격에 맞추어 절단하고, 벤딩기(100)를 이용하여 벤딩(성형)하는 것으로, 이때 본 발명에서는 도 6에서와 같이 직사각형의 길이를 가지는 본체(110)와, 본체(110)의 상면에 길이를 따라 설치되는 한 쌍의 레일(120)과, 한 쌍의 레일(120)을 따라 슬라이딩 이동되는 이동블록(130)과, 이동블록(130)에 설치되어 선택적으로 회전 동작되는 스핀들(140)과, 스핀들(140)의 선단에 설치되어 아연도금강관(10)의 일단이 삽입되어 고정되는 고정척(150)과, 본체(110)의 일측에 설치되며 고정척(150)에 설치 고정된 아연도금강관(10)의 일측면을 지지하는 지지축(160)과, 지지축(160)과 대향된 위치에 설치되어 아연도금강관(10)의 타측면을 선택적으로 가압하여 아연도금강관(10)을 고정하는 고정블록(170)과, 지지축(160)을 중심으로 90°회전 동작되어 지지축(160)을 중심으로 아연도금강관(10)을 벤딩하는 회전대(180) 및 스핀들(140)과 고정척(150)과 고정블록(170) 및 회전대(180)의 동작을 제어하는 제어부(190)를 포함하는 벤딩기(100)가 사용된다.

이에 더해 회전대(180)의 상부에는 회전대(180)가 회전 동작될 때, 아연도금강관(10)을 가압하는 회전가압블록(181)이 더 구비되는데, 이와 같은 구성에 의해 작업자가 고정척(150)에 아연도금강관(10)을 삽입하여 고정시킨 다음, 제어부(190)의 제어에 의해 고정블록(170)이 이동되면서 아연도금강관(10)이 지지축(160)에 밀착 고정되고, 이 상태에서 회전대(180)가 일정 각도로 회전 동작되면서 회전가압블록(181)을 따라 아연도금강관(10)이 일정 각도로 벤딩된다.

이렇게 아연도금강관(10)이 벤딩되고 나면, 이동블록(130)이 한 쌍의 레일(120)을 따라 슬라이딩 이동되어 전진 이동하고, 이에 의해 아연도금강관(10)의 벤딩 부분이 지지축(160)에서 외측으로 위치 이동되며, 이후 제어부(190)의 제어에 의해 스핀들(140)이 일정 각도 회전 동작되면서 아연도금강관(10)을 일정 각도로 회전 동작시킨 다음, 상기의 벤딩 과정을 재진행하게 된다.

상기와 같은 방법에 의해 길이를 가지는 아연도금강관(10)은 복잡한 형상으로 벤딩되며, 이렇게 벤딩된 아연도금강관(10)은 후술하는 화학 처리 단계(S30)를 통해 양측 선단 부분에 도금된 아연이 제거된다.

c. 화학 처리 단계(S30)

이 단계는 벤딩 단계(S20)에서 아연도금강관(10)이 제품의 형상에 맞추어 벤딩되고 나면, 도 3에서와 같이 아연도금강관(10)의 선단 부분을 수조(30)에 담가 도금된 아연을 제거하여 강관의 표면이 외부로 노출되도록 하는 것으로, 이때 수조(30)에는 염산이 수용된다.

이는 염산이 담긴 수조(30)에 아연도금강관(10)을 삽입하면, 아래의 화학식 1에서와 같이 아연과 염산이 염화아연과 수소로 변하면서 강관에 도금된 아연이 제거되는 방식이다.

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H2

그러나 위 과정에서 아연이 염화아연으로 변하면서 아연 도금이 제거되면서 노출되는 철이 아래의 수학식 2에서와 같이 염화철과 수소로 변하면서 부식될 수 있고, 따라서 본 발명에서는 염산에 부식억제제가 포함되는 것이 바람직하다.

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H2

이때 부식억제제(corrosion inhibiter)는 금속의 녹 또는 부식을 억제하는 성질이 있는 무기 화합물 및 유기 화합물로서, 폴리인산염, 크롬산염으로 대표되는 무기계 억제제는 음극반응이 용존 산소의 환원반응인 경우에 흔히 사용되고, 아민류로 대표되는 유기계 억제제는 산성 용액 중에서 많이 사용되며 금속 표면에 대한 흡착 혹은 금속 이온과의 반응에 의한 피막형성으로 부식 억제 효과를 나타내는 것으로, 본 발명에서는 유기계 억제제가 사용된다.

또한, 본 발명에서는 부식억제제는 염산 대비 0.1 ~ 0.5중량%가 혼합되는 것이 바람직한데, 이는 부식억제제가 염산 대비 0.1중량%이하로 혼합되면 부식억제 성능이 떨어지고, 염산대비 0.5중량%이상이 혼합되면, 부식억제 성능에 큰 변화를 기대할 수 없음과 동시에 상대적으로 염산에 의해 아연이 제거되는 효율이 떨어지는 것에서 기인한 것이다.

d. 용접 단계(S40)

이 단계는 화학 처리 단계(S30)에서 아연도금강관(10)의 선단 부분에 도 4에서와 같이 아연도금제거부(11)가 형성되고 나면, 그 선단 부분에 체결부(20)를 맞대어 용접하는 것으로, 본 발명에 따른 체결부(20)는 아연도금강관(10)의 선단에 접촉되는 체결구(21)와, 체결구(21)의 일측면으로부터 돌출 형성되고, 외주면에 나사산이 형성되는 볼트(22)가 일체로 형성된 것이 사용된다.

이에 의해 도 4에서와 같이 체결구(21)와 아연도금제거부(11)의 외주면에는 용접부(W)가 형성되면서 체결부(20)가 아연도금강관(10)의 선단 부분에 강건하게 용접된다.

e. 도료 페인팅 단계(S50)

이 단계는 용접 단계(S40)에서 체결부(20)가 아연도금제거부(11)에 용접되고 나면, 도 5에서와 같이 아연도금제거부(11)를 향하여 스프레이건(40) 등을 이용하여 도료액(페인트, 에나멜, 금속 산화 방지 도료)을 고압 분사함으로써 아연도금제거부(11)를 코팅하는 것으로, 이때 고압 분사되는 코팅액이 아연도금제거부(11)에 한정되어 코팅될 수 있도록, 아연 도금 부분과 아연도금제거부(11)의 경계를 따라 테이핑(TP)되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 아연도금제거부(11)가 아연 코팅액에 의해 코팅되어 건조되고 나면, 테이핑(TP)이 제거된다.

이상과 같이 본 발명은 아연도금강관을 사용하기 때문에 강관을 전체적으로 도금 또는 코팅하는 작업이 요구되지 않고, 이에 따라 도금작업과 같이 상대적으로 고가의 전용장비와 작업공간이 요구되지 않기 때문에 제조비용과 인건비 등의 비용이 대폭 절감되며, 제품의 품질도 향상된다.

10: 아연도금강관 11: 아연도금제거부
20: 체결부 21: 체결구
22: 볼트 30: 수조
40: 스프레이건 100: 벤딩기
110: 본체 120: 레일
130: 이동블록 140: 스핀들
150: 고정척 160: 지지축
170: 고정블록 180: 회전대
181: 회전가압블록 190: 제어부
C: 도료 페인팅부 TP: 테이핑
W: 용접부

Claims

외주면에 아연도금처리된 일정 길이의 아연도금강관(10)을 준비하는 아연도금강관 준비 단계(S10)와;
준비된 아연도금강관(10)을 규격에 맞추어 벤딩기(100)를 이용하여 성형하는 벤딩 단계(S20)와;
상기 벤딩 단계(S20)에서 벤딩된 상기 아연도금강관(10)의 선단 부분을 염산이 담긴 수조(30)에 담가 선단 부분에 도금된 아연을 제거하는 화학 처리 단계(S30)와;
상기 화학 처리 단계(S30)에서 아연 도금이 제거된 선단 부분에 체결부(20)를 맞대어 용접하는 용접 단계(S40) 및;
상기 용접 단계(S40)에서 체결부(20)가 용접된 선단 부분을 도료로 페인팅하는 도료 페인팅 단계(S50)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스틸 체결구가 용접된 유체 배관용 아연도금강관 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 수조(30)에 수용된 염산에는 아연 도금이 제거되는 과정에서 강관의 철이 부식되는 것을 방지되지 하기 위해 부식억제제가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 스틸 체결구가 용접된 유체 배관용 아연도금강관 제조방법.
청구항 2에 있어서,
상기 부식억제제는 염산 대비 0.1 ~ 0.5중량%가 혼합되는 것을 특징으로 하는 스틸 체결구가 용접된 유체 배관용 아연도금강관 제조방법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 도료 페인팅 단계(S50)에서는 스프레이 분사되는 도료 코팅액이 아연 도금 부분에 분사되는 것을 방지하기 위해 아연 도금이 제거된 부분과 아연 도금 부분의 경계를 따라 테이핑(TP)되는 것을 특징으로 하는 스틸 체결구가 용접된 유체 배관용 아연도금강관 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 체결부(20)는 상기 아연도금강관(10)의 선단에 접촉되는 체결구(21)와, 상기 체결구(21)의 일측면으로부터 돌출 형성되고, 외주면에 나사산이 형성되는 볼트(22)가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 스틸 체결구가 용접된 유체 배관용 아연도금강관 제조방법.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 벤딩기(100)는,
직사각형의 길이를 가지는 본체(110)와;
상기 본체(110)의 상면에 길이를 따라 설치되는 한 쌍의 레일(120)과:
상기 한 쌍의 레일(120)을 따라 슬라이딩 이동되는 이동블록(130)과;
상기 이동블록(130)에 설치되어 선택적으로 회전 동작되는 스핀들(140)과;
상기 스핀들(140)의 선단에 설치되어 상기 아연도금강관(10)의 일단이 삽입되어 고정되는 고정척(150)과;
상기 본체(110)의 일측에 설치되며, 상기 고정척(150)에 설치 고정된 상기 아연도금강관(10)의 일측면을 지지하는 지지축(160)과;
상기 지지축(160)과 대향된 위치에 설치되어 상기 아연도금강관(10)의 타측면을 선택적으로 가압하여 상기 아연도금강관(10)을 고정하는 고정블록(170)과;
상기 지지축(160)을 중심으로 90°회전 동작되어 상기 지지축(160)을 중심으로 상기 아연도금강관(10)을 벤딩하는 회전대(180) 및;
상기 스핀들(140)과 고정척(150)과 고정블록(170) 및 회전대(180)의 동작을 제어하는 제어부(190)로 구성되고,

상기 회전대(180)의 상부에는 상기 회전대(180)가 회전 동작될 때, 상기 아연도금강관(10)을 가압하는 회전가압블록(181)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 스틸 체결구가 용접된 유체 배관용 아연도금강관 제조방법.