KR102235291B1 - 강관 제조 방법 - Google Patents

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강호철
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메탈솔루션즈 주식회사
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Abstract

본 발명은 강관 제조 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 제조 방법은, 강판 모재를 소정의 성형하는 성형 단계, 성형된 강판 모재의 양 모서리를 용접하여 강관을 형성하는 용접 단계, 강관을 냉각하는 냉각 단계, 냉각된 강관을 사전 설정된 형상으로 가공하는 사이징 단계 및 강관을 소정의 길이로 자르는 절단 단계를 포함한다. 또한, 본 실시예에 따른 강관 제조 방법은, 절단 단계 이전에 강관에 고주파 열처리를 수행하는 열처리 단계 및 열처리 단계 이전에 강관 내부에 고인 냉각수를 제거하는 냉각수 제거 단계를 더 포함한다.

Description

강관 제조 방법{MANUFACTURING METHOD FOR STEEL PIPE}
본 발명은 강관 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 강관의 절단 공전 전 열처리를 진행하여 생산성을 향상시킬 수 있는 강관 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 강관은 건설, 자동차, 가전 등 다양한 산업에서 사용되고 있다. 이러한 강관은 강철 모재를 원통형, 사각기둥 등의 형상을 이루도록 가공한 후 접합 부분을 용접하는 방식으로 제작된다. 강관은 강관 제조 과정에서 접합 부분을 용접하는 방식에 따라 가스용접 강관, 서브머지드아크용접(SAW, Submerged Arc Welding) 강관, 전기저항용접(ERW, Electric Resistance Welding) 강관 등으로 분류될 수 있다.
이 중 강관 생산량의 대부분을 차지하는 전기저항용접 강관은 전기 유도 방식으로 열을 발생시켜 접합부를 용접한다. 보다 구체적으로, 원형 형상으로 성형된 금속 모재의 양쪽 끝 접합부에 전기저항 또는 전기유도를 통해 저항열을 발생시키며, 이러한 저항열을 이용하여 접합부를 용접하게 된다. 이후, 용접된 접합부 즉, 용접비드 부분에 국소 열처리를 통하여 기계적 특성을 향상시킬 수 있다.
특허문헌 1(등록특허공보 제10-0761730호)을 참조하면, 전기저항용접 강관을 열처리함에 있어서, 용접부에 국부적인 열처리를 수행함으로써, 용접 접합부의 잔류응력을 제거하고 균일한 금속조직과 향상된 기계적 특성을 확보하는 기술이 알려져 있다.
용접 및 국소 열처리 공정이 진행된 후, 강관은 냉각 공정, 사이징 공정 및 절단 공정을 거치게 된다. 그리고 절단 공정을 통해 강관을 소정의 크기로 절단한 이후에는 강관 내부의 잔류 응력을 제거하면서 기계적 특성을 향상시키기 위하여 강관 전체에 뜨임(tempering), 담금질(quenching)과 같은 열처리 공정을 진행한다.
그러나 이러한 종래의 강관 제조 공정에 따르면, 강관을 소정의 크기로 절단한 이후 기계적 특성을 부여하기 위한 열처리를 진행함에 따라 열처리 공정이 연속적으로 수행되지 못하게 되고, 이에 따라 강관의 생산성이 저하되는 문제가 있었다.
등록특허공보 제10-0761730호(2007.09.28)
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 강관 제조 공정에서 용관의 열처리 공정을 연속공정으로 수행하여 생산성을 향상시킬 수 있는 강관 제조 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 강관의 절단 공정 전 강관의 열처리 공정을 수행함에 있어서, 앞선 용접 공정 등에 의해 강관 내부로 유입되어 고인 냉각수에 의한 안전 사고의 발생을 방지하는 것에 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 강관 제조 방법은, 강판 모재를 소정의 형상으로 성형하는 성형 단계, 성형된 강판 모재의 양 모서리를 용접하여 강관을 형성하는 용접 단계, 강관을 냉각하는 냉각 단계, 냉각된 강관을 사전 설정된 형상으로 가공하는 사이징 단계 및 강관을 소정의 길이로 자르는 절단 단계를 포함한다. 또한, 본 실시예에 따른 강관 제조 방법은, 절단 단계 이전에 강관에 고주파 열처리를 수행하는 열처리 단계 및 열처리 단계 이전에 강관 내부에 고인 냉각수를 제거하는 냉각수 제거 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 냉각수 제거 단계는 강관을 지표면에 대해 사전 설정된 각도로 기울이는 틸팅 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 냉각수 제거 단계는 강관의 내부와 외부를 연통하도록 지표면을 향하는 위치에 복수의 홀을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 여기에서, 복수의 홀은 강관의 길이 방향으로 일정한 간격을 두고 형성될 수 있으며, 절단 단계에서는 복수의 홀이 형성된 위치에서 강관을 절단할 수 있다. 또한, 복수의 홀은 강관의 원주 방향을 따라 형성될 수 있으며, 복수의 홀의 길이는 강관의 둘레의 1/3 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 열처리 단계에서는 강관의 둘레 방향을 따라 균일하게 열을 가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 강관 제조 방법은, 용접 단계와 냉각 단계 사이에서 용접 단계에서 형성된 용접비드 부분에 국소적으로 열처리를 하는 국소 열처리 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 열처리 단계는 냉각 단계와 사이징 단계 사이에 수행될 수 있으며, 냉각수 제거 단계는 냉각 단계와 열처리 단계 사이에 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 열처리 단계는 사이징 단계 이후에 수행될 수 있으며, 냉각수 제거 단계는 사이징 단계와 열처리 단계 사이에 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 강관 제조 공정에서 강관을 제품 단위로 절단한 후 절단된 개별 강관에 대해 열처리를 수행하는 것이 아니라 절단 공정 이전에 열처리를 연속 공정으로 수행할 수 있다. 이로 인해, 강관의 강도 및 성형성을 확보하면서도 생산성을 현저히 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기 수행된 공정에 의해 강관 내부에 유입되어 고인 냉각수를 제거한 후 열처리를 수행함으로써, 열처리 과정에서 냉각수가 폭발적으로 기화하여 발생할 수 있는 안전 사고를 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 제조 방법을 순차적으로 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 제조 과정에서 냉각수 제거를 위해 복수의 홀이 형성된 강관을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 제조 과정에서 냉각수 제거를 위해 틸팅된 강관을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 제조 과정에서 절단 단계가 수행된 강관을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 강관 제조 방법을 순차적으로 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 본 발명과 관계없는 부분의 설명은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일/유사한 구성요소에 대해서는 동일/유사한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기, 두께, 위치 등은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 즉, 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있으며, 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 제조 방법을 순차적으로 나타내는 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 제조 방법은 성형 단계(S110), 용접 단계(S120), 냉각 단계(S130), 사이징 단계(S140), 냉각수 제거 단계(S150), 열처리 단계(S160) 및 절단 단계(S170)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 강관 제조 방법 이전에는 강판 모재에 대한 전처리 단계가 이루어질 수 있다. 전처리 단계에서는 언코일링(uncoiling), 레벨링(leveling) 및 에지 밀링(edge milling) 공정이 수행될 수 있다. 언코일링 공정은 감겨진 상태로 공급된 강판 모재를 순차적으로 풀어주는 공정이고, 레벨링 공정은 언코일링 공정을 통해 풀어진 강판 모재를 다수의 압연롤을 이용하여 강판 모재의 상측 및 하측에서 가압함으로써 평탄하게 펴주는 공정이다. 그리고 에지 밀링 공정은 평탄화된 강판 모재의 양측 모서리를 절삭하여 강판 모재가 사전 설정된 폭을 갖도록 하는 공정이다. 전처리 단계에서는 이외에도 언코일링 공정을 통해 풀어진 강판 모재를 재차 감는 리코일링 공정이 이루어질 수 있으며, 언코일링 공정과 리코일링 공정은 교대로 반복하여 수행될 수 있다. 또한, 에지 밀링 공정 이후에는 절삭된 양측 모서리 부분을 다듬는 사이드 트리밍(side trimming) 공정이 추가적으로 수행될 수 있다.
본 실시예에 따른 성형 단계(S110)에서는 전처리 단계를 통해 준비된 강판 모재를 원통형 형상으로 성형한다. 구체적으로, 성형 단계(S110)에서 강판 모재는 강판 모재의 길이 방향(즉, 강판 모재의 반송 방향)과 교차하는 강판 모재의 폭 방향으로 감겨진다. 즉, 강판 모재는 성형 단계(S110)를 거치면서 강판 모재의 폭 방향의 양측 모서리가 서로 마주하도록 원통형으로 말아지게 된다.
여기서, 서로 마주하는 양측 모서리 부분은 후술하는 용접 단계에서 접합이 이루어지는 접합부가 된다. 접합부는 강판 모재의 길이 방향으로 곧게 연장될 수 있다. 이와 달리, 접합부는 원통 형상의 강판 모재의 외주에서 나사선을 이루면서 길이 방향으로 연장될 수도 있다.
한편, 본 발명은 강판 모재가 원통 형상으로 형성되는 것에 한정되는 것은 아니며, 강판 모재는 다각형이나 기타 다른 형상의 단면을 갖도록 성형될 수 있다. 예를 들어, 강판 모재를 강판 모재의 폭 방향으로 복수회 접는 방식으로 사각형 형상의 단면을 갖도록 성형하는 것도 가능하다. 본 실시예에 따른 용접 단계(S120)에서는 성형 단계(S110)를 거친 강판 모재의 접합부를 용접하여 강관(100)을 형성한다. 용접 단계(S120)에서의 용접은 전기저항용접으로 수행할 수 있다. 전기저항용접은 양측 모서리에 전자기파 또는 전류를 가하여 발생하는 열을 이용하는 용접 방법으로서, 이러한 전기저항용접은 주지된 기술이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 한편, 본 발명은 전기저항용접으로 제작되는 전기저항용접 강관의 제조 방법에 한정되는 것은 아니며, 서브머지드아크용접으로 제작된 서브머지드아크용접 강관, 아크 용접으로 제작된 아크용접 강관 등 다른 공지의 용접 강관의 제조 방법에도 적용 가능하다.
용접 단계(S120)는 용접 과정에서 발생하는 용접비드를 고용화하여 용접비드 부분의 기계적 특성을 향상시키는 국소 열처리 단계(S121)를 더 포함할 수 있다. 국소 열처리 단계(S121)는 후술하는 열처리 단계(S160)와 구별되는 별개의 공정으로서, 접합부의 용접 과정에서 발생하는 용접비드 및 이와 인접한 부분에 대해서만 열처리가 이루어지게 된다. 이러한 국소 열처리 단계(S121)를 통하여, 용접 과정에서 생성된 용접비드 부분의 잔류 응력을 제거하고, 강판 모재와 유사한 금속조직 및 향상된 기계적 특성을 확보할 수 있게 된다.
본 실시예에 따른 냉각 단계(S130)에서는 가열된 강관(100)의 냉각을 수행한다. 상술한 성형 단계(S110), 용접 단계(S120) 및 국소 열처리 단계(S121) 등을 거치면서 강관(100)에 많은 열이 가해져 열 변형이 발생할 수 있게 된다. 이에, 본 실시예에 따른 냉각 단계(S130)에서는 공랭 또는 수냉을 통해 강관(100)을 식혀 준다.
본 실시예에 따른 사이징 단계(S140)에서는 냉각된 강관(100)을 사전 설정된 형상으로 가공한다. 예를 들어, 사이징 단계(S140)를 통해 원형 강관의 외경 치수 정밀도를 높일 수 있고, 강관의 단면을 타원, 삼각형, 사각형 기타 다각형 등 원하는 형상으로 가공할 수 있다.
종래의 강관 제조 방법에서는 냉각 및 사이징 이후 절단 공정을 통해 원하는 길이로 제품을 자르고, 이후 강도 및 내구성 향상을 위해 절단된 각 단위 제품별로 열처리를 수행하였다. 이 경우, 소정의 길이로 절단된 단위 강관(100')에 대해 각각 열처리를 진행함에 따라 생산성이 저하될 수 있다.
이러한 종래 기술의 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 냉각 및 사이징 이후 강관을 사전 설정된 길이로 절단하기 전에 강관(100) 전체에 대한 열처리 공정을 수행한다. 다만, 강관의 제조 공정 중 용접 공정, 열처리 공정 등에서 열변형을 방지하기 위해 지속적으로 뿌려진 냉각수가 강관 안에 그대로 고여 있게 되고, 고주파 열처리 과정에서 강관 안에 고여 있는 냉각수가 폭발적으로 기화하면서 안전 사고가 발생할 수 있기에, 열처리 공정과 동시에 또는 그 전에 냉각수를 제거하는 공정을 수행한다.
이처럼, 본 실시예에서는 냉각 단계(S130) 및 사이징 단계(S140) 이후에 냉각수 제거 단계(S150)를 수행한다. 냉각수 제거 단계(S150)에서는 성형, 용접, 국소 열처리, 냉각 등을 거치면서 강관(100) 내부로 유입되어 고이게 된 냉각수를 제거한다.
냉각수 제거 단계(S150)는 강관의 내부와 외부를 연통하도록 지표면을 향하는 위치에 복수의 홀을 형성하는 단계(노칭 단계; S151)를 포함할 수 있고, 이와 함께 또는 이와 별개로 강관을 지표면에 대해 사전 설정된 각도로 기울이는 틸팅 단계(S152)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 제조 과정에서 냉각수 제거를 위해 복수의 홀이 형성된 강관을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 제조 과정에서 냉각수 제거를 위해 틸팅된 강관을 개략적으로 나타내는 도면이다. 이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 냉각수 제거 단계(S150)를 상세히 설명한다.
냉각수 제거 단계(S150) 중 노칭 단계(S151)에서는 강관(100)의 외부로 냉각수를 배수하기 위하여 복수의 홀을 형성한다. 구체적으로, 노칭 단계(S151)에서는 강관(100)의 지표면을 향하는 위치에 강관의 내부와 외부를 연통하도록 복수의 홀(101)을 형성한다. 이에 따라, 용접, 국소 열처리 등을 거치면서 강관(100) 내부에 고이게 된 냉각수가 복수의 홀(10)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
도 2의 (a)를 참조하면, 복수의 홀(101)은 강관(100)의 길이 방향을 따라 사전 설정된 간격(L1)을 두고 형성될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 인접한 복수의 홀(101) 사이의 간격(L1)은 최종적으로 제조되는 단위 강관(100')의 길이와 실질적으로 동일하게 설정할 수 있다.
복수의 홀(101)은, 예를 들어 강관(100)의 길이 방향과 나란한 축을 기준으로 회전하는 회전 날에 의해 절삭되는 방식으로 형성될 수 있다. 이 경우, 복수의 회전 날이 설치되어 복수의 홀(101)이 동시에 절삭, 형성될 수 있으나, 하나의 회전 날이 순차적으로 절삭하는 방식으로 복수의 홀(101)이 형성될 수도 있다. 다만, 복수의 홀(101)을 형성하는 방법이 이에 한정되는 것은 아니며, 공지의 다른 방식으로 홀을 형성하는 것도 가능할 것이다.
이와 같이 형성되는 복수의 홀(101)은 강관(100)의 길이 방향의 폭(t)을 갖도록 형성될 수 있다. 여기서, 복수의 홀(101)의 폭(t)은 회전 날의 두께와 실질적으로 동일할 수 있다.
복수의 홀(101)은 강관(100)의 원주 방향을 따라 길게 형성될 수 있다. 도 2의 (b)를 참조하면, 원주 방향을 따른 복수의 홀(101)의 길이(R1)는 절삭되지 않은 나머지 부분의 길이(R2)의 절반 이하일 수 있다. 다시 말해, 복수의 홀(101)은 강관(100)의 원주 대비 1/3 이하의 비율을 갖도록 형성될 수 있다. 이는 복수의 홀(101)을 형성하는 과정에서 소정의 냉각수를 추가로 투입하지 않더라도 고여져 있는 냉각수로 인해 절삭 날 및 강관(100)의 절삭 부위를 식힐 수 있는 최대의 비율이다. 복수의 홀(101)의 원주 방향 길이를 상기 비율을 보다 크게 형성하는 경우에는 홀의 형성을 위한 공정에 많은 시간이 소요될 수 있으며, 홀이 형성된 부위의 강도가 현저히 낮아져 후술하는 틸팅 과정에서 응력이 발생하는 경우 파손에 취약하게 된다.
냉각수 제거 단계(S150) 중 틸팅 단계(S152)에서는 강관(100)의 외부로 냉각수를 배수하기 위해 강관(100)을 지표면에 대해 사전 설정된 각도로 기울인다.
일반적으로 강관 제조 과정에서는 강관(100)이 지표면과 나란한 방향으로 이동되며 공정이 순차적으로 진행된다. 이 경우, 용접, 국소 열처리 등을 거치면서 강관(100) 내부에 유입되고 고이는 냉각수를 원활히 배출할 수 없기에, 본 실시예에서는 냉각 단계(S130) 및 사이징 단계(S140)를 거친 강관(100)을 지표면에 대해 경사지게 하여 냉각수가 강관(100)의 경사를 따라 흘러 배출되도록 한다. 즉, 강관(100)이 중력 방향과 수직으로 교차하는 지표면에 대해 구배를 이루도록 한다.
다만, 이와 같이 강관(100)을 지표면에 대해 경사지게 하는 경우, 연속적으로 이어진 강관(100) 표면에 응력이 발생할 수 있다. 도 3을 참조하면, 강관(100)이 지표면에 나란히 배열되어 이동하는 왼쪽 부분에서 구배가 시작되는 부분에서는 강관(100)을 위쪽 방향으로 구부리는 듯한 힘이 작용할 수 있다. 이와 반대로, 구배가 종료되어 강관(100)이 지표면에 나란히 배열되어 이동하는 오른쪽 부분에서는 강관(100)을 아래쪽 방향으로 구부리는 힘이 작용할 수 있다.
이에 따라, 강관(100)의 경사가 변화하는 구간에서 응력이 작용하게 되며, 이러한 응력이 강관의 항복강도 보다 높은 경우에는 영구 변형 내지 크랙이 발생할 수 있다. 특히, 복수의 홀(101)이 형성된 부위에 응력이 집중되어 크랙이 발생할 수 있다. 이 경우, 제품 품질이 저하될 뿐만 아니라 생산성도 저하되는바, 본 실시예에서는 이를 고려하여 틸팅 단계에서의 강관(100)의 지표면에 대한 경사각(α)을 설정한다. 즉, 경사가 변하는 부분, 특히 홀이 형성되는 부분에서의 항복강도보다 낮은 응력이 작용될 수 있도록, 경사각(α)은 강관(100)의 항복강도에 상응하는 응력이 작용할 때의 경사각보다 작게 설정한다.
한편, 도시된 바에 따르면, 강관(100)이 공정 진행 방향을 따라 상향 경사지는 것으로 표현되어 있다. 이 경우, 강관(100) 내부의 잔여 냉각수는 공정 진행 방향과 반대 방향으로 흐르게 된다. 이를 통해, 틸팅 단계(S152) 이후에 진행되는 열처리 단계(S160)에 진입하는 강관(100) 내부의 잔여 냉각수를 최소화될 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 강관(100)이 공정 진행 방향을 따라 하향 경사지도록 하는 것도 가능하다.
도 3에 도시된 실시예에서는 복수의 홀(101)이 형성된 강관(100)을 틸팅하는 것으로 도시되었으나, 이와 달리 홀을 형성하지 않고 강관(100)의 진행 방향으로 구배를 두는 것만으로 냉각수를 제거하는 것도 가능하다. 물론, 강관(100)의 진행 방향으로 구배를 두지 않고 복수의 홀을 형성하는 것만으로 배수하는 것도 가능할 것이다.
이와 같은 냉각수 제거 단계(S150)가 수행된 후, 열처리 단계(S160)가 수행된다. 예를 들어, 열처리 단계(S160)에서는 뜨임(tempering)이 이루어져 강관(100)의 인성을 증가시킬 수 있다. 또는, 열처리 단계(S160)에서 코일을 이용한 고주파 열처리가 수행될 수도 있다.
다만, 본 열처리 단계(S160)는 앞서 설명한 국소 열처리 단계(S121)와 달리 강관(100) 전체에 대해 열처리가 이루어지는 공정이다. 즉, 열처리 단계(S160)에서는 강관(100)의 외주 방향을 따라 균일하게 열을 가하게 된다. 이를 통해, 강관(100)은 원주 방향으로 균일한 기계적 특성을 가질 수 있게 되고, 강도 및 성형성이 향상될 수 있게 된다.
무엇보다도, 열처리 단계(S160)가 절단 단계(S170) 이전에 이루어지므로, 강관 제조 공정을 연속적으로 수행할 수 있어 생산성이 크게 향상될 수 있다.
열처리 단계(S160)가 완료된 이후에는 강관(100)을 소정의 길이로 절단하는 절단 단계(S170)가 수행된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 제조 과정에서 절단 단계가 수행된 강관을 개략적으로 나타내는 도면으로서, 이를 참조하면 절단 단계(S170)에서 강관(100)은 사전 설정된 길이(L2)로 절단될 수 있다. 즉, 사전 설정된 길이(L2)로 단위 강관(100')이 제작될 수 있다.
여기서, 사전 설정된 단위 강관(100')의 길이(L2)는 인접한 복수의 홀(101) 사이의 간격(L1)과 실질적으로 동일할 수 있다. 다시 말해, 절단 단계(S170)에서는 복수의 홀(101)이 형성된 지점을 기준으로 강관(100)을 절단할 수 있다. 이처럼, 냉각수 제거 단계(S150) 단계에서 형성된 복수의 홀(101)은 절단 단계(S170)에서 절단 위치를 안내하는 가이드로 활용될 수 있다. 또한, 미리 형성된 복수의 홀(101)을 활용하게 되므로 절단 단계(S170)의 공정 시간을 절감할 수 있다.
본 실시예에 따른 절단 단계(S170) 이후에는 단위 강관(100')에 대한 후처리가 이루어질 수 있다. 후처리 단계에서는 결함 여부나 규격 충족 여부를 판단하는 검사가 시행될 수 있다. 예를 들어, 강관 내부에 물을 충수하고 일정 압력으로 가압하여 누수 및 결함여부를 확인하는 수압 시험(hydrostatic test), 초음파를 이용하여 모재부 및 용접비드의 상태나 결함 유무를 검사하는 초음파 탐상 검사 등의 비파괴검사 공정이 수행될 수 있다. 또한, 후처리 단계에서는 방청유 도포와 같은 부식을 방지하기 위한 공정 및 최종 제품의 치수, 외관 상태를 확인하여 합부를 판정하고 수요자가 원하는 사양으로 포장하는 공정이 수행될 수도 있다. 후처리 단계에서는 이 밖에도 다양한 검사 및 공정이 추가될 수 있다.
이상 설명한 본 발명의 일 실시예에서는 사이징 단계(S140)와 절단 단계(S170) 사이에 냉각수 제거 단계(S150)와 열처리 단계(S160)가 수행된다. 하지만, 냉각수 제거 단계와 열처리 단계의 순서가 이와 달리 진행하는 것도 가능하다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 강관 제조 방법을 순차적으로 나타내는 순서도로서, 본 실시예에 따른 강관 제조 방법은 성형 단계(S210), 용접 단계(S220), 냉각 단계(S230), 냉각수 제거 단계(S240), 열처리 단계(S250), 사이징 단계(S260) 및 절단 단계(S270)를 포함한다. 본 실시예에서의 각 단계의 공정은 앞서 설명한 실시예에서의 각 단계의 공정과 유사하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전술한 실시예와 달리 열처리 단계(S250)가 냉각 단계(S230)와 사이징 단계(S260) 사이에 수행될 수 있다. 또한, 냉각수 제거 단계(S240)는 열처리 단계(S250)에 앞서 수행되어야 하는바, 냉각 단계(S240)와 열처리 단계(S250) 사이에 수행된다.
이러한 본 발명의 다른 실시예에 의하더라도 열처리 단계(S250)가 절단 단계(S270) 이전에 이루어지므로, 강관 제조 공정을 연속적으로 수행할 수 있어 생산성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 열처리 단계(S250) 전에 또는 이와 동시에 강관에 냉각수 배수를 위한 복수의 홀을 형성하는 노칭 단계(S241) 및/또는 냉각수 배수를 위해 강관에 구배를 형성하는 틸팅 단계(S242)를 수행함으로써, 열처리 과정에서 냉각수가 폭발적으로 기화하여 발생할 수 있는 안전 사고를 미연에 방지할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예들에 의해 설명하였으나, 상기 실시예는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 앞서 설명된 실시예들에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 강관
100': 단위 강관
101: 복수의 홀

Claims (9)

  1. 강판 모재를 소정의 형상으로 성형하는 성형 단계;
    성형된 강판 모재의 양 모서리를 용접하여 강관을 형성하는 용접 단계;
    상기 강관을 냉각하는 냉각 단계;
    냉각된 상기 강관을 사전 설정된 형상으로 가공하는 사이징 단계; 및
    상기 강관을 소정의 길이로 자르는 절단 단계를 포함하며,
    상기 절단 단계 이전에 상기 강관에 고주파 열처리를 수행하는 열처리 단계; 및
    상기 열처리 단계 이전에 상기 강관 내부에 고인 냉각수를 제거하는 냉각수 제거 단계를 더 포함하고,
    상기 냉각수 제거 단계는 상기 강관의 내부와 외부를 연통하도록 지표면을 향하는 위치에 복수의 홀을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 복수의 홀은 상기 강관의 길이 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되며, 상기 절단 단계에서는 상기 복수의 홀이 형성된 위치에서 상기 강관을 절단하는 강관 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각수 제거 단계는 상기 강관을 지표면에 대해 사전 설정된 각도로 기울이는 틸팅 단계를 포함하는, 강관 제조 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 홀은 상기 강관의 둘레 방향을 따라 형성되며,
    상기 복수의 홀의 길이는 상기 강관의 둘레의 1/3 이하인, 강관 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 열처리 단계에서는 상기 강관의 외주 방향을 따라 균일하게 열을 가하는, 강관 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 용접 단계와 상기 냉각 단계 사이에서, 상기 용접 단계에서 형성된 용접비드 부분에 국소적으로 열처리를 하는 단계를 더 포함하는 강관 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 열처리 단계는 상기 냉각 단계와 상기 사이징 단계 사이에 수행되며,
    상기 냉각수 제거 단계는 상기 냉각 단계와 상기 열처리 단계 사이에 수행되는, 강관 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 열처리 단계는 상기 사이징 단계 이후에 수행되며,
    상기 냉각수 제거 단계는 상기 사이징 단계와 상기 열처리 단계 사이에 수행되는, 강관 제조 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114871648A (zh) * 2022-05-24 2022-08-09 无锡伟力特新能源科技有限公司 一种高频焊接钢管焊后冷却循环装置
KR102441839B1 (ko) * 2021-06-23 2022-09-07 조의진 강관의 제조방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0466223A (ja) * 1990-07-03 1992-03-02 Shoichi Sasaki 鋼管の水切り方法及びその装置
KR100761730B1 (ko) 2006-08-29 2007-09-28 주식회사 포스코 전기저항 용접강관의 열처리 방법
KR20120013045A (ko) * 2010-08-04 2012-02-14 신한금속 주식회사 조관장치와 이를 이용한 조관 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0466223A (ja) * 1990-07-03 1992-03-02 Shoichi Sasaki 鋼管の水切り方法及びその装置
KR100761730B1 (ko) 2006-08-29 2007-09-28 주식회사 포스코 전기저항 용접강관의 열처리 방법
KR20120013045A (ko) * 2010-08-04 2012-02-14 신한금속 주식회사 조관장치와 이를 이용한 조관 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102441839B1 (ko) * 2021-06-23 2022-09-07 조의진 강관의 제조방법
CN114871648A (zh) * 2022-05-24 2022-08-09 无锡伟力特新能源科技有限公司 一种高频焊接钢管焊后冷却循环装置

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