KR102247418B1 - 동합금 스테인리스 배관과, 이를 포함하는 공기 조화기 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 동합금 스테인리스 배관과, 이를 포함하는 공기 조화기 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 동합금 스테인리스 배관에는, 배관 모재와 상기 구리 도금층의 사이의 경계면을 형성하는 재결정층이 포함되어, 배관 모재와 구리 도금층의 결합력을 증대시킨다. 따라서, 구리 도금층의 박리를 방지하고 배관의 내식성을 증가할 수 있다. 그리고, 상기 재결정층은 금속간 화합물(inter-metallic compound)로 구성될 수 있다.

Description

동합금 스테인리스 배관과, 이를 포함하는 공기 조화기 및 그 제조방법 {Stainless tube having copper alloy, air conditioner including the same and a method for manufacturing the same}
본 발명은 동합금 스테인리스 배관과, 이를 포함하는 공기 조화기 및 그 제조방법에 관한 것이다.
공기 조화기는 냉매의 상변화 사이클을 이용하여 실내로 따뜻한 공기 또는 차가운 공기를 공급하는 장치로 정의될 수 있다.
상세히, 상기 냉매의 상변화 사이클은, 저온 저압의 기상 냉매를 고온 고압의 기상 냉매로 압축하는 압축기와, 상기 압축기에 의하여 압축된 고온 고압의 기상 냉매를 고온 고압의 액상 냉매로 상변화시키는 응축기와, 상기 응축기를 통과한 고온 고압의 액상 냉매를 저온 저압의 2상 냉매로 팽창시키는 팽창변과, 상기 팽창변을 통과한 저온 저압의 2상 냉매를 저온 저압의 기상 냉매로 상변화시키는 증발기를 포함할 수 있다.
상기 냉매의 상변화 사이클이 차가운 공기를 공급하는 장치로 작동하는 경우, 상기 응축기는 실외에 배치되고, 상기 증발기는 실내에 배치된다. 그리고, 상기 압축기, 응축기, 팽창변, 및 증발기는 냉매 배관에 의하여 연결되어, 냉매 순환 폐회로를 구성한다.
상기 냉매 배관은 일반적으로 구리 소재의 동(Cu) 배관이 많이 사용되고 있으나, 상기 동 배관은 몇가지 문제점을 안고 있다.
첫째, 냉매로서 물이 사용되는 전열교환기에 상기 동 배관이 사용될 경우, 배관의 내주면에 스케일(scale)이 누적되어, 배관의 신뢰성에 악영향을 줄 수 있다. 즉, 상기 동 배관의 내주면에 스케일이 누적되면 관 내주면을 씻어내는 세관 작업이 필요하거나, 관 교체 작업이 필요할 수 있다.
둘째, 동 배관은 고압을 견딜 수 있는 내압 특성을 충분히 가지지 못하는 단점이 있다. 특히 압축기에 의하여 고압으로 압축되는 냉매, 예컨대 R410a, R22,R32와 같은 신냉매가 적용되는 냉매 순환 사이클에 상기 동 배관이 적용될 경우, 냉매 사이클의 운전 시간이 누적됨에 따라 고압을 견디지 못하고 파손될 우려가 있다.
또한, 시장에서 구리 가격이 상대적으로 높고 가격 변동이 심하기 때문에, 동 배관을 사용하기에 어려움이 따른다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여 최근에는 스테인리스 강관이 동 배관을 대체할 수 있는 새로운 수단으로 떠오르고 있다.
스테인리스 강관은 스테인리스강 소재로 이루어지며, 동 배관에 비하여 강한 내식성을 가지며, 동 배관보다 가격이 저렴한 장점이 있다. 그리고, 스테인리스 강관은 동 배관에 비하여 강도와 경도가 크기 때문에, 진동 및 소음의 흡수 능력이 동 배관에 비하여 뛰어난 장점이 있다.
또한, 스테인리스 강관은 동 배관에 비하여 내압 특성이 좋기 때문에, 고압에도 파손 염려가 없다.
따라서, 공기 조화기에 사용되는 배관 중 일부의 배관은 스테인리스 강관으로 구성되며, 상기 스테인리스 강관은 동 커넥터를 통하여 나머지 동 배관과 용접을 통하여 접합될 수 있다. 그러나, 상기 동 커넥터가 사용되는 경우, 공기 조화기의 운전중에 발생되는 진동등에 의하여 상기 동 커넥터가 스테인리스 강관 또는 동 배관으로부터 분리되는 문제점이 발생하였다.
이를 해결하기 위하여, 스테인리스 강관의 표면에 구리를 도금하는 방안을 고려하였으나, 단순히 구리를 도금하는 것은 구리가 스테인리스 강관의 표면에 이온 결합될 뿐이어서 쉽게 박리될 수 있다는 문제점이 있었다.
한국등록특허공보 제10-1827577호(2018년02월02일)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 스테인리스 강관으로 구성된 모재의 표면에 구리 도금이 안정적으로 결합될 수 있는 동합금 스테인리스 배관을 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 상기 모재의 표면에 구리 도금을 수행한 후, 열처리를 통하여 도금층과 모재의 표면 사이에 재결정층이 형성되어, 도금층의 박리를 방지할 수 있는 동합금 스테인리스 배관을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 스테인리스 강관의 입계부식을 방지하기 위한 열처리 온도를 결정하고, 결정된 열처리 온도환경 하에서 열처리를 수행할 수 있는 동합금 스테인리스 배관을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 동배관 수준의 연성을 확보하여 가공성이 개선되는 연성 스테인리스 강관을 모재로 사용하는, 동합금 스테인리스 배관을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 동배관 이상의 강도와 경도를 구비하는 스테인리스 강관을 모재로 사용하는, 동합금 스테인리스 배관을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 동합금 스테인리스 배관에는, 배관 모재와 상기 구리 도금층의 사이의 경계면을 형성하는 재결정층이 포함되어, 배관 모재와 구리 도금층의 결합력을 증대시킨다. 따라서, 구리 도금층의 박리를 방지하고 배관의 내식성을 증가할 수 있다.
상기 재결정층은 금속간 화합물(inter-metallic compound)로 구성될 수 있다.
상기 금속간 화합물에는, 적어도 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 및 니켈(Ni)이 포함된다.
상기 재결정층은 상기 배관 모재로부터 상기 구리 도금층을 향하는 반경 방향으로 금속성분의 확산이 이루어지는 확산층을 구성한다.
상기 재결정층에서 상기 크롬(Cr), 철(Fe) 및 니켈(Ni)의 중량비는, 상기 배관 모재로부터 상기 구리 도금층을 향할수록 선형 감소할 수 있다.
상기 재결정층에서 상기 구리(Cu)의 중량비는, 상기 배관 모재로부터 상기 구리 도금층을 향할수록 선형 증가할 수 있다.
상기 재결정층의 반경방향 두께는 0.18~0.22μm의 두께를 형성할 수 있다.
상기 구리 도금층에는, 시안화 동도금층 또는 황산화 동도금층이 포함될 수 있다.
상기 재결정층은, 상기 배관 모재에 상기 구리 도금층이 구비된 상태에서, 열처리를 통하여 구성된다.
다른 측면에 따른 공기 조화기에는, 흡입배관 및 토출배관이 포함되고, 상기 흡입배관 또는 토출배관은 동합금 스테인리스 배관과 구리 배관이 용접하여 구성되어, 배관의 연결이 용이하다.
상기 동합금 스테인리스 배관과 상기 구리 배관은 브레이징 용접될 수 있다.
상기 동합금 스테인리스 배관은 상기 구리 배관의 내측에 결합되며, 상기 동합금 스테인리스 배관과 상기 구리 배관의 사이에는, 용접부가 형성될 수 있다.
또 다른 측면에 따른 냉매 배관을 포함하는 공기 조화기를 제조하는 방법에 있어서, 스테인리스 강으로 구성된 배관 모재의 외면에 구리 도금을 수행하여 구리 도금층을 형성하는 단계; 및 상기 배관 모재 및 구리 도금층에 대한 열처리를 수행하여, 상기 배관 모재와 상기 구리 도금층의 사이에 재결정층을 형성하고 동합금 스테인리스 배관을 제조하는 단계가 포함된다.
상기 동합금 스테인리스 배관과 구리 배관을 용접하여, 상기 냉매 배관을 구성하는 단계가 더 포함된다.
상기한 해결수단에 의하면, 동합금 스테인리스 배관은, 스테인리스 강관으로 구성된 모재의 표면에 구리 도금이 안정적으로 결합될 수 있도록 구성된다.
특히, 상기 모재의 표면에 구리 도금을 수행한 후, 열처리를 통하여 도금층과 모재의 표면 사이에 재결정층이 형성되어, 도금층의 박리를 방지할 수 있다.
또한, 스테인리스 강관의 입계부식을 방지하기 위한 열처리 온도를 결정하고, 결정된 열처리 온도환경 하에서 열처리를 수행할 수 있으므로, 재결정층의 용이한 형성이 가능하다.
또한, 동배관 수준의 연성을 확보하여 가공성이 개선되는 연성 스테인리스 강관을 모재로 사용할 수 있으므로, 냉매배관의 설치편리성이 개선될 수 있다.
또한, 동배관 이상의 강도와 경도를 구비하는 스테인리스 강관을 모재로 사용하여, 냉매배관의 높은 신뢰성을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 냉동 사이클에 관한 선도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 압축기 주변의 배관구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 III-III'를 따라 절개한 단면도이다.
도 4는 도 2의 IV-IV'를 따라 절개한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 동합금 스테인리스 배관의 제조 및 동합금과의 용접공정을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 동합금 스테인리스 배관의 벤딩실험 결과에 대한 제 1 모습을 보여주는 사진이다.
도 6b는 종래의 일반 구리도금 스테인리스 배관의 벤딩실험 결과에 대한 제 1 모습을 보여주는 사진이다.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 동합금 스테인리스 배관의 벤딩실험 결과에 대한 제 2 모습을 보여주는 사진이다.
도 7b는 종래의 일반 구리도금 스테인리스 배관의 벤딩실험 결과에 대한 제 1 모습을 보여주는 사진이다.
도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 동합금 스테인리스 배관의 단면을 500배 확대한 모습을 보여주는 사진이다.
도 8b는 종래의 일반 구리도금 스테인리스 배관의 단면을 500배 확대한 모습을 보여주는 사진이다.
도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 동합금 스테인리스 배관의 단면을 SEM 장비를 이용하여 촬영한 사진이다.
도 9b는 종래의 일반 구리도금 스테인리스 배관의 단면을 EM 장비를 이용하여 촬영한 사진이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 동합금 스테인리스 배관의 성분분석 결과를 보여주는 그래프이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 냉동 사이클에 관한 선도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기(10)에는, 냉매가 순환하는 냉매 사이클을 운전하기 위하여, 실외기(20) 및 실내기(160)가 포함된다.
상기 실외기(20)에는, 냉매를 고압으로 압축하는 압축기(100) 및 상기 압축기(100)의 출구측에 배치되는 머플러(105)가 더 포함된다. 상기 머플러(105)는 상기 압축기(100)에서 토출된 고압의 냉매에서 발생되는 소음을 저감시킬 수 있다.
상기 실외기(20)에는, 상기 머플러(105)의 출구측에 배치되며 상기 압축기(100)에서 압축된 냉매의 유동방향을 전환하는 유동 조절밸브(110)가 더 포함된다. 일례로, 상기 유동 조절밸브(110)에는, 사방변(four-way valve)가 포함될 수 있다. 상세히, 상기 유동 조절밸브(110)에는, 상기 압축기(100)에서 압축된 고압의 냉매가 유입되는 제 1 포트(111), 상기 유동 조절밸브(110)로부터 실외 열교환기측으로 연장되는 배관에 연결되는 제 2 포트(112), 상기 유동 조절밸브(110)로부터 실내기(160)로 연장되는 배관에 연결되는 제 3 포트(113) 및 상기 유동 조절밸브(110)로부터 압축기(100)로 연장되는 배관에 연결되는 제 4 포트(114)가 포함된다.
상기 실외기(20)에는, 외기와 열교환 하는 실외 열교환기(120)가 더 포함된다. 상기 실외 열교환기(120)는 상기 유동 조절밸브(110)의 출구측에 배치된다. 그리고, 상기 실외 열교환기(120)에는, 열교환 배관(121) 및 상기 열교환 배관(121)을 지지하는 홀더(123)가 포함된다. 상기 실외 열교환기(120)의 일측에는, 상기 실외 열교환기(120)로 외기를 불어주는 실외 팬(125)이 더 포함된다.
상기 실외기(20)에는, 상기 유동 조절밸브(110)의 제 2 포트(112)에 연결되는 매니폴드(130) 및 상기 매니폴드(130)로부터 상기 실외 열교환기(120)로 연장되는 다수의 연결관(135)이 포함된다.
상기 실외기(20)에는, 상기 실외 열교환기(120)의 일측에 구비되는 분배기(140) 및 상기 분배기(140)로부터 상기 실외 열교환기(120)로 연장되는 다수의 캐필러리(142)가 더 포함된다. 각 캐필러리(142)는 상기 실외 열교환기(120)에 결합되는 분지관(145)에 연결될 수 있다.
상기 실외기(20)에는, 상기 실내기(160)에서 응축된 냉매를 감압하는 메인 팽창장치(155 및 상기 팽창장치(155)의 일측에 구비되며 냉매 중 이물을 분리시키는 스트레이너(156,158, strainer)가 더 포함된다.
상기 실외기(20)에는, 실내기(160)와 조립할 때 연결배관(171,172)이 접속되는 서비스 밸브(175,176)가 더 포함된다. 상기 연결배관(171,172)은 상기 실외기(20)와 상기 실내기(160)를 연결하는 배관으로서 이해될 수 있다. 상기 서비스 밸브(175,176)에는, 상기 실외기(20)의 일측에 구비되는 제 1 서비스밸브(175) 및 상기 실외기(20)의 타측에 구비되는 제 2 서비스밸브(176)가 포함된다.
그리고, 상기 연결배관(171,172)에는, 상기 제 1 서비스밸브(175)로부터 상기 실내기(160)로 연장되는 제 1 연결배관(171) 및 상기 제 2 서비스밸브(176)로부터 상기 실내기(160)로 연장되는 제 2 연결배관(172)이 포함된다.
상기 실외기(20)에는, 상기 압력센서(180)가 더 포함된다. 상기 압력센서(180)는 상기 유동 조절부(110)의 제 3 포트(113)로부터 상기 제 2 서비스밸브(176)로 연장되는 냉매배관에 설치될 수 있다. 냉방운전시, 상기 압력센서(180)는 상기 실내기(160)에 증발된 냉매의 압력, 즉 저압을 감지할 수 있다. 반면에, 상기 압력센서(180)는 상기 압축기(100)에서 압축된 냉매의 압력, 즉 고압을 감지할 수도 있다.
상기 실외기(20)에는, 상기 압축기(100)의 흡입측에 배치되어, 증발된 저압의 냉매 중 기상냉매를 분리하여 상기 압축기(100)로 제공하는 기액분리기(150)가 더 포함된다.
상기 실내기(160)에는, 실내 열교환기(미도시) 및 상기 실내 열교환기의 일측에 구비되어 실내 공기를 불어주는 실내 팬이 포함된다. 그리고, 상기 실내기(160)에는, 냉방운전시 응축냉매를 감압하는 실내 팽창장치가 더 포함될 수 있다. 그리고, 상기 실내 팽창장치에서 감압된 냉매는 상기 실내 열교환기에서 증발될 수 있다. 상기 실내기(160)는 제 1,2 연결배관(171,172)을 통하여 상기 실외기(20)에 연결될 수 있다.
상기 실외기(20)에는, 상기한 실외기(20)의 다수의 구성들을 연결하는 냉매 배관(300)이 더 포함된다. 상기 냉매 배관(300)은 동합금 스테인리스 배관으로 구성될 수 있다.
일례로, 상기 동합금 스테인리스 배관은 압축기(100) 주변의 냉매배관에 적용될 수 있다. 즉, 상기 동합금 스테인리스 배관은 상기 압축기(100)에서 발생되는 진동 및 응력에 의하여, 기존의 동 커넥터의 분리가 발생할 수 있는 위치에 적용될 수 있다.
상세히, 상기 동합금 스테인리스 배관은 유동 조절밸브(110)의 제 4 포트(114)로부터 상기 압축기(100)로 연장되는 흡입배관(310)에 적용될 수 있다. 그리고, 상기 동합금 스테인리스 배관은 상기 압축기(100)로부터 상기 유동 조절밸브(110)의 제 1 포트(111)로 연장되는 토출배관(320)에 적용될 수 있다.
상기 동합금 스테인리스 배관은 상기 유동 조절밸브(110)의 제 2 포트(112)로부터 매니폴드(130)로 연장되는 배관에 적용될 수 있다. 그리고, 상기 동합금 스테인리스 배관은 상기 유동 조절밸브(110)의 제 3 포트(113)로부터 제 2 서비스밸브(176)로 연장되는 배관에 적용될 수 있다.
상기 동합금 스테인리스 배관이 적용되는 냉매배관의 영역에 대하여, 도 1에서는 Tst로 표기된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 압축기 주변의 배관구성을 보여주는 도면이고, 도 3은 도 2의 III-III'를 따라 절개한 단면도이고, 도 4는 도 2의 IV-IV'를 따라 절개한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 동합금 스테인리스 배관(360)은 압축기(100)의 흡입배관(310) 및 토출배관(320)에 제공될 수 있다. 상세히, 상기 흡입배관(310)에는, 상기 기액분리기(150)에 연결되는 구리배관(350) 및 상기 구리배관(350)에 접합되는 동합금 스테인리스 배관(360)이 포함된다.
상기 구리배관(350)과 상기 동합금 스테인리스 배관(360)은 용접에 의하여 접합될 수 있다. 따라서, 상기 구리배관(350)과 상기 동합금 스테인리스 배관(360)의 사이에는 용접부(370)가 형성된다. 일례로, 상기 용접에는, 브레이징 용접이 포함될 수 있다.
그리고, 상기 토출배관(320)에는, 상기 압축기(100)에 연결되는 구리배관(350a) 및 상기 구리배관(350a)에 접합되는 동합금 스테인리스 배관(360a)이 포함된다. 마찬가지로, 상기 구리배관(350a)과 상기 동합금 스테인리스 배관(360a)의 사이에는 브레이징 용접에 의하여 형성되는 용접부(370)가 구비된다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 동합금 스테인리스 배관(360)은, 연성 스테인리스 강관으로 구성되는 배관모재(361) 및 상기 배관모재(361)의 표면에 형성되는 구리 도금층(365)이 포함된다.
그리고, 상기 동합금 스테인리스 배관(360)에는, 상기 배관모재(361)와 구리 도금층(365)의 열처리를 통하여 재결정이 이루어져 형성되는 재결정층(363)이 더 포함된다. 상기 재결정층(363)은, 상기 열처리에 의하여, 배관모재(361)와 구리 도금층(365)의 경계에 결정핵이 생성되고, 상기 결정핵이 성장하여 새로운 경계면을 형성하는 층으로서 이해될 수 있다.
즉, 상기 재결정층(363)은 배관 모재(361)와 구리 도금층(365)의 열처리를 통하여, 금속의 확산을 통한 재결정화가 이루어지는 층이며, 금속간 화합물(inter-metallic compound)로서 구성될 수 있다.
상기 배관모재(361)이 구성, 즉 연성 스테인리스 강관에 대하여 설명한다.
상기 연성 스테인리스 강관에는, 스테인리스 소재와, 적어도 구리(Cu)가 포함한 불순물을 가지는 물질로 구성될 수 있다. 상기 신소재 배관은 동(Cu) 배관의 강도보다는 큰 강도를 가지며, 스테인리스 강관보다는 가공성이 좋게 구성될 수 있다.
상기 연성 스테인리스강은, 종래의 스테인리스강에 비하여 강도와 경도가 낮은 반면, 휨성이 좋은 특징이 있다. 본 발명의 실시예에 따른 연성 스테인리스 강관은 강도와 경도에 있어서 종래의 일반적인 스테인리스강보다 낮지만 적어도 동관의 강도와 경도 이상을 유지하며, 동관의 휨성과 유사한 수준의 휨성을 가지기 때문에 관의 굽힘 가공성이 매우 좋다고 할 수 있다. 여기서 휨성과 굽힘성은 동일한 의미로 사용됨을 밝혀둔다.
결국, 상기 연성 스테인리스강의 강도는 상기 동 배관의 강도보다 높기 때문에 배관의 파손염려가 줄어들 수 있다. 따라서, 공기 조화기(10)에 선택할 수 있는 냉매의 종류가 많아지는 효과가 나타난다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 연성 스테인리스강의 특성을 정의하는 구성 소들에 대하여 설명하며, 이하에서 설명되는 각 구성 요소의 구성비는 중량비(weight percent, wt.%)임을 밝혀둔다.
1. 스테인리스강의 조성(composition)
(1) 탄소(C, carbon) : 0.3% 이하
본 발명의 실시예에 따른 스테인리스 강은 탄소(C)와 크롬(Cr, chromium)을 포함한다. 탄소는 크롬과 반응하여 크롬탄화물(chromium carbide)로 석출되는데, 입계(grain boundary) 또는 그 주변에 크롬이 고갈되어 부식의 원인이 된다. 따라서, 탄소의 함량은 적게 유지되는 것이 바람직하다.
탄소는 타 원소와 결합하여 크리프 강도(creep strength)를 높이는 작용을 하는 원소이고, 탄소의 함량이 0.03%를 초과하면 오히려 연성을 저하시키는 요인이 된다. 따라서, 본 발명에서는 탄소의 함량을 0.03% 이하로 설정한다.
(2) 규소(Si, silicon) : 0 초과 1.7% 이하
오스테나이트 조직은 페라이트 조직 또는 마르텐사이트 조직에 비해 낮은 항복 강도를 가진다. 따라서, 본 발명의 연성 스테인리스 강이 구리와 유사 또는 동등한 수준의 휨성(또는 휨 자유도)를 가지기 위해서는 스테인리스 강의 기지 조직이 오스테나이트로 이루어지는 것이 좋다.
그러나, 규소는 페라이트를 형성하는 원소이기 대문에, 규소의 함량이 증가할 수록 기지 조직에서 페라이트의 비율이 증가하게 되고, 페라이트의 안정성이 높아지게 된다. 규소의 함량은 가능한 한 적게 유지되는 것이 바람직하지만, 제조 과정에서 규소가 불순물로 유입되는 것을 완전히 차단하는 것은 불가능하다.
규소의 함량이 1.7%를 초과하면 스테인리스 강이 구리 소재 수준의 연성을 가지기 어렵고, 충분한 가공성을 확보하기 어려워진다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 스테인리스 강에 포함되는 규소의 함량을 1.7% 이하로 설정한다.
(3) 망간(Mn, manganess) : 1.5 ~ 3.5%
망간은 스테인리스 강의 기지 조직이 마르텐사이트계로 상변태되는 것을 억제하고, 오스테나이트 구역을 확대시켜 안정화하는 작용을 한다. 만일, 망간의 함량이 1.5% 미만이면, 망간에 의한 상변태 억제 효과가 충분히 나타나지 않는다. 따라서, 망간에 의한 상변태 억제 효과를 충분히 얻기 위해서는 망간의 함량 하한을 1.5%로 설정한다.
그러나, 망간의 함량이 증가할 수록 스테인리스 강의 항복 강도가 상승하여, 스테인리스 강의 연성을 저하시키는 요인이 되므로, 망간의 함량 산한을 3.5%로 설정한다.
(4) 크롬(Cr, chromium) : 15 ~ 18%
망간은 스테인리스강의 부식개시저항성(Corrosion Initiation Resistance)을 향상시키는 원소이다. 부식개시란, 부식되지 않음 모재(base material)에 부식이 존재하지 않은 상태에서 최초로 부식이 발생하는 것을 의미하고, 부식개시저항성이란 모재에 최초로 부식이 발생하는 것을 억제하는 성질을 의미한다. 이는, 내식성과 동일한 의미로 해석될 수 있다.
크롬의 함량이 15.0%보다 낮으면 스테인리스 강이 충분한 부식개시 저항성(또는 내식성)을 갖지 못하므로, 본 발명에서는 크롬의 함량 하한을 15.0%로 설정한다.
반대로, 크롬의 함량이 너무 많아지면 상온에서 페라이트 조직이 되어 연성이 감소하게 되며, 특히 고온에서 오스테나이트의 안정성이 없어져 취화하기 때문에 강도의 저하를 초래한다. 따라서, 본 발명에서는 크롬의 함량 상한을 18.0%로 설정한다.
(5) 니켈(Ni, nickel) : 7.0 ~ 9.0%
니켈은 스테인리스 강의 부식성장저항성(Corrosion Growth Resistance)을 향상시키고, 오스테나이트 조직을 안정화시키는 성질을 가지고 있다.
부식성장이란, 이미 모재에 발생된 부식이 넓은 범위로 퍼지면서 성장하는 것을 의미하고, 부식성장저항성이란, 부식의 성장을 억제하는 성질을 의미한다.
니켈의 함량이 7.0%보다 낮으면 스테인리스 강이 충분한 부식성장저항성을 가지지 못하므로, 본 발명의 니켈의 함량 하한을 7.0%로 설정한다.
또한, 니켈의 함량이 과잉되면 스테인리스강의 강도와 경도를 증가시켜 스테인리스 강의 충분한 가공성을 확보하기 어려워진다. 뿐만 아니라, 비용 증가를 초래하여 경제적인 면에서도 바람직하지 않다. 따라서, 본 발명에서 니켈의 함량 상한을 9.0%로 설정한다.
(6) 구리(Cu, Copper) : 1.0 ~ 4.0%
구리는 스테인리스강의 기지 조직이 마르텐사이트 조직으로 상변태되는 것을 억제하여, 스테인리스강의 연성을 높이는 작용을 하다. 구리의 함량이 1.0% 미만이면 구리에 의한 상변태 억제 효과가 충분히 나타나지 않는다. 따라서, 본 발명에서는 구리에 의한 상변태 억제 효과를 충분히 얻기 위해서, 구리의 함량 하한을 1.0%로 설정한다.
특히, 스테인리스강이 구리의 휨성과 동등 또는 유사한 수준의 휨성을 가지도록 하기 위해서는, 구리의 함량이 1.0% 이상으로 되어야 한다.
구리의 함량이 증가할수록, 기지 조직의 상변태 억제 효과가 증가하지만, 그 증가폭은 점차 작아진다. 그리고, 구리의 함유량이 과잉되어 4 ~ 4.5%를 초과하면 그 효과는 포화되고 마르텐사이트 발생을 촉진하기 때문에 바람직하지 않다. 그리고, 구리가 고가의 원소이기 때문에 경제성에도 영향을 주게 된다. 따라서, 구리의 상변태 억제 효과가 포화 수준 미만으로 유지되고 경제성이 확보될 수 있도록 구리의 함량 상한을 4.0%로 설정한다.
(7) 몰리브덴(Mo, molybdenum) : 0.03% 이하
(8) 인(P, phosphorus) : 0.04% 이하
(9) 황(S, sulfer) : 0.04% 이하
(10) 질소(N, nitrogen) : 0.03% 이하
몰리브덴, 인, 황. 및 질소는 강철 반제품에 본래부터 포함되어 있는 원소들로 스테인리스강을 경화시키므로, 가능한 낮은 함량으로 유지하는 것이 바람직하다.
2. 스테인리스강의 기지 조직(matrix structure)
상기 연성 스테인리스 강의 기지조직은, 크롬(18%)과 니켈(8%)을 주성분으로 하는 오스테나이트계(Ostenite type) 스테인리스강 또는 크롬(18%)을 주성분으로 하는 페라이트계(Ferrite type) 스테인리스 강으로 구성될 수 있다.
상기 연성 스테인리스 강의 기지조직이 오스테나이트계 스테인리스강으로 구성되는 경우, 델타 페라이트(δ-Ferrite)가 더 함유될 수 있다. 일례로, 상기 연성 스테인리스 강은, 입도 면적을 기준으로 90% 이상 바람직하게는 99% 이상의 오스테나이트 기지 조직을 가지고, 1% 이하의 델타 페라이트 기지 조직을 가질 수 있다.
상기 구리 도금층(365)은, 시안화동도금(Copper Cyanide) 또는 황산화동도금(Copper Sulfate)으로 구성될 수 있다. 상기 구리 도금층(365)의 반경방향 두께는 3μm~30μm의 범위에서 형성될 수 있다. 일반적인 구리 도금층의 두께는 3μm~5μm으로 형성될 수 있으나, 본 실시예에 따른 구리 도금층(365)은 적어도 5회 이상의 재용접이 가능한 두께로 제안하는 것을 특징으로 한다.
즉, 동합금 스테인리스 배관을 동 배관에 접합후 분리하고, 이후 재차 용접하더라도 구리 도금층(365)이 남아 있을 수 있는 두께로 구성될 수 있다.
상기 재결정층(363)은 상기 배관 모재(361)에 구리 도금층(365)을 형성한 후, 열처리를 수행하여 구성될 수 있다. 상기 배관 모재(361)에 상기 구리 도금층(365)을 코팅하면, 단순히 이온결합만 이루어져 그 결합력이 약하게 형성된다. 따라서, 소정의 외력 또는 열원이 배관 모재(361)에 가해지면, 상기 구리 도금층(365)의 박리가 이루어질 수 있다.
따라서, 상기 배관 모재(361)에 구리 도금층(365)을 형성한 후, 열처리 없이 구리배관(350)에 용접을 하는 경우, 상기 구리 도금층(365)이 훼손될 가능성이 높아진다.
이를 방지하기 위하여, 본 실시예에서는, 배관 모재(361)와 구리 도금층(365) 사이의 경계에 재결정이 이루어져, 소정의 경계면을 형성하는 재결정층(363)을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 열처리 조건은 아래와 같다.
상기 배관 모재(361)의 기지 조직이 오스테나이트계로 구성되는 경우, 상기 열처리 온도는 약 850℃~1,083℃의 범위에서 형성될 수 있다.
상기 오스테나이트계 기지조직의 경우, 입계 부식을 유발하는 예민화 온도범위가 550℃~850℃에서 형성되므로, 상기 예민화 온도범위에서 장시간 노출될 경우 크롬탄화물이 형성되어 입계부식이 발생되는 문제점이 나타난다. 여기서, 상기 "입계 부식"은 합금의 결정립계에 집중적으로 발생하는 국부적인 부식현상으로서 이해될 수 있다.
따라서, 입계부식을 방지하고 배관 모재의 재결정을 위한 열처리 온도는 850℃ 이상의 범위에서 형성될 필요가 있고, 구리(Cu)의 녹는점은 1,083℃이므로 구리의 녹는 점 이하로 열처리 온도를 형성할 필요가 있다.
한편, 상기 배관 모재(361)의 기지 조직이 페라이트계로 구성되는 경우, 입계 부식을 유발하는 예민화 온도범위가 약 900℃ 이상에서 형성된다. 그리고, 열처리 온도가 800℃ 미만인 경우 배관 모재(361)의 재결정이 용이하지 않을 수 있다. 따라서, 열처리 온도는 800℃~900℃의 범위에서 형성될 수 있다.
만약, 페라이트계의 배관 모재(361)를 900℃ 이상의 온도에서 열처리를 수행한다면, 반드시 일정속도 이하로 서냉하여야 예민화 온도로 인한 크롬 탄화물 석출을 방지할 수 있다.
도 4를 참조하면, 구리배관(350)과 동합금 스테인리스 배관(360)은 용접에 의하여 서로 접합될 수 있다. 일례로, 상기 동합금 스테인리스 배관(360)은 상기 구리배관(350)의 내부에 삽입되고, 상기 동합금 스테인리스 배관(360)의 외주면과 상기 구리배관(350)의 내주면 사이에는 용접부(370)가 형성된다.
일례로, 용접 방법으로서 브레이징 용접이 수행되고, 상기 용접부(370)는 용접 과정에서 녹아 용접물의 일부로서 구성되는 필러 메탈(filler metal)을 포함하 수 있다.
상기 동합금 스테인리스 배관(360)에는, 배관모재(361)와, 상기 배관모재(361)의 외측에 코팅되는 구리 도금층(365) 및 재결정을 통하여 상기 배관모재(361)와 상기 구리 도금층(365) 사이의 경계면을 형성하는 재결정층(363)이 포함된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 동합금 스테인리스 배관의 제조 및 동합금과의 용접공정을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 5를 참조하면, 배관 모재(361)의 외주면에 구리 도금을 수행하여 구리 도금층(365)을 형성한다. 상기 배관 모재(361)는 상기한 바와 같이, "연성 스테인리스 강"으로 구성될 수 있다 (S11).
설정시간 동안 배관 모재(361)에 대한 열처리를 수행하여 배관 모재(361) 및 구리 도금층(365)의 재결정화 공정을 수행하며, 상기 배관 모재(361)와 상기 구리 도금층(365)의 사이에 재결정층(363)을 형성한다.
상기 재결정층(363)은 상기 배관 모재(361) 및 구리 도금층(365)의 사이 경계면으로서 "합금층" 또는 "확산층"으로서 이해될 수 있다. 이와 같은 방법을 통하여, 동합금 스테인리스 배관(360)을 제조할 수 있다.
그리고, 상기 설정시간은 10~20분일 수 있다.
열처리 온도는, 오스테나이트계 기지조직의 스테인리스강으로 구성된 배관 모재(361)의 경우, 850℃~1,083℃의 범위에서 형성될 수 있다. 반면에, 페라이트계 기지조직의 스테인리스강으로 구성된 배관 모재(361)의 경우, 열처리 온도는 800℃~900℃의 범위에서 형성될 수 있다.
한편, 페라이트계 기지조직의 스테인리스강으로 구성된 배관 모재(361)에 대하여 900℃ 이상의 온도에서 열처리를 수행한다면, 일정속도 이하로 서냉할 수도 있을 것이다 (S12).
상기 동합금 스테인리스 배관(360)과, 구리 배관(350)의 용접을 수행할 수 있다. 그 결과, 도 4에 도시되는 바와 같이, 상기 동합금 스테인리스 배관(360)과 구리 배관(350)의 사이에는 용접부(370)가 형성될 수 있다 (S13).
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 동합금 스테인리스 배관의 벤딩실험 결과에 대한 제 1 모습을 보여주는 사진이고, 도 6b는 종래의 일반 구리도금 스테인리스 배관의 벤딩실험 결과에 대한 제 1 모습을 보여주는 사진이다.
도 6a는, 도 5의 제조방법으로 구성된 동합금 스테인리스 배관(360)에 대하여, 접고 펴는 작용을 반복하여 수행(벤딩 시험)하여 벤딩부(B)를 형성하였을 때 배관(360)의 모습을 보여준다. 상세히, 상기 배관(360)을 180도로 접었다 펴는 작용을 수행하였다.
도 6a의 첫번째 사진은 접고 펴는 작용을 5회 반복한 경우의 모습, 두번째 사진은 접고 펴는 작용에 관한 실험을 10회 반복한 경우의 결과를 보여준다. 도 6a의 2개의 사진에서 보여지는 바와 같이, 구리 도금층은 재결정층을 통하여 배관 모재에 안정적으로 결합되므로, 외부의 구리 도금층이 벗겨지는 현상이 발생하지 않음을 알 수 있다.
도 6b는, 본 발명의 실시예와 달리, 배관 모재에 구리 도금층만을 형성한 배관(360')의 모습을 보여준다. 즉, 상기 구리 도금층은 배관 모재에 상대적으로 약한 이온 결합만 이루어진다. 도 6a의 실험방법과 마찬가지로, 배관(360')에 대하여, 접고 펴는 작용을 반복하여 수행(벤딩 시험)하여 벤딩부(B')를 형성하였을 때 배관(360')의 모습을 보여준다.
도 6b의 첫번째 사진은 접고 펴는 작용을 5회 반복한 경우의 모습, 두번째 사진은 접고 펴는 작용에 관한 실험을 10회 반복한 경우의 결과를 보여준다. 도 6b의 2개의 사진에서 보여지는 바와 같이, 상기 배관(360')에는 박리부(P)가 포함된다. 상기 박리부(P)는 배관 모재로부터 벗겨진 구리 도금층의 부분을 의미한다.
상기 박리부(P)에 의하여, 배관 모재가 외부로 노출되므로 배관(360')과 구리 배관(350)과의 용접은 용이하게 이루어지지 않는 문제점이 나타날 수 있다. 그리고, 배관의 내식성이 감소되는 문제점이 나타날 수 있다.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 동합금 스테인리스 배관의 벤딩실험 결과에 대한 제 2 모습을 보여주는 사진이고, 도 7b는 종래의 일반 구리도금 스테인리스 배관의 벤딩실험 결과에 대한 제 1 모습을 보여주는 사진이다. 도 7a 및 도 7b는 각각, 도 6a 및 도 6b에서 보여지는 배관의 반대편 모습을 보여준다.
도 7a를 참조하면, 동합금 스테인리스 배관(360)에 대한 벤딩 시험을 통하여 배관(360)의 절개부(C)가 형성된 모습이 도시된다. 상세히, 배관(360)의 절개부(C)에서, 구리 도금층(365)이 배관 모재(361)의 외면에 견고히 결합된 상태를 유지하고 있음을 알 수 있다. 그리고, 상기 배관 모재(361)와 상기 구리 도금층(365)의 사이에는 재결정층(363)이 형성된다.
도 7b를 참조하면, 배관(360')에 대한 벤딩 시험을 통하여 배관(360')에 박리부(P) 및 절개부(C')가 형성된 모습이 도시된다. 상세히, 배관(360')의 절개부(C')에서, 구리 도금층은 배관 모재로부터 벗겨져 떨어져 나간 상태임을 알 수 있다. 마찬가지로, 배관(360')의 박리부(P)에서, 구리 도금층은 배관 모재로부터 벗겨져 떨어져 나간 상태임을 알 수 있다.
도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 동합금 스테인리스 배관의 단면을 500배 확대한 모습을 보여주는 사진이고, 도 8b는 종래의 일반 구리도금 스테인리스 배관의 단면을 500배 확대한 모습을 보여주는 사진이다.
도 8a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 동합금 스테인리스 배관(360)의 단면은, 연성 스테인리스 강으로 구성되는 배관 모재(361)와, 상기 배관 모재(361)의 외면에 코팅된 구리 도금층(365) 및 상기 배관 모재(361)와 구리 도금층(365)의 경계면을 형성하는 재결정층(363)을 포함한다.
도 8a의 사진에서 알 수 있듯이, 상기 재결정층(363)의 형성을 통하여, 상기 구리 도금층(365)이 배관 모재(361)로부터 들뜨지 않고 양호한 접합계면을 형성할 수 있다. 한편, 도 8a에서 보여지는 검정색의 링 형상 부재는, 단면 사진을 확대하였을 때 층 구분이 용이하도록 하기 위하여 배치한 기준 링(R)임을 알려둔다.
반면에, 도 8b를 참조하면, 배관 모재에 구리 도금층을 단순히 코팅하고 열처리를 수행하지 않은 배관(360')의 단면은, 배관 모재(361')와, 배관 모재(361')의 외면에 코팅된 구리 도금층(365') 및 상기 배관 모재(361')와 구리 도금층(365')의 사이에 경계면을 형성하는 박리층(363')을 포함한다.
도 8b의 사진에서 알 수 있듯이, 상기 구리 도금층(365')은 배관 모재(361')의 외면을 덮고 있기는 하나, 상기 박리층(363')에 의하여 들떠 있는 배치를 이루고 상기 배관 모재(361')에 미접합된 결함을 가진다. 따라서, 도 8b와 같은 구성에 따른 배관(360')의 경우, 구리 도금층(365')은 외력에 의하여 쉽게 박리되고 내식성이 약한 단점을 가지게 된다.
도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 동합금 스테인리스 배관의 단면을 SEM 장비를 이용하여 촬영한 사진이고, 도 9b는 종래의 일반 구리도금 스테인리스 배관의 단면을 EM 장비를 이용하여 촬영한 사진이다.
도 9a 및 도 9b는, 도 8a 및 도 8b에서 설명한 동합금 스테인리스 배관(360) 및 종래의 배관(360')에 대하여, 주사전자 현미경(Scanning Electron Microscope, SEM)을 이용하여 단면을 확대한 사진을 보여준다.
상세히, 도 9a를 참조하면, 동합금 스테인리스 배관(360)에는, 배관 모재(361)와, 배관 모재(361)의 표면에 구비되는 구리 도금층(365) 및 상기 배관 모재(361)와 상기 구리 도금층(365)의 사이에 배치되어 양 금속간에 양호한 접합계면을 형성하는 재결정층(363)이 포함된다.
반면에, 도 9b를 참조하면, 종래의 배관(360')에는 배관 모재(361')와, 배관 모재(361')의 표면에 구비되는 구리 도금층(365') 및 상기 배관 모재(361)와 상기 구리 도금층(365)의 사이에 배치되는 박리층(363')이 포함된다. 상기 박리층(363')에 의하여, 상기 구리 도금층(365)은 상기 배관 모재(361')로부터 쉽게 분리되는 약점을 가진다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 동합금 스테인리스 배관의 성분분석 결과를 보여주는 그래프이다. 도 10은, 주사전자 현미경(SEM)을 이용하여 동합금 스테인리스 배관(360)의 성분 분석(Energy Dispersive Spectrometry, EDS 분석)을 수행한 결과를 보여준다.
그래프의 가로축은 배관의 두께(μm)를 나타낸다. 가로축의 원점은 배관 모재(361)의 내주면의 일 지점을 나타내며, Ls는 배관 모재(361)의 반경방향 두께, Lc는 구리 도금층(365)의 반경방향 두께를 나타낸다.
그래프의 세로축은 금속성분의 중량비(Wt%)를 나타낸다. 그리고, 그래프의 4개의 선은, 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 및 니켈(Ni)의 중량비를 나타낸다.
따라서, 가로축의 배관 모재(361) 두께에 해당하는 부분, 즉 약 0~2μm에서는 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 및 니켈(Ni)이 적절한 비율로 혼합된 상태를 보이고 있다. 반면에, 구리 도금층(365)에 해당하는 부분, 즉 2.2~4.2μm에서는 다른 금속은 거의 없이 구리(Cu)가 대부분을 이루고 있는 상태를 보이고 있다.
상기 배관 모재(361)와 구리 도금층(365)의 사이 영역, 즉 가로축의 2~2.2μm에서는 4개의 금속성분(Cu,Cr,Fe,Ni)이 변화하는 영역을 형성한다.
이 영역은 재결정층(363)이 위치하는 영역으로서, 3개의 금속성분(Cr,Fe,Ni)의 중량비는 가로축의 값이 커질수록, 즉 배관 모재(361)로부터 구리 도금층(365)을 향할수록 선형으로 감소하고 1개의 금속성분(Cu)의 중량비는 선형으로 증가하는 영역임을 보여준다.
정리하면, 상기 재결정층(363)은 약 0.2μm의 두께, 상세히 0.18~0.22μm의 두께를 가지는 확산층을 형성함을 알 수 있다. 이러한 확산층에 의하여, 배관 모재(361)와 구리 도금층(365)의 양호한 접합이 이루어질 수 있다.
100 : 압축기 120 : 실외 열교환기
130 : 매니폴드 140 : 분배기
150 : 기액 분리기 155 : 메인 팽창장치
160 : 실내기 310 : 흡입배관
320 : 토출배관 350 : 구리 배관
360 : 동합금 스테인리스 배관 361 : 배관 모재
363 : 재결정층 365 : 구리 도금층

Claims (15)

  1. 스테인리스 강으로 구성된 배관 모재;
    상기 배관 모재의 외면에 구비되는 구리 도금층; 및
    상기 배관 모재와 상기 구리 도금층의 사이의 경계면을 형성하는 재결정층이 포함되고,
    상기 재결정층은 상기 배관 모재에 상기 구리 도금층이 구비된 상태에서, 열처리를 통해 상기 스테인리스 강 및 상기 구리의 금속간 화합물(inter-metallic compound)로 구성되는 결정핵이 성장하여 형성되고,
    상기 재결정층을 형성하기 위한 열처리 온도는, 상기 스테인리스 강의 녹는점 및 상기 구리의 녹는점 이하의 온도로 설정되고,
    상기 스테인리스 강은 오스테나이트계 기지조직 또는 페라이트계 기지조직을 가지며,
    상기 스테인리스 강의 기지 조직이 오스테나이트계로 구성되는 경우, 상기 열처리 온도는 850℃ 내지 1,083℃의 범위에서 형성되고,
    상기 스테인리스 강의 기지 조직이 페라이트계로 구성되는 경우, 상기 열처리 온도는 800℃ 내지 900℃의 범위에서 형성되는 동합금 스테인리스 배관.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속간 화합물에는,
    적어도 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 및 니켈(Ni)이 포함되는 동합금 스테인리스 배관.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 재결정층에서 상기 크롬(Cr), 철(Fe) 및 니켈(Ni)의 중량비는,
    상기 배관 모재로부터 상기 구리 도금층을 향할수록 감소하는 동합금 스테인리스 배관.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 재결정층에서 상기 크롬(Cr), 철(Fe) 및 니켈(Ni)의 중량비는 선형으로 감소하는 동합금 스테인리스 배관.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 재결정층에서 상기 구리(Cu)의 중량비는,
    상기 배관 모재로부터 상기 구리 도금층을 향할수록 증가하는 동합금 스테인리스 배관.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 재결정층에서 상기 구리(Cu)의 중량비는 선형으로 증가하는 동합금 스테인리스 배관.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 재결정층의 반경방향 두께는 0.18~0.22μm의 두께를 형성하는 동합금 스테인리스 배관.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테인리스 강은, 중량%로 C : 0.03% 이하, Si : 0 초과 1.7% 이하, Mn : 1.5 ~ 3.5%, Cr : 15.0 ~ 18.0%, Ni : 7.0 ~ 9.0%, Cu : 1.0 ~ 4.0%, Mo : 0.03% 이하, P : 0.04% 이하, S : 0.04% 이하, N : 0.03% 이하로 이루어지는 동합금 스테인리스 배관.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 구리 도금층에는,
    시안화 동도금층 또는 황산화 동도금층이 포함되는 동합금 스테인리스 배관.
  10. 삭제
  11. 압축기와, 상기 압축기의 흡입측에 연결되는 흡입배관 및 상기 압축기의 토출측에 연결되는 토출배관이 포함되는 실외기와, 상기 실외기에 연결되는 실내기를 포함하는 공기 조화기에 있어서,
    상기 흡입배관 또는 상기 토출배관은, 동합금 스테인리스 배관과 구리 배관이 용접하여 구성되고,
    상기 동합금 스테인리스 배관에는,
    스테인리스 강으로 구성된 배관 모재;
    상기 배관 모재의 외면에 구비되는 구리 도금층; 및
    상기 배관 모재와 상기 구리 도금층의 사이의 경계면을 형성하는 재결정층을 포함하고,
    상기 재결정층은 상기 배관 모재에 상기 구리 도금층이 구비된 상태에서, 열처리를 통해 상기 스테인리스 강 및 상기 구리의 금속간 화합물(inter-metallic compound)로 구성되는 결정핵이 성장하여 형성되고,
    상기 재결정층을 형성하기 위한 열처리 온도는, 상기 스테인리스 강의 녹는점 및 상기 구리의 녹는점 이하의 온도로 설정되고,
    상기 스테인리스 강은 오스테나이트계 기지조직 또는 페라이트계 기지조직을 가지며,
    상기 스테인리스 강의 기지 조직이 오스테나이트계로 구성되는 경우, 상기 열처리 온도는 850℃ 내지 1,083℃의 범위에서 형성되고,
    상기 스테인리스 강의 기지 조직이 페라이트계로 구성되는 경우, 상기 열처리 온도는 800℃ 내지 900℃의 범위에서 형성되는 공기 조화기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 동합금 스테인리스 배관은 상기 구리 배관의 내측에 결합되며,
    상기 동합금 스테인리스 배관과 상기 구리 배관의 사이에는, 용접부가 형성되는 공기 조화기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 용접부에는, 필러 메탈(filler metal)이 포함되는 공기 조화기.
  14. 냉매 배관을 포함하는 공기 조화기를 제조하는 방법에 있어서,
    스테인리스 강으로 구성된 배관 모재의 외면에 구리 도금을 수행하여 구리 도금층을 형성하는 단계; 및
    상기 배관 모재 및 구리 도금층에 대한 열처리를 수행하여, 상기 배관 모재와 상기 구리 도금층의 사이에 재결정층을 형성하는 동합금 스테인리스 배관을 제조하는 단계를 포함하고,
    상기 재결정층은 상기 스테인리스 강 및 상기 구리의 금속간 화합물(inter-metallic compound)로 구성되는 결정핵이 성장하여 형성되고,
    상기 재결정층을 형성하기 위한 열처리 온도는, 상기 스테인리스 강의 녹는점 및 상기 구리의 녹는점 이하의 온도로 설정되고,
    상기 스테인리스 강은 오스테나이트계 기지조직 또는 페라이트계 기지조직을 가지며,
    상기 스테인리스 강의 기지 조직이 오스테나이트계로 구성되는 경우, 상기 열처리 온도는 850℃ 내지 1,083℃의 범위에서 형성되고,
    상기 스테인리스 강의 기지 조직이 페라이트계로 구성되는 경우, 상기 열처리 온도는 800℃ 내지 900℃의 범위에서 형성되는 공기 조화기의 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 동합금 스테인리스 배관과 구리 배관을 용접하여, 상기 냉매 배관을 구성하는 단계가 더 포함되는 공기 조화기의 제조방법.
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