KR102581050B1 - 상수도용 도복장 클래드 강관 제조방법 - Google Patents

상수도용 도복장 클래드 강관 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102581050B1
KR102581050B1 KR1020210156459A KR20210156459A KR102581050B1 KR 102581050 B1 KR102581050 B1 KR 102581050B1 KR 1020210156459 A KR1020210156459 A KR 1020210156459A KR 20210156459 A KR20210156459 A KR 20210156459A KR 102581050 B1 KR102581050 B1 KR 102581050B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
clad steel
welding
clad
pipe
steel pipe
Prior art date
Application number
KR1020210156459A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20230071811A (ko
Inventor
이곽우
임성용
송인영
Original Assignee
동양철관 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동양철관 주식회사 filed Critical 동양철관 주식회사
Priority to KR1020210156459A priority Critical patent/KR102581050B1/ko
Publication of KR20230071811A publication Critical patent/KR20230071811A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102581050B1 publication Critical patent/KR102581050B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00Rigid pipes
    • F16L9/02Rigid pipes of metal
    • F16L9/04Reinforced pipes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/12Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by mechanical means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/14Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to metal, e.g. car bodies
    • B05D7/146Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to metal, e.g. car bodies to metallic pipes or tubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/50Multilayers
    • B05D7/56Three layers or more
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C1/00Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
    • B21C1/16Metal drawing by machines or apparatus in which the drawing action is effected by other means than drums, e.g. by a longitudinally-moved carriage pulling or pushing the work or stock for making metal sheets, bars, or tubes
    • B21C1/22Metal drawing by machines or apparatus in which the drawing action is effected by other means than drums, e.g. by a longitudinally-moved carriage pulling or pushing the work or stock for making metal sheets, bars, or tubes specially adapted for making tubular articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/04Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a rolling mill
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/22Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L57/00Protection of pipes or objects of similar shape against external or internal damage or wear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L58/00Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation
    • F16L58/02Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation by means of internal or external coatings
    • F16L58/04Coatings characterised by the materials used
    • F16L58/10Coatings characterised by the materials used by rubber or plastics
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2202/00Metallic substrate
    • B05D2202/10Metallic substrate based on Fe
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2504/00Epoxy polymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2507/00Polyolefins
    • B05D2507/01Polyethylene

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른, 상수도용 도복장 클래드 강관 제조방법은 도수관 또는 송수관으로 사용되는 관경 500㎜ 이상인 상수도용 도복장 클래드 강관을 제조하는 방법에 관한 것으로, 탄소강판의 일면에 스테인리스 재질의 클래드층이 형성된 클래드 강판을 마련하는 준비단계; 상기 클래드 강판의 양 단에 루트면(root face), 외측면 및 내측면으로 이루어진 용접면을 형성하되, 상기 용접면은 상기 루트면을 중심으로 볼록하게 형성되는 것을 특징으로 하는 면취가공 단계; 면취 가공된 상기 클래드 강판의 양 단을 구부려 환형관의 형상으로 포밍하는 조관단계; 상기 클래드 강판의 양단이 서로 접합되도록 용접하여 클래드 강관을 제조하는 용접단계; 및 상기 클래드 강관의 외주면에 아스팔트, 콜타르 에나멜, 에폭시 수지도료, 폴리에틸렌 중 적어도 하나 이상을 포함하는 복장재를 코팅하는 도복장 단계;를 포함한다.

Description

상수도용 도복장 클래드 강관 제조방법{MENUFACTURING METHOD COATED CLAD PIPE FOR WATER WORK}
본 발명은 대구경 상수도용 강관을 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 클래드 강판을 이용하여 내부식성 및 내구성이 향상된 상수도용 도복장 클래드 강관을 제조할 수 있는 상수도용 도복장 클래드 강관 제조방법을 제공한다.
일반적으로 도시가스, 상·하수도관과 같이 유체 이송용으로 사용되는 강관은 그 외면에는 폴리에틸렌 코팅층을 형성하고, 내벽에는 에폭시 코팅층을 형성하여 녹이 발생하거나 외부의 충격으로부터 제품에 손상이 가는 것을 방지하고 있다.
상수도관은 댐, 저수지 등의 취수원으로부터 정수장, 배수지 등을 거쳐 공장, 사업장, 가정 등으로 공급하는 역할을 하는 것으로, 대부분 지하에 매설되어 있으며 내부에는 물이 고압·고속으로 유동하고 있다.
이러한, 상수도관은 취수장에서 정수장까지 연결되는 도수관, 정수장에서 배수지까지 연결되는 송수관, 배수지에 저장된 물을 물탱크까지 안정적으로 공급하는 배수관, 물탱크의 물을 가정까지 공급하는 급수관 등으로 구분된다.
이때, 관경은 도수관이 가장 큰 관경으로 최고 약 3,000mm의 대구경 수도관이 이용되고 있으며, 그 다음이 송수관, 배수관, 급수관 순으로 급수관은 약 10mm ~ 150mm 관경의 수도관이 이용되고 있다.
일반적으로 상수도관의 재질은 주철관, 도복장 강관, PE관, PVC관, 스테인리스관 등이 적용되고 있는데, 관경 및 통수량, 사용압력, 사용환경 등을 고려하여 그 재질을 선택적으로 적용하고 있다.
상기와 같은, 상수도관은 취수장에서부터 가정이나 사업장 등과 같은 사용처에 이르기까지 물의 오염이 발생되지 않도록 위생성과 청결성이 필수적이다.
특히, 사용처에 가장 가까운 급수관의 경우 위생성이 부각되면서 최근 대부분 스테인리스 재질의 수도관으로 교체가 이루어지고 있고, 배수관의 경우에도 PE관이나 PVC관의 적용이 증가하고 있는 실정이다.
한편, 통수량이 많은 도수관이나 송수관은 대부분 주철관 또는 강관으로 제조되며, 주철관 또는 강관의 오염 및 노후화를 최소화하도록 주철관 또는 강관의 내/외주면에 아스팔트, 콜타르 에나멜, 에폭시 수지도료, 폴리에틸렌 등으로 이루어진 복장제를 도복장하여 도복장 강관을 제조하는 기술이 개발되었다.
그러나 상기와 같이 제조되는 도복장 강관은 복장제 코팅층은 내구성이 약하여 이물질, 노후화 등으로 인하여 내측 코팅층의 일부가 벗겨지는 경우, 주관의 손상을 유발하게 된다.
특히, 내주면에 코팅된 복장제 코팅층이 손상된 경우 손상부위가 수돗물에 노출되면서 부식으로 인한 주관의 손상문제뿐만 아니라, 식수에서 녹물이 나오는 등 비위생 문제를 동반하는 문제점을 가지고 있다.
이에, 내식성이 우수한 배관용 스테인리스 강관으로 제조하거나, 내측에 스테인리스 스틸관과 강관으로 이루어진 복합관을 이용하여 수도관을 제조하는 기술이 개발되었으나, 스테인리스 재질을 이용한 수도관은 제조원가가 높아 소관경의 급수관에만 적용되고 도수관 또는 송수관과 같은 대구경 상수도관에 적용하기 어려운 실정이다.
한편, 상기와 같은 문제를 해결하도록 내측에 스테인리스 스틸관과 강관을 결합시킨 후 외부에 피복층을 갖는 복합관의 경우 스테인리스 강관보다 저비용으로 제작할 수 있지만, 이러한 복합관의 경우 각각의 관에 길이방향의 용접부 비드가 형성되어 있으면 스테인리스 스틸관과 강관의 접합면이 완전 밀착되지 않아 적용이 불가능한 문제점이 있어, 용접부가 형성되지 않는 소관경 수도관에만 적용이 가능한 문제점이 있었다.
이에, 길이방향으로 용접부가 형성될 수밖에 없는 대구경 수도관의 경우에도 비교적 저비용으로 내식성, 내마모성 및 내구성이 우수한 상수도용 도복장 강관을 제조하는 기술 개발이 시급한 실정이다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2018-0120411 A (2018.11.06.) KR 10-1870573 B1(2018.06.18.) KR 10-1870297 B1(2018.06.18.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 클래드 강판을 용접하여 제조되는 상수도용 클래드 강관의 용접부의 내구성을 향상시킬 수 있는 상수도용 도복장 클래드 강관 제조방법을 제공한다.
또한, 용접부의 클래드층의 내식성이 저하되는 것을 방지하여, 제조되는 상수도용 클래드 강관의 내식성을 향상시킬 수 있는 상수도용 도복장 클래드 강관 제조방법을 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도수관 또는 송수관으로 사용되는 관경 500㎜ 이상인 상수도용 도복장 클래드 강관을 제조하는 방법에 관한 것으로, 탄소강판의 일면에 스테인리스 재질의 클래드층이 형성된 클래드 강판을 마련하는 준비단계; 상기 클래드 강판의 양 단에 루트면(root face), 외측면 및 내측면으로 이루어진 용접면을 형성하되, 상기 용접면은 상기 루트면을 중심으로 볼록하게 형성되는 것을 특징으로 하는 면취가공 단계; 면취 가공된 상기 클래드 강판의 양 단을 구부려 환형관의 형상으로 포밍하는 조관단계; 상기 클래드 강판의 양단이 서로 접합되도록 용접하여 클래드 강관을 제조하는 용접단계; 및 상기 클래드 강관의 외주면에 아스팔트, 콜타르 에나멜, 에폭시 수지도료, 폴리에틸렌 중 적어도 하나 이상을 포함하는 복장재를 코팅하여 도복층을 형성하는 도복장 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 면취가공 단계는, 상기 클래드 강판 단부에 두께방향으로 중심부에 형성된 상기 루트면을 중심으로 외측에 위치하는 상기 외측면을 가공하는 외측면 가공과정; 및 상기 루트면을 중심으로 내측에 위치하는 상기 내측면을 가공하는 내측면 가공과정;을 포함할 수 있다.
이때,상기 클래드 강판 평면에 대하여 수직하는 수직면과 외측면이 이루는 제1 경사각은 상기 수직면과 내측면이 이루는 제2 경사각에 비하여 5~10°작게 형성된 것이 바람직하다.
상기 면취가공 단계는, 상기 외측면 가공과정 이전에, 상기 클래드 강판을 조관하는 경우 외측에서 상기 클래드층이 형성된 내측으로 갈수록 한 쌍의 상기 루트면 사이 간격이 증가하도록 상기 루트면을 가공하는 루트면 가공과정;을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 한 쌍의 루트면이 이루는 루트각은 2~10°인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 용접단계는, 포밍된 클래드 강판에서 서로 마주하는 한 쌍의 상기 루트면의 외측부를 용접하는 가용접 과정; 서로 마주하는 한 쌍의 상기 내측면에서 클래드층 이외의 부위를 용접하는 제1 용접과정; 서로 마주하는 한 쌍의 상기 외측면을 용접하는 제2 용접과정; 및 스테인리스 와이어(wire) 및 플럭스(flux)를 이용하여 한 쌍의 상기 클래드층을 용접하는 마무리 용접과정;을 포함할 수 있다.
이때, 상기 마무리 용접과정에서 사용되는 스테인리스 와이어는 클래드층에 비하여 크롬(Cr) 및 니켈(Ni)의 함량이 높은 것이 바람직하다.
또한, 상기 스테인리스 와이어 및 플럭스는 상기 클래드층에 비하여 크롬(Cr) 및 니켈(Ni)의 함량이 높은 스테인리스 재질로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 가용접 과정은 가스금속아크용접(GMAW, Gas Metal Arc Welding)이고, 상기 제1, 2용접 과정 및 마무리 용접은 서브머지드아크용접(SAW, Submerged Arc Welding)인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 도복장 단계는, 상기 도복층과 클래드 강관의 부착력을 향상시키도록, 클래드 강관의 외면에 블라스팅하는 표면 처리과정; 및 상기 클래드 강관의 내부식성을 향상되도록, 블라스팅 처리된 상기 클래드 강관 외면에 분말 에폭시를 FEB(Fusing Bonded Epoxy) 코팅하여 형성된 제1 코팅층과, 외부 충격으로부터 상기 클래드 강관을 보호하기 위해 상기 FBE층 상부에 적층되는 폴리에틸렌(PE) 재질의 제2 코팅층 및 상기 제1, 2 코팅층을 매개하는 변성 폴리에틸렌(PE) 재질의 접착층을 포함하는 도복층을 코팅하는 도복층 코팅과정;을 포함할 수 있다.
상수도용 클래드 강관 제조시 서로 마주하는 루트면이 밀착되도록 함으로써, 제조되는 상수도용 클래드 강관의 접합부의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 클래드층의 스테인리스에 비하여 크롬, 니켈의 함량이 높은 스테인리스 재질의 와이어 및 플럭스를 이용하여 클래드층을 용접함으로써, 주관의 혼입으로 인한 내식성 및 내구성이 저하되는 것을 방지하여 제조되는 상수도용 클래드 강관의 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상수도용 도복장 클래드 강관 제조방법을 나타낸 순서도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1, 2 경사각 및 루트각을 설명하기 위한 도면이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접단계를 시계열적으로 나열한 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
본 발명은 도수관 또는 송수관용으로 사용되는 관경 500㎜ 이상의 대구경 상수도관으로 사용되는 상수도용 도복장 클래드 강관에 대한 것으로, 용접면의 밀착력을 향상시키고 클래드면의 내식성 저하를 방지하여 상수도용 도복장 클래드 강관의 내식성과 내구성을 개선한 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 상수도용 도복장 클래드 강관 제조방법에 대해 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상수도용 도복장 클래드 강관 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 상수도용 도복장 클래드 강관 제조방법은 클래드 강판을 마련하는 준비단계와, 용접이 이루어지는 클래드 강판의 양 단부를 가공하는 면취가공 단계와, 면취 가공된 클래드 강판을 환형관 형상으로 구부려 포밍하는 조관단계와, 클래드 강판의 양단을 접합하여 클래드 강관을 제조하는 용접단계 및 클래드 강관의 표면에 도복층을 코팅하는 도복장 단계를 포함한다.
본 발명은 상수도용 도복장 클래드 강관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도수관 또는 송수관용으로 사용되는 관경 500㎜ 이상의 대구경 상수도용으로 사용된다.
이에, 본 발명의 준비단계는 탄소강판의 일면에 물에 대한 내식성이 우수한 스테인리스 재질의 클래드 층이 형성된 클래드 강판을 마련하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 클래드 강판이 마련되면, 면취가공 단계에서 클래드 강판의 양 측면이 루트면을 중심으로 볼록한 용접면이 형성하는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로, 본 발명에서 용접면은 루트면(root face, 100)과, 조관시 루트면 하부에 위치하는 내측면(300) 및 조관시 루트면 상부에 위치하는 외측면(200)으로 이루어지며, 루트면(100)이 돌출되는 형상으로 마련된다.
왜냐하면, 용접면이 평면 및 저면에 대하여 수직으로 형성된 경우, 클래드 강판을 환형관 형상으로 조관시 한 쌍의 용접면이 밀착되지 않아 용접 품질이 저하될 수 있으며, 나아가 용접 불량 등 결함을 유발하거나 용접부의 강도 및 내구성 저하를 유발할 수 있기 때문이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 면취가공 단계는 측면 중심부에 용접시 접합면을 이루는 루트면(100)의 상부에 위치하는 외측면(200)을 면취가공하는 외측면 가공과정과 루트면(100)의 하부에 위치하는 내측면(300)을 면취가공하는 내측면 가공과정을 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1, 2 경사각 및 루트각을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 수직면과 외측면(200)이 이루는 제1 경사각(θ2)은 수직면과 내측면(300)이 이루는 제2 경사각(θ3)에 비하여 5~10° 작게 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 수직면은 클래드 강판의 평면 또는 저면과 수직되는 가상의 면을 의미한다.
왜냐하면, 클래드 강판을 환형관 형상으로 조관시 루트면(100)과 외측면(200)이 이루는 제1 경사각(θ2)은 3~5° 더 커지는 반면에 루트면(100)과 내측면(300)이 이루는 제2 경사각(θ3)은 2~5°더 작아지기 때문이다.
즉, 루트각(θ1)이 유지된 상태의 제1 경사각(θ2)와 제2 경사각(θ3)는 루트면(100)을 밀착시킨 이후에는 각각 제1 경사각(θ2') 및 제2 경사각(θ3')로 그 각이 변하게 된다.
이에, 제1 경사각(θ2)를 제2 경사각(θ3)에 비하여 5~10°작게 형성함으로써, 루트면(100) 밀착 후에 제1, 2 경사각이(θ2', θ3')를 동일한 각을 형성하도록 할 수 있어, 용접 품질을 향상시키는 효과가 있다.
보다 바람직하게, 본 발명에서 면취가공 단계는 외측면 가공과정 이전에 루트면(100)을 가공하는 루트면 가공과정을 더 포함한다.
본 발명에서 루트면(100)은 클래드 강판 조관시 외측에서 내측으로 갈수록 마주하는 한 쌍의 루트면(100) 사이 간격이 증가되는 경사를 갖도록 형성되며, 한 쌍의 루트면(100)이 이루는 루트각(θ1)은 2~10°인 것이 바람직하다.
왜냐하면, 루트면이 이루는 루트각이 없는 경우, 클래드 강판을 환형관 형상으로 조관시 루트면의 내측이 서로 맞닿게 되는 반면 외측은 벌어지게 되어 가용접시 가용접부와 루트면의 내측사이 공극이 발생되는 등 용접불량 및 결함을 유발할 수 있기 때문이다.
상기와 같이, 면취가공 단계가 완료되면 조관단계에서 클래드 강판의 양 단을 구부려 환형관 형상으로 포밍한다.
보다 구체적으로, 폭 방향으로 클래드 강판의 중심부를 고정한 상태에서 일측을 단면이 반원형상이 되도록 구부린 후, 타측을 대칭 형상으로 구부려 환형관 형상으로 조관하게 된다.
용접단계는 환형관 형상으로 포밍된 클래드 강판의 양 단을 길이 방향을 따라 용접하여 클래드 강관을 제조한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접단계는 용접면을 가용접하는 가용접 과정과, 클래드 층을 제외한 내측면(300)을 용접하는 제1 용접과정 및 외측면(200)을 용접하는 제2 용접과정 및 클래드층을 용접하는 마무리 용접과정을 포함한다.
가용접 과정은 서로 마주하는 루트면의 외측부를 가스금속아크용접(GMAW)방식으로 가용접하는 것이 바람직한데, 그 이유는 가스금속아크용접(GMAW)은 다른 용접에 비하여 슬래그(slag)가 발생하지 않고 전류밀도가 높아 용입이 크며, 로봇이나 자동화 기기를 적용한 용접 자동화가 가능하여 생산성을 향상시킬 수 있기 때문이다.
가용접이 완료되면, 제1 용접과정에서 내측면(300)을 용접하게 되는데 이때 내측면(300)에서 클래드층을 제외하고 용접하는 것이 바람직하다.
왜냐하면, 내측면(300)을 한번에 용접하게 되는 경우, 물이 유동되는 내주면의 용접부위의 크롬(Cr), 니켈(Ni) 등 강성 및 내식성을 향상시켜주는 성분의 함량이 주변에 비하여 낮아지게 되면서 용접부의 내식성 및 내구성이 저하되어 제조되는 상수도용 도복장 클래드 강관의 수명이 저하될 수 있기 때문이다.
제1 용접과정이 마무리되면, 제2 용접과정에서 루트면 상부의 외측면(200)을 용접한다.
제1, 2 용접과정이 마무리되면, 마무리 용접과정에서 제1 용접과정에서 용접하지 않은 내측면(300)인 클래드 층을 용접하여 클래드 강관을 제조한다.
제1, 2 용접과정 및 마무리 용접과정은 서브머지드아크용접(SAW) 방식으로 용접하는 것이 바람직한데, 그 이유는 서브머지드아크용접은 대전류 용접이 가능하고 아크효율이 95% 이상으로 아크 용접 방식 중 가장 높으며, 용접시 흄 발생이 적고 아크광선이 외부로 노출되지 않아 주변환경이 오염되지 않도록 하면서 자동화가 가능한 장점이 있기 때문이다.
이때, 마무리 용접과정은 스테인리스 와이어 및 플러스를 이용하여 용접하게 되는데, 스테인리스 와이어는 클래드 강판의 클래드 층에 비하여 크롬(Cr) 및 니켈(Ni) 함량이 높은 스테인리스 재질로 마련되는 것이 바람직하다.
왜냐하면. 제1 용접과정 및 마무리 용접과정에서 탄소강이 클래드층과 혼합되면서 클래드층의 크롬(Cr) 및 니켈(Ni) 함량이 저하되는 것을 방지하여 용접부의 내식성 및 내구성 저하를 방지할 수 있기 때문이다.
이에, 제조되는 상수도용 도복장 클래드 강관의 내식성 및 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
상기와 같이, 용접단계가 마무리되어 클래드 강관이 마련되면, 제조되는 상수소용 도복장 클래드 강관의 내부식성 및 내충격성을 개선하도록 강관의 표면에 복장재를 코팅하여 도복층을 형성한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도복장 단계는 도복층과 클래드 강관의 부착력이 향상되도록 클래드 강관의 외면을 블라스팅하는 표면 처리과정 및 클래드 강관의 표면에 에폭시, 아스팔트, 콜타르 에나멜, 에폭시 수지도료, 폴리에틸렌 중 적어도 하나 이상을 포함하는 복장재로 도복층을 형성하는 도복층 코팅과정을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표면 처리과정은 클래드 강관의 표면에 그릿(grit), 모래(sand) 숏(shot) 등을 고속으로 분사하여 클래드 강관의 표면에 부착된 스케일, 녹 등 이물질을 제거함과 동시에 도복층의 부착력이 향상되도록 표면 거칠기를 조절한다.
상기와 같이 클래드 강관의 표면 처리과정이 마무리되면, 도복층 코팅과정에서, 탄소강 재질로 마련되는 클래드 강관의 외주면의 내부식성을 개선하도록, 표면처리된 클래드 강관의 외면에 도복층을 코팅한다.
보다 구체적으로 본발명에서 도복층 코팅과정은 클래드 강관 외면에 분말 에폭시를 FEB(Fusing Bonded Epoxy) 코팅하여 제1 코팅층을 형성하는 과정과, 제1 코팅층 상부에 변성 폴리에틸렌(PE)을 도포하여 접착층을 형성하는 과정 및 접착층 상부에 폴리에틸렌(PE) 재질의 제2 코팅층 형성하는 과정을 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
θ1: 루트각 θ2: 제1 경사각
θ3: 제2 경사각 100: 루트면
200: 외측면 300: 내측면

Claims (7)

  1. 도수관 또는 송수관으로 사용되는 관경 500㎜ 이상인 상수도용 도복장 클래드 강관을 제조하는 방법에 관한 것으로,
    탄소강판의 일면에 스테인리스 재질의 클래드층이 형성된 클래드 강판을 마련하는 준비단계;
    상기 클래드 강판의 양 단에 루트면(root face), 외측면 및 내측면으로 이루어진 용접면을 형성하되, 상기 용접면은 상기 루트면을 중심으로 볼록하게 형성되는 것을 특징으로 하는 면취가공 단계;
    면취 가공된 상기 클래드 강판의 양 단을 구부려 환형관의 형상으로 포밍하는 조관단계;
    상기 클래드 강판의 양단이 서로 접합되도록 용접하여 클래드 강관을 제조하는 용접단계; 및
    상기 클래드 강관의 외주면에 아스팔트, 콜타르 에나멜, 에폭시 수지도료, 폴리에틸렌 중 적어도 하나 이상을 포함하는 복장재를 코팅하여 도복층을 형성하는 도복장 단계;를 포함하고,
    상기 도복장 단계는, 상기 도복층과 클래드 강관의 부착력을 향상시키도록, 클래드 강관의 외면에 블라스팅하는 표면 처리과정; 및 상기 클래드 강관의 내부식성을 향상되도록, 블라스팅 처리된 상기 클래드 강관 외면에 분말 에폭시를 FBE(Fusing Bonded Epoxy) 코팅하여 형성된 제1 코팅층과, 외부 충격으로부터 상기 클래드 강관을 보호하기 위해 상기 FBE층 상부에 적층되는 폴리에틸렌(PE) 재질의 제2 코팅층 및 상기 제1, 2 코팅층을 매개하는 변성 폴리에틸렌(PE) 재질의 접착층을 포함하는 도복층을 코팅하는 도복층 코팅과정;을 포함하는, 상수도용 도복장 클래드 강관 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 면취가공 단계는,
    상기 클래드 강판 단부에 두께방향으로 중심부에 형성된 상기 루트면을 중심으로 외측에 위치하는 상기 외측면을 가공하는 외측면 가공과정; 및
    상기 루트면을 중심으로 내측에 위치하는 상기 내측면을 가공하는 내측면 가공과정;을 포함하고,
    상기 클래드 강판 평면에 대하여 수직하는 수직면과 외측면이 이루는 제1 경사각은 상기 수직면과 내측면이 이루는 제2 경사각에 비하여 5~10°작게 형성된 것을 특징으로 하는, 상수도용 도복장 클래드 강관 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 면취가공 단계는,
    상기 외측면 가공과정 이전에, 상기 클래드 강판을 조관하는 경우 외측에서 상기 클래드층이 형성된 내측으로 갈수록 한 쌍의 상기 루트면 사이 간격이 증가하도록 상기 루트면을 가공하는 루트면 가공과정;을 더 포함하고,
    상기 한 쌍의 루트면이 이루는 루트각은 2~10°인 것을 특징으로 하는, 상수도용 도복장 클래드 강관 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 용접단계는,
    포밍된 클래드 강판에서 서로 마주하는 한 쌍의 상기 루트면의 외측부를 용접하는 가용접 과정;
    서로 마주하는 한 쌍의 상기 내측면에서 클래드층 이외의 부위를 용접하는 제1 용접과정;
    서로 마주하는 한 쌍의 상기 외측면을 용접하는 제2 용접과정; 및
    스테인리스 와이어(wire) 및 플럭스(flux)를 이용하여 한 쌍의 상기 클래드층을 용접하는 마무리 용접과정;을 포함하고,
    상기 마무리 용접과정에서 사용되는 스테인리스 와이어는 클래드층에 비하여 크롬(Cr) 및 니켈(Ni)의 함량이 높은 것을 특징으로 하는, 상수도용 도복장 클래드 강관 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 스테인리스 와이어 및 플럭스는 상기 클래드층에 비하여 크롬(Cr) 및 니켈(Ni)의 함량이 높은 스테인리스 재질로 형성된 것을 특징으로 하는, 상수도용 도복장 클래드 강관 제조방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 가용접 과정은 가스금속아크용접(GMAW, Gas Metal Arc Welding)이고, 상기 제1, 2용접 과정 및 마무리 용접은 서브머지드아크용접(SAW, Submerged Arc Welding)인 것을 특징으로 하는, 상수도용 도복장 클래드 강관 제조방법.
  7. 삭제
KR1020210156459A 2021-11-15 2021-11-15 상수도용 도복장 클래드 강관 제조방법 KR102581050B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210156459A KR102581050B1 (ko) 2021-11-15 2021-11-15 상수도용 도복장 클래드 강관 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210156459A KR102581050B1 (ko) 2021-11-15 2021-11-15 상수도용 도복장 클래드 강관 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230071811A KR20230071811A (ko) 2023-05-24
KR102581050B1 true KR102581050B1 (ko) 2023-09-22

Family

ID=86540747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210156459A KR102581050B1 (ko) 2021-11-15 2021-11-15 상수도용 도복장 클래드 강관 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102581050B1 (ko)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08276273A (ja) * 1995-04-05 1996-10-22 Nippon Steel Corp クラッド鋼の突合せ溶接方法
KR20180120411A (ko) 2017-04-27 2018-11-06 한성피앤에스(주) 클래드 파이프 및 그 제조방법
KR101870573B1 (ko) 2017-06-16 2018-06-22 방만혁 스테인리스 스틸관과 강관 및 방식층으로 이루어진 복합관 및, 그 제조방법
KR101870297B1 (ko) 2017-11-13 2018-06-22 방만혁 스테인리스 스틸관과 강관 및 방식층으로 이루어진 복합관

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230071811A (ko) 2023-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100525980C (zh) 22Cr双相不锈钢管道焊接方法
CN108705200A (zh) 一种不锈钢内衬复合板的焊接方法
CN103862145B (zh) 一种内衬涂层管道的对焊方法
RU2009135823A (ru) Сварные конструкции из коррозионно-устойчивых сплавов в конструкциях из углеродистой стали и трубопроводах, выдерживающие высокие осевые пластические деформации
Sidhu et al. Role of shielded metal arc welding consumables on pipe weld joint
CN101694261A (zh) 内涂层管线的内补口施工工艺
CN103357998B (zh) 双金属复合钢管焊接方法
US9126130B2 (en) Fluid vessel with abrasion and corrosion resistant interior cladding
KR102581050B1 (ko) 상수도용 도복장 클래드 강관 제조방법
CN108788400A (zh) 一种石油天然气输气管路系统和输气管道的焊接方法
CN107052710A (zh) 一种内涂层管道制造方法
US11655929B2 (en) Reducing the risk of corrosion in pipelines
CN106764110A (zh) 一种内外双侧不锈钢防腐的给排水管道及其制造方法
KR20200010628A (ko) 이종금속 용접 접합부
CN204278677U (zh) 一种异型管件抗磨补强修复层
CN106513949A (zh) 一种适用于中小径奥氏体不锈钢管内壁免充氩保护对接焊接方法
CN110773890A (zh) 一种不锈钢冶金复合管的环焊方法
CN206513955U (zh) 一种内外双侧不锈钢防腐的给排水管道
Denys Laser orbital welding applied to offshore pipe line construction
CN205745709U (zh) 内外涂塑双金属复合管
CN107552995B (zh) 一种钛钢复合管的焊接方法及焊接结构
CN106885068A (zh) 一种管道补口结构
KR101206148B1 (ko) 엘보우 형상의 파이프의 내경 육성용접방법
FI3705766T3 (fi) Menetelmä sisäpinnoitettujen teräsputkien päiden yhdistämiseksi
CN214425438U (zh) 一种tpep钢管对接焊接后内补口不锈钢防腐结构

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant