KR20040106836A

KR20040106836A - 고급재질(티타늄, 지르코늄)의 화공유체탱크용 노즐슬리이브의 성형방법

Info

Publication number: KR20040106836A
Application number: KR1020030037694A
Authority: KR
Inventors: 마대열
Original assignee: 주식회사 티에스엠텍
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2003-06-11
Publication date: 2004-12-18

Abstract

본 발명은 열교환기, 반응기 및 압력용기본체에 설치되는 노즐내에 티타늄 및 지르코늄 등의 내부식성재의 슬리이브를 형성함에 있어서의 평판재의 슬리이브재를 상온 보다 높은 온도에서 예열 밴딩처리하고 이어서 아르콘불활성가스아크용접으로 원통체로 형성하고, 이를 비파괴 검사를 거쳐 재차 고온의 열처리를 행하여 프레스성형에 의하여 확관의 슬리이브재를 형성함으로써, 조성, 열처리 조건과 이에 의해 성능을 나타내는 티타늄 합금은 강철의 경우와 같은 높은 경도를 얻기 어렵고 조직의 자체에 의한 강력화는 바랄 수 없으나, 상기 예열 밴딩과 또한 열처리에 의한 기계가공에 의하여 미세한 상이 되어 강도를 유지할 수 있는 고급재질(티타늄, 지르코늄)의 화공유체탱크용 노즐 슬리이브의 성형방법에 관한 것으로, 슬리이브재(210)의 칫수에 따른 마킹(S1)과; 상기 마킹된 슬리이브재(210)를 예열한 후 슬리이브재(210)의 직경으로의 밴딩(S2)과; 상기 밴딩된 슬리이브재(210)의 끝단의 아르콘불활성가스아크용접(S3)과; 용접된 원통체의 슬리이브재(210)의 비파괴검사(S4)와; 검사 합격품을 재차 가열하는 전기 열처리(S5)와; 전기 열처리된 슬리이브재(210)의 기계가공(S6);으로 이루어져 있으며, 상기 슬리이브재(210)의 예열는 0∼200℃이며, 전기 열처리는 400∼600℃에서 30분∼4시간 동안 재차 가열하도록 한다.

Description

고급재질(티타늄, 지르코늄)의 화공유체탱크용 노즐 슬리이브의 성형방법{Molding method of nozzle sleeve for chemistry fluid tank made of high quality}

본 발명은 열교환기, 반응기 및 압력용기본체에 설치되어 유체를 유통시키는 노즐에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열교환기, 반응기 및 압력용기본체에 설치되는 노즐내에 티타늄 및 지르코늄 등의 내부식성재의 슬리이브를 형성함에 있어서의 평판재의 슬리이브재를 상온 보다 높은 온도에서 예열 밴딩처리하고 이어서 아르콘불활성가스아크용접으로 원통체로 형성하고, 이를 비파괴 검사를 거쳐 재차 고온의 열처리를 행하여 프레스성형에 의하여 확관의 슬리이브재를 형성함으로써, 조성, 열처리 조건과 이에 의해 성능을 나타내는 티타늄 합금은 강철의 경우와 같은 높은 경도를 얻기 어렵고 조직의 자체에 의한 강력화는 바랄 수 없으나, 상기 예열 밴딩과 또한 열처리에 의한 기계가공에 의하여 미세한 상이 되어 강도를 유지할 수 있는 고급재질(티타늄, 지르코늄)의 화공유체탱크용 노즐 슬리이브의 성형방법에 관한 것이다.

일반적으로, 화공유체를 저장하는 탱크 또는 폐수로부터 폐열을 회수하는 열교환기, 반응기 및 압력용기본체 등은 본체의 모체를 카본스틸재로 형성하며, 내면은 티타늄 및 지르코늄 등의 내부식성의 클래드재를 압착 성형되도록 하여 탱크내에 유출입되는 유체에 의한 부식을 방지하도록 하고 있다.

위와 같이 탱크의 구조를 2중으로 하지 않고 하나의 내부식성부재로 형성할 수도 있으나, 상기 티타늄 및 지르코늄 등의 부재의 가격이 고가일 뿐만 아니라, 기계가공처리가 난해하며 가공비용이 고가인 관계로 본체의 모체를 카본스틸로 하고 내부식성부재를 클래드재로 사용되고 있다.

또한, 상기 화공유체를 저장하는 탱크 또는 폐수로부터 폐열을 회수하는 열교환기, 반응기 및 압력용기본체들에 유체의 공급 및 유출입되도록 하는 노즐들은 통상 본체의 모체와는 별개로 만들어져, 용접에 의하여 본체의 모체에 일체로 접합된다.

그리고, 노즐내에도 상기 본체의 모체내에 클래드재의 형성과 마찬가지로 상기 클래드재와 동종 또는 동종의 합금재를 라이닝슬리이브재가 형성된다.

이 슬리이브재는 본체의 클래드재와 마찬가지로 티타늄 및 지르코늄 등의 내부식성재가 사용되는데, 통상 노즐의 직경에 삽입되어 고정될 수 있는 칫수의 직경으로 원통체를 구매하여 밴딩 등의 기계가공처리하여 노즐의 내면에 장착하여 본체의 모체에 고정된 클래드재와의 용접으로 고정하게 된다.

위와 같이 노즐의 슬리이브재의 칫수에 맞는 원통체의 구매에 어려움이 있고 또한 상온에서의 티타늄재의 가공성이 좋지않아 밴딩 등의 기계가공처리에서 정밀도를 높일 수 없는 문제가 야기되고 있다.

또한, 노즐의 직경에 삽입되어 고정될 수 있는 칫수의 직경으로 원통체를 말아서 끝단을 용접하여 밴딩 등의 기계가공처리하여 노즐의 내면에 장착하여 본체의 모체에 고정된 클래드재와의 용접으로 고정하기도 하나 상온에서 기계가공으로 역시 정밀도를 높일 수 없는 과제로 되고 있다.

본 발명은 상기의 문제를 해소하기 위한 것으로, 노즐에 장착되는 슬리이브의 형성에 있어서의 노즐에 장착될 수 있는 직경의 칫수로 마킹하며, 또한 200℃정도로 예열하면서 원통으로 밴딩처리하며, 밴딩처리된 끝단을 아르콘불활성가스아크용접으로 용접처리한 후, 비파괴검사로 슬리이브의 용접 및 원통체의 상 등을 검사하여 합격품을 슬리이브의 재료로 사용하며, 또한 대략 500℃로 전기 열처리에 의하여 슬리이브재의 조성, 열처리 조건에 맞추어 높은 경도를 얻을 수 있고, 또한 조직의 자체가 미세한 상으로 강도를 유지할 수 있는 고급재질(티타늄, 지르코늄)의 화공유체탱크용 노즐 슬리이브의 성형방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 슬리이브재의 칫수에 따른 마킹과; 상기 마킹된 슬리이브재를 예열한 후 슬리이브의 직경으로의 밴딩과; 상기 밴딩된 슬리이브재의 끝단의 아르콘불활성가스아크용접과; 용접된 원통체의 슬리이브재의 비파괴검사와; 검사 합격품을 재차 가열하는 전기 열처리와; 전기 열처리된 슬리이브재의 기계가공;으로 이루어진 고급재질(티타늄, 지르코늄)의 화공유체탱크용 노즐 슬리이브의 성형방법을 기본특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 슬리이브재의 예열는 0∼200℃이며, 전기 열처리는 400∼600℃에서 30분∼4시간 동안 재차 가열함에 따라서, 기계가공성을 높이고 또한 슬리이브재의 전체에 미세한 상이 형성되어 강도를 유지하게 된다.

도 1a,b 는 열교환기와 반응기 및 압력용기본체의 개략도,

도 2 는 본 발명의 열교환기, 반응기 및 압력용기본체에 장착되는 노즐의 일부 절결 결합단면도,

도 3 은 본 발명의 고급재질(티타늄, 지르코늄)의 화공유체탱크용 노즐 슬리이브의 성형방법의 블록도,

도 4a,b는 본 발명의 밴딩 및 용접된 슬리이브의 사시도,

도 5a,b 는 본 발명의 고급재질(티타늄, 지르코늄)의 화공유체탱크용 노즐 슬리이브를 성형하기 위한 성형 실시 예시도,

도 6a,b 는 본 발명의 고급재질(티타늄, 지르코늄)의 화공유체탱크용 노즐 슬리이브를 성형하기 위한 다른 성형 실시 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

S1 : 마킹 S2 : 밴딩

S3 : 용접 S4 : 비파괴검사

S5 : 열처리 S6 : 기계가공

100 : 탱크 200 : 노즐

210 : 슬리이브재

본 발명의 구성을 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3에 나타낸 바와 같이 본 발명은 슬리이브재(210)의 칫수에 따른 마킹(S1)과; 상기 마킹된 슬리이브재(210)를 예열한 후 슬리이브재(210)의 직경으로의 밴딩(S2)과; 상기 밴딩된 슬리이브재(210)의 끝단의 아르콘불활성가스아크용접(S3)과; 용접된 원통체의 슬리이브재(210)의 비파괴검사(S4)와; 검사 합격품을 재차 가열하는 전기 열처리(S5)와; 전기 열처리된 슬리이브재(210)의 기계가공(S6);으로 노즐용 슬리이브의 성형방법을 이루어고자 한다.

(실시예)

판재의 티타늄재를 노즐(200)에 장착되는 슬리이브재의 칫수로 마킹(S1)하였으며, 이 마킹된 슬리이브재에 LPG토치를 이용하여 대략 200℃로 예열하였다.

이 예열은 후술하는 슬리이브재의 밴딩가공성을 높이기 위함이다. 상기 예열된 슬리이브재(210)를 밴딩프레스에 원하는 칫수의 직경으로 밴딩(S2)을 행하여 도 4a와 같은 원통체를 얻을 수 있었다.

상기와 같이 벤딩된 원통체의 끝단은 아르콘불활성가스아크용접(S3)을 행하여 도 4b에 나타낸 바와 같이 진원의 슬리이브재(210)를 얻을 수 있었다.

상기 진원의 슬리이브재(210)에 비파괴검사(S4)를 행하여 용접부분과 또한 몸통부위를 검사하여 용접의 불량과 또는 밴딩시 피로에 의한 미세한 상에 이상이 없는가를 검사하게 되며, 이는 슬리이브재의 강도 유지에 영향을 미치기 때문이다.

검사에 합격한 슬리이브재(210)는 재차 열처리(S5)를 행하도록 하였는데, 전기 열처리에 의하여 400∼600℃에서 30분∼4시간 동안 가열하여 기계가공성을 높이고 또한 슬리이브재의 전체에 미세한 상이 형성되어 강도를 유지하도록 하였다.

전기 열처리된 슬리이브재(210)의 기계가공(S6)의 처리, 즉 도 5a,b에 나타낸 바와 같이 프레스가공에 의하여 노즐(200)을 하금형으로 하고, 성형할 슬리이브재(210)를 노즐(200)에 올려놓은 상태에서 상금형(300)을 하강시키어 확관이 성형된 슬리이브재(210)를 얻을 수 있었다.

도 6a,b에서는 상기 실시예와 같으면서 슬리이브재(210)의 확관 성형시 평판의 슬리이브재(210)의 양쪽에 유지부재(310)의 유지로 인하여 상금형(300)의 하강시 슬리이브재(210)의 고정을 확실하게 하여 정확한 확관이 이루어지게 할 수 있다.

본 발명에 의한 슬리이브재가 완성되면 도 1a,b 및 도 2에 나타낸 바와 같이 화공유체탱크(10)의 본체의 모체(100)내에 클래드재(110)가 형성되고, 탱크(10)내에 유체를 유통시키는 노즐(200)의 모체내에 라이닝슬리이브재(210)를 형성함에 있어서의 상기 노즐(200)의 플랜지부(250)에 라이닝슬리이브재(210)의 위끝단 둘레면에 시트슬리이브(230)가 용접처리되도록 하면서 상기 라이닝슬리이브재(210)와 시트링(230)의 사이에 백시트링(240)을 장착하며, 상기 라이닝슬리이브재(210)와 시트링(230)과 함께 일체로 고정하였다.

이상과 같이 본 발명은 노즐에 장착되는 슬리이브의 형성에 있어서의 노즐에장착될 수 있는 직경의 칫수로 마킹하며, 또한 200℃정도로 예열하면서 원통으로 밴딩처리하며, 밴딩처리된 끝단을 아르콘불활성가스아크용접으로 용접처리한 후, 비파괴검사로 슬리이브의 용접 및 원통체의 상 등을 검사하여 합격품을 슬리이브의 재료로 사용하며, 또한 대략 500℃로 전기 열처리에 의하여 슬리이브재의 조성, 열처리 조건에 맞추어 높은 경도를 얻을 수 있고, 또한 조직의 자체가 미세한 상으로 강도를 유지할 수 있다.

Claims

슬리이브재(210)의 칫수에 따른 마킹(S1)과; 상기 마킹된 슬리이브재(210)를 예열한 후 슬리이브재(210)의 직경으로의 밴딩(S2)과; 상기 밴딩된 슬리이브재(210)의 끝단의 아르콘불활성가스아크용접(S3)과; 용접된 원통체의 슬리이브재(210)의 비파괴검사(S4)와; 검사 합격품을 재차 가열하는 전기 열처리(S5)와; 전기 열처리된 슬리이브재(210)의 기계가공(S6);으로 이루어짐을 특징으로 하는 고급재질(티타늄, 지르코늄)의 화공유체탱크용 노즐 슬리이브의 성형방법.
제 1 항에 있어서, 상기 슬리이브재(210)의 예열는 0∼200℃이며, 전기 열처리는 400∼600℃에서 30분∼4시간 동안 재차 가열함을 특징으로 하는 고급재질(티타늄, 지르코늄)의 화공유체탱크용 노즐 슬리이브의 성형방법.