KR20170027785A - 유동 성형 내부식성 내열 합금 튜브 및 이에 의해 제조된 튜브 - Google Patents

유동 성형 내부식성 내열 합금 튜브 및 이에 의해 제조된 튜브 Download PDF

Info

Publication number
KR20170027785A
KR20170027785A KR1020177001937A KR20177001937A KR20170027785A KR 20170027785 A KR20170027785 A KR 20170027785A KR 1020177001937 A KR1020177001937 A KR 1020177001937A KR 20177001937 A KR20177001937 A KR 20177001937A KR 20170027785 A KR20170027785 A KR 20170027785A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tube
preform
hollow cylindrical
stainless steel
alloy
Prior art date
Application number
KR1020177001937A
Other languages
English (en)
Inventor
매튜 브이. 폰테
Original Assignee
에이티아이 프로퍼티즈 엘엘씨
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 에이티아이 프로퍼티즈 엘엘씨 filed Critical 에이티아이 프로퍼티즈 엘엘씨
Publication of KR20170027785A publication Critical patent/KR20170027785A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
    • B21C37/0815—Making tubes with welded or soldered seams without continuous longitudinal movement of the sheet during the bending operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/14—Spinning
    • B21D22/16—Spinning over shaping mandrels or formers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00—Welding or cutting by means of a plasma
    • B23K10/02—Plasma welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B23K26/24—Seam welding
    • B23K26/26—Seam welding of rectilinear seams
    • B23K26/262—Seam welding of rectilinear seams of longitudinal seams of tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/32—Bonding taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
    • B23K31/02—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to soldering or welding
    • B23K31/027—Making tubes with soldering or welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/025—Seam welding; Backing means; Inserts for rectilinear seams
    • B23K9/0253—Seam welding; Backing means; Inserts for rectilinear seams for the longitudinal seam of tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
    • B23K9/167—Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a non-consumable electrode
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
    • B23K9/173—Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a consumable electrode
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/23—Arc welding or cutting taking account of the properties of the materials to be welded
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
    • C21D8/105—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
    • C21D9/085—Cooling or quenching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/055—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 20% but less than 30%
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/056—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 10% but less than 20%
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/058—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium without Mo and W
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/002—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working by rapid cooling or quenching; cooling agents used therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/10—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of nickel or cobalt or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
    • C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
    • C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00—Rigid pipes
    • F16L9/02—Rigid pipes of metal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00—Rigid pipes
    • F16L9/17—Rigid pipes obtained by bending a sheet longitudinally and connecting the edges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
    • B21C37/0807—Tube treating or manipulating combined with, or specially adapted for use in connection with tube making machines, e.g. drawing-off devices, cutting-off
    • B21C37/0811—Tube treating or manipulating combined with, or specially adapted for use in connection with tube making machines, e.g. drawing-off devices, cutting-off removing or treating the weld bead
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D35/00—Combined processes according to or processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/002—Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/005—Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00 characterized by the material of the blank or the workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/01—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves between rams and anvils or abutments
    • B21D5/015—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves between rams and anvils or abutments for making tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/06—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by drawing procedure making use of dies or forming-rollers, e.g. making profiles
    • B21D5/10—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by drawing procedure making use of dies or forming-rollers, e.g. making profiles for making tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04—Tubular or hollow articles
    • B23K2101/06—Tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys
    • B23K2103/05—Stainless steel
    • B23K2201/06—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Extrusion Of Metal (AREA)

Abstract

내부식성 합금 튜브를 제조하는 유동 형성 공정이 개시되고, 상기 공정은, 내부식성 합금 판을 변형시켜 변형된 판의 2개의 인접한 단부 사이에 위치된 길이방향 이음부 영역을 갖는 중공 원통형 프리폼을 형성하는 단계; 상기 길이방향 이음부 영역을 용접하여 상기 인접한 단부들을 함께 결합시키는 단계; 및 상기 중공 원통형 프리폼을 유동 성형하여 내부식성 합금 튜브를 제조하는 단계를 포함한다.

Description

유동 성형 내부식성 내열 합금 튜브 및 이에 의해 제조된 튜브{FLOWFORMING CORROSION RESISTANT ALLOY TUBES AND TUBE MANUFACTURED THEREBY}
관련 출원에 대한 상호 참조
산업 재산권 보호에 관한 파리 협약 PCT 제8조 및 제4조에 따라, 본 국제 특허 출원은 2014년 6월 27일에 출원된, 동시 계류 중인 미국 가특허 출원 번호 62/018,133의 우선권을 주장한다. 미국 가특허 출원 번호 62/018,133의 내용은 본 국제 특허 출원에 병합된다.
본 배경 기술란에 설명된 자료는 선행 기술로 인정되지 않는다.
"OCTG(Oil country tubular goods)"는 석유 및 천연 가스 산업에서 사용되는 파이프 및 튜브 제품이다. OCTG에는 드릴 파이프, 케이싱 파이프, 및 수송 파이프와 같은 제품이 포함된다.
드릴 파이프는 석유 및 천연 가스 드릴링 작업에서 드릴 비트(drill bit)를 회전시키고 드릴링 유체를 순환시키는 비교적 무거운 게이지 튜브이다. 작업시 드릴 파이프는 높은 토크 부하, 길이방향 압축 및 인장 부하, 드릴링 유체의 내부 압력을 동시에 받는다. 추가적으로 비-수직이거나 또는 편향된 드릴링으로 인해 교대로 벤딩 부하(bending load)가 이러한 기본 부하 패턴에 중첩될 수 있다. 케이싱 파이프는 드릴링된 보어 홀(borehole)을 라이닝하는데 사용된다. 케이싱 파이프는 길이방향 인장 부하, 유체 수송 동안 내부 압력 부하, 및 주변 암석으로부터의 외부 압력 부하를 받는다. 수송 파이프는 석유 또는 천연 가스가 유정 보어(wellbore)로부터 수송되어 내부 압력 부하를 받는 튜브이다.
황화물(황화수소를 포함), 산성 및/또는 고온 및 고압 사용 조건 하에서 강도 및 내부식성은 중요한 OCTG 특성이다. 따라서, OCTG는 일반적으로 고강도 내부식성 합금(corrosion resistant alloy: CRA)으로 제조된다.
본 명세서는 유동 성형 동작(flowforming operation)을 사용하여 내부식성 합금 튜브를 제조하는 공정에 관한 것이다. 본 명세서는 또한 본 명세서에 기술된 공정을 사용하여 제조된 내부식성 합금 튜브에 관한 것이다.
일 실시예에서, 튜브의 제조 방법은 내부식성 합금 판을 변형시켜 변형된 판의 2개의 인접한 단부(abutting end)들 사이에 위치된 길이방향 이음부 영역(seam region)을 갖는 중공 원통형 프리폼(hollow cylindrical preform)을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 길이방향 이음부 영역은 상기 인접한 단부들을 함께 결합하도록 용접된다. 상기 용접된 중공 원통형 프리폼은 내부식성 합금 튜브를 제조하기 위해 유동 성형된다.
다른 예에서, 튜브의 제조 방법은 스테인레스 강(stainless steel) 판을 변형시켜 변형된 판의 2개의 인접한 단부 사이에 위치된 길이방향 이음부 영역을 갖는 중공 원통형 프리폼을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 스테인레스 강은 듀플렉스(duplex) 스테인레스 강, 슈퍼 듀플렉스(super duplex) 스테인레스 강, 또는 하이퍼 듀플렉스(hyper duplex) 스테인레스 강을 포함한다. 상기 길이방향 이음부 영역은 상기 인접한 단부들을 함께 결합하기 위해 레이저 용접된다. 상기 레이저 용접된 프리폼은 어닐링된다(annealed). 상기 레이저 용접된 중공 원통형 프리폼은 냉간 가공 온도(cold working temperature)에서 유동 성형되어 스테인레스 강 튜브가 제조된다.
본 명세서에서 설명된 발명은 '본 발명의 내용'란에 기재된 예들로 제한되는 것은 아니라는 것으로 이해된다.
본 명세서에서 설명된 본 발명의 여러 특징 및 특성은 첨부된 도면을 참조하면 더 잘 이해될 수 있다.
도 1a는 합금 판의 사시도(축척에 맞지 않음)이고; 도 1b는 도 1a에 도시된 합금 판으로 제조된 개방된-이음부(open-seam) 중공 원통형 프리폼의 사시도(축척에 맞지 않음)이고; 도 1c는 도 1b에 도시된 개방된-이음부 프리폼으로 제조된 폐쇄된-이음부 (용접된) 중공 원통형 프리폼의 사시도(축척에 맞지 않음)이고;
도 2a 및 도 2b는 합금 판을 개방된-이음부의 중공 원통형 프리폼으로 변형시키는 3-롤 판 벤딩 장치(three-roll plate bending apparatus)를 각각 도시하는 사시도 및 개략 단면도이고;
도 3a는 연속 롤 성형 동작(roll forming operation)에서 일련의 롤 스탠드(roll stand)를 나타내는 일련의 개략도를 도시하고; 도 3b는 일련의 롤 스탠드가 깔때기 형상의 성형 라인을 통해 합금 스트립을 개방된-이음부 튜브로 점차적으로 성형하는 롤 성형 밀(roll forming mill)의 개략도이고;
도 4a는 합금 판을 U-형상의 중간체로 변형시키는 U-프레스(press)를 도시하는 개략 사시도이고; 도 4b는 U-형상의 중간체를 개방된-이음부 중공 원통형 프리폼으로 변형시키는 O-프레스를 도시하는 개략 사시도이고;
도 5는 폐쇄된-이음부 (용접된) 중공 원통형 프리폼을 방사방향으로 팽창시키는 튜브 팽창 동작을 도시하는 개략 단면도이고;
도 6은 1050℃(1920℉)에서 어닐링된, 제1 듀플렉스 스테인레스 강(UNS 번호 S31803 및 S32205에 대응하는 합금 2205), 제2 듀플렉스 스테인레스 강(UNS 번호 S32304에 대응하는 합금 2304), 및 슈퍼 듀플렉스 스테인레스 강(UNS 번호 S32750 및 S32760에 대응하는 합금 2507)에 대한 시간-온도-변형 곡선을 도시하는 등온 석출 다이어그램(isothermal precipitation diagram)이다.
도 7은 유동 성형 장치를 도시하는 개략 사시도이고;
도 8은 순방향 유동 성형 동작을 도시하는 개략 측단면도이고;
도 9는 역방향 유동 성형 동작을 도시하는 개략 측단면도이고;
도 10은 유동 성형 롤러를 나타내는 개략 사시도이고;
도 11은 유동 성형 동작에서 유동 성형 롤러와 작업물의 배향을 도시하는 개략 측단면도이고;
도 12는 폐쇄된-이음부 (용접된) 중공 원통형 프리폼을 변형시켜 이음부 없는 튜브를 생성하는 유동 성형 동작을 도시하는 개략 사시도이고;
도 13은 폐쇄된-이음부 (용접된) 중공 원통형 프리폼을 4개의 롤러 구성을 사용하여 변형시켜 이음부 없는 튜브를 제조하는 유동 성형 동작을 도시하는 개략 단부도이고;
도 14A는 유동 성형된 합금 625 튜브(우측), 및 튜브 내로 유동 성형된 프리폼과 유사한 압연-및-용접된(rolled-and-welded) 합금 625 프리폼(좌측)을 도시하는 사진이고; 도 14B는 도 14A의 유동 성형된 튜브의 구동되는 단부 상의 나머지 용접 이음부를 도시하는 사진이고;
도 15는 압연-및-용접된 Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al 합금 프리폼의 사진이고;
도 16은 부분적으로 유동 성형된 Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al 합금 프리폼/튜브의 사진이고; 및
도 17은 압연-및-용접된 슈퍼 듀플렉스 스테인레스 강(UNS S32760) 프리폼의 사진이다.
독자라면 본 명세서에서 본 발명의 다음의 상세한 설명을 고려할 때 전술한 특징 및 특성뿐만 아니라 다른 특징과 특성들을 이해할 수 있을 것이다.
오일 및 가스 드릴링 및 추출 작업이 점점 더 보다 높은 온도와 압력, 및 보다 높은 부식성과 침식성 조건을 포함하는 깊은 유정 환경에서 수행된다. 또한 유압 파쇄, 증기 주입, 이산화탄소 주입, 화공법(fire flooding) 등과 같은 개선된 복구 기술이 오일 및 가스 동작에서 보편화되어 수명이 긴 신뢰할 수 있는 장비를 요구한다. 오일과 가스 드릴링 및 추출 장비가 동작하는 까다로운 환경 조건과 동작 파라미터는 중량 감소 및 기타 경제적 비용 고려사항과 균형을 맞추어야 한다. 이러한 고려사항은 오일과 가스 드릴링 및 추출 장비의 건설 자재에 실질적인 제한을 둔다.
그 결과, OCTG 및 오일과 가스 드릴링 및 추출 장비의 다른 구성 요소는 예를 들어 마텐자이트(martensitic)계 스테인레스 강, 마텐자이트/페라이트(ferritic)계 스테인레스 강, 오스테나이트(austenitic)계 스테인레스 강, 듀플렉스(오스테나이트/페라이트계) 스테인레스 강, 슈퍼 듀플렉스(오스테나이트/페라이트계) 스테인레스 강, 하이퍼 듀플렉스(오스테나이트/페라이트계) 스테인레스 강, 오스테나이트 니켈계 합금, 오스테나이트 니켈계 초합금 및 티타늄계 합금과 같은 고강도 CRA로 제조될 수 있다. 이러한 CRA는 합금을 OCTG에 적합하게 만드는 재료 강도, 인성(toughness), 내부식성, 성형성(formability) 및 비용 효율성에 균형을 제공한다.
큰 직경의 튜브(예를 들어, 적어도 6.625 인치(168.3㎜)의 외부 직경을 갖는 튜브)는 OCTG 시장의 상당 부분을 나타낸다. 그러나, 큰 직경의 튜브를 제조하기 위한 종래의 공정은 다수의 결점이 있다. 예를 들어, 피어싱 및 필거 압연(piercing and pilger rolling)(마네스만사(Mannesmann)) 공정, 피어싱 및 플러그 압연(Stiefel) 공정, 피어싱 및 맨드럴 압연 공정, 푸시 벤치 공정, 피어싱 및 인발 공정 및 고온 압출 공정과 같은 종래 이음부 없는 튜브 제조 공정은 큰 외부 직경, 벽 두께, 및 OCTG에 적합한 길이의 조합을 갖는 완성된 튜브를 제조할 수 있을 만큼 충분한 크기의 CRA 튜브 재료를 제조할 수 없는 경우가 종종 있다.
또한 종래의 용접된 튜브 제조 공정은 비교적 크고 두꺼운 CRA 판재(예를 들어, 적어도 8 피트(2.4 미터)의 길이, 적어도 6.5 인치(165.1㎜)의 폭 및 적어도 0.75 인치(19.1㎜)의 두께)를 중공 원통형 프리폼으로 효율적으로 성형하고 용접할 수 없는 것을 포함하여 CRA 튜브 생산과 관련하여 여러 가지 단점이 있다. 상대적으로 크고 두꺼운 CRA 판재를 중공 원통형 프리폼으로 성형하고 용접하는 능력은 OCTG 사양에 요구되는 강도 특성을 얻기 위해 다운스트림 냉간 성형 동작(cold forming operation)을 필요로 하는 냉간 가공 (냉간 경화(cold hardened)) 조건에서 큰 직경의 CRA 튜브를 제조하는 데 중요하다.
OCTG는 일반적으로 미국 표준 협회(American National Standards Institute)/미국 석유 협회 사양(American Petroleum Institute Specification)(5CRA, 초판, 2010년 2월)(케이싱, 튜빙 및 커플링 재료로 사용하기 위한 내부식성 합금 이음부 없는 튜브에 대한 사양)("ANSI/API 사양 5CRA")을 포함하여 여러 산업 표준 사양을 충족할 것이 요구된다. ANSI/API 사양 5CRA는 ISO 13680: 2008(수정)과 동등하다. ANSI/API 사양 5CRA는 본 명세서에 병합된다.
ANSI/API 사양 5CRA는 특히 마텐자이트계 스테인레스 강, 마텐자이트/페라이트계 스테인레스 강, 듀플렉스(오스테나이트/페라이트계) 스테인레스 강, 슈퍼 듀플렉스(오스테나이트/페라이트계) 스테인레스 강, 오스테나이트계 스테인레스 강 및 오스테나이트 니켈계 합금을 포함하는 CRA로 제조된 OCTG에 대한 다수의 미세 구조, 기계 및 조성 요건을 설정한다. 예를 들어, ANSI/API 사양 5CRA는 특히 특정 CRA에 적용할 수 있는 여러 조건에서 OCTG의 실온 항복 강도(0.2% 오프셋 항복점), 극한 인장 강도, 연신율(elongation) 및 HRC 경도 수(HRC hardness number)(예를 들어, 열간 마무리, 켄칭(quenched) 및 템퍼링(tempered), 용제 어닐링 또는 냉간 경화)에 대한 요건을 설정한다.
종래의 용접된 튜브 제조 공정으로 ANSI/API 사양 5CRA의 요건을 충족하는 CRA 튜브(특히 큰 직경의 냉간 경화된 CRA 튜브)를 제조하는 것은 상업적으로 비실용적인 것으로 밝혀졌다. 그러나 본 명세서에 기술된 공정은 이러한 상업적 비실용성을 해결하고 극복할 수 있으며, ANSI/API 사양 5CRA의 요구 사항을 충족시킬 수 있는 용접 및 이음부 없는 냉간 가공된 (냉간 경화된) CRA 튜브(큰 직경의 튜브를 포함하지만 이에 국한되지 않음)를 생산할 수 있다.
튜브 제조 방법은 합금 판을 변형시켜 중공 원통형 프리폼을 형성하는 단계를 포함한다. 중공 원통형 프리폼은 초기에 원통형으로 변형된 판의 2개의 인접한 단부 사이에 위치된 길이방향 이음부 영역을 갖는 개방된-이음부 프리폼이다. 길이방향 이음부 영역은 인접한 단부들을 함께 결합하고 폐쇄된-이음부 프리폼을 형성하도록 용접된다. 폐쇄된-이음부 (용접된) 중공 원통형 프리폼은 방사방향으로 팽창될 수 있다. 폐쇄된-이음부 (선택적으로 팽창된) 프리폼은 이음부 없는 냉간 가공된 (저온 경화된) 합금 튜브를 제공하기 위해 유동 성형된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "튜브"라는 용어는 임의의 중공 원통형 관형 물품을 말한다. 따라서, "튜브"라는 용어는 치수에 관계없이 환형 형상의 단면을 포함하는 파이프 및 다른 도관을 포괄하고 포함한다.
도 1a를 참조하면, 직사각형 합금 판(10)은 대향하는 길이방향 단부(12a, 12b) 및 대향하는 주 표면(14a, 14b)을 갖는다. 합금 판(10)은 도 1b에 도시된 바와 같이 중공 원통형 프리폼(10')으로 변형된다. 중공 원통형 프리폼(10')은 인접한 길이방향 단부(12a, 12b)들 사이에 위치된 길이방향 이음부 영역(16)을 갖는 개방된-이음부 프리폼이다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "개방된-이음부"라는 용어는 원통형으로 변형된 판의 인접한 길이 방향 단부들 사이에 위치된 길이방향 영역의 초기에 용접되지 않은 상태를 말하며, "폐쇄된-이음부"라는 용어는 길이방향 영역이 이후 용접된 상태를 말한다. 개방된-이음부 프리폼은 인접한 길이방향 단부들 사이에 작은 갭을 갖거나 또는 물리적으로 접촉하는 인접한 길이방향 단부들을 가질 수 있다.
예시를 위해, 길이방향 이음부 영역(16)은 인접한 길이방향 단부(12a, 12b)들 사이에 갭을 갖게 도 1b에 도시되어 있다. 실제로, 인접한 길이방향 단부들 사이의 임의의 갭은 인접한 길이방향 단부들을 이후 용접할 수 있도록 충분히 작아야 하는 것으로 이해된다. 따라서, 본 명세서에 사용된 바와 같이, "인접한(abutting)" 이라는 용어는 직접 물리적으로 접촉하거나, 또는 마주하는 길이방향 단부들 사이의 갭이 인접한 길이방향 단부들을 이후 용접하기에 충분히 작은 마주하는 배향을 의미한다. 이음부 영역에서 인접한 길이방향 단부들 사이의 임의의 갭의 크기는 길이방향 단부들을 함께 결합시키는데 사용되는 용접 기술에 의해 규정될 수 있다.
길이방향 이음부 영역(16)은 도 1c에 도시된 바와 같이 인접한 단부(12a 및 12b)들을 함께 결합하고 폐쇄된-이음부 프리폼(10")을 형성하도록 용접된다. 폐쇄된-이음부의 중공 원통형 프리폼(10")은 단부(12a 및 12b)들을 함께 결합시키는 용접된 이음부(18)를 포함한다.
합금 판을 변형시켜 개방된-이음부 중공 원통형 프리폼을 형성하는 것은 롤 벤딩 동작(roll bending operation)을 사용하여 수행될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "롤 벤딩(roll bending)"이라는 용어는, 예를 들어, 3-롤 벤딩 장치 또는 유사한 장비를 사용하여 배치 동작(batch operation)(한번에 하나의 판)으로 단일 합금 판을 벤딩시키는 것을 말한다. 예를 들어, 도 2a 및 도 2b는 롤(25a, 25b, 25c)을 포함하는 3-롤 벤딩 장치에서 변형된 판(20)의 인접한 단부(22a, 22b)들 사이에 위치된 길이방향 이음부 영역(26)을 갖는 개방된-이음부 중공 원통형 프리폼(20')을 형성하는 것을 개략적으로 도시한다. 본 명세서에 사용된 "롤 벤딩"은 일련의 롤 스탠드가 스트립을 깔때기 형상의 성형 라인(도 3a 및 도 3b 참조)을 통해 개방된-이음부 튜브로 점차적으로 성형하는 롤 성형 밀을 통해 연속적인 합금 스트립을 공급하는 롤 성형과는 구별된다. 여러 실시예에서, 롤 성형 동작(예를 들어, 갠디(Gandy)의 미국 특허 번호 6,880,220에 개시된 것과 같은 연속 및/또는 고속 롤 성형 동작을 포함하는 동작)은 롤 성형 밀이 크고 두꺼운 판재(예를 들어, 적어도 0.75 인치(19.1㎜)의 두께)를 중공 원통형 프리폼으로 소성 변형할 수 없기 때문에 프리폼을 제조하는데에는 부적합할 수 있다.
합금 판을 변형시켜 개방된-이음부의 중공 원통형 프리폼을 형성하는 것은 U-O 프레싱 동작을 사용하여 수행될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "U-O 프레싱"이라는 용어는 U-프레스에서 판재를 순차적으로 프레싱하여 단면 U-형상의 중간체를 형성한 후, O-프레스에서 U-형상의 중간체를 프레싱하여 단면 O-형상의 개방된-이음부 중공 원통형 프리폼을 형성하는 것을 말한다. 예를 들어, 도 4a는 U-프레스에서 판을 프레싱하여 길이방향 단부(42a 및 42b)를 갖는 U-형상의 중간체(40)를 형성하는 것을 개략적으로 도시하고, 도 4b는 O-프레스에서 U-형상의 중간체를 후속 프레싱하여 인접한 길이방향 단부(42a 및 42b)들 사이에 위치된 길이방향 이음부 영역(46)을 갖는 개방된-이음부 중공 원통형 프리폼(40')을 형성하는 것을 개략적으로 도시한다.
U-프레싱 동작에서, 원형 반경 공구는 종종 하나의 프레스 행정(press stroke)에서 2개의 지지체 사이에서 판을 아래로 밀어낸다. 동작 종료 쪽으로 가면서, 스프링-백 효과(spring back effect)를 상쇄하기 위해 두 지지체 사이의 거리를 줄여 작은 양의 오버 벤딩(overbend)을 가할 수 있다. 후속 O-프레싱 동작에서, U-형상의 중간체는 통상적으로 단일 프레스 행정에서 O-형상의 프리폼으로 성형된다. U-O 프레싱 동작에서 수행되는 변형 동작은 스프링-백 효과가 효과적으로 상쇄되고 개방된-이음부 프리폼이 인접한 길이방향 단부들을 가능한 한 동일 높이에서 가능한 한 원형으로 되는 것을 보장하기 위해 조정된다. 여러 실시예에서, 직사각형 판을 C-프레스에서 단면 C-형상의 중간체로 먼저 프레싱하는 C-프레싱 조작 후에 U-O 프레싱 동작이 수행되는 것에 의해, C-형상의 중간체는 U-프레스에서 단면 U-형상의 중간체로 프레싱되고, U-형상의 중간체는 O-프레스에서 단면 O-형상의 개방된-이음부 중공 원통형 프리폼으로 프레싱될 수 있다.
전술한 롤 벤딩과 U-O 프레싱 조작은 합금 판을 개방된-이음부의 중공 원통형 프리폼으로 변형시키는 예시적인 기술이다. 변형은 비교적 두꺼운 합금 판을 개방된-이음부의 중공 원통형 프리폼으로 변형시키는 능력을 갖는 다른 프레스 성형 동작을 사용하여 수행될 수도 있다.
합금 판을 변형시켜 개방된-이음부의 중공 원통형 프리폼을 형성하는 것은 냉간 가공 온도에서 수행될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이 "냉간 가공 온도"라는 용어는 합금의 재결정화 온도 미만의 온도를 말한다. 여러 실시예에서, 합금 판은 500℃ 미만, 400℃ 미만, 300℃ 미만, 200℃ 미만 또는 100℃ 미만의 냉간 가공 온도에서 개방된-이음부 중공 원통형 프리폼으로 변형될 수 있다. 여러 실시예에서, 합금 판은 실온(즉, 소성 변형 동안 단열 가열을 고려하지 않고 변형 동작의 시작시의 온도)에서 개방된-이음부 중공 원통형 프리폼으로 변형될 수 있다.
여러 실시예에서, 개방된-이음부 중공 원통형 프리폼은 합금 재료의 결정립(grain)이 프리폼의 실질적으로 길이방향으로 배향되도록 판으로 형성된다. 이것은, 예를 들어, 따뜻한 또는 열간 압연 슬래브(hot rolling slab) 또는 중간 판에 의해 최종 판 두께로 제공될 수 있는 판의 실질적으로 길이를 따라 (길이방향 에지(edge) 방향으로) 배향된 결정립을 갖는 직사각형 합금 판을 제공함으로써 이루어질 수 있으며, 여기서 압연 방향(rolling direction)은 판의 길이(긴 치수)와 일치한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "실질적으로 배향된"이라는 용어는 구성 결정립의 대부분의 장축이 3개의 기본 방향(길이, 폭, 두께) 중 하나의 방향을 향하여 경사져 있는 합금 텍스처(alloy texture) 상태를 말한다. 주어진 합금 시료의 결정립이 특정 방향으로 "실질적으로 배향"되어 있는지 여부는 현미경 이미지를 사용하여 금속학적으로 결정될 수 있다. 프리폼의 길이방향으로 합금 재료의 결정립을 실질적으로 배향시키는 것은 보다 효과적이고 효율적인 유동 성형 동작을 제공할 수 있다.
개방된-이음부의 중공 원통형 프리폼으로 변형된 합금 판은 열간 압연 동작(hot rolling operation)에 의해 제공될 수 있다. 합금 원료 물질은 용융되어 미리 결정된 합금 화학물질을 제공할 수 있고 용융된 물질은 야금 공정에서 잉곳(ingot) 또는 슬래브로 주조될 수 있다. 주조된 CRA를 제공하기에 적합한 야금 동작의 예로는 예를 들어 연속 슬래브 주조, 진공 유도 용융(VIM)과 잉곳 주조, 및 전기 아크 용융과 잉곳 주조를 포함한다. 예를 들어 아르곤 산소 탈탄(AOD), 진공 산소 탈탄(VOD), 전기 슬래그 정제(electroslag refining)/재용융(ESR) 및/또는 진공 아크 재용융(VAR)을 포함하는 중간 정제 동작이 또한 사용될 수 있다. 주조 합금 잉곳은 압연에 적합한 슬래브 또는 다른 밀 제품(mill product) 형태로 열간 단조(즉, 합금의 재결정화 온도를 초과하여 단조)될 수 있다. 주조 슬래브는 직접 압연될 수 있다.
주조되거나 열간 단조된 합금 슬랩(종종 6 내지 12 인치(152.4 내지 308.4㎜) 두께)은 합금의 재결정화 온도를 초과하는 온도로 가열될 수 있고, 예를 들어, 0.5 인치 내지 1.75 인치(12.7 내지 44.5㎜)와 같은 판 두께로 압연될 수 있다. 압연된 슬래브는 열간 압연 동작에서 형성된 판의 길이(긴 치수)와 일반적으로 일치하는 압연 방향으로 신장되어서, 합금 판 내의 결정립이 실질적으로 판의 길이를 따라 (길이방향 에지 방향으로) 배향된다. 열간 압연된 판은, 예를 들어, 적어도 8 피트(2.4 미터)의 길이와 적어도 6.5 인치(165.1㎜)의 폭과 같은 적절한 직사각형 치수로 절단될 수 있다. 열간 압연된 판은 롤 벤딩, U-O 프레싱 또는 다른 적절한 성형 동작에서 개방된-이음부 중공 원통형 프리폼으로 직접 변형될 수 있다. 개방된-이음부의 중공 원통형 프리폼을 형성하는데 사용되는 판은 후속 유동 성형 동작이 합금 재료의 결정립 구조를 정제할 수 있기 때문에 일반적으로 연화된 어닐링된 조건과 유사한 열간 가공 조건에서 사용될 수 있다.
합금 판을 개방된-이음부의 중공 원통형 프리폼으로 변형시키기 전에, 합금 판을 연마(ground)하거나 기계 가공할 수 있다. 판의 주 상부 표면과 하부 표면은 판의 평탄도(flatness)를 높이기 위해 연마되거나 가공될 수 있다. 예를 들어, 판의 주 상부 표면과 하부 표면은 판이 적어도 ± 0.020 인치(± 0.508㎜)의 평탄도를 나타내는 것을 보장하도록 연마되거나 기계 가공될 수 있다. 또한 직사각형 판의 길이방향 단부 및/또는 횡방향 단부는, 대향 단부들이 평행하고 길이방향 단부들이 횡방향 단부에 수직한 것을 보장하기 위해 변형 전에 연마되거나 기계 가공될 수 있다. 판의 대향하는 길이방향 단부들은 또한 변형 전에 기계 가공되어 단부에 적절한 용접 베벨(welding bevel)을 제공할 수 있다.
합금 판을 개방된-이음부 중공 원통형 프리폼으로 변형시키기 전에, 합금 판의 길이방향 단부를 에지 벤딩 (압착) 프레스로 미리 벤딩할 수 있다. 벤딩 (압착) 프레스에서 판에 형성된 에지 벤딩 반경은 일반적으로 후속하여-형성된 개방된-이음부 중공 원통형 프리폼의 미리 결정된 직경에 대응할 수 있다.
개방된-이음부 중공 원통형 프리폼을 형성한 후 그리고 인접한 단부들을 함께 결합하기 위해 길이방향 이음부 영역을 용접하기 전에 길이방향 이음부 영역은 이음부 영역의 길이를 따라 이산 위치에서 가용접(tack welded)될 수 있다. 예를 들어, 인접한 단부들은 가용접 스탠드에서 물리적으로 접촉하여 함께 가압되고, 인접한 단부들 사이에 임의의 갭을 폐쇄하기 위해 이음부 영역의 길이를 따라 이산 위치에서 가용접될 수 있다. 그 다음, 가용접된 중공 원통형 프리폼은 길이방향 이음부 영역을 완전히 용접하기 위해 후속 용접 동작을 받을 수 있다.
개방된-이음부의 중공 원통형 프리폼의 길이방향 이음부는, 예를 들어, 텅스텐 불활성 가스 용접(TIG), 금속 불활성 가스 용접(MIG), 플라즈마 아크 용접, 마찰-교반 용접, 전자빔 용접 또는 레이저 용접과 같은 용접 기술을 사용하여 용접될 수 있다. 여러 실시예에서, 길이방향 이음부 영역은, 이음부 영역에 추가적인 용접 합금을 전혀 침착시키지 않는, 예를 들어, 레이저 용접과 같은 필러-없는(filler-less) 용접 기술을 사용하여 용접된다. 길이방향 이음부 영역의 용접은 2번의 통과(pass), 즉: 프리폼의 외부 표면 상의 이음부 영역을 따른 외부 통과, 및 프리폼의 내부 표면 상의 이음부 영역을 따른 내부 통과를 포함할 수 있다.
충전재를 사용하는 용접 기술을 포함하는 실시예에서, 용접 합금의 조성은 판/프리폼의 구성 합금과 동일하거나 유사할 수 있다. 예를 들어, TIG 또는 MIG 용접 동작은 판/프리폼의 구성 합금과 동일하거나 유사한 용접 합금 조성으로 만들어진 필러 와이어 또는 소모 전극을 사용할 수 있다. 일부 실시예에서, 용접 합금은 적어도 하나의 오스테나이트계 안정화 원소(예를 들어, 니켈, 망간, 구리, 질소 및/또는 탄소)로 오버 합금(over-alloyed)될 수 있다. 용접 합금에서 오버 합금의 수준은 프리폼의 용접된 이음부의 화학적 조성 및 미세 구조가 판/프리폼의 구성 합금에 대한 사양이 유지되는 것을 보장하도록 설계되거나 선택될 수 있다. 예를 들어, 듀플렉스 또는 슈퍼 듀플렉스 스테인레스 강 프리폼을 포함하는 실시예에서, 듀플렉스 또는 슈퍼 듀플렉스 스테인레스 강 용접 합금이 길이방향 이음부를 폐쇄하기 위해 TIG, MIG 또는 플라즈마 아크 용접 동작에 사용될 수 있다. 듀플렉스 또는 슈퍼 듀플렉스 스테인레스 강 용접 합금의 화학적 조성은 여전히 프리폼의 듀플렉스 또는 슈퍼 듀플렉스 스테인레스 강의 사양 내에 있으면서 예를 들어 니켈 또는 망간으로 약간 오버 합금될 수 있다.
길이방향 이음부 영역의 용접은 선택적으로 질소 가스 분위기에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 질소 가스 분위기는 중공 원통형 프리폼 상의 용접 통과 동안 길이방향 이음부 영역을 향하는 노즐로부터 유동하는 질소 실드 가스(shield gas)에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, 레이저 용접 동작은 매우 제한된 열 영향부를 생성하고 용접된 길이방향 이음부 영역을 급속 냉각시켜 금속간 상(intermetallic phase)의 형성을 감소시키거나 방지한다. 그러나 레이저 용접과 관련된 높은 냉각 속도는 레이저 용접 듀플렉스 스테인레스 강, 슈퍼 듀플렉스 스테인레스 강 또는 하이퍼 듀플렉스 스테인레스 강일 때 용접부에 과도한 페라이트의 형성을 초래할 수 있다. 질소는 오스테나이트 안정화 원소이며, 따라서 질소 가스 분위기에서 레이저 용접은 듀플렉스 스테인레스 강, 슈퍼 듀플렉스 스테인레스 강 또는 하이퍼 듀플렉스 스테인레스 강 CRA를 포함하는 실시예에서 용접부에 오스테나이트와 페라이트의 상대적 비율이 유지되는 것을 도와줄 수 있다.
길이방향 이음부 영역의 용접 동안, 용접된 이음부를 따라 용접 커프(weld kerf)(용접 비드(weld bead)라고도 알려져 있음)가 형성될 수 있다. 용접 커프/비드는 예를 들어 버니싱 동작(burnishing operation), 스카이빙(skiving)(절단) 동작, 기계 가공 동작, 연마 동작 또는 평탄화(planishing) 동작을 사용하여 제거될 수 있다. 용접 커프/비드는 또한, 예를 들어, 전체 내용이 본 명세서에 병합된 미국 특허 번호 6,375,059에 기재된 압연 동작을 사용하여 평활화될 수 있다.
폐쇄된-이음부 (용접된) 중공 원통형 프리폼은 유동 성형 전에 선택적으로 방사방향으로 팽창될 수 있다. 용접된 중공 원통형 프리폼의 방사방향 팽창은 유압식 또는 기계식 팽창기를 사용하여 수행될 수 있다. 도 5는 용접된 길이방향 이음부(58)를 포함하는 폐쇄된-이음부 중공 원통형 프리폼(50)의 방사방향 팽창을 개략적으로 도시한다. 폐쇄된-이음부 (용접된) 중공 원통형 프리폼을 방사방향으로 팽창시키면 합금 재료를 소성 변형시켜 프리폼의 단면 진원도(roundness)와 길이방향 직진성(straightness)을 증가시켜 후속 유동 성형 동작을 용이하게 할 수 있다.
폐쇄된-이음부 (용접된) 중공 원통형 프리폼은 프리폼의 초기 내부 직경의 적어도 0.5%만큼 방사방향으로 팽창될 수 있다. 예를 들어, 프리폼은 프리폼의 초기 내부 직경의 적어도 1%, 적어도 1.5%, 또는 적어도 2%만큼 팽창될 수 있다. 폐쇄된-이음부 (용접된) 중공 원통형 프리폼은 프리폼의 초기 내부 직경의 6% 이하만큼 팽창될 수 있다. 예를 들어, 프리폼은 프리폼의 초기 내부 직경의 5% 이하, 4% 이하, 또는 3% 이하만큼 팽창될 수 있다. 일반적으로, 방사방향 팽창의 양은, 만약 있다면, 유동 성형 공차를 충족시키기에 충분한 진원도와 직진성을 달성하는 데 필요한 최소값일 수 있다. 팽창의 양은 용접된 이음부가 분할되는 것을 회피하고 합금 재료가 냉간 가공/냉간 경화되는 것을 피해야 한다.
폐쇄된-이음부 (용접된) 중공 원통형 프리폼의 선택적인 팽창은 500℃ 미만의 온도에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 방사방향 팽창은 500℃ 미만, 400℃ 미만, 300℃ 미만, 200℃ 미만 또는 100℃ 미만의 온도에서 수행될 수 있다. 방사방향 팽창은 실온에서 수행될 수 있다.
용접 동작 후 그리고 유동 성형 동작 전에, 폐쇄된-이음부 (용접된) 중공 원통형 프리폼은 선택적으로 어닐링될 수 있다. 선택적인 팽창 동작을 포함하는 실시예에서, 선택적인 어닐링 동작은 용접 동작 후에 그리고 팽창 동작 전에 수행되거나 또는 팽창 동작과 유동 성형 동작 사이에 수행될 수 있다. 적합한 어닐링 온도는 프리폼의 합금 재료의 신원(identity)에 기초하여 선택될 수 있다.
예를 들어, 듀플렉스 스테인레스 강 프리폼은 875℃ 내지 1200℃(1607 내지 2192℉)의 범위의 온도, 또는 이 안에 포함된 임의의 하위 범위, 예를 들어 1010℃ 내지 1177℃(1850 내지 2150℉), 982℃ 내지 1149℃(1800 내지 2100℉), 950℃ 내지 1150℃(1742 내지 2102℉), 또는 1000℃ 내지 1100℃(1832 내지 2012℃)의 온도에서 어닐링될 수 있다. 예를 들어, 슈퍼 듀플렉스 및 하이퍼 듀플렉스 스테인레스 강 프리폼은 950℃ 내지 1200℃(1742 내지 2192℉) 범위의 온도, 또는 이 안에 포함된 임의의 하위 범위, 예를 들어, 1010℃ 내지 1177℃(1850 내지 2150℉), 982℃ 내지 1149℃(1800 내지 2100℉), 1050℃ 내지 1150℃(1922 내지 2102℉), 또는 1075℃ 내지 1100℃(1967 내지 2012℉)의 온도에서 어닐링될 수 있다. 일반적으로, 듀플렉스, 슈퍼 듀플렉스 및 하이퍼 듀플렉스 스테인레스 강의 경우 적절한 고온에서 어닐링하면 적절한 저온에서 어닐링하는 것보다 페라이트 함유량이 증가하는 경향이 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 지정된 온도 또는 온도 범위에서 지정된 시간 기간 또는 시간 범위(즉, 온도에서의 시간) 동안 프리폼을 가열하는 것은 (예를 들어, 열전쌍, 고온도계 등을 사용하여 측정된) 프리폼의 표면 온도가 지정된 온도 또는 온도 범위의 ± 14℃(± 25℉)에 도달하는 시점으로부터 측정된 지정된 시간 또는 시간 범위 동안 프리폼을 가열하는 것을 나타낸다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 온도에서의 지정된 시간은 프리폼의 표면 온도를 지정된 온도 또는 온도 범위의 ± 25℉(± 14℃) 범위 내로 가져가는 예열 시간을 포함하지는 않는다. 본 명세서에 사용된 바와 같이 "노 시간(furnace time)"이라는 용어는 예를 들어 예열된 노와 같은 제어된 온도 환경 내에 작업물이 유지되는 시간의 양을 나타내며, 제어된 온도 환경을 지정된 온도 또는 온도 범위로 가져가는 데 필요한 시간을 포함하지는 않는다.
어닐링 처리는 (변형된 판의 합금, 및 변형된 판의 길이방향 이음부를 폐쇄하는데 사용될 수 있는 임의의 용접 합금을 포함하여) 합금의 재결정화 온도를 초과하는 온도에서 수행될 수 있다. 어닐링 처리는 용접된 프리폼의 적어도 열 영향부를 재결정화하거나, 용접된 프리폼의 더 큰 부분을 재결정화하거나, 전체 용접된 프리폼을 재결정화할 수 있다.
어닐링 처리는 어닐링 온도 범위 내 표면 온도로 프리폼을 가열한 후, (예를 들어, 어닐링 노로부터 프리폼을 제거하는 것에 의해) 프리폼을 냉각시키기 전에 프리폼을 온도에서의 미리 결정된 시간 동안 유지함으로써 수행될 수 있다. 예를 들어, 프리폼은 어닐링 온도 범위 내 지정된 표면 온도로 가열된 후, 온도에서 적어도 5분, 적어도 10분, 적어도 15분, 적어도 20분, 적어도 25분 동안 또는 적어도 30분 동안 (온도에서의 시간 동안) 유지될 수 있다. 대안적으로, 어닐링 처리는 온도에서 동작하는 어닐링 노(또는 다른 제어된 온도 환경)에 프리폼을 놓은 다음, (예를 들어, 어닐링 노로부터 프리폼을 제거하는 것에 의해) 프리폼을 냉각시키기 전에 프리폼을 미리 결정된 노 시간 동안 노 내에 유지함으로써 수행될 수 있다. 예를 들어, 프리폼은 어닐링 온도 범위 내 지정된 온도에서 동작하는 어닐링 노에 놓인 다음, 적어도 5분, 적어도 10분, 적어도 15분, 적어도 20분, 적어도 25분, 또는 적어도 30분(노 시간) 동안 노에서 유지될 수 있다. 프리폼은 예를 들어 60분, 45분, 30분 또는 15분을 초과하지 않는 시간 기간(경우에 따라 온도에서의 시간 또는 노 시간) 동안 온도 또는 동작 노에 유지될 수 있다.
선택적인 어닐링 공정을 포함하는 실시예에서, 어닐링된 프리폼은 온도에서의 지정된 시간 또는 노 시간 후에 어닐링 온도로부터 켄칭될 수 있다. 예를 들어, 프리폼은 30분 이하, 25분 이하, 20분 이하 또는 15분 이하의 시간(경우에 따라 온도에서의 시간 또는 노 시간) 후에 어닐링 온도로부터 켄칭될 수 있다. 켄칭은 냉각 동안 유해한 상을 석출시키는 것을 방지하는 냉각 속도로 수행될 수 있다. 이러한 냉각 속도는, 예를 들어, 워터 켄칭(water quenching) 동작을 사용하여 달성될 수 있다.
듀플렉스, 슈퍼 듀플렉스, 및 하이퍼 듀플렉스 스테인레스 강에서, 예를 들어, 유해한 시그마 상(sigma phase), 카이 상(chi phase), 알파 프라임 상(alpha prime phase), 탄화물 및/또는 질화물이 특정 온도에서 수 분 만에 급속하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 듀플렉스(UNS S31803 및 S32205) 및 슈퍼 듀플렉스(UNS S32750 및 S32760) 스테인레스 강에서 석출 반응 및 다른 특성 반응을 위한 일반적인 온도는 표 1에 표시된다.
Figure pct00001
도 6은 1050℃(1920℉)에서 어닐링된, 제1 듀플렉스 스테인레스 강(UNS 번호 S31803 및 S32205에 대응하는 합금 2205), 제2 듀플렉스 스테인레스 강(UNS 번호 S32304에 대응하는 합금 2304), 및 슈퍼 듀플렉스 스테인레스 강(UNS 번호 S32750 및 S32760에 대응하는 합금 2507)에 대한 시간-온도-변환 곡선을 도시하는 등온 석출 다이어그램이다. 도 6은 해로운 상이 형성되는 온도 범위와 동역학을 도시한다. 탄화물과 질화물 석출은 온도에서 1 내지 2분만큼 빨리 시작될 수 있다. 시그마 및 카이 상의 석출은 고온에서 발생하지만 탄화물과 질화물의 석출과 거의 동시에 발생한다. 크롬, 몰리브덴 및 니켈에서 보다 고도로 합금된 듀플렉스 및 슈퍼 듀플렉스 스테인레스 강은 보다 낮은 합금된 듀플렉스 스테인레스 강보다 더 빠른 시그마 및 카이 상이 형성되는 동력학을 나타낸다. 보다 낮은 온도에서 알파 프라임 석출물이 형성되면 페라이트가 듀플렉스 및 슈퍼 듀플렉스 스테인레스 강으로 바람직하지 않게 경화되고 취화(embrittle)될 수 있다.
상기 언급된 온도 범위에서 수 분 동안 노출하면 내부식성과 인성에 해로운 상이 형성되는 것을 초래할 수 있다. 비교적 빠른 켄칭(예를 들어, 워터 켄칭) 전에 어닐링 온도로부터 700 내지 980℃(1300 내지 1800℉) 온도 범위로 프리폼을 냉각시키는 것이 또한 해로운 상을 형성할 수도 있다. 그리하여, 여러 실시예에서, 프리폼은, 예를 들어, 워터 켄칭 공정을 사용하여 유해한 상이 형성되는 것을 방지하기에 충분한 냉각 속도로 어닐링 온도로부터 켄칭될 수 있다.
폐쇄된-이음부 (용접된) 중공 원통형 프리폼은 이음부 없는 냉간 가공된 (저온 경화된) 합금 튜브를 제공하도록 유동 성형된다. 유동 성형은 정밀한 원통형 부품을 생산하는 데 사용되는 금속 성형 동작이다. 유동 성형은 전형적으로 2개 이상의 롤러로부터 축방향, 방사방향 및 접선방향 힘의 조합을 사용하여 내부의 회전하는 맨드럴 상에 원통형 작업물의 외부 직경을 압축함으로써 수행된다. 재료가 그 항복 강도를 초과하여 압축되는 것에 의해 재료가 소성 변형된다. 그 결과, 부품에 원하는 형상이 달성될 때까지, 작업물의 길이가 증가되면서 그 외부 직경 및 벽 두께가 감소된다.
유동 성형은 일반적으로 냉간 가공 온도에서 수행되는 냉간 성형 동작이다. 단열은 소성 변형으로 인해 생성되지만, 작업물, 맨드럴 및 롤러는 일반적으로 열을 발산시키기 위해 냉각된 냉각제(refrigerated coolant)가 흐른다. 이것은 재료가 재결정화 온도 아래에서 잘 가공되는 것을 보장한다. 유동 성형은 냉간 성형 공정이기 때문에 작업물 재질의 강도와 경도를 증가시키고, 재질에 텍스처를 부여하며 때로는 임의의 따뜻한 또는 고온 성형 제조 공정으로 달성되는 것보다 요구조건에 훨씬 더 가까운 기계적 특성과 치수 정확성을 달성한다.
유동 성형 동작의 두 가지 예는 순방향 유동 성형과 역방향 유동 성형이다. 일반적으로, 순방향 성형 형성은 적어도 하나의 폐쇄된 또는 반-폐쇄된 단부(예를 들어, 폐쇄된 실린더)를 갖는 튜브 또는 구성 요소를 성형하는데 사용된다. 역방향 유동 성형은 일반적으로 2개의 개방된 단부(예를 들어, 2개의 개방된 단부를 갖는 실린더)를 갖는 튜브 또는 구성 요소를 형성하는데 사용된다. 일부 경우에, 원하는 형상을 성공적으로 달성하기 위해 순방향 및 역방향 유동 성형을 조합하여 사용될 수 있다. 전형적으로, 순방향 유동 성형과 역방향 유동 성형은 필요한 세공을 변경함으로써 동일한 유동 성형 기계에서 수행될 수 있다.
도 7은 유동 형성 장치(100)를 개략적으로 도시한다. 유동 형성 장치(100)는 순방향 유동 성형을 위해 구성된다. 유동 성형 장치(100)는 원통형 작업물(118)을 유지하기 위한 맨드럴(112), 이 작업물(118)을 맨드럴(112)에 고정하는 테일스톡(tailstock)(114), 작업물(118)의 외부 표면에 힘을 가하는 2개 이상의 롤러(116), 및 이 롤러(116)에 결합된 이동가능한 캐리지(119)를 포함한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 롤러(116)는 작업물(118)의 중심 축에 대해 서로 등각도로 이격될 수 있다. 롤러(116)는 유압적으로 구동되거나 컴퓨터 수치 제어(CNC)될 수 있다.
도 8은 순방향 유동 성형 동작을 받는 작업물(118)의 개략 측단면도를 도시한다. 이 동작 동안, 작업물(118)은 (도 7에 도시된 바와 같이 맨드럴의 우측으로) 맨드럴(112)의 단부를 향해 그 폐쇄된 또는 반-폐쇄된 단부를 갖는 맨드럴(112) 위에 배치될 수 있다. 상기 작업물(118)은 테일스톡(114)에 의해, 예를 들어, 테일스톡(114)으로부터 유압에 의해 맨드럴(118)의 단부에 고정될 수 있다. 맨드럴(112)과 작업물(118)은 축(120) 주위로 회전하는 동안, 롤러(116)는 그 길이를 따라 원하는 위치에서 작업물(118)의 외부 표면과 접촉하는 위치로 이동될 수 있다. 헤드스톡(headstock)(134)은 맨드럴(112)을 회전시키거나 또는 구동시키고 테일스톡(114)은 맨드럴(112)이 회전하도록 추가적인 지지를 제공하여 긴 맨드럴(112)이 적절하게 회전하도록 한다.
캐리지(119)는 일반적으로 도면 부호 124로 지시된 방향으로 작업물(118)을 따라 롤러(116)를 이동시킬 수 있다(도 7에 도시된 바와 같이 우측으로부터 좌측으로 이동시킬 수 있다). 롤러(116)는 예를 들어 제어된 방사방향 힘, 축방향 힘 및 접선방향 힘의 조합을 사용하여 작업물(118)의 외부 표면으로 하나 이상의 힘을 인가하여 벽 두께(126)와 외부 직경을 감소시킬 수 있다. 하나 또는 2개의 제트(136)를 사용하여 롤러(116), 작업물(118), 및 맨드럴(112)에 냉각제를 스프레이할 수 있으나, 초기 실온에서 작업물(118)이, 예를 들어, 다량의 소성 변형을 받을 때에는 더 많은 제트를 사용하여 발생된 단열을 발산시킬 수 있다. 맨드럴(112)은, 심지어, 예를 들어, 트로프형 장치(trough type device)에서 냉각제(미도시)에 침지되어 있어, 냉각제가 맨드럴(112) 상에 모여서 함께 작업물(118)을 냉각시킬 수 있다.
롤러(116)는 물질이 소성 변형되고 길이방향 축(120)과 일반적으로 평행한 방향으로 참조 부호 122로 지시된 방향으로 유동하거나 이동하기에 충분한 힘으로 작업물(118)의 외부 표면을 압축할 수 있다. 롤러(116)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 맨드럴(112)의 외부 직경 또는 작업물(118)의 내부 벽으로부터 임의의 원하는 길이에 위치되어, 작업물(118)의 길이를 따라 일정하거나 가변할 수 있는 벽 두께(126)를 생성할 수 있다. 길이(128)는 유동 성형 동작을 받은 작업물(118) 부분을 나타내지만, 길이(130)는 아직 변형되지 않은 부분이다. 롤러가 이동하고 있는 방향(124)과 동일한 방향(122)으로 변형된 재료가 유동하기 때문에, 도 8에 도시된 동작은 "순방향 유동 성형"이라고 언급된다.
역방향 유동 성형에서, 유동 성형 장치는 도 7에 도시된 것과 유사한 방식으로 구성될 수 있지만 테일스톡(114)보다는 구동 링(132)이 작업물(118)을 맨드럴(112)에 고정시킨다. 도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이, 구동 링(132)은 맨드럴(112)의 비-자유 단부에서 헤드스톡(134) 근처에 위치된다. 도 9는 역방향 유동 성형 동작을 받는 작업물(118)의 측면도를 도시한다. 이 동작 동안, 작업물(118)은 맨드럴(112) 상에 배치될 수 있고, 맨드럴(112)의 비-자유 단부에서 (도 9에 도시된 바와 같이 좌측으로) 구동 링(132)으로 끝까지 푸시될 수 있다. 롤러(116)는 그 길이를 따라 원하는 위치에서 작업물(118)의 외부 표면과 접촉하는 위치로 이동될 수 있다. 캐리지(119)는 작업물(118)에 힘을 가하는 (도 7에 도시된 바와 같이 우측에서 좌측 방향으로) 구동 링(132)을 향해 이동할 수 있다.
롤러(116)에 의해 가해지는 힘은 작업물(118)을 구동 링(132)으로 푸시할 수 있으며, 여기서 작업물은 구동 링(132)의 면 상의 일련의 톱니형부 또는 다른 고정 특징부에 의해 포획되거나 또는 고정될 수 있다. 이것에 의해 맨드럴(112)과 작업물(118)이 종축(120) 주위로 회전하는 동안 롤러(116)는 작업물(118)의 외부 표면에 하나 이상의 힘을 가할 수 있다. 작업물 재료는 소성 변형되고, 축(120)과 일반적으로 평행한 방향(122)으로 이동하거나 유동한다. 순방향 유동 성형과 유사하게, 롤러(116)는 맨드럴(112)의 외부 직경 또는 작업물(118)의 내부 벽으로부터 임의의 원하는 거리에 위치되어 작업물(118)의 길이를 따라 일정하거나 가변할 수 있는 벽 두께(126)를 생성할 수 있다. 길이(128)는 유동 성형 동작을 받은 작업물(118) 부분을 나타내는 반면, 길이(130)는 아직 변형되지 않은 부분을 나타낸다. 작업물(118)이 변형될 때, 이 작업물은 구동 링(132)으로부터 멀어지는 방향으로 맨드럴(112)의 길이 아래로 연장된다. 롤러가 이동하고 있는 방향(124)과 반대 방향(122)으로 변형된 재료가 유동하기 때문에 이 동작은 "역방향 유동 성형"이라고 언급된다.
평활한 맨드럴 위로 부품을 유동 성형시켜 유동 성형된 튜브의 평활한 내부 직경을 생성하는 것에 더하여, 스플라인(spline), 라이플링(rifling) 또는 다른 텍스처링(texturing)이 유동 성형된 튜브의 보어(bore) 내에 형성될 수 있다. 이것은 작업물이 유동 성형될 때 작업물의 내부 표면으로 압인(impress)되는 라이플링, 그루브(groove), 노치(notch) 또는 다른 구성과 같은 표면 텍스처링을 갖는 맨드럴을 사용하여 달성될 수 있다. 예를 들어, 맨드럴은 그 표면 상에 나선형, 직선형, 주기적 또는 다른 원하는 융기(ridge) 부분을 갖게 구성될 수 있다. 이러한 융기 부분은 최종 유동 성형 통과가 완료된 후 작업물의 내부 표면에 라이플링, 그루브, 노치 및/또는 다른 형상을 남긴다.
작업물 재료가 회전 롤러 세트 하에서 맨드럴 상으로 소성 변형되고 압축될 때, 큰 벽 두께 감소가 단일 통과에서 실현될 수 있다. 원통형 합금 프리폼의 경우 유동 성형 통과당 20% 미만의 벽 두께 감소가 사용되는 경우 작업물의 가장 바깥쪽 부분이 소성 변형될 수 있지만 내부 맨드럴에 가장 가까운 재료는 충분한 소성 변형을 받지 않을 수 있다. 단일 통과에서 (예를 들어, 75%를 초과하는) 너무 큰 벽 두께 감소가 수행되는 경우, 유동 성형 동작이 한 번에 모든 재료를 소성 변형시켜 이동시킬 수는 없으므로 작업물이 허용가능하게 처리되지 못할 수 있다. 일부 실시예에서, 벽 두께 감소량은 제1 통과에서 수행되고, 더 작은 감소량은, 필요한 경우, 제2 통과 또는 후속 통과에서 수행될 수 있다. 일반적으로, 유동 형성 동작에서 적어도 20%의 벽 두께 감소가 수행될 때, 전체 벽 두께를 통한 재료는 프리폼을 유동 성형된 튜브로 균일하게 신장시킬 만큼 충분히 소성 변형된다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "벽 두께 감소"라는 용어는 유동 성형 동작 동안 프리폼 벽의 환형 단면적의 백분율 감소(즉, 면적 감소)를 의미한다.
유동 성형 공정은 변형된 재료의 결정립 크기를 균일하게 "정제"하고, 유동 성형된 튜브의 중심선과 실질적으로 평행한 길이 방향으로 비교적 균일하게 미세 구조를 재정렬한다. 유동 성형 공정은 하나 이상의 유동 성형 통과에서 수행될 수 있다. 2회 이상의 통과가 사용될 때, 제1 통과에서 달성된 벽 두께 감소는 후속 통과에서보다 더 클 수 있고, 적어도 25%의 벽 두께 감소일 수 있다. 예를 들어, 1회를 초과하는 횟수의 통과를 사용하여 35%의 총 벽 두께 감소의 경우, 제1 통과는 적어도 25% 벽 두께 감소일 수 있고, 제2 통과는 10% 벽 두께 감소일 수 있다. 다른 예에서, 1회를 초과하는 횟수의 통과를 사용하는 50%의 전체 두께 벽 감소의 경우, 제1 통과는 적어도 25% 벽 두께 감소일 수 있고, 제2 통과는 15% 벽 두께 감소일 수 있으며, 제3 통과는 10% 벽 두께 감소일 수 있다.
유동 성형 동작에 의해 부여되는 냉간 가공의 정도에 따라, 재료의 경도와 인장 강도는 증가하지만, 연성(ductility)과 충격 인성 값은 감소한다. 유동 성형을 통한 냉간 가공은 보통 유동 성형된 물질의 결정립 크기를 감소시킨다. 일반적으로, 재료가 냉간 가공될 때, 미세한 결함은 변형된 영역 전체에 걸쳐 핵을 이룬다. 변형을 통해 결함이 누적되면서 슬립 또는 결함이 이동하는 일이 점점 더 어려워진다. 그 결과 재료가 경화된다. 재료에 너무 많은 냉간 가공이 가해지면 경화된 재료가 부서질 수 있다. 따라서, 각 유동 성형 통과에 의해, 변형된 재료는 더 단단하고 덜 연성으로 되므로, 제1 통과 후에 점점 더 작은 감소의 시리즈가 사용될 수 있다.
유동 성형된 재료의 2축 강도와 경도의 증가에 더하여, 실시예는 오토프레타즈 공정(autofrettage process)에 의해 유도된 유동 성형된 부품의 내부 직경에서 부근 표면 재료에 압축 잔류 응력을 제공할 수도 있다. 오토프레타즈는 보어에 압축 잔류 응력을 생성하는 것에 의해 증가된 강도와 피로 수명을 튜브에 제공하기 위해 관형 부품에 사용되는 금속 가공 기술을 말한다. 통상적인 오토프레타즈 공정에서 튜브 보어 내에 압력이 가해지면 부근 내부 표면 재료에 소성 변형이 야기되고, 부근 외부 표면 재료는 탄성 변형을 받는다. 그 결과, 압력이 제거된 후에, 잔류 응력의 분포가 존재하고, 이에 튜브의 내부 표면에 잔류하는 압축 응력이 제공된다.
여러 실시예에서, 최종 유동 성형 통과에서, 롤러는, 작업물의 내부 직경에 있는 재료가 소성 변형하여 오토프레타즈 같은 방식으로 내부 직경에 압축 응력을 부여할 만큼 충분한 힘으로 작업물의 내부 직경에 있는 재료를 맨드럴(mandrel)(112) 상으로 압축시킬 수 있는 축방향 힘과 방사방향 힘의 조합을 사용하여 작업물의 외부 직경을 압축하도록 구성될 수 있다. 이것은, 예를 들어, 롤러를 서로 멀어지는 방향으로 충분히 당김으로써 달성될 수 있다. 이에 따라, 유동 성형 동작은, 표준 유동 성형 동작 동안 일반적으로 발생하는 것인, 작업물이 맨드럴에서 풀리거나 맨드럴에서 스프링 백되는 것이 아니라, 작업물이 맨드럴로 압축되어 맨드럴을 파지하게 한다. 이러한 방식으로 맨드럴로 내부 직경을 압축하는 것에 의해 유동 성형된 부품의 내부 직경에 압축성 후프 응력(compressive hoop stress)이 부여된다.
도 10 및 도 11은 3-롤러 유동 성형 구성의 개략 사시도 및 개략 측면도를 각각 도시한다. 도 10은 3개의 축(도 10에서 X, Y 및 Z 축으로 도시됨)을 따라 이동할 수 있는 3개의 유동 성형 롤러(116)(도 11에서 X, Y 및 Z로 도시됨)를 수용하는 캐리지를 도시하고, 이들 롤러는 스핀들 축 주위에 예를 들어 서로 120°이격되어 방사방향으로 위치된다. 이들 도면에는 3개의 롤러가 도시되어 있지만, 유동 성형 동작은 2개 이상의 롤러를 사용할 수 있다. 예를 들어, 큰 변형력이 필요할 수 있고 부하가 더 많은 롤러에 분산될 수 있는 실시예에서 4개의 롤러 구성이 사용될 수 있다. 독립적으로 프로그래밍가능한 X, Y 및 Z 롤러는 필요한 방사방향 힘을 제공하는 반면, W-축의 오른쪽에서 왼쪽으로 프로그래밍가능한 피드 움직임은 축방향 힘을 적용한다. 각 롤러는 유동 성형 동작에서 특정 역할을 지원하기 위해 특정 기하학적 구조를 가질 수 있다.
롤러(116)의 위치는 서로에 대해 길이방향으로 및/또는 방사방향으로 스태거(stagger)될 수 있다. 스태거의 양은 가변할 수 있으며, 작업물의 초기 벽 두께, 및 주어진 유동 성형 통과에서 원하는 벽 감소량에 기초할 수 있다. 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, So는 유동 성형 전의 작업물의 벽 두께를 나타내고, S1은 롤러(116)가 v 방향으로 이동하고 있는 상태에서 유동 성형 동작 후의 작업물의 벽 두께를 나타낸다. 롤러(116)는 작업물(118)의 길이방향을 따라 (도 10에서 W-축으로 도시됨) 길이방향으로 스태거될 수 있고, 작업물(118)의 외부로 상대적으로 균일한 압축을 가하기 위해 (X, Y, 및 Z 축을 따라) 작업물의 중심선 또는 내부 직경에 대해 방사방향으로 스태거될 수 있다. 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 롤러(X)는 변위 또는 거리(A1)만큼 롤러(Y)로부터 분리될 수 있고, 롤러(X)는 작업물(118)의 길이방향을 따라 거리(A2)만큼 롤러(Z)로부터 분리될 수 있다. 유사하게, 롤러(X)는 유동 성형 통과 후 작업물(118)의 원하는 벽 두께인 거리(S1)만큼 작업물의 내부 직경으로부터 방사방향으로 변위될 수 있고, 롤러(Y)는 방사방향으로 거리(R1)만큼 변위될 수 있고, 롤러(Z)는 작업물의 내부 직경으로부터 거리(R2)만큼 방사방향으로 변위될 수 있다. 도시된 바와 같이, 각도(K)는 축방향 스태거링 패턴이 설정되면 방사방향 스태거링의 양을 결정하는데 사용될 수 있다.
롤러(X, Y, Z)가 서로로부터 더 많이 분리될수록, 작업물 재료의 결정립 구조에 부여되는 나선형 비틀림(twist)이 커지게 된다. 이러한 방식으로 부품에 가해지는 압축성 후프 응력(오토프레타즈)은 균열 발생의 가능성을 감소시키고, 부품의 내부 직경에서 시작될 수 있는 균열의 성장률을 감소시켜, 유동 성형된 튜브의 피로 수명을 효과적으로 개선할 수 있다. 유동 성형의 또 다른 장점은 내부 직경에 부여되는 압축 응력의 양이 롤러 구성에 따라 튜브 길이를 따라 변할 수 있다는 것이다. 예를 들어, 롤러는 압축 응력이 튜브의 한 부분에만 부여되는 방식으로, 예를 들어 튜브의 일 단부 또는 중간에만 부여되는 방식으로 구성될 수 있다.
유동 성형 동작에서, 작업물이 맨드럴 상에 들러붙거나 막힐 가능성을 줄이기 위해, 작업물의 내부 직경과 맨드럴 사이에 윤활제가 사용될 수 있다.
폐쇄된-이음부 (용접된) 중공 원통형 프리폼은, 외부 직경을 감소시키고, 길이를 증가시키고, 용접된 이음부를 제거하도록 유동 성형되어, 이음부 없는 냉간 가공된 (경질 경화된) 합금 튜브가 제공될 수 있다. 도 12는 용접된 이음부(218)를 포함하는 폐쇄된-이음부 (용접된) 중공 원통형 프리폼(210)의 역방향 유동 성형을 개략적으로 도시한다. 프리폼(210)은 맨드럴(미도시) 상에 배치되고 구동 링(미도시)에 고정된다. 구동 링은 222에서 회전 화살표에 의해 지시된 바와 같이 회전 방향으로 프리폼(210)을 회전시킨다. 유동 성형 장치의 롤러(216)는 참조 부호 224에서 화살표로 표시된 바와 같이 길이방향으로 회전하며 이동하여 프리폼(210)과 맞물려 프리폼을 소성 변형시킨다(2개의 롤러(216)가 도시되어 있지만, 제3 롤러가 존재할 수 있고 유동 성형된 튜브(290)에 의해 도면에서 가리워질 수 있다). 프리폼(210)의 소성 변형된 합금 재료는 유동 성형된 튜브(290)와 반대쪽 롤러 측 상에 나타나고, 참조 부호 222에서 직선 화살표로 표시된 길이방향으로 유동한다. 프리폼(210)과 튜브(290) 사이에 전이 영역(250)이 일어나고, 여기서 롤러(216)가 길이방향으로 작업물과 축방향으로 맞물린다. 도 12에 도시된 바와 같이, 폐쇄된-이음부 (용접된) 중공 원통형 프리폼(210)으로부터 생성된 유동 성형된 튜브(290)는 관찰가능한 용접 이음부가 없어서, 용접되고 이음부 없는 튜브이다.
도 13은 용접된 이음부(318)를 포함하는 폐쇄된-이음부 (용접된) 중공 원통형 프리폼(310)의 역방향 유동 성형을 개략적으로 도시한다. 프리폼(310)은 맨드럴(312) 상에 배치되고 구동 링(미도시)에 고정된다. 구동 링은 참조 부호 322에서 회전 화살표로 표시된 바와 같이 회전 방향으로 프리폼(310)을 회전시킨다. 유동 성형 장치의 롤러(316)는 페이지의 평면 안으로 길이 방향으로 회전하며 이동하여 프리폼(310)과 맞물려 프리폼을 소성 변형시킨다. 4개의 롤러 구성이 도 13에 도시되어 있다. 전술한 바와 같이, 4개의 롤러 구성은 큰 변형력이 필요할 수 있고 부하가 더 많은 개수의 롤러에 걸쳐 분산될 수 있는 실시예에서 사용될 수 있다.
프리폼(310)의 소성 변형된 합금 재료는 유동 성형된 튜브(390)와 반대쪽 롤러 측에서 나오고, 페이지의 평면 밖으로 길이 방향으로 유동한다. 프리폼(310)과 튜브(390) 사이에 전이 영역(350)이 일어나고, 여기서 롤러(316)가 길이방향으로 작업물과 축방향으로 맞물린다. 도 13에 도시된 바와 같이, 폐쇄된-이음부 (용접된) 중공 원통형 프리폼(310)으로부터 생성된 유동 성형된 튜브(390)는 관찰가능한 용접 이음부가 없어서, 용접되고 이음부 없는 튜브이다.
팽창되거나 및/또는 어닐링된 프리폼을 포함하지만 반드시 포함해야 하는 것은 아닌 폐쇄된-이음부 (용접된) 중공 원통형 프리폼의 유동 성형은 냉간 가공 (저온 경화) 조건에서 이음부 없는 튜브를 생성할 수 있다. 예를 들어, 프리폼을 튜브로 변형시키는 유동 성형 동작은 실온에서 및/또는 냉각된 냉각제에서 수행되어, 변형이 저온 동작 온도에서 일어나는 것을 보장할 수 있다. 프리폼을 튜브로 변형시키는 유동 성형 동작은 합금 재료를 20% 내지 80% 범위 또는 이 안에 포함된 임의의 하위 범위, 예를 들어 25% 내지 75%, 50% 내지 75%, 50% 내지 70%, 25% 내지 65%, 30% 내지 65%, 30% 내지 60%, 30% 초과 내지 60% 미만, 35% 내지 55% 또는 40% 내지 50%의 면적 감소로 냉간 가공할 수 있다. 프리폼을 튜브로 변형시키는 유동 성형 동작은 단일 통과 또는 다중 통과로 수행될 수 있다.
프리폼을 유동 성형하여 튜브를 제조하는 것은 튜브에 미리 결정된 타겟 재료 특성을 달성하는데 필요한 정확한 냉간 가공 레벨(면적 감소량으로 정량화된 레벨)을 제어하는 능력을 제공한다. 예를 들어, 유동 성형은 냉간 가공 (냉간 경화) 조건에서 튜브의 실온 항복 강도, 극한 인장 강도, 연신율 및 경도의 미리 결정된 균형을 달성하는데 필요한 면적 감소량(예를 들어, 특정 합금에 따라 30% 내지 60% 범위)을 정확히 제어할 수 있다. 이것은 ANSI/API 사양 5CRA의 화학적 조성, 치수, 기계적 및 미세 구조적 요구 사항을 준수하는 튜브를 효과적이고 효율적으로 생산할 수 있는 능력을 제공한다.
프리폼을 튜브로 변형하는 유동 성형 동작은 냉간 가공 (냉간 경화) 조건에서 적어도 110 ksi(758㎫)의 항복 강도, 적어도 125 ksi(862 ㎫)의 극한 인장 강도, 적어도 9%의 연신율 및/또는 38 이하의 HRC 경도 수를 포함하는 실온 특성을 갖는 튜브를 제공할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 "항복 강도"라는 용어는 0.2% 오프셋 항복점을 말한다. 본 명세서에 기술된 공정에 의해 제조된 튜브는 적어도 110 ksi(758 ㎫) 및 160 ksi(1,103 ㎫) 이하의 항복 강도를 특징으로 할 수 있다. 본 명세서에 기술된 공정으로 제조된 튜브는 튜브의 항복 강도보다 적어도 10 ksi(70 ㎫) 더 큰 극한 인장 강도를 가질 수 있다. 본 명세서에 기술된 공정에 의해 제조된 튜브는 적어도 125 ksi(862 ㎫)의 항복 강도, 적어도 130 ksi(896 ㎫)의 극한 인장 강도, 적어도 10%의 연신율 및/또는 37 이하의 HRC 경도 수를 가질 수 있다. 본 명세서에 기술된 공정에 의해 제조된 튜브는 적어도 140 ksi(965 ㎫)의 항복 강도 및/또는 적어도 145 ksi(1000 ㎫)의 극한 인장 강도를 가질 수 있다. 본 명세서에 기술된 공정에 의해 제조된 튜브는 적어도 12%의 연신율 및/또는 36 이하의 HRC 경도 수를 가질 수 있다.
프리폼을 튜브로 변형하는 유동 성형 동작은 외부 직경이 적어도 1.0 인치(25.4㎜)이고 벽 두께가 적어도 0.015 인치(0.381㎜)인 튜브를 제공할 수 있다. 프리폼을 튜브로 변형하는 유동 성형 동작은 적어도 1.5 인치(81.1㎜)의 외부 직경 및 적어도 0.020 인치(0.508㎜)의 벽 두께를 갖는 튜브를 제공할 수 있다. 프리폼을 튜브로 변형하는 유동 성형 동작은 외부 직경이 적어도 2.0 인치(50.8㎜)이고 벽 두께가 적어도 0.025 인치(0.635㎜)인 튜브를 제공할 수 있다.
프리폼을 튜브로 변형하는 유동 성형 동작은 적어도 6.5 인치(165.1㎜)의 외부 직경, 적어도 0.231 인치(5.87㎜)의 벽 두께 및/또는 적어도 28.0 피트(8.5 미터)의 길이를 갖는 튜브를 제공할 수 있다. 프리폼을 튜브로 변형하는 유동 성형 동작은 외부 직경이 적어도 7.0 인치(177.8㎜), 벽 두께가 적어도 0.231 인치(5.87㎜) 및/또는 길이가 적어도 34.0 피트(10.4 미터)를 갖는 튜브를 제공할 수 있다. 프리폼을 튜브로 변형하는 유동 성형 동작은 외부 직경이 적어도 9.625 인치(244.5㎜), 벽 두께가 적어도 0.312 인치(7.92㎜), 및/또는 길이가 적어도 36.0 피트(11.0 미터)인 튜브를 제공할 수 있다. 프리폼을 튜브로 변형하는 유동 성형 동작은 외부 직경이 적어도 9.875 인치(250.8㎜), 벽 두께가 적어도 0.625 인치(15.9㎜), 및/또는 길이가 적어도 36.0 피트(11.0 미터)인 튜브를 제공할 수 있다.
유동 성형 동작 후에, 튜브는 선택적으로 어닐링될 수 있다. 적합한 어닐링 온도는 유동 성형된 튜브의 합금 재료의 신원에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 듀플렉스 스테인레스 강 튜브는 875℃ 내지 1200℃(1607 내지 2192℉) 범위의 온도 또는 이 안에 포함된 임의의 하위 범위, 예를 들어, 1010℃ 내지 1177℃(1850 내지 2150℉), 982℃ 내지 1149℃(1800 내지 2100℉), 950℃ 내지 1150℃(1742 내지 2102℉), 또는 1000℃ 내지 1100℃(1832 내지 2012℃)의 온도에서 어닐링될 수 있다. 예를 들어, 슈퍼 듀플렉스 및 하이퍼 듀플렉스 스테인레스 강 튜브는 950℃ 내지 1200℃(1742 내지 2192℉) 범위의 온도 또는 이 안에 포함된 임의의 하위 범위, 예를 들어, 1010℃ 내지 1177℃(1850 내지 2150℉), 982℃ 내지 1149℃(1800 내지 2100℉), 1050℃ 내지 1150℃(1922 내지 2102℉), 또는 1075℃ 내지 1100℃(1967 내지 2012℉)의 온도에서 어닐링될 수 있다. 일반적으로 듀플렉스, 슈퍼 듀플렉스 및 하이퍼 듀플렉스 스테인레스 강의 경우 적절한 고온에서 어닐링하면 적절한 저온에서 어닐링하는 것보다 페라이트 함유량이 증가하는 경향이 있다.
어닐링 처리는 유동 성형된 튜브의 합금의 재결정화 온도를 초과하는 온도에서 수행될 수 있다. 어닐링 처리는 유동 성형된 튜브의 냉간 가공된 미세 조직을 재결정화시킬 수 있다. 어닐링 처리는 튜브를 어닐링 온도 범위 내 표면 온도로 가열한 다음, (예를 들어, 어닐링 노로부터 프리폼을 제거하는 것에 의해) 튜브를 냉각시키기 전에 튜브를 온도에서의 미리 결정된 시간 동안 유지시킴으로써 수행될 수 있다. 예를 들어, 튜브는 어닐링 온도 범위 내 지정된 표면 온도로 가열 된 다음, 온도에서 적어도 5분, 적어도 10분, 적어도 15분, 적어도 20분, 적어도 25분 또는 적어도 30분 동안 (온도에서의 시간 동안) 유지될 수 있다. 대안적으로, 어닐링 처리는, 튜브를 온도에서 동작하는 어닐링 노(또는 다른 제어된 온도 환경)에 놓은 다음, (예를 들어, 어닐링 노로부터 프리폼을 제거하는 것에 의해) 튜브를 냉각시키기 전에 미리 결정된 노 시간 동안 튜브를 노에 유지함으로써 수행될 수 있다. 예를 들어, 튜브는 어닐링 온도 범위 내 지정된 온도에서 동작하는 어닐링 노에 위치된 다음, 적어도 5분, 적어도 10분, 적어도 15분, 적어도 20분, 적어도 25분, 또는 적어도 30분(노 시간) 동안 노에 유지될 수 있다. 튜브는, 예를 들어, 60분, 45분, 30분 또는 15분을 초과하지 않는 시간 기간(경우에 따라 온도에서의 시간 또는 노 시간) 동안 온도에 또는 동작 노에 유지될 수 있다.
선택적인 어닐링 공정을 포함하는 실시예에서, 어닐링된 튜브는 온도에서의 지정된 시간 또는 노 시간 후에 어닐링 온도로부터 켄칭될 수 있다. 예를 들어, 튜브는 30분 이하, 25분 이하, 20분 이하 또는 15분 이하의 시간(경우에 따라 온도에서의 시간 또는 노 시간) 후에 어닐링 온도로부터 켄칭될 수 있다. 켄칭은 냉각 동안 유해한 상이 석출되는 것을 방지하는 냉각 속도로 수행될 수 있다. 이러한 냉각 속도는, 예를 들어, 워터 켄칭 동작을 사용하여 달성될 수 있다.
본 명세서에 기술된 공정은, 예를 들어, 마텐자이트계 스테인레스 강, 마텐자이트/페라이트계 스테인레스 강, 오스테나이트계 스테인레스 강, 듀플렉스(오스테나이트/페라이트계) 스테인레스 강, 슈퍼 듀플렉스(오스테나이트/페라이트계) 스테인레스 강, 하이퍼 듀플렉스(오스테나이트/페라이트계) 스테인레스 강, 오스테나이트 니켈계 합금, 오스테나이트 니켈계 초합금, 및 티타늄계 합금을 포함하지만 이들로 제한되지 않는, 예를 들어, CRA를 포함하는 합금 판으로부터 이음부 없는 합금 튜브를 형성하는데 사용될 수 있다.
예를 들어, 듀플렉스, 슈퍼 듀플렉스 또는 하이퍼 듀플렉스 스테인레스 강을 포함하는 스테인레스 강 판이 본 명세서에 기재된 공정에 따라 스테인레스 강 튜브를 제조하는데 사용될 수 있다. 듀플렉스 스테인레스 강은 오스테나이트와 페라이트의 혼합된 미세 구조를 가지고 있다. 듀플렉스, 슈퍼 듀플렉스 및 하이퍼 듀플렉스 간의 구별은 일반적으로 내공식지수(pitting resistance equivalent number)(PREN =%Cr + 3.3 *(%Mo + 0.5*%W) + 16*%N)에 기초하여 이루어지고, 여기서 듀플렉스 스테인레스 강은 적어도 35의 PREN을 가지고, 슈퍼 듀플렉스 스테인레스 강은 적어도 40의 PREN을 가지며, 하이퍼 듀플렉스 스테인레스 강은 적어도 45의 PREN을 갖는다. 본 명세서에 기재된 공정에 따른 튜브를 생산하는데 적합한 듀플렉스, 슈퍼 듀플렉스 및 하이퍼 듀플렉스 스테인레스 강의 예로는 표 2 내지 표 4에 각각 기재된 스테인레스 강(총 합금 질량을 기준으로 질량 백분율로 제시된 조성)을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
상기 표 2 내지 표 4에 열거된 스테인레스 강은 구성 원소를 포함할 수 있고, 본질적으로 구성 원소로 구성되거나, 또는 구성 원소와 부수적인 불순물로 구성될 수 있다.
예를 들어, 본 명세서에 기술된 공정은 (질량%로) 다음 성분, 즉:
24.0 내지 26.0%의 크롬;
6.0 내지 8.0%의 니켈;
3.0 내지 5.0%의 몰리브덴;
0.20 내지 0.32%의 질소;
최대 0.04%의 탄소;
선택적으로, 0.5 내지 1.0%의 구리;
선택적으로, 0.5 내지 1.0%의 텅스텐; 및
철 및 부수적인 불순물
을 포함하는 슈퍼 듀플렉스 스테인레스 강을 포함하는 스테인레스 강 튜브를 제조할 수 있다.
여러 실시예에서, 본 명세서에 기술된 공정은 40% 내지 60%의 범위의 페라이트의 체적 분율을 갖는 듀플렉스 스테인레스 강 튜브를 제조할 수 있다. 여러 실시예에서, 본 명세서에 기술된 공정은 35% 내지 55%의 범위의 페라이트의 체적 분율을 갖는 슈퍼 듀플렉스 스테인레스 강 튜브를 제조할 수 있다.
본 명세서에 기술된 공정에 따라 튜브를 제조하기에 적합할 수 있는 CRA의 다른 예는 합금 2205(UNS S31803) 듀플렉스 스테인레스 강, 합금 2507 슈퍼 듀플렉스 스테인레스 강(UNS S32750, S32760, S39274), 합금 028(UNS N08028) Ni-Cr-Fe 오스테나이트계 스테인레스 강, 합금 825(UNS N08825) Ni-Fe-Cr 합금, 합금 G-3(UNS N06985) Ni-Cr-Fe 합금, 합금 050(UNS N06950) 니켈계 합금, 합금 C-276(UNS N10276) 니켈계 합금, 합금 600(UNS N06600) 니켈계 합금, 합금 617(UNS N06617) 니켈계 합금, 합금 625(UNS N06625) 니켈계 합금, 합금 690(UNS N06690) 니켈계 합금, 합금 718(UNS N07718) 니켈계 합금, Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al 합금(UNS R58153), Ti-4Al-2.5V-1.5Fe-0.25O 합금(UNS R54250), Ti-3Al-2.5V 합금(UNS R56320), Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr 합금(UNS R58640), Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe 합금(SP-700; UNS: 없음), 및 상업용 순수 티타늄(UNS R50250, R50400, R50550, R50700; ASTM 등급 1 내지 4)을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
본 명세서에 기술된 방법에 따라 튜브를 제조하기에 적합한 특정 니켈계 합금 및 티타늄계 합금의 화학적 조성은 하기 표 5 및 표 6에 열거된다(이 조성은 총 합금 질량을 기준으로 질량 백분율로 제시되고, 구성 원소를 포함할 수 있고, 본질적으로 구성 원소로 구성되거나, 구성 원소와 부수적인 불순물로 구성될 수 있다).
Figure pct00005
Figure pct00006
본 명세서에 기술된 공정은 ANSI/API 사양 5CRA(초판, 2010년 2월)에 따르는 튜브를 제조할 수 있다. 본 명세서에 기술된 공정은 제조된 튜브의 화학적 조성, 치수, 기계적 특성 및 미세 구조에 대한 정확한 제어를 제공한다. ANSI/API 사양 5CRA는 특히 OCTG의 경우 이러한 속성에 대한 요구 사항을 설정한다. 따라서, 본 명세서에 기술된 공정은 표준을 따르는 OCTG를 제조하는데 사용될 수 있다.
ANSI/API 사양 5CRA는 OCTG에 대한 표준 길이 범위, 즉: 범위 1(16.0 내지 25.0 피트; 4.88 내지 7.62 미터); 범위 2(25.0 내지 34.0 피트; 7.62 내지 10.36 미터); 및 범위 3(34.0 내지 48.0 피트; 10.36 내지 14.63 미터)을 설정한다. 또한 ANSI/API 사양 5CRA는 외부 직경(OD)이 1.050 내지 13.375 인치(26.67 내지 339.72㎜) 및 벽 두께(WT)가 0.113 내지 0.797 인치(2.87 내지 20.24㎜) 범위에 이르는 OCTG에 대한 표준 외부 직경(OD)과 벽 두께(WT)를 설정한다. 종래의 튜브 제조 공정은 이러한 치수 범위의 상한 내에 있으면서도 ANSI/API 사양 5CRA에 의해 설정된 기계적 특성 요구 사항(예를 들어, 최소 항복 강도와 인장 강도, 최소 연신율 및 최대 경도 수준)을 충족하는 튜브를 상업적 규모로 경제적으로 생산할 수 없다. 본 명세서에 설명된 공정은 ANSI/API 사양 5CRA에 의해 설정된 기계적 특성 요구 사항을 충족시킬 수 있는 냉간 가공된 (냉간 경화된) 조건에서 더 긴(예를 들어, 범위 3) 및 더 큰 외부 직경(예를 들어, 7 인치/177.8㎜ 초과)과 더 큰 벽 두께(예를 들어, 0.5 인치/12.7㎜ 초과)의 이음부 없는 CRA 튜브를 효율적으로 생산할 수 있다.
본 명세서에 설명된 공정의 여러 실시예가 OCTG와 관련하여 기술되었지만, 생산 공정 및 제조된 튜브는 오일과 가스에 응용하는 것으로 국한되지 않는 것으로 이해된다. 예를 들어, 본 명세서에 기술된 공정에 의해 제조된 튜브는, 예를 들어 화학 공정, 석유 화학 공정, 전력 생산, 채광, 폐기물 처리 및 항공 우주/항공기 응용과 같은 고강도와 인성 및 내부식성/내침식성이 중요한 임의의 응용에 적합할 수 있다.
사용 예
예 1:
합금 625(UNS N06625; 20.0 내지 23.0%의 크롬, 8.0% 내지 10.0%의 몰리브덴, 3.15% 내지 4.15%의 니오븀 및/또는 탄탈륨, 5.0% 이하의 철, 1.0% 이하의 코발트, 0.50% 이하의 망간, 0.5% 이하의 규소, 0.4% 이하의 티타늄, 0.4% 이하의 알루미늄, 0.10% 이하의 탄소, 나머지 니켈 및 부수적인 불순물(질량 백분율))의 판을 기계 가공하여 판의 평탄도를 향상시켰다. 기계 가공된 판은 약 8 인치(203.2㎜) 폭과 0.750 인치(19.05㎜) 두께의 치수를 가졌다. 판은 변형된 판의 2개의 인접한 단부 사이에 위치된 길이방향 이음부 영역을 갖는 원통형 중공 프리폼으로 롤 벤딩되었다. 롤 벤딩된 판을 질소 가스 분위기에서 레이저 용접하여 인접한 단부들을 함께 결합시켰다. 레이저 용접된 길이방향 이음부 영역에서 용접 커프를 제거하였다.
폐쇄된-이음부 (용접된) 프리폼을 주위 온도에서 약 50%의 면적 감소로 역방향 유동 성형하였다. 이 공정은 외부 직경이 8.625 인치(219.8㎜)이고 벽 두께가 0.375 인치(9.53㎜)인 합금 625 튜브를 제조하였다. 도 14A는 유동 성형된 합금 625 튜브(우측), 및 튜브로 유동 성형된 프리폼과 유사한 압연-및-용접된 합금 625 프리폼(좌측)을 도시한다. 도 14A에 도시된 바와 같이, 레이저 용접 이음부는 프리폼에서 명확하게 보이지만, 유동 성형된 튜브에서는 보이지 않았다. 도 14B는 유동 성형 장치에서 구동 링과 맞물린 유동 성형된 튜브의 구동되는 단부에 있는 나머지 레이저 용접 이음부를 도시한다.
예 2:
Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al 합금(UNS R58153; 14.0% 내지 16.0%의 바나듐, 2.5% 내지3.5%의 크롬, 2.5% 내지 3.5%의 주석, 2.5% 내지 3.5%의 알루미늄, 나머지 티탄 및 부수적인 불순물(질량 백분율))의 판이 변형된 판의 2개의 인접한 단부 사이에 위치된 길이방향 이음부 영역을 갖는 원통형 중공 프리폼으로 롤 벤딩되었다. 판은 길이가 약 22 내지 23 인치(559 내지 584㎜), 너비가 17 인치(432㎜), 두께가 0.050 인치(1.27㎜)의 크기를 가졌다. 롤 벤딩된 판을 질소 가스 분위기에서 레이저 용접하여 인접한 단부들을 함께 결합하였다. 레이저 용접된 길이방향 이음부 영역에서 용접 커프를 제거하였다. 폐쇄된-이음부 (용접된) 프리폼은 내부 직경이 약 5.418 인치(138㎜), 벽 두께가 약 0.050 인치(1.27㎜), 길이가 약 22 내지 23 인치(559 내지 584㎜)였다. 폐쇄된-이음부 (용접된) 프리폼은 도 15에 도시되어 있다.
폐쇄된-이음부 (용접된) 프리폼을 2개의 구획으로 대략 절반으로 절단하고 각 구획을 주위 온도에서 역방향 유동 성형하였다. 유동 성형된 샘플을 약 51%, 53%, 57%, 61% 및 67%의 면적 감소로 냉간 가공하고, 벽 두께가 약 0.017인치(0.43㎜), 0.020 인치(0.51㎜), 0.022 인치(0.56㎜), 0.024 인치(0.61㎜), 및 0.025 인치(0.64㎜)인 Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al 합금 튜브를 제조하였다.
도 16은 (도 12의 개략도에 비해) 부분적으로 유동 성형된 상태에서Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al 합금 샘플 중 하나를 도시한다. 부분적으로 유동 성형된 샘플은 폐쇄된-이음부 (용접된) 프리폼 구획, 유동 성형된 이음부 없는 튜브 구획, 및 프리폼 구획과 튜브 구획 사이의 전이 영역을 포함한다. 용접된 이음부는 프리폼 구획에서는 보이지만 전이 영역에서는 보이지 않고, 이음부 없는 튜브 구획에서는 존재하지 않는다.
예 3:
슈퍼 듀플렉스 스테인레스 강(UNS S32760; 24.0% 내지 26.0%의 크롬, 6.0% 내지 8.0%의 니켈, 3.0% 내지 4.0%의 몰리브덴, 0.20% 내지 0.30%의 질소, 1.0% 이하의 망간, 0.04% 이하의 탄소, 0.5% 내지 1.0%의 구리, 0.5% 내지 1.0%의 텅스텐, 및 나머지 철 및 부수적인 불순물(질량%))의 판은 변형된 판의 2개의 인접한 단부 사이에 위치된 길이방향 이음부 영역을 갖는 원통형 중공 프리폼으로 벤딩되었다. 이 판은 약 1.20 인치(30.5㎜) 두께였다. 롤 벤딩된 판을 질소 가스 분위기에서 레이저 용접하여 인접한 단부들을 함께 결합하였다. 레이저 용접된 길이방향 이음부 영역에서 용접 커프를 제거하였다. 폐쇄된-이음부 (용접된) 프리폼은 약 1.20 인치(30.5㎜)의 벽 두께를 가졌다. 폐쇄된-이음부 (용접된) 프리폼은 도 17에 도시된다.
폐쇄된-이음부 (용접된) 프리폼을 주변 온도에서 역방향 유동 성형하였다. 유동 성형된 샘플을 약 75%의 면적 감소로 냉간 가공하고 약 0.30 인치(7.6㎜)의 벽 두께를 갖는 슈퍼 듀플렉스 스테인레스 강 튜브를 제조하였다.
예 4:
길이가 18.0 피트(5.5 미터), 폭이 9.125 인치(231.8㎜), 및 두께가 1.2 인치(30.5㎜)인 CRA 판이 제공된다. 이 판의 주 상부 표면과 하부 표면을 연마하거나 또는 기계 가공하여 판이 적어도 ± 0.020 인치(± 0.508㎜)의 평탄도를 나타내는 것을 보장하도록 하였다. 대향하는 길이방향 단부(18.0 피트/5.5 미터)들을 기계 가공하여 이 길이방향 단부들이 평행하고 만약 필요한 경우 적절한 용접 베벨을 제공하는 것을 보장하도록 하였다.
판은 변형된 판의 2개의 인접한 길이방향 단부 사이에 위치된 길이방향 이음부 영역을 갖는 개방된-이음부 중공 원통형 프리폼으로 롤 벤딩되었다. 개방된-이음부의 중공 원통형 프리폼은 인접한 단부들을 함께 결합하고 이음부를 폐쇄하록 용접되었다. 용접된 중공 원통형 프리폼은 길이가 18.0 피트(5.5 미터), 내부 직경이 9.25 인치(235.0㎜), 외부 직경이 10.375 인치(263.5㎜)인 치수를 가졌다.
용접된 중공 원통형 프리폼을 실온에서 역방향 유동 성형하여 외부 직경을 9.875 인치(250.8㎜)로 감소시키고 길이를 36 피트(11.0 미터)로 증가시켰다(약 50%의 면적 감소). 그 결과 CRA 튜브는 길이가 36 피트(11.0 미터), 외부 지름이 9.875 인치(250.8㎜), 및 벽 두께가 0.625 인치(15.9㎜)인 크기를 가졌다.
CRA 튜브는 적어도 110 ksi(758 ㎫) 및 160 ksi(1,103 ㎫) 이하의 항복 강도, 적어도 125 ksi(862 ㎫)의 극한 인장 강도, 적어도 9%의 연신율, 38 이하의 HRC 경도 수를 가졌다. CRA 튜브는 ANSI/API 사양 5CRA(초판, 2010년 2월)을 준수하였다.
예 5:
합금 2507 슈퍼 듀플렉스 스테인레스 강(UNS S32750; 공칭 25.0%의 크롬, 7.0%의 니켈, 3.8%의 몰리브덴, 0.27%의 질소, 나머지 철 및 부수적 불순물)의 판이 제공되고, 이 판은 길이가 18.0 피트(5.5 미터), 폭이 9.125 인치(231.8㎜), 및 두께가 1.2 인치(30.5㎜)의 크기를 가졌다. 이 판의 주 상부 표면과 하부 표면을 연마하거나 또는 기계 가공하여 이 판이 적어도 ± 0.020 인치(± 0.508㎜)의 평탄도를 나타내는 것을 보장하도록 하였다. 대향하는 길이방향 단부(18.0 피트/5.5 미터)들을 기계 가공하여 이 길이방향 단부들이 평행하고, 만약 필요한 경우, 적절한 용접 베벨을 제공하는 것을 보장하도록 하였다.
이 판은 변형된 판의 2개의 인접한 길이방향 단부 사이에 위치된 길이방향 이음부 영역을 갖는 개방된-이음부 중공 원통형 프리폼으로 롤 벤딩되었다. 개방된-이음부의 중공 원통형 프리폼을 레이저 용접하여 인접한 단부들을 함께 결합하고 이음부를 폐쇄하였다. 레이저 용접을 질소 실드 가스가 용접 통과 중에 길이방향 이음부 영역을 향하는 노즐로부터 유동하는 것에 의해 제공되는 질소 가스 분위기에서 수행하였다. 레이저 용접된 길이방향 이음부 영역으로부터 용접 커프를 버니싱하거나 스카이빙하였다. 폐쇄된-이음부 (용접된) 중공 원통형 프리폼은 프리폼이 길이방향으로 직선이고 둘레가 둥글도록 튜브 팽창기에서 약 1%(내부 직경을 기준으로) 방사방향으로 팽창되었다. 용접-팽창된 중공 원통형 프리폼은 길이가 18.0 피트(5.5 미터), 내부 직경이 9.25 인치(235.0㎜), 및 외부 직경이 10.375 인치(263.5㎜)인 치수를 가졌다.
용융-팽창된 중공 원통형 프리폼을 실온에서 역방향 유동 성형하여 외부 직경을 9.875 인치(250.8㎜)로 감소시키고 길이를 36 피트(11.0 미터)로 증가시켰다(약 50%의 면적 감소). 그 결과 제조된 합금 2507 슈퍼 듀플렉스 스테인레스 강 튜브는 길이가 36 피트(11.0 미터), 외부 직경이 9.875 인치(250.8㎜), 및 벽 두께가 0.625 인치(15.9㎜)인 치수를 가졌다.
합금 2507 슈퍼 듀플렉스 스테인레스 강 튜브는, 적어도 110 ksi(758 ㎫) 및 160 ksi(1,103 ㎫) 이하의 항복 강도, 적어도 125 ksi(862 ㎫)의 극한 인장 강도, 적어도 9%의 연신율, 및 38 이하의 HRC 경도 수를 가졌다. 합금 2507 슈퍼 듀플렉스 스테인레스 강 튜브는 ANSI/API 사양 5CRA(초판, 2010년 2월)를 준수하였다.
****
개시된 공정과 제품의 전체적인 이해를 제공하기 위해 본 명세서에서 본 발명의 여러 특징과 특성이 기술되었다. 본 명세서에서 설명된 여러 특징과 특성은 이러한 특징과 특성이 본 명세서에서 조합으로 명시적으로 기술되는지의 여부에 관계없이 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있는 것으로 이해된다. 본 출원인은 본 명세서의 범위 내에 포함되는 특징과 특성의 조합을 명시적으로 의도한다. 그리하여 본 청구범위는 본 명세서에 명시적으로 또는 본질적으로 본 명세서에 설명되거나 또는 본 명세서에서 명시적으로 또는 본질적으로 지지되는 특징과 특성을 임의의 조합으로 인용하도록 보정될 수 있다. 나아가, 출원인은 선행 기술에 존재할 수 있는 특징과 특성이 본 명세서에 명시적으로 기술되지 않은 경우에도 그러한 종래 기술에 존재할 수 있는 특징과 특성을 명확하게 포기하도록 청구범위를 보정하는 권리를 보유한다. 그리하여, 이러한 보정은 상세한 설명의 기재 요건과 충분성(예를 들어, 유럽 특허 협약 제123조 제2항)에 부합하며 본 명세서 또는 청구범위에 신규 사항을 추가하는 것이 아니다. 본 명세서에 개시된 공정과 제품은 본 명세서에 기재된 여러 특징과 특성을 포함하거나, 이로부터 구성되거나, 또는 이로부터 본질적으로 구성될 수 있다.
또한, 본 명세서에 인용된 임의의 수치 범위는 열거된 범위 내에 포함된 것과 동일한 수치 범위(즉, 지정된 숫자와 동일한 수를 갖는 범위)의 모든 하위 범위를 기술한다. 예를 들어, "1.0 내지 10.0"의 인용된 범위는 1.0의 인용된 최소값과 10.0의 인용된 최대 값 사이의 (이 값을 포함하는) 모든 하위 범위를 포함하는데, 예를 들어, 비록 "2.4 내지 7.6"의 범위가 본 명세서의 설명에서 명시적으로 언급되어 있지 않았더라도, "2.4 내지 7.6"과 같은 하위 범위를 포함한다. 따라서, 출원인은 본 명세서에 명시적으로 언급된 범위 내에 포함된 동일한 수치 범위의 임의의 하위 범위를 명시적으로 언급하는 것으로 청구범위를 포함하여 본 명세서를 보정할 권리를 보유한다. 이러한 모든 범위는 본 명세서에 본질적으로 기술되어 있으므로 이러한 임의의 하위 범위를 명시적으로 언급하는 보정은 상세한 설명의 기재 요건과 충분성(예를 들어, 유럽 특허 협약 제123조 2항)에 부합하며 본 명세서 또는 청구범위에 신규 사항을 추가하는 것이 아니다. 추가적으로, 본 명세서에 설명된 수치 파라미터는 보고된 유효 숫자의 개수, 이 숫자의 수치 범위를 고려하여 일반적인 반올림 기술을 적용하는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 본 명세서에 기술된 수치 파라미터는 파라미터의 수치 값을 결정하는데 사용되는 기초 측정 기술의 고유한 변동 특성을 반드시 가지는 것으로 이해된다.
본 명세서에서 언급된 임의의 특허 문헌, 간행물 또는 기타 개시 자료는, 달리 언급이 없는 한, 전체 내용이 본 명세서에 병합되지만, 병합된 자료가 본 명세서에 명시적으로 기재된 기존의 설명, 정의, 진술, 또는 다른 개시 자료와 상충하지 않는 정도까지만 포함할 수 있다. 그리하여, 필요한 정도까지, 본 명세서에 기재된 명시적인 개시가 병합되는 자료와 상충되는 경우 본 개시 내용이 우선한다. 본 명세서에 병합되었으나 본 명세서에 제시된 기존의 정의, 진술 또는 기타 개시 자료와 상충하는 임의의 자료 또는 부분은 이 병합된 자료와 기존의 개시 자료 간에 충돌이 발생하지 않는 범위까지만 병합된다. 출원인은 병합된 자료 또는 부분을 명시적으로 인용하도록 본 명세서를 보정할 권리를 보유한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "하나의", "일", 및 "상기"와 같은 용어는, 다른 언급이 없는 한, "적어도 하나의" 또는 "하나 이상의"를 포함하도록 의도된다. 따라서, 이 용어는 본 명세서에 이 용어를 하나 이상(즉, "적어도 하나") 언급하는데 사용된다. 예를 들어, "구성 요소"는 하나 이상의 구성 요소를 의미하고, 따라서, 하나를 초과하는 구성 요소인 것으로 고려되고 설명된 공정, 조성 및 제품을 구현하는데 채용되거나 사용될 수 있다. 나아가, 단수 명사의 사용은 복수를 포함하고, 복수 명사의 사용은 사용 문맥이 달리 요구하지 않는 한 단수를 포함한다.

Claims (41)

  1. 튜브를 제조하는 방법으로서,
    내부식성 합금 판을 변형시켜 변형된 판의 2개의 인접한 단부 사이에 위치된 길이방향 이음부 영역(seam region)을 갖는 중공 원통형 프리폼을 형성하는 단계;
    상기 길이방향 이음부 영역을 용접하여 상기 인접한 단부들을 함께 결합시키는 단계; 및
    상기 중공 원통형 프리폼을 유동 성형(flowforming)하여 내부식성 합금 튜브를 제조하는 단계를 포함하는, 튜브를 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중공 원통형 프리폼은, 상기 내부식성 합금의 결정립(grain)이 상기 프리폼의 실질적으로 길이방향으로 배향되도록 상기 판으로부터 형성되는, 튜브를 제조하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내부식성 합금 판을 변형시켜 상기 중공 원통형 프리폼을 형성하는 단계는 상기 내부식성 합금 판을 롤 벤딩(roll bending)하는 단계를 포함하는, 튜브를 제조하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부식성 합금 판을 ± 0.020 인치(± 0.508㎜)의 평탄도로 기계 가공하거나 또는 연마하는 단계를 더 포함하고, 상기 기계 가공하거나 또는 연마하는 단계는 상기 변형시키는 동작 전에 수행되는, 튜브를 제조하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용접하는 동작은 질소 분위기에서 수행되는, 튜브를 제조하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용접하는 동작은 필러-없는(filler-less) 용접 기술을 사용하여 수행되는, 튜브를 제조하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용접하는 동작은 상기 길이방향 이음부 영역을 레이저 용접하여 상기 인접한 단부들을 함께 결합시키는 것을 포함하는, 튜브를 제조하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 레이저 용접은 질소 분위기에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 튜브를 제조하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용접하는 동작은 텅스텐 불활성 가스 용접(TIG), 금속 불활성 가스 용접(MIG), 또는 플라즈마 아크 용접을 포함하는, 튜브를 제조하는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용접하는 동작은, 상기 프리폼의 합금과 동일하거나 또는 적어도 하나의 오스테나이트계 안정화 원소로 오버 합금(over-alloyed)되는 필러 용접 합금을 사용하여 수행되는, 튜브를 제조하는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유동 성형 전에 상기 용접된 중공 원통형 프리폼을 방사방향으로 팽창시키는 단계를 더 포함하는, 튜브를 제조하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 용접된 중공 원통형 프리폼은 방사방향으로 적어도 0.5%만큼 팽창되는, 튜브를 제조하는 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용접된 길이방향 이음부 영역으로부터 용접 커프(weld kerf)를 제거하는 단계를 더 포함하는, 튜브를 제조하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 용접 커프를 제거하는 단계는 상기 용접 커프를 버니싱(burnishing)하거나 또는 스카이빙(skiving)하는 단계를 포함하는, 튜브를 제조하는 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용접 후 그리고 상기 유동 성형 전에 상기 용접된 중공 원통형 프리폼을 어닐링하는 단계를 더 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 어닐링하는 단계는 상기 프리폼을 1010℃ 내지 1177℃(1850 내지 2150℉) 범위의 표면 온도로 가열하는 단계를 포함하는, 튜브를 제조하는 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 어닐링하는 단계는 상기 용접된 프리폼의 적어도 열 영향부를 재결정화하는, 튜브를 제조하는 방법.
  18. 제15항에 있어서, 상기 어닐링하는 단계 후에 상기 중공 원통형 프리폼을 켄칭(quenching)하는 단계를 더 포함하는, 튜브를 제조하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 프리폼은 온도에서 30분 이하의 시간 후에 어닐링 온도로부터 켄칭되는, 튜브를 제조하는 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 켄칭하는 단계는 냉각 동안 유해한 상(phase)이 석출되는 것을 방지하는 냉각 속도로 수행되는, 튜브를 제조하는 방법.
  21. 제18항에 있어서, 상기 켄칭하는 단계는 워터 켄칭(water quenching)하는 단계를 포함하는, 튜브를 제조하는 방법.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유동 형성하는 동작은 역방향으로 유동 형성하는 동작을 포함하는, 튜브를 제조하는 방법.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 냉간 가공 온도에서 상기 중공 원통형 프리폼을 25% 내지 75%의 면적 감소로 유동 성형하는 단계를 포함하는 방법.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 냉간 가공 온도에서 상기 중공 원통형 프리폼을 30% 내지 65%의 면적 감소로 유동 성형하는 단계를 포함하는, 튜브를 제조하는 방법.
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중공 원통형 프리폼을 단일 통과로 유동 성형하여 상기 내부식성 합금 튜브를 제조하는 방법.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유동 형상 튜브를 어닐링하는 단계를 더 포함하는 방법.
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부식성 합금은 마텐자이트계 스테인레스 강, 마텐자이트/페라이트계 스테인레스 강, 듀플렉스 스테인레스 강, 슈퍼 듀플렉스 스테인레스 강, 하이퍼 듀플렉스 스테인레스 강, 오스테나이트계 스테인레스 강, 오스테나이트 니켈계 합금, 오스테나이트 니켈계 초합금, 또는 티타늄계 합금을 포함하는, 튜브를 제조하는 방법.
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부식성 합금은 듀플렉스 스테인레스 강, 슈퍼 듀플렉스 스테인레스 강, 또는 하이퍼 듀플렉스 스테인레스 강을 포함하는, 튜브를 제조하는 방법.
  29. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부식성 합금은 35% 내지 55% 범위에 이르는 페라이트의 체적 분율을 갖는 슈퍼 듀플렉스 스테인레스 강, 또는 40% 내지 60% 범위에 이르는 페라이트의 체적 분율을 갖는 듀플렉스 스테인레스 강을 포함하는, 튜브를 제조하는 방법.
  30. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부식성 합금은 니켈계 합금 또는 티타늄계 합금을 포함하는, 튜브를 제조하는 방법.
  31. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 튜브.
  32. 제31항에 있어서, 상기 튜브는 110 내지 160 ksi(758 내지 1,103 ㎫)의 항복 강도를 갖는, 튜브.
  33. 제31항 또는 제32항에 있어서, 상기 튜브는 적어도 125 ksi(862 ㎫)의 극한 인장 강도를 갖는, 튜브.
  34. 제31항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 튜브의 극한 인장 강도는 상기 항복 강도보다 적어도 10 ksi(70 ㎫) 더 큰, 튜브.
  35. 제31항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 튜브는 적어도 9%의 연신율을 갖는, 튜브.
  36. 제31항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 튜브는 적어도 125 ksi(862 ㎫)의 항복 강도, 적어도 130 ksi(896 ㎫)의 극한 인장 강도, 적어도 10%의 연신율, 및 37 이하의 HRC 경도 수를 갖는, 튜브.
  37. 제31항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 튜브는 적어도 7.0 인치(177.8㎜)의 외부 직경, 적어도 0.231 인치(5.87㎜)의 벽 두께, 적어도 34.0 피트(10.4 미터)의 길이를 갖는, 튜브.
  38. 제31항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 튜브는 적어도 9.625 인치(244.5㎜)의 외부 직경, 적어도 0.312 인치(7.92㎜)의 벽 두께, 및 적어도 36.0 피트(11.0 미터)의 길이를 갖는, 튜브.
  39. 제31항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부식성 합금은 35% 내지 55% 범위에 이르는 페라이트의 체적 분율을 갖는 슈퍼 듀플렉스 스테인레스 강, 또는 40%에서 60% 범위에 이르는 페라이트의 체적 분율을 갖는 듀플렉스 스테인레스 강을 포함하고, 상기 튜브는 적어도 110 ksi(758 ㎫)의 항복 강도, 적어도 125 ksi(862 ㎫)의 극한 인장 강도, 적어도 9%의 연신율, 및 38 이하의 HRC 경도 수를 갖는, 튜브.
  40. 제31항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 튜브는 ANSI/API 사양 5CRA(초판, 2010년 2월)에 부합하는, 튜브.
  41. 튜브를 제조하는 방법으로서,
    스테인레스 강 판을 변형시켜 변형된 판의 2개의 인접한 단부 사이에 위치된 길이방향 이음부 영역을 갖는 중공 원통형 프리폼을 형성하는 단계로서, 상기 스테인레스 강은 듀플렉스, 슈퍼 듀플렉스, 또는 하이퍼 듀플렉스 스테인레스 강을 포함하는, 상기 중공 원통형 프리폼을 형성하는 단계;
    상기 길이방향 이음부 영역을 레이저 용접하여 상기 인접한 단부들을 함께 결합시키는 단계;
    상기 레이저 용접된 프리폼을 어닐링하는 단계; 및
    상기 레이저 용접된 중공 원통형 프리폼을 냉간 가공 온도에서 역방향으로 유동 성형하여 스테인레스 강 튜브를 제조하는 단계를 포함하는, 튜브를 제조하는 방법.
KR1020177001937A 2014-06-27 2015-06-23 유동 성형 내부식성 내열 합금 튜브 및 이에 의해 제조된 튜브 KR20170027785A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462018133P 2014-06-27 2014-06-27
US62/018,133 2014-06-27
PCT/US2015/037185 WO2015200325A1 (en) 2014-06-27 2015-06-23 Flowforming corrosion resistant alloy tubes and tube manufactured thereby

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170027785A true KR20170027785A (ko) 2017-03-10

Family

ID=53514417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177001937A KR20170027785A (ko) 2014-06-27 2015-06-23 유동 성형 내부식성 내열 합금 튜브 및 이에 의해 제조된 튜브

Country Status (12)

Country Link
US (1) US20160033059A1 (ko)
EP (1) EP3160665A1 (ko)
JP (1) JP2017532201A (ko)
KR (1) KR20170027785A (ko)
CN (1) CN106536078A (ko)
AR (1) AR101013A1 (ko)
AU (1) AU2015280111B2 (ko)
CA (1) CA2953819A1 (ko)
EA (1) EA034923B1 (ko)
MX (1) MX2017000077A (ko)
SG (1) SG11201610814RA (ko)
WO (1) WO2015200325A1 (ko)

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7922065B2 (en) 2004-08-02 2011-04-12 Ati Properties, Inc. Corrosion resistant fluid conducting parts, methods of making corrosion resistant fluid conducting parts and equipment and parts replacement methods utilizing corrosion resistant fluid conducting parts
US10118259B1 (en) 2012-12-11 2018-11-06 Ati Properties Llc Corrosion resistant bimetallic tube manufactured by a two-step process
US11250962B1 (en) * 2016-09-19 2022-02-15 Holtec International Manufacturing methods to fortify nuclear waste canisters from stress corrosion cracking
CN106989216A (zh) 2016-01-20 2017-07-28 浙江三花智能控制股份有限公司 管件本体、管件及管件的加工方法
EP3202925B1 (en) * 2016-02-02 2019-01-09 Tubacex, S.A. Stainless steel tubes and method for production thereof
JP6931666B2 (ja) * 2016-05-31 2021-09-08 トゥ クム コーポレーション リミテッド バルブ組立体
DE102016219278A1 (de) * 2016-10-05 2018-04-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines hochfesten Tubenteils
US10434554B2 (en) * 2017-01-17 2019-10-08 Forum Us, Inc. Method of manufacturing a coiled tubing string
WO2018140935A1 (en) * 2017-01-30 2018-08-02 National Oilwell Varco, L.P. Enhanced welded pipe, threaded connections, and methods for achieving the same
CN107313846A (zh) * 2017-07-20 2017-11-03 佛山市维杰汽车部件制造有限公司 一体式汽车排气管的制造方法
AT520352A1 (de) * 2017-08-24 2019-03-15 Berndorf Band Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Endlosbandes mit einem zumindest ein Blech aus Duplexstahl aufweisenden Bandkörper
CN115127019A (zh) * 2017-09-14 2022-09-30 山特维克原料技术德国公开股份有限公司 用于传输液态氢的系统、其用途及其制造方法
CN107937689B (zh) * 2017-11-29 2020-04-03 上海航天精密机械研究所 改善不锈钢耐点腐蚀性能及强度的方法
RU2683099C1 (ru) * 2017-12-20 2019-03-26 Иван Викторович Цветков Способ изготовления трубопроводов
US11185905B2 (en) 2018-03-23 2021-11-30 Raytheon Technologies Corporation Systems and methods for improving backward flow forming of shafts
US11737851B2 (en) 2018-06-28 2023-08-29 Cook Medical Technologies Llc Medical devices for magnetic resonance imaging and related methods
US11320235B2 (en) 2018-09-26 2022-05-03 David John Fischer Barrel held firearm carrier
USD855139S1 (en) * 2018-09-26 2019-07-30 David John Fischer Firearm holster support
EP3640352A1 (en) * 2018-10-17 2020-04-22 AB Sandvik Materials Technology Method of producing tube of duplex stainless steel
EP3670019A1 (en) * 2018-12-21 2020-06-24 Tubacex Innovación A.I.E. Methods and machines for producing tubes by means of flow forming
EP3719280B1 (en) * 2019-04-03 2023-03-01 Airbus Operations, S.L.U. Flow mixer duct for a bleed system
GB2586218B (en) * 2019-08-01 2021-11-10 Subsea 7 Ltd Incorporating metal fittings into metal tubing
JP7403285B2 (ja) * 2019-11-07 2023-12-22 日鉄ステンレス株式会社 二相ステンレス鋼の溶接継手及び二相ステンレス鋼の溶接方法
WO2021187408A1 (ja) * 2020-03-18 2021-09-23 Ｊｆｅスチール株式会社 電縫鋼管、その製造方法および自動車用構造部材
CN112170632A (zh) * 2020-05-04 2021-01-05 浙江普兴电子科技有限公司 一种非晶微流管的制备装置及使用方法
WO2022005963A1 (en) * 2020-06-30 2022-01-06 Gates Corporation Welded ferrule and method of making same
MX2023006635A (es) * 2020-12-10 2023-08-10 Spm Oil & Gas Inc Composiciones de acero mecanicamente resilientes y resistentes al desgaste y bombas de alta presión y componentes de bombas formados por las mismas.
CN112845659B (zh) * 2021-01-05 2022-09-16 太原科技大学 一种uns n06600小口径精密无缝管的制备方法
TWI779501B (zh) * 2021-02-24 2022-10-01 中國鋼鐵股份有限公司 導引裝置、導引系統及其操作方法
DE102021202378A1 (de) * 2021-03-11 2022-09-15 Peri Se Verfahren zur Herstellung eines Innenrohres für eine Stützvorrichtung sowie Stützvorrichtung mit einem solchen Innenrohr
CN113145699B (zh) * 2021-04-02 2022-09-20 西安近代化学研究所 一种带槽钢板防撕裂卷筒装置
CN113263258B (zh) * 2021-04-09 2022-05-24 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 镍基合金管材的焊接方法及焊接装置
CN113560826B (zh) * 2021-08-13 2022-09-09 燕山大学 一种温成形与轻过弯综合控制回弹的焊管成形方法
CN114672638B (zh) * 2022-03-18 2024-05-10 西部超导材料科技股份有限公司 一种焊缝保护冷却装置及解决钛合金铸锭焊后易开裂的方法
CN114406554B (zh) * 2022-03-21 2023-04-18 重庆科技学院 一种用于x80管线钢焊管焊接和消除焊缝应力的装置
CN114589467B (zh) * 2022-03-29 2023-04-28 成都光明派特贵金属有限公司 贵金属多级变径通道及其制作方法
CN117476142B (zh) * 2023-03-21 2024-04-19 哈尔滨理工大学 基于切削力逆向识别修正本构参数的解算方法
CN117086578B (zh) * 2023-10-17 2024-02-02 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 一种钛合金筒体及其冷卷成形的方法
CN117432868B (zh) * 2023-12-15 2024-03-15 丰果(中国)有限公司 一种防爆管
CN117961304B (zh) * 2024-03-26 2024-06-04 季华实验室 齿轮钢及其表面的改性方法和应用

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3166798B2 (ja) * 1992-10-06 2001-05-14 住友金属工業株式会社 耐食性、相安定性に優れた二相ステンレス鋼
JPH07132457A (ja) * 1993-11-02 1995-05-23 Matsumoto Kokan Kk バニシング方法
JPH09168878A (ja) 1995-12-18 1997-06-30 Nkk Corp ２相ステンレス溶接鋼管の製造方法
JP3348662B2 (ja) 1998-10-22 2002-11-20 日本鋼管株式会社 ２相ステンレス溶接鋼管の製造方法
JP2002285283A (ja) * 2001-03-26 2002-10-03 Nippon Steel Corp 高速延性破壊特性に優れた超高強度鋼管
JP4400058B2 (ja) * 2003-02-13 2010-01-20 Ｊｆｅスチール株式会社 スピニング加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼溶接管
US7114358B2 (en) * 2004-01-06 2006-10-03 Arrow Fabricated Tubing, Ltd. Tube expanding apparatus
US7601232B2 (en) * 2004-10-01 2009-10-13 Dynamic Flowform Corp. α-β titanium alloy tubes and methods of flowforming the same
AU2004324901B2 (en) * 2004-11-18 2010-07-22 Daiwa Steel Tube Industries Co., Ltd. Method for producing steel pipe plated with metal by thermal spraying
JP4761993B2 (ja) * 2006-02-14 2011-08-31 日新製鋼株式会社 スピニング加工用フェライト系ステンレス鋼溶接管の製造法
US20100236122A1 (en) * 2006-07-26 2010-09-23 Fonte Matthew V Flowforming Gun Barrels and Similar Tubular Devices
JP5111000B2 (ja) * 2007-07-26 2012-12-26 日新製鋼株式会社 フェライト系ステンレス鋼溶接管のスピニング加工方法
WO2010073476A1 (ja) * 2008-12-23 2010-07-01 株式会社 ディムコ 極薄肉長尺金属円筒体、この極薄肉長尺金属円筒体の製造方法およびこの極薄肉長尺金属円筒体をロールまたはベルトとして使用した装置
JP5260268B2 (ja) * 2008-12-26 2013-08-14 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 原子力発電プラント用炉心シュラウドの製造方法及び原子力発電プラント構造物
US8618434B2 (en) * 2010-03-22 2013-12-31 Siemens Energy, Inc. Superalloy repair welding using multiple alloy powders
KR101855686B1 (ko) * 2012-03-29 2018-05-08 다이요 닛산 가부시키가이샤 반자동 용접 시스템, 변환용 어댑터 키트, 및 용접용 토치
GB201316829D0 (en) * 2013-09-23 2013-11-06 Rolls Royce Plc Flow Forming method

Also Published As

Publication number Publication date
CA2953819A1 (en) 2015-12-30
AU2015280111B2 (en) 2020-01-30
WO2015200325A1 (en) 2015-12-30
EA034923B1 (ru) 2020-04-07
AU2015280111A1 (en) 2017-02-09
JP2017532201A (ja) 2017-11-02
MX2017000077A (es) 2017-05-30
US20160033059A1 (en) 2016-02-04
EA201790096A1 (ru) 2017-06-30
AR101013A1 (es) 2016-11-16
SG11201610814RA (en) 2017-01-27
CN106536078A (zh) 2017-03-22
EP3160665A1 (en) 2017-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20170027785A (ko) 유동 성형 내부식성 내열 합금 튜브 및 이에 의해 제조된 튜브
US7601232B2 (en) α-β titanium alloy tubes and methods of flowforming the same
TWI633949B (zh) 製造無縫複合管狀產品之方法，及管狀组件
JP4832287B2 (ja) 冷間加工された高強度シームレス耐食管の製造方法
US8479549B1 (en) Method of producing cold-worked centrifugal cast tubular products
IL257861A (en) Thermo-mechanical processing of high-strength non-magnetic corrosion-resistant material
US9375771B2 (en) Method of producing cold-worked centrifugal cast tubular products
Miller Tube forming processes: a comprehensive guide
CN112008348B (zh) 一种冷硬化高强度超级双相钢无缝管的制造方法
RU2613256C1 (ru) Способ изготовления сварных титановых труб
EP2786814A1 (en) Method for manufacturing seamless pipe
deBarbadillo et al. Alloy 740H: Development of Fittings Capability for A-USC Applications
US20150361728A1 (en) Cold Forming and Heat Treatment Process for Tubulars
JPH11254177A (ja) 継目無し溶接パイプ
RU2751207C2 (ru) Трубы из нержавеющей стали и способ их изготовления
US4714498A (en) Process for producing large section, large mass forged sleeves from large diameter ingots of alloy 625
US4714499A (en) Full length forging method for producing large section, large mass cylindrical sleeves of alloy 625
EP3419772B1 (en) Method and arrangement for manufacturing of seamless tubular shapes, especially tubes
JP6760027B2 (ja) 継目無金属管の製造方法
US4781768A (en) Full length forging method for producing large section, large mass cylindrical sleeves of alloy 625
Nikitin et al. Production of seamless bimetallic pipe for the nuclear industry
UA96097C2 (ru) Способ производства стальных высокопрочных электросварных двухшовных труб большого диаметра для магистральных трубопроводов
Bhardwaj Handbook on Steel Bars, Wires, Tubes, Pipes, SS Sheets Production with Ferrous Metal Casting & Processing: Production of Steel Bars, Steel Bars Manufacturing, Manufacturing Process of Steel Bars, Steel Bars Manufacturing Process, Steel Bar Production Process, Steel Bar Production, Steel Making Process, Steel Production Process, Iron and Steel Manufacturing Process, Steel Bars Manufacturing Plant, Manufacturing of Steel, Production of Wires and Steel Bars, Manufacture of Steel Bars
Sizek Forming of nickel and cobalt sheet alloys
Reti et al. Precious Metal Tubing: Manufacturing Techniques and Applications

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal