KR20170109634A - 강관, 강관 구조물, 강관의 제조 방법, 및 강관의 설계 방법 - Google Patents

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KR20170109634A
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제이에프이 스틸 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 관련되는 강관은, 확관 공정에 의해 외경에 파형 형상이 형성된 강관으로서, 파형 형상의 진폭 및 파장을 각각 a, w로 했을 때, a/w의 값이 0.038% 이하의 범위 내에 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 티모센코의 좌굴 파장 λ에 대한 파형 형상의 파장 w의 비 w/λ의 값은 0.8보다 큰 것이 바람직하다. 이에 의해, 확관 공정에 필요로 하는 노력 및 시간을 삭감하여 변형 성능을 향상 가능한 강관을 제공할 수 있다.

Description

강관, 강관 구조물, 강관의 제조 방법, 및 강관의 설계 방법{STEEL PIPE, STEEL PIPE STRUCTURE, MANUFACTURING METHOD AND DESIGN METHOD OF STEEL PIPE}
본 발명은, 강관, 강관 구조물, 강관의 제조 방법, 및 강관의 설계 방법에 관한 것이다.
근년, 가스나 석유에 대한 수요의 고조로부터 가스전이나 유전의 신규 개척이 왕성하게 이루어지고 있으며, 가스나 석유를 수송하는 파이프라인을 지진 지대나 불연속 동토 지대에 매설할 기회가 많아지고 있다. 그런데, 지진 지대나 불연속 동토(凍土) 지대에서는, 액상화, 단층 변위, 동상(凍上), 용해 등의 요인에 의해 지반이 변동하고, 그에 따라 파이프라인이 변형하는 경우가 있다. 그리고, 파이프라인이 크게 변형된 경우에는, 파이프라인을 구성하는 강관은, 굽혀져 압축측에서 좌굴(座屈)한 후, 인장측에서 파단한다. 이러한 배경으로부터, 좌굴부에서의 손상이나 파단부로부터의 가스나 석유의 누출을 방지하는 관점에서, 강관이 좌굴하지 않고 구부러지도록 강관의 변형 성능을 향상시키는 기술이 제안되어 있다. 상세하게는, 특허문헌 1에는, 확관 공정에 의해 강관의 길이 방향으로 형성되는 외경의 파형(波形) 형상(기복)의 파장비(파형 형상의 파장/티모센코(timoshenko)의 좌굴 파장)의 범위를 0.8 이하로 하는 것에 의해 강관의 변형 성능을 향상시키는 기술이 기재되어 있다.
특허문헌 1: 일본국 특허 제5447461호 공보(청구항 1, 단락 0044 참조)
특허문헌 1 기재의 기술에서는, 파형 형상의 진폭을 모두 같은 값(0.73mm=0.06%OD, OD는 강관의 직경)으로 하여, 강관의 변형 성능이 향상되는 파형 형상의 파장비의 범위를 규정하고 있다. 그러나, 본 발명의 발명자들은, 예의 검토를 거듭해 온 결과, 파형 형상의 파장비가 상기 범위 내에 있는 경우여도, 파형 형상의 진폭값에 따라서는 강관의 변형 성능이 저하하는 것을 깨달았다. 또한, 일반적으로, 파형 형상의 파장비가 짧아질수록, 확관 공정에 있어서의 다이스의 강관 길이 방향의 이송 폭이 짧아지므로, 특허문헌 1 기재의 기술에 의하면, 강관의 변형 성능 향상에 따라 확관 공정에 필요로 하는 노력 및 시간이 많아진다. 이 때문에, 확관 공정에 필요로 하는 노력 및 시간을 삭감하여 강관의 변형 성능을 향상 가능한 기술 제공이 기대되고 있었다.
본 발명은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 확관 공정에 필요로 하는 노력 및 시간을 삭감하여 변형 성능을 향상 가능한 강관, 강관 구조물, 강관의 제조 방법, 및 강관의 설계 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명에 관련되는 강관은, 확관 공정에 의해 외경에 파형 형상이 형성된 강관으로서, 상기 파형 형상의 진폭 및 파장을 각각 a, w로 했을 때, a/w의 값이 0.038% 이하의 범위 내에 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관련되는 강관은, 상기 발명에 있어서, 티모센코의 좌굴 파장 λ에 대한 상기 파형 형상의 파장 w의 비 w/λ의 값이 0.8보다 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관련되는 강관 구조물은, 본 발명에 관련되는 강관을 사용하여 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 여기서, 강관 구조물로서는, 파이프라인, 강관말뚝, 강관 시트파일, 수문 철관 등을 예시할 수 있다.
본 발명에 관련되는 강관의 제조 방법은, 확관 공정에 의해 외경에 파형 형상이 형성된 강관의 제조 방법으로서, 상기 확관 공정에 있어서, 상기 파형 형상의 진폭 및 파장을 각각 a, w로 했을 때, a/w의 값이 0.038% 이하의 범위 내가 되도록 상기 파형 형상을 형성하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관련되는 강관의 설계 방법은, 확관 공정에 의해 외경에 파형 형상이 형성된 강관의 설계 방법으로서, 하기 수학식(1)을 이용하여 제조하는 강관에 있어서의 티모센코의 좌굴 파장 λ에 대한 상기 파형 형상의 파장 w의 비 w/λ와 좌굴시 굽힘 각도의 관계를 평가하고, 평가 결과에 근거하여 파형 형상의 파장 w 및 진폭 a를 결정하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Figure pct00001
여기서, 수학식(1) 중의 파라미터 D1, D2, α, β는 제조하는 강관의 외경 및 판 두께에 의해 정해지는 값이다.
본 발명에 관련되는 강관, 강관 구조물, 강관의 제조 방법, 및 강관의 설계 방법에 의하면, 확관 공정에 필요로 하는 노력 및 시간을 삭감하여 변형 성능을 향상시킬 수 있다.
[도 1] 도 1은, 강관의 외경 형상의 일례를 나타내는 도면이다.
[도 2] 도 2는, 강관의 굽힘 좌굴 현상을 설명하기 위한 모식도이다.
[도 3] 도 3은, 외경 20inch, 판 두께 15.9mm의 강관 및 외경 48inch, 판 두께 22mm의 강관의 좌굴시 변형의 해석 결과를 나타내는 도면이다.
[도 4] 도 4는, 도 3에 나타내는 횡축 및 종축을 각각 좌굴 파장 및 파장이 0일 때의 좌굴시 변형으로 정규화한 그래프를 나타내는 도면이다.
[도 5] 도 5는, 파장과 진폭비의 관계를 나타내는 도면이다.
[도 6] 도 6은, 설계 인자 a/w의 값마다의 좌굴 파장비와 좌굴시 굽힘 각도와의 관계를 나타내는 도면이다.
[도 7] 도 7은, 좌굴 파장비와 좌굴시 굽힘 각도와의 관계를 나타내는 도면이다.
본 발명자들은, 강관의 용접 이음새부 근방에서의 좌굴 현상을 평가하기 위하여, 용접 이음새부를 가지는 강관(UOE 강관, 외경 48inch(1219mm), 판 두께 22mm)에 대하여 굽힘 실험을 실시했다. 굽힘 실험에 앞서, 강관의 외경 형상을 계측한 결과, 강관의 외경 형상에 파형 형상이 보이고, 편차가 있었다. 이 편차는 강관의 확관 공정에 의해 발생한 것이며, 파형 형상의 파장은 확관 공정에 있어서의 다이스의 이송 주기에 가깝고, 파형 형상의 모든 진폭은 거의 같고 일정한 기계 확경에 의해 발생한 것이었다. 도 1에 계측된 강관의 외경 형상을 나타낸다. 도면 중, 길이 방향 위치가 제로인 점이 용접 이음새 위치에 대응하고 있다. 도 1에 나타내는 예에서는, 파형 형상의 파장은 약 400mm 정도였다.
도 2에 강관의 굽힘 좌굴 현상의 개요를 나타낸다. 액상화한 지반이나 단층의 이동에 의해 강관은 큰 변형(굽힘 모멘트)을 받아, 도 2에 나타내듯이 강관(P)에 굽힘 좌굴 현상이 발생하는 경우가 있다. 그래서, 굽힘 좌굴 현상이 발생하기까지 허용되는 강관의 굽힘 변형량을 검토하기 위하여, 파형 형상의 파장을 변경한 복수의 해석 모델을 작성하고, 해석 모델을 이용하여 그 변형 성능을 비교했다. 도 3에 외경 20inch, 판 두께 15.9mm의 강관 및 외경 48inch, 판 두께 22mm의 강관의 좌굴시 변형의 해석 결과를 나타낸다. 도 3에 있어서, 종축은 좌굴시 변형(좌굴했을 때의 이동평균 변형)을 나타내고, 횡축은 해석 모델에게 주어진 파형 형상의 파장을 나타내고 있다.
또한, 좌굴시 변형은, 강관의 변형량이나 곡률(曲率)과 비례의 관계에 있다. 즉, 작은 변형량이나 곡률로 좌굴해 버리는 강관(좌굴시 변형이 작은 강관)은 변형 성능이 낮고, 반대로 큰 변형량이나 곡률이 발생할 때까지 좌굴하지 않았던 강관(좌굴시 변형이 큰 강관)은 높은 변형 성능을 가지고 있어, 지진 지대 등의 혹독한 환경에도 적용 가능한 강관이라고 할 수 있다.
도 3에 나타내듯이, 외경 20inch, 판 두께 15.9mm의 강관 및 외경 48inch, 판 두께 22mm의 강관 모두, 파형 형상의 파장이 작을수록, 좌굴시 변형이 커지고 있으며, 또한, 어느 정도의 작은 파형 형상의 파장에서는 일정값 이상의 좌굴시 변형을 나타내고 있다. 또한, 좌굴시 변형은, 파형 형상의 파장이 증가함에 따라 어느 문턱값에서 S자를 그리듯이 저감되고 있다. 이는, 파형 형상의 파장을 어느 문턱값 이하로 하는 것에 의해 변형 성능이 뛰어난 강관을 제공할 수 있음을 나타내고 있다.
그래서, 도 3에 나타내는 해석 결과에서는 외경 및 판 두께가 상이한 2개의 강관을 비교했으나, 이를 표준화했다. 도 4에, 도 3에 나타내는 횡축 및 종축을 각각, 좌굴 파장 λ(λ는 티모센코의 좌굴 파장을 나타낸다) 및 파장이 0일 때의 좌굴시 변형으로 정규화한 그래프를 나타낸다. 도 4에 나타내듯이, 외경 20inch, 판 두께 15.9mm의 강관 및 외경 48inch, 판 두께 22mm의 강관에서는, 좌굴시 변형과 좌굴 파장 λ에 대한 파형 형상의 파장의 비(파형 형상의 파장/좌굴 파장 λ, 이하, 좌굴 파장비로 표기)와는 거의 동일한 관계를 나타내고 있다.
이 관계에 의하면, 좌굴 파장비를 0.50 이하의 범위 내로 설정하는 것에 의해, 좌굴시 변형을 높게 유지하는 것이 가능해진다. 또한, 좌굴 파장비가 1.0 정도가 되면, 좌굴시 변형은, 좌굴 파장비가 그 이상인 경우와 동등하게 되어 버려, 좌굴 파장비가 0.5 이하인 강관과 비교하여 65% 정도까지 저하한다.
파형 형상의 파장을 짧게 하는 수단으로서는, 확관 공정에 있어서 다이스의 압하 위치를 강관의 길이 방향에서 중복시키는 다이스의 겹쳐 누르기가 유효하다. 그래서, 외경 24inch의 강관을 대상으로 하여, 다이스의 겹쳐 누르기를 실시한 것과 실시하지 않은 것의 외경의 파형 형상을 평가했다. 여기서, 다이스의 유효 길이는 약 450mm이며, 확관 공정에 있어서 450mm로 누른 것과 80mm로 세세하게 누른 것(1 유효 길이당 5, 6회 누르기)을 제작했다.
그 결과, 외경의 파형 형상은 다이스의 누르는 방법에 의존하는 것이 확인되었다. 구체적으로는, 확관 공정에 있어서 450mm로 누른 것은 430-450mm 정도의 파장의 파형 형상을 가지고 있는 데에 대해, 확관 공정에 있어서 80mm로 누른 것은 60-70mm 정도의 파장의 파형 형상을 가지고 있었다. 한편, 다이스의 누르는 방법은 파형 형상의 진폭에 관하여도 영향을 주어, 다이스를 세세하게 누를수록, 파형 형상의 진폭도 작아지는 것이 확인되었다.
그래서, 본 발명의 발명자들은, 파형 형상의 파장과 진폭과의 관계를 평가했다. 도 5는, 파장과 진폭비의 관계를 나타내는 도면이다. 도 5에 나타내듯이, 파형 형상의 파장과 진폭은 비례 관계에 있다. 따라서, 다이스를 작게, 세세하게 누르는 것에 의해 강관의 변형 성능을 향상할 수 있다고 말할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 발명자들은, 파형 형상의 파장 w에 대한 진폭 a의 비 a/w를 새로운 설계 인자로서 생각하여, 이 설계 인자 a/w의 값이 변형 성능에 미치는 영향을 평가했다.
도 6은, 설계 인자 a/w의 값마다의 좌굴 파장비와 좌굴시 굽힘 각도와의 관계를 나타내는 도면이다. 도 6에 나타내듯이, 설계 인자 a/w의 값마다 좌굴시 굽힘 각도의 최대값(본 예에서는 20deg. 부근)에 이르는 좌굴 파장비가 상이하며, 설계 인자 a/w의 값이 작아짐에 따라 좌굴시 굽힘 각도가 커지는 것이 확인되었다. 또한, 본 발명의 발명자들은, 특허문헌 1 기재의 기술에 있어서의 좌굴 파장비와 좌굴시 굽힘 각도와의 관계를 평가했다. 그 결과, 도 6에 특성선 L11로 나타내듯이, 특허문헌 1 기재의 기술에 있어서의 좌굴시 굽힘 각도는, 설계 인자 a/w의 값이 0.038%일 때의 특성선 L3가 나타내는 좌굴시 굽힘 각도보다 작은 것이 확인되었다.
이는, 설계 인자 a/w의 값을 0.038% 이하, 보다 바람직하게는 설계 인자 a/w의 값을 0.038% 이하, 또한, 좌굴 파장비를 0.8보다 크게 하는 것에 의해, 특허문헌 1 기재의 좌굴시 굽힘 각도를 실현하기 위해 필요한 좌굴 파장비, 즉 확관 공정에 있어서의 다이스의 이송량을 크게 할 수 있음을 의미한다. 이상으로부터, 설계 인자 a/w의 값이 0.038% 이하가 되도록 파형 형상의 파장 및 진폭을 조정하는 것에 의해, 확관 공정에 필요로 하는 노력 및 시간을 삭감하여 변형 성능을 향상할 수 있다.
또한, 도 6에 나타내는 각 특성선을 일반화하면, 좌굴시 굽힘 각도와 좌굴 파장비 X와의 관계는 이하에 나타내는 수학식(1)과 같이 표시된다. 여기서, 도 7에 나타내듯이, 수학식(1) 중의 파라미터 D1, D2는 각각 좌굴시 굽힘 각도의 최대값 및 최소값을 나타내고, 파라미터 α는 좌굴시 굽힘 각도 값이 (D1+D2)/2인 점 P에 있어서의 좌굴 파장비를 나타내고, 파라미터 β는 좌굴시 굽힘 각도 값이 최대값에서 최소값으로 감소할 때의 경사의 정도(기울기)를 나타내는 파라미터이다. 파라미터 D1, D2, α, β값은 모두 강관의 외경 및 판 두께에 의존한다. 변형 성능이 높은 강관의 조건은, 파라미터 D1값이 큰 것과, UOE 강관에 특징적인 파형 형상의 좌굴 파장비(w/λ)가 작은 것이다. 파형 형상의 파장이 제어되지 않고 충분히 길어지는 경우에는, 변형 성능은 파라미터 D2까지 저감하는 것을 생각할 수 있다. 제조시의 파형 형상의 파장의 제어에 의해 강관이 최대로 발휘하는 변형 성능 D1에 근접시키기 위해서는, 파라미터 α값을 작게 할 필요가 있다. 만일 좌굴 파장비(w/λ)가 파라미터 α값과 같으면, 그 변형 성능은 파라미터 D1과 파라미터 D2의 중간값이 된다. 또한, 최저값이 되는 파라미터 D2로부터 성장 여지(D1-D2)의 10%라도 변형 성능을 향상시키고 싶은 경우에는, 수학식(1)으로부터 tanh((-X+α)/β) 값이 -0.4가 되는 값인 곳의 (-X+α)/β=1.1을 선택하면 된다. 강관에 요구되는 변형 성능은, 그 좌굴이나 파괴 현상이 미치는, 공공의 안전이나 환경의 보존에 미치는 영향에 의해 바뀌는 것이라고 생각된다. 또한, 좌굴 파장비(w/λ)를 작게, 즉, 강관의 파형 형상의 파장을 세세하게 제어하는 것은, 일반적으로는 확관 공정을 길게 하는 것이므로, 생산 상 불리하게 되는 경우도 생각할 수 있다. 본 식을 이용함으로써 요구되는 변형 성능을 실현하기 위해서 제조 방법을 제어할 수가 있어, 필요 충분한 변형 성능을 부여하여 코스트 우위성이 있는 강관 제품을 공급할 수 있다.
Figure pct00002
따라서, 강관의 외경 및 판 두께마다 파라미터 D1, D2, α, β값을 미리 실험, 또는, 해석에 의해 구해두고, 제조하는 강관의 외경 및 판 두께에 대응하는 파라미터 D1, D2, α, β값을 판독하여, 판독된 값을 이용해 수학식(1)을 구축하는 것에 의해 좌굴시 굽힘 각도와 좌굴 파장비 X와의 관계를 평가하고, 평가 결과에 근거하여 제조하는 강관의 파형 형상의 파장 및 진폭을 결정하는 것에 의해, 확관 공정에 필요로 하는 노력 및 시간을 삭감하여 변형 성능을 향상 가능한 강관을 설계할 수 있다. 또한, 결정한 좌굴 파장비에 따라 확관 공정을 실행하는 것에 의해, 확관 공정에 필요로 하는 노력 및 시간을 삭감하여 변형 성능을 향상시킨 강관을 제조할 수 있다. 또한, 본 발명에 관련되는 강관은, 파이프라인, 강관말뚝, 강관 시트파일, 수문 철관 등의 강관 구조물에 적용할 수 있다.
이상, 본 발명자들에 의해 이루어진 발명을 적용한 실시의 형태에 관하여 설명했지만, 본 실시 형태에 의한 본 발명의 개시 일부를 이루는 기술 및 도면에 의해 본 발명은 한정되는 경우는 없다. 즉, 본 실시 형태에 근거하여 당업자 등에 의해 이루어지는 다른 실시의 형태, 실시예, 및 운용 기술 등은 모두 본 발명의 범주에 포함된다.
본 발명에 의하면, 확관 공정에 필요로 하는 노력 및 시간을 삭감하고 변형 성능을 향상 가능한 강관, 강관 구조물, 강관의 제조 방법, 및 강관의 설계 방법을 제공할 수 있다.
P 강관

Claims (5)

  1. 확관 공정에 의해 외경에 파형 형상이 형성된 강관으로서,
    상기 파형 형상의 진폭 및 파장을 각각 a, w로 했을 때, a/w의 값이 0.038% 이하의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 강관.
  2. 청구항 1에 있어서,
    티모센코의 좌굴 파장 λ에 대한 상기 파형 형상의 파장 w의 비 w/λ의 값이 0.8보다 큰 것을 특징으로 하는 강관.
  3. 청구항 1 또는 2에 기재된 강관을 사용하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 강관 구조물.
  4. 확관 공정에 의해 외경에 파형 형상이 형성된 강관의 제조 방법으로서,
    상기 확관 공정에 있어서, 상기 파형 형상의 진폭 및 파장을 각각 a, w로 했을 때, a/w의 값이 0.038% 이하의 범위 내가 되도록 상기 파형 형상을 형성하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 강관의 제조 방법.
  5. 확관 공정에 의해 외경에 파형 형상이 형성된 강관의 설계 방법으로서,
    하기 수학식(1)을 이용하여 제조하는 강관에 있어서의 티모센코의 좌굴 파장 λ에 대한 상기 파형 형상의 파장 w의 비 w/λ와 좌굴시 굽힘 각도의 관계를 평가하고, 평가 결과에 근거하여 파형 형상의 파장 w 및 진폭 a를 결정하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 강관의 설계 방법.
    [수학식 1]
    Figure pct00003

    여기서, 수학식(1) 중의 파라미터 D1, D2, α, β는 제조하는 강관의 외경 및 판 두께에 의해 정해지는 값이다.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3046590C (en) * 2016-12-20 2021-10-26 Jfe Steel Corporation Method of evaluating deformability of steel pipe and method of manufacturing steel pipe

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3779312A (en) * 1972-03-07 1973-12-18 Universal Oil Prod Co Internally ridged heat transfer tube
US4007774A (en) * 1975-09-23 1977-02-15 Uop Inc. Heat exchange apparatus and method of controlling fouling therein
US4305460A (en) * 1979-02-27 1981-12-15 General Atomic Company Heat transfer tube
US4330036A (en) * 1980-08-21 1982-05-18 Kobe Steel, Ltd. Construction of a heat transfer wall and heat transfer pipe and method of producing heat transfer pipe
UST103901I4 (en) * 1981-05-05 1984-02-07 Wave walled pipe
SU1530292A1 (ru) * 1986-10-08 1989-12-23 Днепропетровский Металлургический Институт Способ изготовлени гофрированных труб
SU1802446A1 (en) * 1990-07-13 1995-12-27 Osoboe K B Kabelnoj Promy Method of corrugating metallic tubes
JPH09152290A (ja) * 1995-11-29 1997-06-10 Sanyo Electric Co Ltd 吸収式冷凍機
RU2273540C1 (ru) * 2004-10-14 2006-04-10 Овчар Владимир Герасимович Способ изготовления гофрированной трубы
CN2864280Y (zh) * 2005-12-20 2007-01-31 中交第一公路勘察设计研究院 一种排水用钢质管
GB0817219D0 (en) * 2008-09-19 2008-10-29 Heliswirl Petrochemicals Ltd Cracking furnace
US8573260B2 (en) * 2010-08-03 2013-11-05 W.E. Hall Company, Inc. Corrugated metal pipe
JP5447461B2 (ja) 2011-08-30 2014-03-19 新日鐵住金株式会社 溶接鋼管の製造方法及び溶接鋼管
US8555932B2 (en) * 2011-12-14 2013-10-15 W.E. Hall Company, Inc. Corrugated metal pipe
JP5382250B2 (ja) * 2012-04-02 2014-01-08 Ｊｆｅスチール株式会社 鋼管及び該鋼管で形成されるパイプライン、鋼管杭、鋼管矢板
JP5376002B2 (ja) * 2012-04-02 2013-12-25 Ｊｆｅスチール株式会社 Ｕｏｅ鋼管
CN104203443B (zh) * 2012-04-02 2016-03-16 杰富意钢铁株式会社 Uoe钢管及构造物
JP5929968B2 (ja) * 2013-06-07 2016-06-08 Ｊｆｅスチール株式会社 Ｕｏｅ鋼管及び該ｕｏｅ鋼管で形成された鋼管構造物

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