KR20190091392A - Abrasion resistance piping for transportation by double centrifugal casting - Google Patents

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KR20190091392A
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임철수
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Abstract

An objective of the present invention is to provide an abrasion-resistant pipe (1) for transport by double centrifugal casting which can minimize abrasion by adding an alloy with excellent abrasion resistance to an inner side of a pipe (1). An outer pipe (2) of a hollow shape is formed by using an alloy with high tensile strength. An inner pipe (3) of a hollow shape is formed in the outer pipe (2) by using an alloy with high abrasion resistance. The outer pipe (2) is formed by first centrifugal casting, and then the inner pipe (3) is formed in the outer pipe (2) by second centrifugal casting to join the outer pipe (2) and the inner pipe in the entire longitudinal direction by double centrifugal casting. According to the present invention, the inner pipe (3) with superior abrasion resistance and excellent thermal resistance is joined in the outer pipe (2) with excellent mechanical properties by double centrifugal casting to be strong against impacts, have superior durability to extend the life of a product, facilitate installation while facilitating manufacture, minimize damage to an inner surface of a pipe (1), and have a high tolerance to any type of objects to be transported to be widely used in various fields.

Description

이중원심주조에 의한 수송용 내마모성 배관{Abrasion resistance piping for transportation by double centrifugal casting}Abrasion resistance piping for transportation by double centrifugal casting

본 발명은 이중원심주조에 의한 수송용 내마모성 배관에 대한 것으로서, 이를 보다 상세히 설명하면 내부로 이송대상물이 수송되는 배관의 내측에 내마모성이 우수한 합금을 덧대어 이송대상물의 수송 시 배관 내면의 마모를 최소화시킬 수 있도록 한 이중원심주조에 의한 수송용 내마모성 배관에 관한 것이다.The present invention relates to a wear-resistant pipe for transport by double centrifugal casting, which will be described in more detail, by adding an alloy having excellent abrasion resistance to the inside of the pipe to which the transported object is transported to minimize the wear on the inner surface of the pipe when transporting the transported object. The present invention relates to a wear-resistant pipe for transportation by double centrifugal casting.

일반적으로 기체나 액체 등의 각종 유체 및 석탄 등의 고체 및 회처리설비의 회분말 등의 분체 또는 유체, 고체, 분체 등이 혼합된 이송대상물을 수송하기 위해서 중공(中空)의 배관을 이용하여 펌프 등의 동력에 의해서 이송대상물을 수송토록 하는 수송용 배관이 다양한 재질로 제작하여 사용되고 있는 실정이다.In general, a pump is used by using a hollow pipe to transport various fluids such as gas or liquid, solids such as coal, and powders such as ash powders of ash processing facilities, or transfer objects mixed with fluids, solids, and powders. It is a situation that a transport pipe for transporting the object to be transported by the power of such as produced by using a variety of materials.

종래 수송용 배관의 경우 이송대상물의 수송 시에 발생되는 스크레치 등으로 배관의 수명이 단축되는 것을 방지코자 배관 내면의 마모를 최소화하기 위해서 내마모성 코팅 또는 열처리를 하는 정도의 기술이 초창기에 사용되다가 근자에 들어서는 내측으로 별도의 내마모성 재질로 이루어진 내관을 결합하는 이중관의 구조가 대량으로 개발되고 있었던 것이다.In order to prevent the life of the pipe from being shortened due to scratches generated during the transportation of the object to be transported in the conventional transportation pipe, a technique of applying abrasion-resistant coating or heat treatment in the early days was used to minimize the wear on the inner surface of the pipe. For example, the structure of a double pipe that combines an inner pipe made of a separate wear-resistant material to the inside has been developed in large quantities.

종래의 내마모성 이중관으로는 대한민국 등록실용신안 제332518호(2003년 11월 5일자 공고)에 게재된 바와 같이 콘크리트를 이송하기 위한 직선관과 엘보우를 연질의 외관과 외관에 삽입되는 경질의 내마모성 내관으로 이루어지며, 외관속에 내관이 끼워진 상태에서 외관과 내관을 동시에 열처리하여 서로 접합시키도록 한 기술이 개발되어 있었으나, 열처리로 외관과 내관의 양쪽 단부만을 열처리함으로써 내부까지 접합이 제대로 이루어지지 않으므로 결합력이 약하다는 단점을 가지고 있었으며, 더불어 등록실용신안 제370564호(2004년 12월 14일자 공고)에 게재된 바와 같이 콘크리트 펌프카용 엘보우를 내마모성을 갖는 강재로 이루어진 내측관의 외측에 용접 가능한 강재로 이루어진 외측관이 프레스에 의해서 대칭되도록 성형되어 내측관의 외주면을 감싸도록 대칭면에서 용접된 한 쌍의 보강커버로 이루어지도록 한 기술이 개발되어 있었으나, 이 역시 내측관과 외측관이 전체적으로 접합되지 않고 다만 내측관 외부로 상하로 분할된 외측관을 프레스 가압하면서 분할된 외측관을 용접하는 것이므로 내측관과 외측관의 결합력이 떨어지는 문제점을 가지고 있었던 것이다.Conventional wear-resistant double pipes include rigid straight pipes and elbows for conveying concrete, as described in Korean Utility Model Registration No. 332518 (announced on November 5, 2003). Although a technology has been developed to heat and bond both the exterior and the inner tube at the same time while the inner tube is inserted in the exterior, the bonding force is weak because the joint is not properly made to the inside by heat-treating both ends of the exterior and the inner tube by heat treatment. In addition, as described in Korean Utility Model Registration No. 370564 (announced Dec. 14, 2004), an outer pipe made of steel weldable to the outside of an inner pipe made of steel having abrasion resistance for elbows for concrete pump cars It is shaped to be symmetrical by this press and winds up the outer peripheral surface of the inner tube. The technology has been developed to consist of a pair of reinforcement cover welded in the symmetrical plane to cheap, but this also is divided by press-pressing the outer tube divided up and down outside the inner tube without joining the inner tube and the outer tube as a whole Since welding the outer tube had a problem that the coupling force of the inner tube and the outer tube falls.

이에 내관과 외관의 결합력을 향상시키는 이중관을 제공코자 대한민국 등록특허 제1489479호(2015년 2월 5일자 공고)에 게재된 바와 같이 외관용 금속판의 일측면에 이종의 내관용 금속층을 용접 후 이중판을 형성한 후 원하는 크기와 형태로 절단하여 절단판을 만들고, 절단판을 용접 후 열처리하여 금형을 이용하여 굽은 형태로 성형하여 상하로 분할된 엘보유닛을 각각 제작하여 상호 마주보게 용접하여 관체형태의 엘보를 제작하도록 한 기술이 개발되어 있었으나, 이는 제작 공정이 번거롭고 오래 걸리며, 이 역시 상하 엘보유닛을 마주보게 용접하여 용접 부위가 취약하다는 문제점을 가지고 있었으며, 공개특허 2017년 제114758호(2017년 10월 16일자 공개)에 게재된 바와 같이 내외 이중관을 원심주조법에 의해서 제조할 수 있도록 한 원심주조 시스템과 제조방법이 개발되어 있었으나, 이러한 시스템과 제조방법에 의해서 이루어지는 이중관은 베어링이나 부시 등을 제작하기 위한 것이며, 내층이 내부로 수송되는 이송대상물의 통과에 따른 마모를 최소화하기 위한 것도 아니며, 내층과 외측의 재질을 단일의 금속재질로만 할 경우 내마모성뿐만 아니라 내구성 및 기타 수송용 배관으로서의 필요한 성질이 저하되는 등 다수의 문제점을 가지고 있었던 것이다.In order to provide a double pipe to improve the coupling force between the inner tube and the exterior, as shown in Korean Patent No. 1489479 (announced on February 5, 2015), a double plate after welding a heterogeneous inner metal layer on one side of the outer metal plate. After forming the cutting plate to the desired size and shape to make a cutting plate, welded and heat-treated the cutting plate is formed into a bent shape using a mold to produce the elbow unit divided up and down respectively to weld each other face to face The technology for manufacturing the elbow has been developed, but this has a problem that the manufacturing process is cumbersome and takes a long time, and this also welds the upper and lower elbow units facing each other, the weak welding area, published in Japanese Patent No. 114758 (2017 10) Centrifugal casting system and method for manufacturing double and inner double tubes by centrifugal casting method Although the manufacturing method has been developed, the double pipe made by such a system and manufacturing method is for manufacturing bearings or bushes, and it is not for minimizing wear due to the passage of the conveyed object that the inner layer is transported inwards. If the material is made of a single metal material has a number of problems, such as wear resistance as well as durability and other necessary properties as a transport pipe is reduced.

KR 20-0332518 Y1 2003. 11. 5.KR 20-0332518 Y1 2003. 11. 5. KR 20-0370564 Y1 2004. 12. 14.KR 20-0370564 Y1 Dec 14, 2004 KR 10-1489479 B1 2015. 2. 5.KR 10-1489479 B1 2015. 2. 5. KR 10-2017-0114758 A 2017. 10. 16.KR 10-2017-0114758 A 2017. 10. 16.

본 발명에서는 상기한 종래 기술의 제반 문제점들을 해결코자 새로운 기술을 창안한 것으로서, 본 발명은 이송대상물이 내부로 수송되는 수송용 배관에 있어서 이러한 수송용 배관을 내관과 외관의 이중으로 구성하되, 내관과 외관이 전체적으로 접합되도록 이중원심주조에 의해서 이중관 형태로 성형되게 구성함으로써, 이중관을 이루는 내관과 외관의 결합력을 월등히 향상시켜서 내충격성 및 내구성을 월등히 향상시키도록 함을 해결코자 하는 과제로 한다.In order to solve the above problems of the prior art, the present invention has been invented a new technology, the present invention comprises a double pipe of the inner pipe and the outer pipe in the transport pipe for transporting the object to be transported to the inside, the inner pipe By forming a double tube by double-centrifugal casting so that the outside and the exterior are joined as a whole, it is a problem to solve the problem of significantly improving the impact resistance and durability by significantly improving the bonding force between the inner tube and the outer constituting the double tube.

이와 함께 수송용 배관을 이중원심주조에 의해서 이중관으로 성형할 시 내관과 외관을 각각 특색있는 합금으로 제조하여 외관은 내마모성과 더불어 내충격성 및 인장강도가 향상되도록 하며, 내관은 내마모성을 현저히 높이면서 내열성 및 내산성이 월등히 향상되도록 함을 해결코자 하는 과제로 한다.In addition, when the transport pipe is molded into a double pipe by double centrifugal casting, the inner pipe and the outer shell are each made of alloys with distinctive features to improve the wear resistance, impact resistance and tensile strength, and the inner pipe significantly increases wear resistance and heat resistance. And to solve the problem that the acid resistance is significantly improved.

또한 별도로 기술하지는 않았으나, 본 발명의 이중원심주조에 의한 수송용 내마모성 배관을 상세하게 기술한 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 청구범위 및 도면 등을 감안하여 유추할 수 있는 범위 내의 또 다른 목적들도 본 발명의 전체 해결과제에 포함되는 것이다.In addition, although not separately described, another object within a range that can be inferred in view of the following detailed description, claims, and drawings for carrying out the following invention which describes in detail the wear-resistant pipe for transport by double centrifugal casting of the present invention. These are also included in the overall problem of this invention.

상기한 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로 본 발명에서는 이중원심주조에 의한 수송용 내마모성 배관을 구성하되, 상기 본 발명의 이중원심주조에 의한 수송용 내마모성 배관은 인장강도가 높은 합금을 이용하여 중공형태의 외관을 형성하고, 상기 외관의 내측에 내마모성이 높은 합금을 이용하여 중공형태의 내관을 형성하며, 이때 외관을 1차 원심주조에 의해서 성형한 후 외관의 내측에서 내관을 2차 원심주조에 의해서 성형하여 이중원심주조에 의해서 외관과 내관이 길이 방향 전체로 접합 구성된 것을 특징으로 한다.As a specific means for solving the above problems of the present invention in the present invention constitute a wear-resistant pipe for transport by double centrifugal casting, the wear-resistant pipe for transport by double centrifugal casting of the present invention using an alloy with high tensile strength A hollow outer tube is formed, and a hollow inner tube is formed using an alloy having high wear resistance inside the outer tube. At this time, the outer tube is molded by primary centrifugal casting, and then the inner tube is secondary centrifugally cast inside the outer tube. Molded by the two-centrifugal casting characterized in that the outer appearance and the inner tube is joined in the entire longitudinal direction.

이에 더불어서 상기 외관(2)은 철(Fe)에 탄소(C)가 0.10~0.35 wt%, 규소(Si)가 0.5~1.5 wt% 이하, 망간(Mn)이 0.8~1.5 wt% 함유된 망간주강의 합금으로 이루어지며, 상기 내관(3)은 철(Fe)에 탄소(C)가 2.8~3.6 wt%, 규소(Si)가 1.3~2.3 wt%, 망간(Mn)이 0.3~1.0 wt%, 크롬(Cr)이 2.0~15.0 wt%, 인(P)이 0.2 wt% 이하, 황(S)이 0.2 wt% 이하 함유된 크롬주철의 합금으로 이루어지도록 할 수 있다.In addition, the appearance (2) is a manganese cast steel containing carbon (C) of 0.10 ~ 0.35 wt%, silicon (Si) 0.5 ~ 1.5 wt% or less, manganese (Mn) 0.8 ~ 1.5 wt% in iron (Fe) It consists of an alloy of the inner tube (3) is iron (Fe) in the carbon (C) of 2.8 ~ 3.6 wt%, silicon (Si) 1.3 ~ 2.3 wt%, manganese (Mn) 0.3 ~ 1.0 wt%, It may be made of an alloy of chromium cast iron containing chromium (Cr) of 2.0 to 15.0 wt%, phosphorus (P) of 0.2 wt% or less, and sulfur (S) of 0.2 wt% or less.

상기 수송용 내마모성 배관(1)은 외관(2)의 외측 지름이 125~445 mm로 성형되도록 원심주조금형에서 외관(2)과 내관(3)이 접합된 이중관 형태로 구성되도록 할 수도 있다.The wear-resistant pipe 1 for transportation may be configured in the form of a double tube in which the outer tube 2 and the inner tube 3 are joined in a centrifugal casting mold such that the outer diameter of the outer tube 2 is formed to be 125 to 445 mm.

상술한 과제 해결을 위한 구체적인 수단에 의하면, 본 발명의 수송용 내마모성 배관은 기계적 성질이 우수한 외관의 내측에 내마모성이 월등하면서 내열성이 우수한 내관을 이중원심주조에 의해서 내관과 외관이 전체적으로 접합되게 구성됨으로써, 내관과 외관의 결합력 향상으로 충격력에 매우 우수하며, 내구성의 향상으로 인하여 잦은 교체 없이 장기간 사용할 수 있는 등 제품의 수명을 장구히 할 수 있는 효과를 갖는 것이다.According to the specific means for solving the above problems, the wear-resistant pipe for transport of the present invention is composed of the inner tube and the outer appearance are joined to the entire inner tube by double centrifugal casting the inner tube having excellent wear resistance and excellent heat resistance inside the outer appearance of excellent mechanical properties. In addition, it is very excellent in impact strength by improving the coupling force between the inner tube and the exterior, and it has the effect of prolonging the life of the product, such as being able to use for a long time without frequent replacement due to the improvement of durability.

이중원심주조에 의해서 내관과 외관의 이중관 형태로 성형되는 본 발명의 수송용 배관은 외측으로 인장강도와 내충격성 및 내마모성이 우수한 망간주강으로 이루어진 외관을 구비하고, 외관의 내측으로 내마모성이 월등하고 내열성 및 내산성이 현저히 높은 고크롬주철로 이루어진 내관을 구비함으로써, 제작이 용이하면서 어느 지형에나 배관의 설치가 용이하며, 배관 내측으로 수송되는 이송대상물에 배관 내면이 파손되는 것을 최소화할 수 있는 효과를 갖는 것이다.The transport pipe of the present invention, which is formed in the form of an inner tube and an outer tube by double centrifugal casting, has an appearance made of manganese cast steel having excellent tensile strength, impact resistance, and wear resistance to the outside, and has excellent wear resistance and heat resistance inside the exterior. And by having an inner tube made of high chromium cast iron with a high acid resistance, it is easy to manufacture, easy to install the pipe on any terrain, and has the effect of minimizing the damage to the inner surface of the pipe to the transport object transported inside the pipe will be.

더불어서 본 발명의 수송용 내마모성 배관은 내측으로 수송되는 이송대상물이 고체가 함유되어 있거나, 고온 또는 강산성 등 그 종류에 상관없이 배관의 내면이 고체에 마모되거나, 고온에 용융 또는 산성에 녹아내리지 않는 등 어떤 종류의 이송대상물에도 내성이 높아서 다양한 분야에 두루 사용할 수 있는 등 뛰어난 범용성을 갖는 효과를 득할 수 있는 등 그 기대되는 효과가 다대한 발명인 것이다.In addition, the wear-resistant pipe for transport of the present invention does not contain a solid in the transport object to be transported to the inside, or the inner surface of the pipe is worn on the solid regardless of its type, such as high temperature or strong acid resistance, or melted or dissolved in acid at high temperature, etc. It is a great invention that the expected effect is great, such as high resistance to any kind of transfer object, so that it can be used in various fields, and thus have excellent general purpose.

도 1은 본 발명의 바람직한 일례를 보인 입체도
도 2는 도 1의 단면 구성도
도 3은 본 발명의 외관과 내관의 화학성분을 종래 주철관과 비교한 예시도
도 4는 본 발명의 이중원심주조 시 원심주조금형의 회전 속도를 보인 그래프
도 5는 본 발명의 내측에서 외측까지의 조직을 현미경으로 확대한 사진
도 6은 본 발명의 외관과 내관의 조직을 비교코자 현미경으로 확대한 사진
도 7은 본 발명의 시제품과 종래 비교재의 경도를 비교 테스트한 예시도
도 8은 본 발명의 시제품과 종래 비교재의 충격흡수를 비교 테스트한 예시도
도 9는 본 발명의 시제품과 종래 비교재의 인장강도를 비교 테스트한 예시도1 is a three-dimensional view showing a preferred example of the present invention
2 is a cross-sectional view of FIG. 1
Figure 3 is an exemplary view comparing the chemical composition of the outer tube and the inner tube of the present invention compared to the conventional cast iron tube
Figure 4 is a graph showing the rotational speed of the centrifugal casting mold during double centrifugal casting of the present invention
Figure 5 is a photograph enlarged by a microscope of the tissue from the inside to the outside of the present invention
Figure 6 is a photograph enlarged by a microscope to compare the appearance and tissue of the inner tube of the present invention
7 is an exemplary view comparing the hardness of the prototype of the present invention and the conventional comparative material
8 is an exemplary view comparing the shock absorption of the prototype of the present invention and the conventional comparative material
9 is an exemplary view comparing the tensile strength of the prototype of the present invention and the conventional comparative material

본 발명은 각종 기체나 액체 등의 유체와 석탄, 자갈 등의 고체 및 숯분말이나 화력발전소의 회분말 등의 분체 또는 이러한 유체, 고체, 분체 등이 혼합된 저온 내지 고온의 이송대상물이 내부로 수송되는 중공(中空) 배관의 내측에 내마모성이 우수한 합금을 접합 구성하여 이송대상물의 수송 시 배관 내면의 마모를 최소화시킬 수 있도록 한 이중원심주조에 의한 수송용 내마모성 배관을 제공코자 하는 것으로서, 이를 하기에서 도면들과 함께 보다 구체적으로 설명토록 하되, 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 사용되는 용어들 역시 실시 예를 구체적으로 설명하기 위한 것일 뿐 해당 용어에 국한되게 해석되어서는 아니 된다.The present invention transports fluids such as various gases and liquids, solids such as coal and gravel, powders such as charcoal powders and ash powders of thermal power plants, or low-temperature to high-temperature transfer objects mixed with such fluids, solids, and powders. In order to provide a wear resistant pipe for transport by double centrifugal casting to minimize the wear of the inner surface of the pipe when transporting the object to be transported by bonding an alloy having excellent wear resistance inside the hollow pipe to be, The accompanying drawings are described in more detail with reference to the drawings, but the accompanying drawings are only examples for easily describing the contents and scope of the technical idea of the present invention, and the terms used will also be described in detail. It is for the purpose of illustration only and is not to be construed as limited to the term.

상기 본 발명의 수송용 내마모성 배관(1)은 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 직관(直管)의 중공(中空)형태로 성형되는바, 외측에 위치되는 외관(2)과 내측에 위치되는 내관(3)의 이중관으로 이루어진다.The wear-resistant pipe 1 for transportation of the present invention is formed in a hollow form of a straight pipe as shown in FIGS. It consists of a double tube of inner tube (3).

이때 상기 외관(2)은 인장강도가 높은 합금으로 중공형태로 형성하되, 원심주조에 의해서 성형하고, 내관(3)은 내마모성이 높은 합금으로 중공형태로 형성하되, 1차로 원심주조에 의해서 성형된 외관(2)의 내측으로 내관(3)의 재료가 되는 합금을 용융상태로 주입하여 2차로 원심주조에 의해서 성형토록 한다.At this time, the outer appearance (2) is formed of an alloy with high tensile strength in a hollow form, but formed by centrifugal casting, the inner tube (3) is formed in a hollow form of an alloy of high wear resistance, but first formed by centrifugal casting An alloy, which is a material of the inner tube 3, is injected into the outer side 2 of the inner tube 3 in a molten state so as to be molded by secondary centrifugal casting.

이와 같이 1차 원심주조에 의한 외관(2)의 성형 후 2차 원심주조에 의한 외관(2) 내측에서의 내관(3)의 성형, 즉 이중원심주조에 의한 외관(2)의 내측으로 이종(異種)의 재질로 된 내관(3)을 성형하여 외관(2)과 내관(3)의 길이 방향 전체로 용융 접합되어 결합력이 월등하게 향상되도록 구성된 것이다.Thus, after forming the outer appearance 2 by the primary centrifugal casting, the inner tube 3 is formed inside the outer appearance 2 by the secondary centrifugal casting, that is, the inside of the outer appearance 2 by the double centrifugal casting. The inner tube 3 made of i) material is molded and melt-bonded in the entire length direction of the outer tube 2 and the inner tube 3 so that the bonding force is improved.

상기와 같이 이중원심주조에 의한 수송용 내마모성 배관(1)은 인장강도가 높은 합금으로 된 외관(2)과 내마모성이 높은 합금으로 된 내관(3)으로 이루어지며, 이때 도 3에 도시된 바와 같이 종래 일반적으로 화력발전소의 회이송관으로 주로 많이 사용되는 단일 원심주조로 된 주철관을 비교재로 하여 본 발명의 외관(2)과 내관(3)의 화학성분을 비교토록 한다.As described above, the wear-resistant pipe 1 for transportation by double centrifugal casting is composed of an outer tube 2 made of an alloy having high tensile strength and an inner tube 3 made of an alloy having high wear resistance, as shown in FIG. Conventionally, the chemical composition of the outer tube (2) and the inner tube (3) of the present invention is to be compared using a cast iron tube made of a single centrifugal casting, which is generally used as a transfer pipe of a thermal power plant.

종래의 비교재는 철(Fe)을 기본으로 하여 탄소(C)가 3.27 wt%, 규소(Si)가 1.53 wt%, 망간(Mn)이 0.41 wt%, 크롬(Cr)이 0.3~0.9 wt%가 함유되어 나머지가 철(Fe)로 된 것인 반면, 본 발명의 외관(2)은 철(Fe)에 탄소(C)가 0.10~0.35 wt%, 규소(Si)가 0.5~1.5 wt%, 망간(Mn)이 0.8~1.5 wt% 함유된 망간주강의 합금으로 이루어지며, 본 발명의 내관(3)은 철(Fe)에 탄소(C)가 2.8~3.6 wt%, 규소(Si)가 1.3~2.3 wt%, 망간(Mn)이 0.3~1.0 wt%, 크롬(Cr)이 2.0~15.0 wt%, 인(P)이 0.2 wt% 이하, 황(S)이 0.2 wt% 이하 함유된 크롬주철의 합금으로 이루어진 것이다.Conventional comparative materials based on iron (Fe) is 3.27 wt% of carbon (C), 1.53 wt% of silicon (Si), 0.41 wt% of manganese (Mn), 0.3 ~ 0.9 wt% of chromium (Cr) Wherein the remainder is made of iron (Fe), while the appearance (2) of the present invention is carbon (C) 0.10 ~ 0.35 wt%, silicon (Si) 0.5 ~ 1.5 wt%, manganese in iron (Fe) (Mn) is made of an alloy of manganese cast steel containing 0.8 ~ 1.5 wt%, the inner tube (3) of the present invention is carbon (C) 2.8 ~ 3.6 wt%, silicon (Si) 1.3 ~ in iron (Fe) Of chromium cast iron containing 2.3 wt%, manganese (Mn) 0.3-1.0 wt%, chromium (Cr) 2.0-15.0 wt%, phosphorus (P) 0.2 wt% or less, sulfur (S) 0.2 wt% or less It is made of an alloy.

이와 더불어서 본 발명의 외관(2)과 내관(3)의 원심주조 시 원심주조금형을 도 4에 도시된 바와 같이 400~600rpm의 회전 속도로 회전 구동시켜서 외관(2)과 내관(3)이 전체적으로 용융 접합된 이중관 형태로 구성토록 한다.In addition, during the centrifugal casting of the exterior (2) and the inner tube (3) of the present invention, the centrifugal casting mold is rotated at a rotational speed of 400 to 600 rpm as shown in FIG. It is designed to be in the form of a double pipe melt-bonded.

이때 외관(2)의 주입온도는 1540~1580℃이고 출탕온도는 1640±20℃이며, 내관(3)의 주입온도는 1444~1480℃이고 출탕온도는 1560±20℃이며, 외관(2)과 내관(3)의 주입시차는 60초 정도로 할 수 있으며, 이는 배관(1) 전체 두께나 외관(2)과 내관(3)의 각 두께에 따라서 다변화시킬 수 있으며, 상기 수송용 내마모성 배관(1)은 외관(2)의 외측 지름이 125~445 mm로 성형되도록 원심주조금형에서 외관(2)과 내관(3)이 접합된 이중관 형태로 구성되며, 외관(2)의 두께에 따라 내관(3)의 내측 지름이 결정되는 것으로 두께는 사용 용도에 따라서 다양하게 조절할 수 있는 것이다.At this time, the injection temperature of the exterior (2) is 1540 ~ 1580 ℃, the tapping temperature is 1640 ± 20 ℃, the injection temperature of the inner tube (3) is 1444 ~ 1480 ℃, the tapping temperature is 1560 ± 20 ℃, the appearance (2) and The injection parallax of the inner tube 3 can be about 60 seconds, which can be diversified according to the overall thickness of the pipe 1 or the thickness of the outer tube 2 and the inner tube 3, and the wear-resistant pipe 1 for transportation. In the centrifugal casting mold, the outer tube 2 is formed in a double tube form in which the outer tube 2 and the inner tube 3 are joined so that the outer diameter of the outer tube 2 is 125 to 445 mm. The inner diameter of the to determine the thickness can be adjusted in various ways depending on the intended use.

상기와 같이 구성된 본 발명의 이중원심주조에 의한 수송용 내마모성 배관(1)은 원심주조금형을 400~600rpm의 회전 속도도 회전 구동시켜서 망간주강으로 성형되어 인장강도가 향상된 외관(2)과 크롬주철로 성형되어 내마모성이 향상된 내관(3)을 1차, 2차 원심주조에 의하여 용융 접합되게 구성한 것이다.The wear-resistant pipe (1) for transportation by double centrifugal casting of the present invention configured as described above is formed of manganese cast steel by rotating the centrifugal casting mold at a rotational speed of 400 to 600 rpm to improve the tensile strength (2) and chrome cast iron. The inner tube 3, which is molded into a mold and has improved wear resistance, is configured to be melt-bonded by primary and secondary centrifugal casting.

본 발명의 일부분을 절단하여 50배율의 현미경으로 그 조직을 살펴보면 도 5에서와 같이 외관(2)과 내관(3) 사이로 용융되어 원래의 외관(2)과 내관(3)의 조직이 각각 일부씩 변형되어 망간주강의 외관(2) 내측으로 첫 번째 용융접합부(1st Bonding Zone)와 크롬주철의 내관(3) 외측으로 두 번째 용융접합부(2nd Bonding Zone)가 서로 조직이 상이함을 확인할 수 있으며, 이로 인하여 외관(2)과 내관(3)이 보다 강하게 접합되어 있을 알 수 있다.When cutting a part of the present invention and looking at the tissue under a microscope of 50 magnification, as shown in FIG. 5, the tissue of the original appearance 2 and the inner tube 3 is partially melted between the exterior 2 and the inner tube 3, respectively. It can be seen that the first melt bonding zone (1st Bonding Zone) and the second melt bonding zone (2nd Bonding Zone) outside the inner tube (3) of the chromium cast iron inside the appearance (2) of the manganese cast steel is different from each other. For this reason, it turns out that the exterior 2 and the inner tube 3 are joined more strongly.

이와 더불어 도 6에서와 같이 상기 망간주강의 외관(2)과 크롬주철의 내관(3)의 조직을 200배율로 보다 확대하여 현미경을 그 조직을 살펴보면, 외관(2)과 내관(3)의 조직이 확연히 차이가 나는 것으로 그 성질이 상이함을 알 수 있는 것이다.In addition, as shown in FIG. 6, the structure of the outer tube 2 of the manganese cast steel and the inner tube 3 of the chromium cast iron is enlarged at a 200x magnification. This distinction is apparent in the nature of the difference.

도 7에 도시된 바와 같이 외관(2)과 내관(3)이 이중원심주조로 이루어진 상기 본 발명의 수송용 내마모성 배관(1)의 일부를 시제품으로 하고, 상기 종래의 주철관을 비교재로 하여 기계적 특성 중 하나인 경도를 로크웰경도로 테스트한 결과, 본 발명은 외관(2)과 내관(3)이 접하는 접합부에서부터 내외측 방향으로 2 mm 거리마다 로크웰 C타입 경도(HRC)는 외관(2)의 4 mm 지점에서 30이 나오고, 내관(3)은 2 mm 지점마다 53이 나왔으며, 로크웰 B타입 경도(HRB)는 외관(2) 2 mm 지점에 98이 접합부에서 96이 나왔으며, 이는 상대적으로 탄소의 함량이 높은 내관(3)이 외관(2)에 비하여 경도가 높고, 특히 외관(2)과 내관(3)을 이중원심주조에 의해서 성형 시 외관(2)과 내관(3)이 접하는 접합부와 접합부에 근접하여 최대 경도가 높아져서 내마모성이 현저히 높아짐을 알 수 있으며, 이에 반하여 단일의 원심주조에 의한 주철관인 비교재는 오히려 외측이 더 경도가 더 높아서 내면이 상대적으로 내마모성이 저하됨을 알 수 있는 것이다.As shown in FIG. 7, a part of the wear-resistant pipe 1 for transportation of the present invention, in which the exterior 2 and the inner tube 3 are formed by double centrifugal casting, is used as a prototype, and the conventional cast iron pipe is used as a comparative material. As a result of testing the hardness, which is one of the characteristics, with Rockwell hardness, the present invention shows that Rockwell C type hardness (HRC) of the appearance (2) is measured every 2 mm distance from the junction where the exterior (2) and the inner tube (3) are in contact. 30 at 4 mm and 53 at 2 mm in the inner tube (3), and the Rockwell B-type hardness (HRB) had 96 at the junction of 98 at 2 mm in appearance (2). The inner tube (3) having a high carbon content has a higher hardness than the outer tube (2), and in particular, the joint where the outer tube (2) and the inner tube (3) contact when forming the outer tube (2) and the inner tube (3) by double centrifugal casting. It can be seen that the wear resistance is remarkably higher due to the increase of the maximum hardness near the junction with the , In contrast to the cast iron material, which by comparison of a single centrifugal casting but rather the hardness is more outward more high inner surface to know the relative wear resistance lowers.

도 8은 본 발명의 이중원심주조에 의한 수송용 내마모성 배관(1)과 종래의 주철관을 비교재로 하여 기계적 특성 중 하나인 충격시험을 한 결과로서, 본 발명의 이중원심주조에 의해서 제작된 배관(1)의 시제품에서 상하부 각각 양측 부분과 가운데 부분에서 각각 시료를 채취하여 충격흡수에너지(단위는 줄(J))가 1.6~1.8이었으며, 이에 반해 단일의 원심주조에 의한 일반 주철관인 비교재는 1.3~1.4로서, 본 발명에서와 같이 이중원심주조에 의해서 제작된 이중관의 구조로 된 수송용 내마모성 배관(1)은 단일원심주조에 의해서 제작된 단일관의 구조로 된 주철관에 비하여 전체적으로 충격에 월등하게 강하다는 이점을 가지고 있음을 알 수 있는 것이다.8 is a pipe produced by the double centrifugal casting of the present invention as a result of the impact test, which is one of mechanical properties, using the wear-resistant pipe 1 for transportation by the double centrifugal casting of the present invention and a conventional cast iron pipe as a comparative material. In the prototype of (1), samples were taken from both the upper and lower parts and the middle part respectively, and the shock absorbing energy (unit: Joule) was 1.6 ~ 1.8, whereas the comparative material, which is a general cast iron pipe by a single centrifugal casting, was 1.3 As ˜1.4, the wear-resistant pipe 1 for transportation having a structure of a double pipe manufactured by double centrifugal casting as in the present invention is superior to the overall impact compared to a cast iron pipe having a single pipe structure manufactured by single centrifugal casting. You can see that it has the advantage of being strong.

또한 도 9에서 보는 바와 같이 기계적 특성으로 인장강도를 본 발명의 이중원심주조에 의한 수소용 내마모성 배관(1)의 시제품과 단일원심주조에 의한 주철관의 비교재를 동일 두께로 하여 비교하여 보면, 본 발명의 배관(1)은 양측 부분이나 가운데 부분 전체적으로 311~375 N/㎟이고, 비교재의 주철관은 264 N/㎟이므로 본 발명은 인장강도에서도 비교재에 비해서 월등히 향상됨을 알 수 있는 것이다.In addition, as shown in FIG. 9, when comparing the tensile strength of the prototype of the wear-resistant pipe 1 for hydrogen by the double centrifugal casting and the comparative material of the cast iron tube by the single centrifugal casting with the same thickness, the mechanical strength is the same. Piping 1 of the invention is a 311 ~ 375 N / mm2 in the both sides and the center portion as a whole, the cast iron pipe of the comparative material is 264 N / mm2 It can be seen that the present invention is significantly improved compared to the comparative material in the tensile strength.

상술한 다양한 기계적 특성을 기존 제품들과 비교 테스트한 결과, 본 발명은 이중원심주조에 의해서 외관(2)과 내관(3)의 접합부 경도가 현저히 높아져서 상대적으로 외관(2)에 비하여 내마모성이 높은 내관(3)과 더불어서 배관(1) 내측의 내마모성을 극대화시킬 수 있으며, 전체적인 내충격성과 내구성 등도 기존의 단일의 원심주조에 의한 주철관에 비하여 월등하게 향상되는바, 기계적 특성이 현저히 좋아지는 등의 다수의 효과를 제공하는 것이다.As a result of testing the various mechanical properties described above with the existing products, the present invention shows that the hardness of the joint between the exterior 2 and the inner tube 3 is significantly increased by double centrifugal casting, so that the inner tube having higher wear resistance than the exterior 2 is relatively high. In addition to (3), the wear resistance inside the pipe (1) can be maximized, and the overall impact resistance and durability are also significantly improved compared to the cast iron pipe by the conventional single centrifugal casting, and the mechanical properties are significantly improved. To provide.

이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이며, 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정해지는 것이 아니라, 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.As described above in the detailed description of the present invention has been described with respect to the most preferred embodiment of the present invention, various modifications may be made within the scope not departing from the technical scope of the present invention, the protection scope of the present invention is therefore Not limited to the examples, the scope of protection from the description of the claims and the equivalent technical means to those described below will be recognized.

1:(수송용 내마모성) 배관
2:외관 3:내관1: (wear-resistant) piping
2: exterior 3: interior

Claims (3)

인장강도가 높은 합금을 이용하여 중공형태로 형성된 외관(2);
외관(2)의 내측에 내마모성이 높은 합금을 이용하여 중공형태로 형성된 내관(3);
이 포함되며,
외관(2)을 1차 원심주조에 의해서 성형한 후 외관(2)의 내측에서 내관(3)을 2차 원심주조에 의해서 성형하여 이중원심주조에 의해서 외관(2)과 내관(3)이 길이 방향 전체로 접합 구성되도록 함을 특징으로 하는 이중원심주조에 의한 수송용 내마모성 배관.
An appearance (2) formed in a hollow form using an alloy having high tensile strength;
An inner tube 3 formed in a hollow shape using an alloy having high wear resistance inside the outer shell 2;
This includes
After the outer shell 2 is molded by primary centrifugal casting, the inner tube 3 is molded by the secondary centrifugal casting inside the outer shell 2, and the outer tube 2 and inner tube 3 are formed by double centrifugal casting. Wear-resistant piping for transportation by double centrifugal casting, characterized in that the entire structure is joined.
청구항 1에 있어서;
상기 외관(2)은 철(Fe)에 탄소(C)가 0.10~0.35 wt%, 규소(Si)가 0.5~1.5 wt%, 망간(Mn)이 0.8~1.5 wt% 함유된 망간주강의 합금으로 이루어지며,
상기 내관(3)은 철(Fe)에 탄소(C)가 2.8~3.6 wt%, 규소(Si)가 1.3~2.3 wt%, 망간(Mn)이 0.3~1.0 wt%, 크롬(Cr)이 2.0~15.0 wt%, 인(P)이 0.2 wt% 이하, 황(S)이 0.2 wt% 이하 함유된 크롬주철의 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이중원심주조에 의한 수송용 내마모성 배관.
The method according to claim 1;
The appearance (2) is an alloy of manganese cast steel containing 0.10 to 0.35 wt% of carbon (C), 0.5 to 1.5 wt% of silicon (Si), and 0.8 to 1.5 wt% of manganese (Mn). Done,
The inner tube 3 has carbon (C) of 2.8 to 3.6 wt%, silicon (Si) of 1.3 to 2.3 wt%, manganese (Mn) of 0.3 to 1.0 wt%, and chromium (Cr) of 2.0 to iron (Fe). Wear resistant pipe for transportation by double centrifugal casting, characterized in that the alloy consisting of chromium cast iron containing ~ 15.0 wt%, phosphorous (P) 0.2 wt% or less, sulfur (S) 0.2 wt% or less.
청구항 1에 있어서;
상기 수송용 내마모성 배관(1)은 외관(2)의 외측 지름이 125~445 mm로 성형되도록 원심주조금형에서 외관(2)과 내관(3)이 접합된 이중관 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 이중원심주조에 의한 수송용 내마모성 배관.The method according to claim 1;
The wear-resistant pipe (1) for transport is a double centrifugal, characterized in that the outer tube 2 is formed in a double tube form in which the outer tube 2 and the inner tube 3 are joined in a centrifugal casting mold so that the outer diameter of the outer tube 2 is 125 to 445 mm. Wear-resistant pipes for transportation by casting.
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