KR20190128182A - 클래드 강관 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

클래드 강관의 제조 방법이 제공되며, 클래드 강관은 클래드 강판을 원료로 사용하여 제조된다. 클래드 강판은 베이스 층(1) 및 베이스 층(1)과 롤 접합된 클래드 층(2)을 포함한다. 클래드 강관의 제조 방법은 형성, 용접 및 디버링 단계를 포함하며; 클래드 강판의 양 측은 클래드 강판의 베이스 층(1) 측을 향해 구부러진 후, 형성 단계가 수행된 후, 형성 단계 후, 생성된 관 블랭크의 개구면은 모두 클래드 층(2)의 형태이다. 클래드 강관의 제조 방법에 따르면, 클래드 강판을 원료로 사용하여 클래드 강관이 제조된다. 따라서, 고주파 길이 방향 용접 관 유닛의 연속성 및 고효율이 완전히 활용되고, 후속 비연속 프로세스가 필요하지 않으며, 클래드 강관의 용접부에서의 내식성이 보장된다.

Description

클래드 강관 제조 방법
본 발명은 강재의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 강관의 제조 방법에 관한 것이다.
클래드 강관은 베이스 강의 기계적 특성 및 클래드 금속의 내식성을 모두 갖는다. 클래드 강관은 부식성 유체 또는 부식성 환경에서 기계적 구조체의 운송에 사용하기에 비용 효율적이기 때문에 점점 더 광범위하게 사용되고 있다.
클래드 금속과 베이스 금속의 결합 상태에 기초하여, 클래드 강관은 기계적으로 접합된 클래드 강관 및 야금학적으로 접합된 클래드 강관의 두 가지 유형으로 분할될 수 있다. 전자는 국부적 갭 및 낮은 결합 강도를 가지며, 사용 중에 계면 분리가 발생할 수 있다. 반대로, 후자는 우수한 전체적인 성능을 갖는다.
한편, 강관의 종래의 생산 기술은 클래드 강관의 생산에 사용되어 왔다. 강관의 종래의 생산 기술은 이음매 없는 강관 생산 기술 및 용접된 관 생산 기술을 포함한다. 전자는 이음매 없는 강관의 열간 압연 및 이음매 없는 강관의 열간 압출을 포함한다. 후자는 길이 방향 용접 관, 나선형 용접 관 및 고주파 길이 방향 용접 관에 대한 생산 기술을 포함한다. 이음매 없는 강관의 생산 기술과 비교하여, 용접 관, 특히 고주파 길이 방향 용접 관의 생산 기술은 강판을 원료로 사용하며 이는 균일한 벽 두께, 규칙적인 기하학적 크기 및 낮은 생산 비용을 갖는다.
한편, 롤 접합된 클래드 강판은 양호한 야금학적 접합 효과, 클래드 층과 베이스 강판 사이의 높은 접합 강도, 높은 치수 정밀도 및 양호한 표면 품질을 갖는다. 따라서, 롤 접합된 클래드 강판을 원료로 사용하여 고주파 길이 방향 용접 관 기술에 의해 클래드 강관을 생산하는 것이 바람직하다.
클래드 강판을 원료로 사용하여 고주파 길이 방향 용접 관 유닛에 의해 클래드 강관이 생산되는 경우, 클래드 층 금속이 얇기 때문에, 용접부에서의 클래드 층 금속이 압출되어 버(burr)의 일부가 된다. 디버링(deburring) 후, 용접부에서의 클래드 층 금속이 얇아지거나 긁어내어져 용접부에서의 내식성이 감소된다.
"고주파 저항 용접 방법을 통한 이중 금속 야금 클래드 튜브의 생산 프로세스 및 클래드 튜브"라는 제목의 중국 특허 문헌(공개 번호 CN103978299A호, 공개일: 2014년 8월 13일)은 고주파 저항 용접 방법을 통한 이중 금속 야금 클래드 튜브의 생산 프로세스 및 클래드 튜브를 개시한다. 특허 문헌에 개시된 기술적 해결책은 고주파 저항 용접 방법을 사용하여 이중 금속 야금 클래드 튜브를 생산한다. 내식성 합금 라이닝 및 외부 베이스 튜브를 갖는 야금 클래드 강 튜브는 고주파 저항 용접 방법에 의해 클래드 강판을 원료로 사용하여 생산된다. 용접부 부근의 라이닝이 긁어내어진 후, 내부 내식성 합금 라이닝의 연속성을 얻기 위해 보수 용접된다. 그러나, 기술적 해결책은 또한 고주파 저항 용접 후에 오프-라인 보수 용접 프로세스를 필요로 한다.
후속하는 비연속적인 프로세스에 대한 필요 없이 고주파 길이 방향 용접 관 유닛의 연속 및 고효율 특성을 충분히 활용할 수 있으면서 클래드 강관의 용접부에서 내식성을 보장할 수 있는 클래드 강관의 제조 방법을 획득하는 것이 바람직하다.
본 발명의 하나의 목적은 후속하는 비연속적인 프로세스에 대한 필요 없이 고주파 길이 방향 용접 관 유닛의 연속 및 고효율 특성을 충분히 활용할 수 있으면서 클래드 강관의 용접부에서 내식성을 보장할 수 있는 클래드 강관의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 클래드 강관의 제조 방법을 제공하며, 클래드 강관은 클래드 강판을 원료로 사용하여 제조되고; 클래드 강판은 베이스 층 및 베이스 층과 롤 접합(roll-bonded)된 클래드 층을 포함하고; 클래드 강관의 제조 방법은 형성, 용접 및 디버링(deburring) 단계를 포함하고; 클래드 강판의 양 측은 클래드 강판의 베이스 층 측을 향해 구부러진 후 형성 단계가 수행되고, 형성 단계 후, 생성된 관 블랭크(pipe blank)의 개구면이 모두 클래드 층의 형태이다.
본 발명에 따른 제조 방법에서, 클래드 강판의 양 측을 클래드 강판의 베이스 층 측을 향해 구부린 후, 형성 단계를 수행함으로써 관 블랭크가 획득된다. 관 블랭크의 원래 개구면은 베이스 층 및 베이스 층과 롤 접합된 클래드 층이다. 형성 단계 후, 굽힘으로 인해, 생성된 관 블랭크의 개구면은 모두 클래드 층의 형태이며, 이는 용접하기 용이하다. 또한, 굽힘 높이가 클래드 강판의 두께보다 높기 때문에, 용접 후에 추가적인 오프-라인 보수 용접 프로세스가 필요하지 않다. 용접 중에, 클래드 층 금속이 압출되어 버(burr)를 형성한다. 디버링 후에, 클래드 층 금속의 무결성은 여전히 용접부에서 유지되어, 클래드 강관의 내식성을 보장한다. 동시에, 충분한 용접 면적으로 인해 용접의 기계적 특성이 보장된다. 즉, 본 발명은 추가의 후속 프로세스에 대한 필요 없이 클래드 강관의 제조를 달성하기 위해 종래의 고주파 길이 방향 용접 관 프로세스를 개선한다. 따라서, 종래 기술에 비해, 본 발명의 제조 방법은 클래드 강관의 용접부에서 내식성을 확보하면서 보다 단순하다.
또한, 본 발명에 따른 클래드 강관의 제조 방법에서, 클래드 강판의 양 측은 75° 내지 95°의 각도 θ로 구부러진다. 본 발명의 기술적인 해결책에서, 각도 θ가 75°보다 작은 경우, 굽힘 변형량이 증가하고, 공정 난이도가 개선되고, 효율이 저하된다. 각도 θ가 95°보다 큰 경우, 굽힘부의 단부는 용접 전에 접촉되며, 이는 용접의 안정성을 감소시킨다.
또한, 본 발명에 따른 클래드 강관의 제조 방법에서, 상술한 굽힘부의 높이 H는 클래드 강판 두께의 1배 내지 2배이다.
또한, 본 발명에 따른 클래드 강관의 제조 방법에서, 형성 단계 후에, 클래드 층은 관 블랭크의 외면 측 상에 있다.
또한, 본 발명에 따른 클래드 강관의 제조 방법에서, 형성 단계 후에, 클래드 층은 관 블랭크의 내면 측 상에 있다.
또한, 본 발명에 따른 클래드 강관의 제조 방법에서, 베이스 층을 형성하는 금속 재료는 탄소 강 또는 합금 강이다.
또한, 본 발명에 따른 클래드 강관의 제조 방법에서, 클래드 층을 형성하는 금속 재료는 스테인레스 강 또는 구리 합금이다.
본 발명의 클래드 강관의 제조 방법에서, 클래드 강판을 원료로 사용하여 클래드 강관이 제조된다. 제조 방법은 후속하는 비연속적인 프로세스에 대한 필요 없이 고주파 길이 방향 용접 관 유닛의 연속 및 고효율 특성을 충분히 활용하면서, 클래드 강관의 용접부에서 내식성을 보장한다.
도 1은 본 발명의 제조 방법에 따른 클래드 강판이 구부러질 때의 단면의 일부 구조를 나타낸다.
도 2는 형성 프로세스에서 실시예 1의 클래드 강관의 단면을 나타내는 개략도이다.
도 3은 용접 프로세스에서 실시예 1의 클래드 강관의 단면을 나타내는 개략도이다.
도 4는 디버링 프로세스 후의 실시예 1의 클래드 강관의 단면을 나타내는 개략도이다.
도 5는 형성 프로세스에서 실시예 2의 클래드 강관의 단면을 나타내는 개략도이다.
도 6은 용접 프로세스에서 실시예 2의 클래드 강관의 단면을 나타내는 개략도이다.
도 7은 디버링 프로세스 후의 실시예 2의 클래드 강관의 단면을 나타내는 개략도이다.
이하, 첨부된 도면 및 특정 예를 참조하여 본 발명의 클래드 강관의 제조 방법을 추가로 설명하고 예시된다. 그러나, 설명 및 예시는 본 발명의 기술적 해결책을 과도하게 제한하지 않는다.
도 1은 본 발명의 제조 방법에 따른 클래드 강 시트가 구부러질 때의 단면의 일부 구조를 나타낸다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 클래드 강판은 베이스 층(1)과 베이스 층(1)과 롤 접합된 클래드 층(2)을 포함하고, 굽힘부(11)가 클래드 강판의 양측을 클래드 강판의 베이스 층 측을 향해 구부림으로써 형성된다. 그 후, 형성 단계가 수행되어 관 블랭크(pipe blank)를 형성한다. 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 굽힘부(11)의 개구면은 클래드 층(2)이며, 즉, 관 블랭크의 개구면이 클래드 층(2)이다. 그런 다음, 굽힘부(11)는 용접 및 디버링되어 원하는 클래드 강관을 획득한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, θ는 굽힘 각도를 나타내고, H는 굽힘부(11)의 높이를 나타내고, t는 클래드 강판의 두께를 나타낸다.
도 2는 형성 프로세스에서의 실시예 1의 클래드 강관의 단면을 나타내는 개략도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1의 클래드 강관에 사용된 클래드 강판은 베이스 층(1)과 베이스 층(1)과 롤 접합된 클래드 층(2)을 포함하고, 굽힙부가 클래드 강판의 양 측을 클래드 강판의 베이스 층 측을 향해 굽힘으로써 형성된다. 굽힘부의 높이는 클래드 강판의 높이와 동일하다. 형성 후 관 블랭크의 클래드 층(2)은 관 블랭크의 내면 측에 있다. 베이스 층의 금속 재료는 탄소 강이고, 클래드 층의 금속 재료는 스테인레스 강이다. 다른 실시예에서, 베이스 층의 금속 재료는 탄소 강 또는 합금 강이고, 클래드 층의 금속 재료는 스테인레스 강 또는 구리 합금이다.
이어서, 관 블랭크는 고주파 가열 및 용접된다. 도 3은 용접 프로세스에서 예 1의 클래드 강관의 단면을 나타내는 개략도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 용접 중에, 원의 중심으로부터 멀어지는 반경 방향으로 돌출하는 외부 버(4) 및 원의 중심을 향해 반경 방향으로 돌출하는 내부 버(3)가 형성된다. 디버링 후의 클래드 강관이 도 4에 나타내어져 있다. 도 4는 디버링 프로세스 후의 예 1의 클래드 강관의 단면을 나타내는 개략도이다. 디버링 후에, 클래드 강관은 열처리, 사이징 및 검사와 같은 통상의 프로세스를 거쳐 스테인레스 강 라이닝을 갖는 원하는 야금 접합 클래드 강관을 획득한다.
도 5는 형성 프로세스에서 실시예 2의 클래드 강관의 단면을 나타내는 개략도이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 실시예 2의 클래드 강관에 사용된 클래드 강판은 베이스 층(1) 및 베이스 층(1)과 롤 접합된 클래드 층(2)을 포함하고, 굽힘부가 클래드 강판의 양 측을 클래드 강판의 베이스 층 측을 향해 굽힘으로써 형성된다. 굽힘부의 높이는 클래드 강판의 높이와 동일하다. 형성 후 관 블랭크의 클래드 층(2)은 관 블랭크의 외면 측에 있다.
이어서, 관 블랭크는 고주파 가열 및 용접된다. 도 6은 용접 프로세스에서 실시예 2의 클래드 강관의 단면을 나타내는 개략도이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 용접 중에, 원의 중심으로부터 멀어지는 반경 방향으로 돌출하는 외부 버(4) 및 원의 중심을 향해 반경 방향으로 돌출하는 내부 버(3)가 형성된다. 디버링 후의 클래드 강관이 도 7에 나타내어져 있다. 도 7은 디버링 프로세스 후의 예 2의 클래드 강관의 단면을 나타내는 개략도이다. 디버링 후에, 클래드 강관은 열처리, 사이징 및 검사와 같은 통상의 프로세스를 거쳐 스테인레스 강으로 코팅된 원하는 야금 접합 클래드 강관을 획득한다.
실시예 1 및 2로부터, 본 발명의 제조 방법에 의해 획득된 클래드 강관의 클래드 층은 클래드 강관의 내면 또는 클래드 강관의 외면 중 어느 하나에 위치될 수 있음을 알 수 있다. 본 발명의 제조 방법은 유연하고 단순하다. 본 제조 방법은 후속하는 비연속 프로세스에 대한 필요 없이 고주파 길이 방향 용접 관 유닛의 연속 및 고효율 특성을 충분히 활용하면서, 클래드 강관의 용접부에서 내식성을 보장한다.
상술한 내용은 단지 본 발명의 특정 예를 예시한 것임에 유의해야 한다. 본 발명은 상술한 예에 한정되지 않고 많은 유사한 변형을 갖는다는 것이 명백하다. 본 개시로부터 본 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 직접 도출되거나 고안되는 다양한 수정은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

Claims (7)

  1. 클래드 강관(clad steel pipe)의 제조 방법으로서,
    상기 클래드 강관은 클래드 강판을 원료로 사용하여 제조되고; 상기 클래드 강판은 베이스 층 및 상기 베이스 층과 롤 접합(roll-bonded)된 클래드 층을 포함하고; 상기 클래드 강관의 제조 방법은 형성, 용접 및 디버링(deburring) 단계를 포함하고;
    상기 클래드 강판의 양 측은 상기 클래드 강판의 상기 베이스 층 측을 향해 구부러진 후, 상기 형성 단계가 수행되고, 상기 형성 단계 후, 생성된 관 블랭크(pipe blank)의 개구면이 모두 상기 클래드 층의 형태인, 클래드 강관의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 클래드 강판의 양 측은 75° 내지 95°의 각도 θ로 구부러진, 클래드 강관의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 굽힘부의 높이 H는 상기 클래드 강판의 두께의 1배 내지 2배인, 클래드 강관의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 형성 단계 후에, 상기 클래드 층은 상기 관 블랭크의 외면 측 상에 있는, 클래드 강관의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 형성 단계 후에, 상기 클래드 층은 상기 관 블랭크의 내면 측 상에 있는, 클래드 강관의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 베이스 층을 형성하는 금속 재료는 탄소 강 또는 합금 강인, 클래드 강관의 제조 방법.
  7. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 클래드 층을 형성하는 금속 재료는 스테인레스 강 또는 구리 합금인, 클래드 강관의 제조 방법.
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