KR20210030327A - Ballast sea water pipe by plating melted aluminium having excellent corrosion resistance - Google Patents

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Abstract

The present invention is a ballast seawater pipe having excellent corrosion resistance, which is manufactured by hot-dip aluminum plating. According to the present invention, the ballast seawater pipe comprises: a plurality of straight pipes (100) configured to flow seawater in one direction, and composed of first, second, third, and fourth straight pipes (101, 102, 103, 104) spaced apart from each other; an elbow pipe (200) provided between the first straight pipe (101) and the second straight pipe (102) and communicating with the first straight pipe (101) to change the direction of the incoming seawater in a direction perpendicular to the one direction; a seawater branching pipe (300) provided between the second straight pipe (102) and the third straight pipe (103); a connecting coupler (400) for interconnecting the third straight pipe (103) and the fourth straight pipe (104); and a reducer (500) connected to the fourth straight pipe (104).

Description

용융 알루미늄 도금된 내부식성이 우수한 발라스트 해수배관{Ballast sea water pipe by plating melted aluminium having excellent corrosion resistance}Ballast sea water pipe by plating melted aluminum having excellent corrosion resistance

본 발명은 용융 알루미늄 도금된 내부식성이 우수한 발라스트 해수배관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선박용 발라스트 해수배관에 적용되는 강관의 표면에 용융 알루미늄 도금을 수행함으로써 내부식성을 향상시키는 용융 알루미늄이 배관 표면에 도금된 내부식성이 우수한 발라스트 해수배관에 관한 것이다.The present invention relates to a hot-dip aluminum plated ballast seawater pipe having excellent corrosion resistance, and more particularly, a molten aluminum that improves corrosion resistance by performing hot-dip aluminum plating on the surface of a steel pipe applied to a ballast seawater pipe for ships. It relates to a ballast seawater pipe with excellent plated corrosion resistance.

선박은 운전시 발라스트, 냉각계 및 소방계 해수 배관 등 다양한 종류의 해수 배관을 구비하며, 이 중 발라스트 해수 배관은 국내 기준 연간 1.5만톤 규모로 사용되고 있다. During operation, ships are equipped with various types of seawater pipes such as ballast, cooling system, and fire-fighting seawater pipes, among which ballast seawater pipes are used at an annual scale of 15,000 tons per year in Korea.

그런데, 발라스트에 공급되는 선박평형수에 있어, 선박평형수는 선박에 짐을 싣고 내리는 과정에서 발라스트에 공급되거나, 공선 상태에서 선박의 균형을 잡기 위해 발라스트에 채워지거나 바다로 배출된다. 선박이 해양 생태계가 다른 지역을 오가며 선박평형수를 배출하면 이는 해양 생태계 교란과 해양오염의 원인이 된다. However, in the ballast water supplied to the ballast, the ballast water is supplied to the ballast in the process of loading and unloading the ship, or is filled in the ballast or discharged to the sea in order to balance the ship in an empty ship state. When a ship travels to and from regions with different marine ecosystems and discharges ballast water, this causes disturbance of the marine ecosystem and marine pollution.

때문에 국제해사기구(IMO)는 선박평형수를 발라스트에 주입할 때 해수에 포함되어 있는 미생물을 살균처리하는 선박평형수 처리장치(BWTS)의 장착을 의무규정으로 만들었다. Therefore, the International Maritime Organization (IMO) has made it mandatory to install a ballast water treatment system (BWTS) that sterilizes microorganisms contained in seawater when injecting ballast water into the ballast.

미생물 살균 방식은 전기 분해, 오존분사, 자외선 투사, 약품 처리 방식 등으로 진행 되는데 살균 과정에서 발생 되는 차아염소산 의 약산성 물질에 대해 금속 산화 부식에 대한 우려가 있다. The microbial sterilization method is carried out by electrolysis, ozone spraying, UV projection, and chemical treatment. There is a concern about metal oxidation corrosion for weakly acidic substances of hypochlorous acid generated during the sterilization process.

현재 선박의 발라스트 배관의 재질은 탄소강관의 소재에 아연도금, 페인트 등으로 코팅하여 사용하게 되는데, 만일 선박평형수를 주입하는 해수배관이 차아염소산이나 기타 화학물질에 의해 장기간 사용시 극심한 부식이 진행되면 결함부위에서 부식이 촉진되어 예상하지 못한 시기에 돌발적으로 부식파공이 발생하여 누수가 발생하는 문제가 있다. Currently, the material of the ship's ballast pipe is coated with zinc plating, paint, etc. on the material of the carbon steel pipe.If the seawater pipe in which the ballast water is injected is used for a long time by hypochlorous acid or other chemical substances, severe corrosion proceeds. Corrosion is accelerated in the defective area, and there is a problem in that water leakage occurs due to sudden corrosion puncture at an unexpected time.

이러한 문제는 선주사에게 막대한 비용을 들여 수리를 위해 운항을 중단해야 문제가 되고, 교체 작업에 소요되는 비용 및 시간을 고려하면 막대한 경제적 손실을 가져온다. Such a problem becomes a problem only when the ship owner has to stop the operation for repair at an enormous cost, and in consideration of the cost and time required for the replacement work, it brings enormous economic loss.

상기한 문제를 해결하기 위해 탄소강관 대신에 GRE(Glass Reinforecd Epoxy) 배관을 사용하는 방안이 검토되고 있으나, 고가의 비용이 발생하는 문제가 있고 배관 분기시 다른 관과 연결하는 과정에서 어려움이 발생하는 문제가 있다.In order to solve the above problems, a method of using GRE (Glass Reinforecd Epoxy) pipes instead of carbon steel pipes is being reviewed, but there is a problem of incurring expensive costs, and difficulties arise in the process of connecting with other pipes when branching the pipe. there is a problem.

본 발명은 발라스트 해수배관에 적용되는 탄소강관의 표면에 용융 알루미늄 도금을 수행함으로써 내부식성을 향상시키는 용융 알루미늄 도금된 내부식성이 우수한 발라스트 해수배관을 제공함에 있다.The present invention is to provide a hot-dip aluminum-plated ballast seawater pipe with excellent corrosion resistance, which improves corrosion resistance by performing hot-dip aluminum plating on the surface of a carbon steel pipe applied to a ballast seawater pipe.

또한 본 발명은 30년 이상의 수명을 가지는 선박의 발라스트 배관에 적용하기 위한 용융 알루미늄 도금된 내부식성이 우수한 발라스트 해수배관을 제공함에 있다. In addition, the present invention is to provide a hot-dip aluminum plated ballast seawater pipe having excellent corrosion resistance for application to a ballast pipe of a ship having a lifespan of 30 years or more.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 일 실시 예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by an embodiment of the present invention. In addition, it will be easily understood that the objects and advantages of the present invention can be realized by the means shown in the claims and combinations thereof.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 내부식성이 우수한 발라스트 해수배관은 용융 알루미늄 도금에 의해 제조되어 내부식성이 우수한 발라스트 해수배관이며, 상기 발라스트 해수배관은, 일방향으로 해수를 흐르게 하고, 상호 이격된 제1, 제2, 제3, 제4 직관(101, 102, 103, 104)으로 구성되는 복수의 직관(100); 상기 제1 직관(101)과 제2 직관(102) 사이에 구비되고, 상기 제1 직관(101)과 연통되어 유입된 해수를 상기 일방향과 수직한 방향으로 해수의 방향을 바꾸는 엘보우관(200); 상기 제2 직관(102)과 제3 직관(103) 사이에 구비되어 해수를 분기하는 해수분기관(300); 상기 제3 직관(103)과 제4 직관(104)을 상호 연결하는 연결 커플러(400); 및 상기 제4 직관(104)과 연결되는 리듀서(500);를 포함하여 이루어지며, 500 MPa 이상의 인장강도와, 380 MPa 이상의 항복강도와, 16% 이상의 연신율을 가지도록, 중량%로 탄소(C): 0.01~0.1%, 실리콘(Si): 0.01~0.5%, 망간(Mn): 0.1~1%, 크롬(Cr): 0.1~1.5%, 인(P): 003% 이하, 황(S): 0.015% 이하, 잔부 철(Fe) 및 기타 불순물로 이루어지는 탄소강관(10); 상기 탄소강관(10)의 내벽에 형성되며, 중량%로 탄소(C): 0.01~0.1%, 실리콘(Si): 0.01~0.5%, 망간(Mn): 0.1~1%, 크롬(Cr): 0.1~1.5%, 인(P): 003% 이하, 황(S): 0.015% 이하, 잔부 철(Fe) 및 기타 불순물로 이루어지는 모재조직;과, 상기 모재조직으로 용융된 알루미늄(Al)이 침투되어 형성된 복합조직;으로 구성되는 알루미늄 도금 확산층(20); 및 상기 알루미늄 도금 확산층(20) 상에 형성되며, 해수와 접촉하는 알루미늄 도금층(30);으로 이루어지고, 상기 탄소강관(10)의 두께는 5 내지 40 mm이고, 상기 알루미늄 도금 확산층(20)과 상기 알루미늄 도금층(30)을 합한 두께는 100 ~ 300 ㎛인 것을 특징으로 한다. In order to achieve such an object, the ballast seawater pipe having excellent corrosion resistance according to an embodiment of the present invention is a ballast seawater pipe having excellent corrosion resistance because it is manufactured by hot-dip aluminum plating, and the ballast seawater pipe transports seawater in one direction. A plurality of straight pipes 100 consisting of first, second, third, and fourth straight pipes 101, 102, 103 and 104 spaced apart from each other to flow; An elbow pipe 200 provided between the first straight pipe 101 and the second straight pipe 102 and in communication with the first straight pipe 101 to change the direction of the seawater in a direction perpendicular to the one direction ; A seawater branch pipe (300) provided between the second straight pipe (102) and the third straight pipe (103) to branch seawater; A connection coupler 400 interconnecting the third straight pipe 103 and the fourth straight pipe 104; And a reducer 500 connected to the fourth straight pipe 104; and includes, and has a tensile strength of 500 MPa or more, a yield strength of 380 MPa or more, and an elongation of 16% or more. ): 0.01 to 0.1%, silicon (Si): 0.01 to 0.5%, manganese (Mn): 0.1 to 1%, chromium (Cr): 0.1 to 1.5%, phosphorus (P): 003% or less, sulfur (S) : Carbon steel pipe 10 made of 0.015% or less, balance iron (Fe) and other impurities; It is formed on the inner wall of the carbon steel pipe 10, in weight% carbon (C): 0.01 to 0.1%, silicon (Si): 0.01 to 0.5%, manganese (Mn): 0.1 to 1%, chromium (Cr): 0.1 to 1.5%, phosphorus (P): 003% or less, sulfur (S): 0.015% or less, balance iron (Fe) and other impurities; and, molten aluminum (Al) penetrates into the parent material An aluminum plated diffusion layer 20 consisting of; And an aluminum plated layer 30 formed on the aluminum plated diffusion layer 20 and in contact with seawater, and the carbon steel pipe 10 has a thickness of 5 to 40 mm, and the aluminum plated diffusion layer 20 and The combined thickness of the aluminum plating layer 30 is characterized in that 100 ~ 300 ㎛.

본 발명은 알루미늄 도금 확산층을 포함함으로써, 내부식성이 극히 향상되는 효과를 가진다. The present invention has an effect of extremely improving corrosion resistance by including an aluminum plating diffusion layer.

또한, 본 발명에 따른 발라스트 해수배관은 종래 탄소강으로 이루어진 해수배관 보다 배관의 두께를 20% 가량 더 감소시킬 수 있고, 동시에 내구연한(수명)을 30년 이상으로 확보할 수 있는 장점이 있다. In addition, the ballast seawater pipe according to the present invention can further reduce the thickness of the pipe by 20% compared to the conventional seawater pipe made of carbon steel, and at the same time, there is an advantage of securing a lifespan (life) of 30 years or more.

또한, 본 발명에 따른 발라스트 해수배관은 종래 GRE 해수배관 대비 20% 가량 경제성이 우수하다. In addition, the ballast seawater pipe according to the present invention is excellent in economy by about 20% compared to the conventional GRE seawater pipe.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains from the following description. .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내부식성이 우수한 발라스트 해수배관의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내부식성이 우수한 발라스트 해수배관을 도시한 도면이다.
도 3은 부식성능 테스트 후에 측정된 본 발명의 일 실시예에 따른 직관(100)의 SEM 단면사진이다.
도 4는 부식성능 테스트 후에 측정된 본 발명의 일 실시예에 따른 엘보우관(200)의 SEM 단면사진이다. 1 is a cross-sectional view of a ballast seawater pipe having excellent corrosion resistance according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a ballast seawater pipe having excellent corrosion resistance according to an embodiment of the present invention.
3 is a SEM cross-sectional photograph of a straight pipe 100 according to an embodiment of the present invention measured after a corrosion performance test.
4 is a SEM cross-sectional photograph of an elbow tube 200 according to an embodiment of the present invention measured after a corrosion performance test.

이하 본 발명에 관하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예 및 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 또한, 본 발명의 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. The following embodiments and drawings are provided as examples in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. In addition, unless there are other definitions in the technical and scientific terms used in the present invention, the present invention has the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs, and the present invention in the following description and accompanying drawings Descriptions of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the gist of are omitted.

본 발명에 따른 내부식성이 우수한 발라스트 해수배관은 용융 알루미늄 도금에 의해 제조되어 내부식성이 우수한 발라스트 해수배관을 포함한다. The ballast seawater pipe having excellent corrosion resistance according to the present invention includes a ballast seawater pipe having excellent corrosion resistance and is manufactured by hot-dip aluminum plating.

도 1을 참조하면, 상기 용융 알루미늄 도금 후에 상기 발라스트 해수배관은 기재인 탄소강관(10); 상기 탄소강관(10)의 내벽에 형성되며, Fe, Cu, Cr 및 Al을 함유하는 알루미늄 도금 확산층(20); 및 상기 알루미늄 도금 확산층(20) 상에 형성되며, 해수와 접촉하는 알루미늄 도금층(30);으로 이루어진다. Referring to Figure 1, after the hot-dip aluminum plating, the ballast seawater pipe is a carbon steel pipe 10 as a base material; An aluminum plated diffusion layer 20 formed on the inner wall of the carbon steel pipe 10 and containing Fe, Cu, Cr, and Al; And an aluminum plating layer 30 formed on the aluminum plating diffusion layer 20 and in contact with seawater.

본 발명의 일 실시예에 따른 내부식성이 우수한 발라스트 해수배관에 있어서, 상기 탄소강관(10)은 500 MPa 이상의 인장강도와, 380 MPa 이상의 항복강도와, 16% 이상의 연신율을 가질 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 발라스트 해수배관은 시공전후 높은 하중을 받아도 기계적 안정성을 보장받을 수 있고, 높은 인장강도와 연신율을 가져서 가공 작업에 유리하므로 해수배관 분야에 적용하는데 바람직하다. In the ballast seawater pipe having excellent corrosion resistance according to an embodiment of the present invention, the carbon steel pipe 10 may have a tensile strength of 500 MPa or more, a yield strength of 380 MPa or more, and an elongation of 16% or more. Accordingly, the ballast seawater pipe according to the present invention can be guaranteed mechanical stability even under high loads before and after construction, and has high tensile strength and elongation, which is advantageous for processing, so it is preferable for application in the field of seawater piping.

예컨대, 상기 탄소강관(10)은 500 MPa 이상의 인장강도와, 380 MPa 이상의 항복강도와, 16% 이상의 연신율을 가지기 위하여 다음과 같은 조성을 가질 수 있다. 상기 탄소강관(10)은 중량%로 탄소(C): 0.01~0.1%, 실리콘(Si): 0.01~0.5%, 망간(Mn): 0.1~1%, 크롬(Cr): 0.1~1.5%, 인(P): 003% 이하, 황(S): 0.015% 이하, 잔부 철(Fe) 및 기타 불순물로 이루어질 수 있다.For example, the carbon steel pipe 10 may have the following composition in order to have a tensile strength of 500 MPa or more, a yield strength of 380 MPa or more, and an elongation of 16% or more. The carbon steel pipe 10 is a weight percent carbon (C): 0.01 to 0.1%, silicon (Si): 0.01 to 0.5%, manganese (Mn): 0.1 to 1%, chromium (Cr): 0.1 to 1.5%, Phosphorus (P): 003% or less, sulfur (S): 0.015% or less, the balance may be made of iron (Fe) and other impurities.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 내부식성이 우수한 발라스트 해수배관에 있어서, 상기 알루미늄 도금 확산층(20)은 C, Si, Mn, P 및 S를 더 함유하되, 중량%로 탄소(C): 0.01~0.1%, 실리콘(Si): 0.01~0.5%, 망간(Mn): 0.1~1%, 크롬(Cr): 0.1~1.5%, 인(P): 003% 이하, 황(S): 0.015% 이하, 잔부 철(Fe) 및 기타 불순물로 이루어지는 상기 탄소강관(10)의 모재조직과, 상기 탄소강관(10)의 모재조직으로 용융 알루미늄이 침투되어 형성된 복합조직으로 이루어질 수 있다. On the other hand, in the ballast seawater pipe having excellent corrosion resistance according to an embodiment of the present invention, the aluminum plating diffusion layer 20 further contains C, Si, Mn, P and S, but carbon (C) by weight %: 0.01 to 0.1%, silicon (Si): 0.01 to 0.5%, manganese (Mn): 0.1 to 1%, chromium (Cr): 0.1 to 1.5%, phosphorus (P): 003% or less, sulfur (S): 0.015 % Or less, the balance of iron (Fe) and other impurities may be composed of a base material structure of the carbon steel pipe 10, and a composite structure formed by infiltrating molten aluminum into the base material structure of the carbon steel tube 10.

본 발명의 일 실시예에 따른 내부식성이 우수한 발라스트 해수배관에 있어, 상기 알루미늄 도금 확산층(20)과 상기 알루미늄 도금층(30)을 합한 두께는 100~300 ㎛일 수 있다. 예컨대 상기 알루미늄 도금 확산층(20)과 상기 알루미늄 도금층(30)을 합한 두께가 100 ㎛ 미만인 경우, 부식이 진행되는 동안 상기 탄소강관이 외부로 노출되어 모재 부식을 일으킬 수 있어서 바람직하지 못하며, 300 ㎛ 초과인 경우 과다한 알루미늄을 사용해야 하므로 경제성 측면에서 바람직하지 못하다. 또한 100~300 ㎛인 경우 알루미늄 도금층의 수명을 최소 15년 이상을 보장할 수 있으므로, 발라스트 해수배관의 내구연한(수명)을 30년 이상으로 확보할 수 있게 한다. In the ballast seawater pipe having excellent corrosion resistance according to an embodiment of the present invention, the combined thickness of the aluminum plating diffusion layer 20 and the aluminum plating layer 30 may be 100 to 300 μm. For example, if the combined thickness of the aluminum plated diffusion layer 20 and the aluminum plated layer 30 is less than 100 μm, the carbon steel pipe may be exposed to the outside during corrosion, which may cause corrosion of the base metal, which is not preferable, and exceeds 300 μm. In the case of, it is not preferable in terms of economical efficiency because an excessive amount of aluminum must be used. In addition, in the case of 100 to 300 µm, the life of the aluminum plating layer can be guaranteed for at least 15 years, so that the endurance (life) of the ballast seawater pipe can be secured for 30 years or more.

이에 따라, 본 발명에 따른 발라스트 해수배관은 상기 알루미늄 도금 확산층(20)을 포함함으로써 부식 억제효과가 크고, 더욱이 상기 알루미늄 도금층(30)에 어떤 결함이 발생한 경우나 상기 알루미늄 도금층(30)에 상기 탄소강관(10)이 노출되는 흠집이 발생한 경우에도 도막 흠집부로부터의 부식 진전을 현저히 억제할 수 있어, 본 발명에 따른 발라스트 해수배관의 내부식성을 크게 향상시킬 수 있다.Accordingly, the ballast seawater pipe according to the present invention has a large corrosion suppression effect by including the aluminum plated diffusion layer 20, and furthermore, when a defect occurs in the aluminum plated layer 30 or the aluminum plated layer 30 has the carbon Even when a scratch to which the steel pipe 10 is exposed occurs, it is possible to remarkably suppress the corrosion progress from the scratched portion of the coating film, and thus the corrosion resistance of the ballast seawater pipe according to the present invention can be greatly improved.

이하, 탄소강관(10)의 성분 선정 및 한정 이유에 대해서 설명한다. Hereinafter, the reasons for selection and limitation of the components of the carbon steel pipe 10 will be described.

탄소(C): 0.01~0.1 중량%Carbon (C): 0.01 to 0.1% by weight

탄소는 강도를 향상시키기 위해 첨가되는 원소로서, 그 함량을 증가시키면 소입성을 향상시켜 강도를 향상시킬 수 있지만, 첨가량이 증가함에 따라 전면부식 저항성을 저해하고, 탄화물등의 석출을 조장하므로 국부부식 저항성에도 일부 영향을 미친다. 탄소 함량이 0.01 중량% 미만인 경우에는 강도를 확보하기 어렵고, 0.1 중량%를 초과하는 경우에는 충분한 인성을 확보할 수 없으므로, C 함량을 0.01~0.1 중량%로 한정하였다. Carbon is an element added to improve strength. Increasing its content can improve the hardenability and improve strength. However, as the amount of added increases, it inhibits the overall corrosion resistance and promotes precipitation of carbides, so local corrosion It also has some influence on resistance. When the carbon content is less than 0.01% by weight, it is difficult to secure strength, and when it exceeds 0.1% by weight, sufficient toughness cannot be secured, so the C content is limited to 0.01 to 0.1% by weight.

실리콘(Si): 0.01~0.5 중량%Silicon (Si): 0.01 to 0.5% by weight

실리콘은 탈산제로 작용할 뿐만 아니라 강의 강도를 향상시키기 위해 첨가되는 원소이다. 이러한 효과를 발휘하기 위해서는 실리콘은 0.01 중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 실리콘은 전면부식 저항성의 향상에 기여하기 때문에 함량을 증가시키는 것이 유리하나, 상기 실리콘의 함량이 0.5 중량%를 초과하면 강중에서 비금속 개재물로 작용되어 내부식성을 저하시키기 때문에, 실리콘 함량을 0.01~0.5 중량%로 한정하였다. Silicon is an element added to improve the strength of steel as well as act as a deoxidizer. In order to exhibit such an effect, it is preferable that silicon is contained in an amount of 0.01% by weight or more. In addition, since silicon contributes to the improvement of overall corrosion resistance, it is advantageous to increase the content, but when the content of silicon exceeds 0.5% by weight, it acts as a non-metallic inclusion in the steel and lowers the corrosion resistance, so that the silicon content is reduced to 0.01 It was limited to -0.5% by weight.

망간(Mn): 0.1~1 중량%Manganese (Mn): 0.1 to 1% by weight

망간은 강도확보를 위해서 첨가되는 원소로서, 그 함량이 증가하면 소입성이 증가하여 강도가 증가한다. 또한, 망간은 그 영향이 크지는 않지만 전면부식 저항성에 영향을 미친다. 이러한 효과를 발휘하기 위해서는 망간은 0.1 중량% 이상 첨가되는 것이 바람직하다. 그러나, 망간의 함량이 1 중량%를 초과하는 경우에는 MnS와 같은 비금속 개재물을 형성하여 내부식성을 저해하므로, 망간 함량을 0.1~1 중량%로 한정하였다. Manganese is an element added to secure strength, and as its content increases, the hardenability increases and the strength increases. In addition, manganese does not have a large effect, but it does have an effect on the overall corrosion resistance. In order to exhibit such an effect, it is preferable that manganese is added in an amount of 0.1% by weight or more. However, when the content of manganese exceeds 1% by weight, non-metallic inclusions such as MnS are formed to inhibit corrosion resistance, so the manganese content is limited to 0.1 to 1% by weight.

크롬(Cr): 0.1~1.5 중량%Chrome (Cr): 0.1 to 1.5% by weight

크롬은 해수환경하에서 내식성 향상에 유효한 원소이다. 또한, 크롬은 상기 알루미늄 도금 확산층(20)에 확산되므로, 본 발명에 따른 발라스트 해수배관의 내부식성과 강도를 향상시키는데에 유효한 원소이기 때문에 첨가할수록 그 효과가 뛰어나다. 내부식성과 강도를 향상시키기 위해서는 0.1 중량% 이상 함유하는 것이 바람직하다. 그러나 1.5 중량% 초과에서는 효과가 완만하고 경제적으로 제조원가의 상승을 초래하기 때문에, 크롬의 함량을 0.1~1.5 중량%로 한정하였다.Chromium is an element that is effective in improving corrosion resistance in a seawater environment. In addition, since chromium diffuses into the aluminum plated diffusion layer 20, it is an element effective in improving the corrosion resistance and strength of the ballast seawater pipe according to the present invention. In order to improve corrosion resistance and strength, it is preferable to contain 0.1% by weight or more. However, when the content exceeds 1.5% by weight, since the effect is gentle and economically increases the manufacturing cost, the content of chromium is limited to 0.1 to 1.5% by weight.

구리(Cu): 0.1~0.5 중량%Copper (Cu): 0.1 to 0.5% by weight

구리는 해수환경에서 내식성 향상에 유효한 원소이다. 또한, 구리는 상기 알루미늄 도금 확산층(20)에 확산되므로, 본 발명에 따른 발라스트 해수배관의 내부식성과 강도를 향상시키는데에 유효한 원소이기 때문에 첨가할수록 그 효과가 뛰어나다. 내부식성과 강도를 향상시키기 위해서는 0.1 중량% 이상 함유하는 것이 바람직하다. 그러나 0.5 중량% 초과에서는 내부식성 상승 효과가 완만하고 인성이 급격하게 저하될 우려가 있어서 바람직하지 않다. 따라서 구리의 함량을 0.1~0.5 중량%로 한정하였다. Copper is an effective element for improving corrosion resistance in seawater environments. In addition, since copper diffuses into the aluminum plated diffusion layer 20, since it is an element effective in improving the corrosion resistance and strength of the ballast seawater pipe according to the present invention, its effect is excellent as it is added. In order to improve corrosion resistance and strength, it is preferable to contain 0.1% by weight or more. However, when the amount exceeds 0.5% by weight, the effect of increasing the corrosion resistance is gentle and there is a concern that the toughness is rapidly deteriorated, which is not preferable. Therefore, the content of copper was limited to 0.1 to 0.5% by weight.

인(P): 0.03 중량% 이하Phosphorus (P): 0.03% by weight or less

인은 다량으로 존재하면 강판의 중심부 혹은 입계에 편석하여 부식의 생성원인으로 작용하기 때문에 적을수록 좋으며, 0.03 중량% 를 넘으면 내부식성에 극히 해롭기 때문에 상한치를 0.03 중량%로 한정하였다. 그러나 인은 불가피하게 함유되는 불순물로써, 가능한 한 낮게 제어하는 것이 바람직하다. 이론상 인의 함량은 0%로 제한하는 것이 유리하나, 제조공정상 필연적으로 함유될 수 밖에 없다. 따라서, 상한을 관리하는 것이 중요하며, 본 발명에서는 상기 인 함량의 상한은 0.03 중량%로 한정하는것이 바람직하다.When phosphorus is present in a large amount, it segregates at the center or grain boundary of the steel sheet and acts as a cause of corrosion, so the smaller the amount is better, and when it exceeds 0.03% by weight, the upper limit is limited to 0.03% by weight because it is extremely harmful to corrosion resistance. However, phosphorus is an inevitable impurity, and it is desirable to control it as low as possible. In theory, it is advantageous to limit the content of phosphorus to 0%, but it is inevitably contained in the manufacturing process. Therefore, it is important to manage the upper limit, and in the present invention, it is preferable to limit the upper limit of the phosphorus content to 0.03% by weight.

황(S): 0.015 중량% 이하Sulfur (S): 0.015% by weight or less

황는 불가피하게 함유되는 불순물로써, 황은 망간과 반응하여 MnS와 같이 연신개재물을 형성하기 쉽고, 연신개재물 양 끝단에 존재하는 공공은 국부부식 개시점이 될 수 있고, 강의 연성, 충격인성 및 용접성을 열화시키므로 그 함량을 최대한 억제하는 것이 바람직하다. 이론상 황의 함량은 0 중량%로 제한하는 것이 유리하나, 제조공정상 필연적으로 함유될 수 밖에 없다. 따라서, 상한을 관리하는 것이 중요하며, 본 발명에서 상기 황 함량의 상한은 0.15 중량%로 한정하는 것이 바람직하다.Sulfur is an inevitable impurity, and sulfur reacts with manganese to easily form stretched inclusions like MnS, and voids present at both ends of the stretched inclusions can become local corrosion initiation points and deteriorate the ductility, impact toughness, and weldability of the steel. It is desirable to suppress the content as much as possible. In theory, it is advantageous to limit the content of sulfur to 0% by weight, but it is inevitably included in the manufacturing process. Therefore, it is important to manage the upper limit, and the upper limit of the sulfur content in the present invention is preferably limited to 0.15% by weight.

다음으로, 본 발명에 따른 내부식성이 우수한 발라스트 해수배관은 상술한 용융 알루미늄 도금에 의해 제조되는 공정을 설명한다. Next, the process of manufacturing the ballast seawater pipe having excellent corrosion resistance according to the present invention by the above-described hot-dip aluminum plating will be described.

본 발명을 서술함에 있어, 용융 알루미늄 도금이라 함은 후술하는 내부식성이 우수한 발라스트 해수배관의 제조방법을 이용하는 것을 의미할 수 있다. In describing the present invention, the term hot-dip aluminum plating may mean using a method of manufacturing a ballast seawater pipe having excellent corrosion resistance, which will be described later.

본 발명의 일 실시예에 따른 내부식성이 우수한 발라스트 해수배관의 제조방법은 기재인 탄소강관을 준비하는 단계; 상기 탄소강관의 표면을 탈지처리하는 탈지단계; 상기 탈지단계를 거친 탄소강관의 표면을 수세 및 산세하는 표면처리단계; 표면처리단계를 거친 탄소강관을 플럭스 용제에 침지시키는 플럭스 처리단계; 상기 플럭스 처리단계를 거친 탄소강관을 용융 알루미늄 도금액 속에 침지시키는 도금단계; 및 상기 도금단계를 거친 탄소강관을 후처리하는 단계;를 포함할 수 있다. A method of manufacturing a ballast seawater pipe having excellent corrosion resistance according to an embodiment of the present invention comprises: preparing a carbon steel pipe as a base material; A degreasing step of degreasing the surface of the carbon steel pipe; A surface treatment step of washing and pickling the surface of the carbon steel pipe after the degreasing step; A flux treatment step of immersing the carbon steel pipe subjected to the surface treatment step in a flux solvent; A plating step of immersing the carbon steel pipe subjected to the flux treatment step in a molten aluminum plating solution; And post-treating the carbon steel pipe that has undergone the plating step.

상기 탄소강관을 준비하는 단계는 소정 형상 예컨대 직관 형태, 만곡관 형태를 가지는 탄소강관을 준비하는 것일 수 있다. The step of preparing the carbon steel pipe may include preparing a carbon steel pipe having a predetermined shape, such as a straight pipe shape or a curved pipe shape.

상기 탈지단계는 상기 탄소강관을 알칼리 용제에 침지시키는 것일 수 있다. The degreasing step may be to immerse the carbon steel pipe in an alkaline solvent.

상기 표면처리 단계는 상기 탄소강관의 표면을 물세척하는 제1 수세단계와, 상기 제1 수세단계를 거친 탄소강관을 산처리하여 상기 탄소강관의 표면을 활성화시키는 제1 산세단계와, 상기 제1 산세단계를 거친 탄소강관의 표면을 물세척하는 제2 수세단계를 포함할 수 있다. The surface treatment step includes a first washing step of washing the surface of the carbon steel pipe with water, a first pickling step of activating the surface of the carbon steel pipe by acid-treating the carbon steel pipe that has been subjected to the first washing step, and the first It may include a second washing step of washing the surface of the carbon steel pipe subjected to the pickling step with water.

상기 플럭스 처리단계는 상기 제2 수세단계를 거친 탄소강관을 염화칼륨 35 ~ 50 중량%, 빙정석 5 ~ 10 중량%, 플루오르화 암모늄 또는 플루오르화 알루미늄 40 ~ 60 중량%의 성분비율로 이루어지는 수용성 플럭스를 물 100 중량%를 기준으로 하여 10 ~ 30 중량%로 첨가시킨 플럭스 용제에 40 ~ 90℃의 온도조건하에서 1 ~ 10분간 침지시키는 것일 수 있다. In the flux treatment step, a water-soluble flux consisting of a component ratio of 35 to 50% by weight of potassium chloride, 5 to 10% by weight of cryolite, and 40 to 60% by weight of ammonium fluoride or aluminum fluoride is added to the carbon steel pipe that has undergone the second washing step. It may be immersed for 1 to 10 minutes under a temperature condition of 40 to 90°C in a flux solvent added in an amount of 10 to 30% by weight based on 100% by weight.

상기 도금 단계는 상기 플럭스 처리단계를 거친 탄소강관을 염화나트륨 25 ~ 35 중량%, 염화칼륨 15 ~ 25 중량%, 빙정석 20 ~ 30 중량%, 플루오르화 수소산 암모늄이나 플루오르화 암모늄 또는 플루오르화 알루미늄 중에서 택일한 플루오르화물 20 ~ 30 중량%의 성분비율로 이루어지는 용융 플럭스를 용융 알루미늄 100 중량%를 기준으로 하여 5 ~ 10 중량%로 첨가시킨 용융도금액 속에 680 ~ 750℃의 온도조건하에서 5 ~ 30분간 침지시키는 것이다. 이때, 상기 강관 소재를 하기 식 1의 조건으로 침지시키는 것이 상술한 알루미늄 도금 확산층을 잘 형성시키고, 이와 더불어 상술한 알루미늄 도금 확산층과 상기 알루미늄 도금층를 합한 두께 100 ~ 300 ㎛을 가지는데 바람직하다. The plating step is a fluoride selected from 25 to 35% by weight of sodium chloride, 15 to 25% by weight of potassium chloride, 20 to 30% by weight of cryolite, ammonium hydrofluorate, ammonium fluoride, or aluminum fluoride. It is immersed for 5 to 30 minutes under a temperature condition of 680 to 750°C in a molten plating solution in which a melting flux consisting of 20 to 30% by weight of the component is added in an amount of 5 to 10% by weight based on 100% by weight of molten aluminum. At this time, it is preferable to immerse the steel pipe material under the conditions of Equation 1 below to well form the above-described aluminum plating diffusion layer, and to have a combined thickness of 100 to 300 μm in addition to the above-described aluminum plating diffusion layer and the aluminum plating layer.

[식 1][Equation 1]

18,770 < LMP < 20,00018,770 <LMP <20,000

(상기 식 1에서, LMP = T(logtr + C)이고, 여기서 T는 용융도금액의 온도(K), tr은 침지시간(hr), C는 상수 20이다.)(In Equation 1, LMP = T(logt r + C), where T is the temperature of the molten plating solution (K), t r is the immersion time (hr), and C is the constant 20.)

한편, 상기 후처리하는 단계는 상기 도금단계를 거친 탄소강관을 100℃ 이하로 공랭시키는 공랭단계와, 상기 공랭단계를 거친 탄소강관을 수냉시켜 잔여열을 제거하는 수냉단계와, 상기 수냉단계를 거친 탄소강관을 물 100 중량%를 기준으로 하여 옥살산 0.5 ~ 10 중량%을 첨가시킨 옥살산 수용액에 20 ~ 50℃의 온도조건하에서 5 ~ 20분간 침지시키는 옥살산 처리단계와, 상기 옥살산 처리단계를 거친 탄소강관의 표면을 산세척하여 도금표면에 부착된 용융플럭스 분말을 제거하고 도금표면의 평활화와 광택을 부여하는 제 2산세단계와, 상기 제 2산세단계를 거친 탄소강관의 표면을 물세척한 후 건조시키는 마감처리단계를 포함할 수 있다. On the other hand, the post-treatment step includes an air cooling step of air cooling the carbon steel pipe that has undergone the plating step to 100°C or less, a water cooling step of removing residual heat by water cooling the carbon steel pipe that has undergone the air cooling step, and the water cooling step. An oxalic acid treatment step in which a carbon steel pipe is immersed in an oxalic acid aqueous solution to which 0.5 to 10 wt% of oxalic acid is added based on 100 wt% of water under a temperature condition of 20 to 50°C for 5 to 20 minutes, and a carbon steel pipe subjected to the oxalic acid treatment step A second pickling step of removing the molten flux powder adhering to the plating surface by pickling the surface of the plated surface and giving the plating surface smoothness and gloss, and washing the surface of the carbon steel pipe that has undergone the second pickling step with water and drying it. It may include a finishing step.

상기 공랭단계는 상기 도금단계를 거친 탄소강관을 공랭시키는 단계로서, 상기 도금단계를 거쳐 알루미늄 용탕 속에서 인양된 탄소강관은 최저 온도가 500℃ 이상으로 급격한 온도의 변화에 따라 그 기계적 성질이 현저히 달라지게 되므로, 공기중에서 100℃ 이하가 될 때까지 충분히 공랭시키게 된다.The air cooling step is a step of air-cooling the carbon steel pipe that has passed through the plating step, and the carbon steel pipe lifted in the aluminum molten metal after the plating step has a minimum temperature of 500°C or higher, and its mechanical properties are significantly different according to a sudden change in temperature. Therefore, it is sufficiently air cooled until it becomes 100℃ or less in the air.

상기 수냉단계는 상기 공랭단계를 거친 탄소강관을 수냉시키는 단계로서, 상기 공랭단계를 거친 탄소강관의 잔여열을 수냉시켜 제거함으로써 열변형을 최소화하게 된다.The water cooling step is a step of water cooling the carbon steel pipe that has been subjected to the air cooling step, and the residual heat of the carbon steel pipe that has undergone the air cooling step is removed by water cooling to minimize thermal deformation.

상기 옥살산 처리단계는 상기 수냉단계를 거친 탄소강관에 형성된 알루미늄도금층의 표면을 선택적으로 용출시키는 단계로서, 상기 수냉단계를 거친 탄소강관을 물 100 중량%를 기준으로 하여 옥살산(C2H2O4) 0.5 ~ 10 중량%을 첨가시킨 옥살산 수용액에 20 ~ 50℃ 이하의 온도조건하에서 5 ~ 20분간 침지시켜 알루미늄 도금층의 표면에 부착된 용융플럭스 분말을 1차적으로 제거하는 동시에 알루미늄 도금층의 표면을 선택적으로 용출시키게 된다.The oxalic acid treatment step is a step of selectively eluting the surface of the aluminum plating layer formed on the carbon steel pipe subjected to the water cooling step, and the carbon steel pipe subjected to the water cooling step is subjected to oxalic acid (C 2 H 2 O 4) based on 100% by weight of water. ) To remove the molten flux powder attached to the surface of the aluminum plating layer by immersing it for 5 to 20 minutes under a temperature condition of 20 to 50°C or less in an aqueous oxalic acid solution to which 0.5 to 10% by weight is added, while selectively removing the surface of the aluminum plating layer. It is eluted with.

상기 옥살산 수용액에 첨가되는 옥살산의 첨가량을 0.5 ~ 10 중량%로 한정한 이유는, 옥살산의 첨가량이 0.5 중량% 미만일 경우 알루미늄도금층의 표면 용출이 거의 일어나지 않고, 옥살산의 첨가량이 10 중량% 초과할 경우 알루미늄 도금층 자체가 급격히 녹아나오는 현상이 발생하기 때문이다.The reason why the addition amount of oxalic acid added to the oxalic acid aqueous solution is limited to 0.5 to 10% by weight is that when the addition amount of oxalic acid is less than 0.5% by weight, the surface elution of the aluminum plating layer hardly occurs, and when the addition amount of oxalic acid exceeds 10% by weight This is because a phenomenon in which the aluminum plating layer itself rapidly melts occurs.

또한, 상기 옥살산 수용액의 온도를 20 ~ 50℃로 한정한 이유는, 옥살산 수용액의 온도가 20℃ 이하일 경우 알루미늄도금층의 표면이 선택적으로 용출되는 시간이 많이 소요되고, 옥살산 수용액의 온도가 50℃ 이상일 경우 알루미늄도금층의 표면이 선택적으로 용출되는 시간은 단축시킬 수는 있으나, 알루미늄도금층 자체가 급격히 녹아나오는 현상이 발생하기 때문이다.In addition, the reason why the temperature of the oxalic acid aqueous solution is limited to 20 ~ 50 °C is that when the temperature of the oxalic acid aqueous solution is 20 °C or less, it takes a lot of time for the surface of the aluminum plating layer to be selectively eluted, and the temperature of the oxalic acid aqueous solution is 50 °C or more. In this case, it is possible to shorten the time that the surface of the aluminum plating layer is selectively eluted, but this is because a phenomenon in which the aluminum plating layer itself is rapidly melted occurs.

상기 옥살산 처리단계에서 알루미늄도금층의 표면을 선택적으로 용출시키게 되면, 알루미늄도금층의 표면이 다공성을 띠게 되면서 알루미늄도금층의 표면에 형성되는 산화알루미늄층의 두께를 더욱더 확대시킬 수 있게 되는데, 이와 같이 알루미늄도금층의 표면에 형성되는 산화알루미늄층의 두께를 더욱더 확대시키게 되면 도금 표면의 경도, 내식성, 내마모성 등이 대폭 향상될 뿐만 아니라 탱크 내에 저장되는 액체화물과의 반응도 억제시킬 수 있게 된다.When the surface of the aluminum plating layer is selectively eluted in the oxalic acid treatment step, the surface of the aluminum plating layer becomes porous and the thickness of the aluminum oxide layer formed on the surface of the aluminum plating layer can be further increased. If the thickness of the aluminum oxide layer formed on the surface is further enlarged, not only the hardness, corrosion resistance, and abrasion resistance of the plated surface are greatly improved, but also reaction with liquid cargo stored in the tank can be suppressed.

본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 상기 용융 알루미늄 도금에 의해 제조된 내부식성이 우수한 발라스트 해수배관은 엘보우관, 직관 등이 연결된 구조를 가질 수 있다. 이때 각 관은 용접이나, 외주에 플랜지를 가져 체결볼트와 너트로서 결합할 수 있다. According to another aspect of the present invention, the ballast seawater pipe having excellent corrosion resistance manufactured by the hot-dip aluminum plating may have a structure in which an elbow pipe, a straight pipe, and the like are connected. At this time, each pipe can be welded or have a flange on its outer periphery and can be combined with a fastening bolt and a nut.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 내부식성이 우수한 발라스트 해수배관은 상기 발라스트 해수배관은 발라스트 탱크(미도시)와 연통되며 일방향으로 해수를 흐르게 하는 복수의 직관(100); 및 상기 직관(100)과 연통되며 상기 일방향과 수직되게 해수의 방향을 바꾸는 엘보우관(200);을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the ballast seawater pipe having excellent corrosion resistance according to an embodiment of the present invention includes a plurality of straight pipes 100 that communicate with the ballast tank (not shown) and allow seawater to flow in one direction; And an elbow pipe 200 communicating with the straight pipe 100 and changing the direction of seawater to be perpendicular to the one direction.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 내부식성이 우수한 발라스트 해수배관에 있어, 상기 엘보우관(200)은 제1 직관(101)과 제2 직관(102) 사이에 구비되고, 상기 제2 직관(102)과 제3 직관(103) 사이에 구비되어 해수를 분기하는 해수분기관(300); 상기 제3 직관(103)과 제4 직관(104)을 상호 연결하는 연결 커플러(400); 및 상기 제4 직관(104)과 연결되는 리듀서(500);를 포함할 수 있다.In addition, in the ballast seawater pipe having excellent corrosion resistance according to an embodiment of the present invention, the elbow pipe 200 is provided between the first straight pipe 101 and the second straight pipe 102, and the second straight pipe 102 ) And a seawater branch pipe (300) provided between the third straight pipe (103) and branching the seawater; A connection coupler 400 interconnecting the third straight pipe 103 and the fourth straight pipe 104; And a reducer 500 connected to the fourth straight pipe 104.

다음으로, 본 발명에 따른 내부식성이 우수한 발라스트 해수배관에 대하여 부식성능 평가를 실시하였다. Next, corrosion performance evaluation was performed on the ballast seawater pipe having excellent corrosion resistance according to the present invention.

해수를 일방향으로 흐르게 하는 직관(100)과 상기 직관(100)과 연통되되, 상기 일방향과 수직되게 해수의 방향을 바꾸는 엘보우관(200)이 연결된 "ㄷ"자 형태의 시험용 발라트스 해수배관을 제작한 후, 해수를 5개월 동안 흘려줌으로서 본 발명에 따른 발라스트 해수배관의 부식성능을 확인하였다. 구체적 시험조건은 다음과 같다.A straight pipe 100 for flowing seawater in one direction and an elbow pipe 200 connected to the straight pipe 100 to change the direction of the seawater to be perpendicular to the one direction are connected to manufacture a ballat seawater pipe for testing in the form of a "C" After that, by flowing seawater for 5 months, the corrosion performance of the ballast seawater pipe according to the present invention was confirmed. The specific test conditions are as follows.

해수 유속 : 4.5m/secSeawater flow rate: 4.5m/sec

운영 조건: 1주 운전 및 1주 휴지를 1 사이클로 하여 반복 실시하여 5개월 동안 운영Operating conditions: Operate for 5 months by repeating 1 week operation and 1 week rest as 1 cycle

배관 규격: 직관(길이 1m, 내경 400A, 두께 8 mm), 엘보우관(50cm, 500A, 두께 8 mm, 90도)Piping standard: straight pipe (length 1m, inner diameter 400A, thickness 8 mm), elbow pipe (50cm, 500A, thickness 8 mm, 90 degrees)

상기 시험조건에 따라 측정된 발라스트 해수배관의 부식성능 실험결과를 하기 표 1에 수록하였다.The test results of the corrosion performance of the ballast seawater pipe measured according to the test conditions are listed in Table 1 below.

샘플명Sample name 배관형태Piping type 초기
도금 두께
(㎛)Early
Plating thickness
(㎛) 시험후
도금 두께
(㎛)After test
Plating thickness
(㎛) 감손 두께
(㎛)Depletion thickness
(㎛) 연간
감손 두께
(㎛/year)yearly
Depletion thickness
(㎛/year) 최대 수명
(year)Maximum life
(year) 6-B6-B 직관intuition 190190 202202 -12-12 -28.8-28.8 -- 6-T6-T 223223 -33-33 -79.2-79.2 -- 6-R6-R 191191 -1-One -2.4-2.4 -- 6-L6-L 199199 -9-9 -21.6-21.6 -- 7-B7-B 엘보우관Elbow tube 190190 00 00 -- 7-T7-T 184184 66 14.414.4 13.1913.19 7-R7-R 186186 44 9.69.6 19.7919.79 7-L7-L 187187 33 7.27.2 26.3926.39

(단, 상기 표 1에서 도금 두께는 알루미늄 도금 확산층(20)과 알루미늄 도금층(30)을 합한 두께를 의미한다.) (However, in Table 1, the plating thickness means the combined thickness of the aluminum plating diffusion layer 20 and the aluminum plating layer 30.)

표 1에 보는 바와 같이, 부식성능 테스트 후에 직관(100)의 두께는 전혀 감소되지 않았고 초기 도금 두께 대비 약 0.5~20% 증가한 것으로 나타났다. 이는 직관(100) 표면에 알루미늄 산화막 형성으로 인해 두께가 증가한 것으로 보인다. As shown in Table 1, after the corrosion performance test, the thickness of the straight pipe 100 did not decrease at all, and it was found to have increased by about 0.5 to 20% compared to the initial plating thickness. This seems to have increased in thickness due to the formation of an aluminum oxide film on the surface of the straight pipe 100.

또한 엘보우관(200)의 두께는 미세하게 감소한 것을 알 수 있다. 상세하게, 엘보우관(200)은 초기 도금 두께 대비 약 0~3% 감소한 것으로 나타났다. 엘보우관(200)은 해수의 방향을 수직되게 바꾸므로 해수와 마찰이 커서 부식정도가 심할 수 밖에 없는데 상기 값은 통상적인 아연 도금 대비 현저히 감소한 것으로 사료된다. (아연도금의 경우 1년 후 대부분 도금층이 소실됨을 확인함)In addition, it can be seen that the thickness of the elbow tube 200 is slightly reduced. In detail, it was found that the elbow tube 200 decreased by about 0 to 3% compared to the initial plating thickness. Since the elbow pipe 200 changes the direction of seawater vertically, the friction with seawater is large and the degree of corrosion is inevitable, but the above value is considered to be significantly reduced compared to conventional galvanizing. (In the case of zinc plating, it is confirmed that most of the plating layer is lost after 1 year)

한편, 표 1에 수록하지는 않았지만, 상술한 본 발명에 따른 조성을 갖는 탄소강관을 단독으로 사용한 경우 연간 감소 두께가 약 0.18 mm/year 이하로 계산되고, 상기 엘보우관의 알루미늄 도금 코팅은 약 7.8 ㎛/year 이하로 계산되는 것을 알 수 있다. On the other hand, although not listed in Table 1, when the carbon steel pipe having the composition according to the present invention described above is used alone, the annual reduction thickness is calculated to be about 0.18 mm/year or less, and the aluminum plating coating of the elbow tube is about 7.8 µm/ It can be seen that it is calculated to be less than year.

상술한 탄소강관의 기계적 물성조건을 만족하기 위해서는, 탄소강관은 적어도 두께 4.8 mm와 부식 허용치(Corrosion Allowance)를 3 mm를 기본값으로 가져야 한다. 이에 상기 탄소강관의 최소두께는 7.8 mm이며, 탄소강관의 수명은 약 16.7 년이 되고, 알루미늄 도금의 두께가 103 ㎛인경우 수명은 약 13.3년이므로, 선주사가 요구하는 30년 이상의 수명을 만족시킬 수 있다. 따라서, 안전성, 경제성, 작업성 등을 고려하면, 바람직한 탄소강관의 두께는 5 내지 40 mm이고, 상기 알루미늄 도금 확산층과 상기 알루미늄 도금층를 합한 두께는 100 내지 300 ㎛ 인 것이 바람직하다. In order to satisfy the mechanical properties of the carbon steel pipe described above, the carbon steel pipe must have a thickness of at least 4.8 mm and a corrosion allowance of 3 mm as a default value. Therefore, the minimum thickness of the carbon steel pipe is 7.8 mm, and the life of the carbon steel pipe is about 16.7 years, and when the thickness of the aluminum plating is 103 ㎛, the lifespan is about 13.3 years, so it can satisfy the lifespan of 30 years or more required by the ship owner. I can. Therefore, in consideration of safety, economy, workability, etc., it is preferable that the thickness of the carbon steel pipe is 5 to 40 mm, and the combined thickness of the aluminum plating diffusion layer and the aluminum plating layer is 100 to 300 μm.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 직관(100)의 SEM 사진으로서, 상기 발라스트 해수배관의 부식성능 테스트 후에 상기 직관(100)의 단면을 측정한 결과이다. 도 3에 보는 바와 같이 상기 발라스트 해수배관의 부식성능 테스트 후에도 탄소강관(10), 알루미늄 도금 확산층(20) 및 알루미늄 도금층(30) 순으로 유지되고 있음을 알 수 있고, 부식이 가장 먼저 진행되는 알루미늄 도금층(30)은 균일한 두께를 갖는 것을 확인하였다. 또한 상기 알루미늄 도금 확산층(20)과 상기 알루미늄 도금층(30)을 합한 두께는 약 230 ㎛인 것을 확인하였다. 3 is a SEM photograph of the straight pipe 100 according to an embodiment of the present invention, which is a result of measuring the cross section of the straight pipe 100 after a corrosion performance test of the ballast seawater pipe. As shown in FIG. 3, it can be seen that even after the corrosion performance test of the ballast seawater pipe, the carbon steel pipe 10, the aluminum plating diffusion layer 20, and the aluminum plating layer 30 are maintained in this order. It was confirmed that the plating layer 30 has a uniform thickness. In addition, it was confirmed that the combined thickness of the aluminum plating diffusion layer 20 and the aluminum plating layer 30 was about 230 μm.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘보우관(200)의 SEM 사진으로서, 상기 발라스트 해수배관의 부식성능 테스트 후에 각 단면을 측정한 결과이다. 도 3의 결과와 유사하게, 도 4의 엘보우관(200)은 상기 발라스트 해수배관의 부식성능 테스트 후에도 탄소강관(10), 알루미늄 도금 확산층(20) 및 알루미늄 도금층(30) 순으로 유지되고 있음을 확인할 수 있고, 부식이 가장 먼저 진행되는 알루미늄 도금층은 균일한 두께를 갖는 것을 확인하였다. 도 4에서 상(Top), 하(Bottom), 좌(Left), 우(Right)는 엘보우관의 단면을 기준으로 각 측정 위치를 나타내는 것이다.4 is a SEM photograph of an elbow pipe 200 according to an embodiment of the present invention, and is a result of measuring each cross section after a corrosion performance test of the ballast seawater pipe. Similar to the result of FIG. 3, the elbow pipe 200 of FIG. 4 is maintained in the order of the carbon steel pipe 10, the aluminum plated diffusion layer 20, and the aluminum plated layer 30 even after the corrosion performance test of the ballast seawater pipe. It can be confirmed, and it was confirmed that the aluminum plating layer in which corrosion proceeds first has a uniform thickness. In FIG. 4, Top, Bottom, Left, and Right indicate each measurement position based on the cross section of the elbow tube.

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments described in the present specification and the accompanying drawings are merely illustrative of some of the technical ideas included in the present invention. Accordingly, it is obvious that the embodiments disclosed in the present specification are not intended to limit the technical idea of the present disclosure, but to explain the technical idea, and thus the scope of the technical idea of the present disclosure is not limited by these embodiments. Modifications and specific examples that can be easily inferred by those of ordinary skill in the art within the scope of the technical idea included in the specification and drawings of the present invention are included in the scope of the present invention. It will have to be interpreted.

Claims (1)

용융 알루미늄 도금에 의해 제조되어 내부식성이 우수한 발라스트 해수배관에 있어서,
상기 발라스트 해수배관은,
일방향으로 해수를 흐르게 하고, 상호 이격된 제1, 제2, 제3, 제4 직관(101, 102, 103, 104)으로 구성되는 복수의 직관(100);
상기 제1 직관(101)과 제2 직관(102) 사이에 구비되고, 상기 제1 직관(101)과 연통되어 유입된 해수를 상기 일방향과 수직한 방향으로 해수의 방향을 바꾸는 엘보우관(200);
상기 제2 직관(102)과 제3 직관(103) 사이에 구비되어 해수를 분기하는 해수분기관(300);
상기 제3 직관(103)과 제4 직관(104)을 상호 연결하는 연결 커플러(400); 및
상기 제4 직관(104)과 연결되는 리듀서(500);를 포함하여 이루어지며,
500 MPa 이상의 인장강도와, 380 MPa 이상의 항복강도와, 16% 이상의 연신율을 가지도록, 중량%로 탄소(C): 0.01~0.1%, 실리콘(Si): 0.01~0.5%, 망간(Mn): 0.1~1%, 크롬(Cr): 0.1~1.5%, 인(P): 003% 이하, 황(S): 0.015% 이하, 잔부 철(Fe) 및 기타 불순물로 이루어지는 탄소강관(10);
상기 탄소강관(10)의 내벽에 형성되며, 중량%로 탄소(C): 0.01~0.1%, 실리콘(Si): 0.01~0.5%, 망간(Mn): 0.1~1%, 크롬(Cr): 0.1~1.5%, 인(P): 003% 이하, 황(S): 0.015% 이하, 잔부 철(Fe) 및 기타 불순물로 이루어지는 모재조직;과, 상기 모재조직으로 용융된 알루미늄(Al)이 침투되어 형성된 복합조직;으로 구성되는 알루미늄 도금 확산층(20); 및
상기 알루미늄 도금 확산층(20) 상에 형성되며, 해수와 접촉하는 알루미늄 도금층(30);으로 이루어지고,
상기 탄소강관(10)의 두께는 5 내지 40 mm이고, 상기 알루미늄 도금 확산층(20)과 상기 알루미늄 도금층(30)을 합한 두께는 100 ~ 300 ㎛인, 내부식성이 우수한 발라스트 해수배관.
In the ballast seawater pipe manufactured by hot-dip aluminum plating and has excellent corrosion resistance,
The ballast seawater pipe,
A plurality of straight pipes 100 composed of first, second, third, and fourth straight pipes 101, 102, 103 and 104 that allow seawater to flow in one direction and spaced apart from each other;
An elbow pipe 200 provided between the first straight pipe 101 and the second straight pipe 102 and in communication with the first straight pipe 101 to change the direction of the seawater in a direction perpendicular to the one direction ;
A seawater branch pipe 300 provided between the second straight pipe 102 and the third straight pipe 103 to branch seawater;
A connection coupler 400 interconnecting the third straight pipe 103 and the fourth straight pipe 104; And
Containing a reducer 500 connected to the fourth straight pipe 104,
To have a tensile strength of 500 MPa or more, a yield strength of 380 MPa or more, and an elongation of 16% or more, carbon (C): 0.01 to 0.1%, silicon (Si): 0.01 to 0.5%, manganese (Mn): 0.1 to 1%, chromium (Cr): 0.1 to 1.5%, phosphorus (P): 003% or less, sulfur (S): 0.015% or less, balance iron (Fe) and carbon steel pipe 10 made of other impurities;
It is formed on the inner wall of the carbon steel pipe 10, in weight% carbon (C): 0.01 to 0.1%, silicon (Si): 0.01 to 0.5%, manganese (Mn): 0.1 to 1%, chromium (Cr): 0.1 to 1.5%, phosphorus (P): 003% or less, sulfur (S): 0.015% or less, balance iron (Fe) and other impurities; And, molten aluminum (Al) penetrates into the parent material An aluminum plated diffusion layer 20 consisting of; And
It is formed on the aluminum plating diffusion layer 20, and consists of an aluminum plating layer 30 in contact with seawater,
The carbon steel pipe 10 has a thickness of 5 to 40 mm, and the combined thickness of the aluminum plated diffusion layer 20 and the aluminum plated layer 30 is 100 to 300 μm, and a ballast seawater pipe having excellent corrosion resistance.
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