KR20210053949A - Metal pipe manufacturing method and cleaning method - Google Patents
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Abstract
화성 피막 및 윤활 피막이 표면에 형성된 금속관의 세정에 있어서, 에너지 절약(저비용) 및 양호한 세정성의 쌍방을 실현한다. 금속관(P)의 제조 방법은, 금속의 소관을 준비하는 준비 공정(S1)과, 소관의 표면 상에 화성 피막을 형성하고, 화성 피막 상에 윤활 피막을 형성하는 윤활 공정(S2)과, 화성 피막 및 윤활 피막이 형성된 소관에 냉간 인발 가공을 실시하여, 소정의 치수의 금속관(P)으로 성형하는 냉간 인발 공정(S3)과, 금속관(P)을 세정하여 화성 피막 및 윤활 피막을 제거하는 세정 공정(S4)을 구비한다. 세정 공정(S4)은, 알칼리 세정조(11) 내의 고온 가열되어 있지 않은 알칼리 탈지액에 금속관(P)을 침지하는 공정(S41)과, 초음파 세정조(21) 내의 세정액 중에 초음파를 조사함과 함께 세정액 중에 파인 버블을 발생시키면서, 알칼리 탈지액에 침지한 후의 금속관(P)을 세정액에 침지하는 공정(S42)을 포함한다. In the cleaning of a metal tube having a chemical conversion film and a lubricating film formed on the surface thereof, both energy saving (low cost) and good cleaning properties are realized. The manufacturing method of the metal pipe P includes a preparation step (S1) for preparing a metal element pipe, a lubricating step (S2) in which a chemical conversion film is formed on the surface of the element pipe, and a lubricating film is formed on the chemical conversion film, and chemical conversion. A cold drawing step (S3) in which cold drawing is performed on an element tube on which a film and a lubricating film is formed to form a metal tube (P) of a predetermined dimension (S3), and a cleaning process in which a chemical film and a lubricating film are removed by cleaning the metal tube (P). (S4) is provided. The cleaning step (S4) is a step (S41) of immersing the metal pipe (P) in an alkali degreasing liquid that is not heated at a high temperature in the alkali cleaning tank (11), And a step (S42) of immersing the metal pipe P after being immersed in the alkaline degreasing liquid while generating fine bubbles in the cleaning liquid together.
Description
본 개시는, 금속관의 제조 방법 및 세정 방법에 관한 것이다. 본 개시는, 특히, 화성 피막 및 윤활 피막이 표면에 형성된 소관(素管)에 냉간 인발 가공을 실시함으로써 성형된 금속관의 세정 방법에 관한 것이다. The present disclosure relates to a method for manufacturing a metal tube and a cleaning method. In particular, the present disclosure relates to a method for cleaning a metal tube formed by performing a cold drawing process on an element tube having a chemical conversion coating and a lubricating coating formed on the surface thereof.
금속관의 제조 공정에 있어서 냉간 인발 가공을 실시할 때, 금속의 소관과 인발 공구의 사이에 큰 마찰력이 발생한다. 이 마찰력을 저감하기 위해, 냉간 인발 가공에 앞서, 소관에 윤활 처리가 실시된다. When cold drawing is performed in the manufacturing process of a metal pipe, a large frictional force is generated between the element pipe of the metal and the drawing tool. In order to reduce this frictional force, prior to the cold drawing, the material pipe is subjected to a lubricating treatment.
냉간 인발 가공 전의 윤활 처리에서는, 예를 들면, 인산염 피막, 옥살산염 피막, 또는 크로메이트 피막 등과 같은 화성 피막이 소관의 표면 상에 형성된다. 화성 피막 상에는, 고급 지방산염(비누) 등으로 윤활 피막이 형성된다. 화성 피막은, 소관과 인발 공구의 직접 접촉을 방지하여 내소부성(耐燒付性)을 향상시킴과 함께, 소관과 윤활 피막의 밀착성을 높여 윤활성을 향상시킨다. In the lubricating treatment before cold drawing, for example, a chemical conversion film such as a phosphate film, an oxalate film, or a chromate film is formed on the surface of the element pipe. On the chemical conversion film, a lubricating film is formed from a higher fatty acid salt (soap) or the like. The chemical conversion film prevents direct contact between the element pipe and the drawing tool to improve seizure resistance, and improves the lubricity by increasing the adhesion between the element pipe and the lubricating film.
냉간 인발 가공에 의해 소관을 소정의 치수의 금속관으로 마무리한 후, 당해 금속관의 세정이 행해져, 화성 피막 및 윤활 피막이 제거된다. 이들 피막은, 금속관의 재료와 강고하게 결합되어 있다. 이 때문에, 금속관으로부터의 각 피막의 제거는 어렵다. After finishing the element pipe into a metal pipe having a predetermined size by cold drawing, the metal pipe is washed to remove the chemical conversion film and the lubricating film. These coatings are firmly bonded to the material of the metal tube. For this reason, it is difficult to remove each film from the metal tube.
금속 재료 등을 세정하는 방법의 하나로서, 초음파를 이용한 세정 방법이 알려져 있다. 예를 들면, 특허 문헌 1은, 산액 중에서 복수의 금속관을 서로 마찰시키면서, 관 단부에 초음파를 조사하여 금속관을 산세하는 방법을 개시한다. 특허 문헌 1에 의하면, 금속관 중, 서로 마찰되는 부분에서는, 마찰에 의한 감마(減磨) 작용 및 산액에 의한 용해 작용으로 스케일이 제거된다. 마찰이 생기지 않는 관 단부에서는, 산액에 의한 용해 작용을 초음파가 촉진함으로써 스케일이 제거된다. As one of the methods for cleaning metallic materials and the like, a cleaning method using ultrasonic waves is known. For example, Patent Document 1 discloses a method of pickling a metal tube by irradiating ultrasonic waves to an end portion of a tube while rubbing a plurality of metal tubes with each other in an acid solution. According to Patent Document 1, in a portion of the metal tube that rubs against each other, scale is removed by a gamma action due to friction and a dissolution action by an acid solution. At the end of the tube where friction does not occur, the scale is removed by ultrasonic waves promoting the dissolution action by the acid solution.
특허 문헌 2는, 초음파 및 마이크로 버블을 병용한 열연 강판의 탈스케일 방법을 개시한다. 특허 문헌 2에 의하면, 열연 강판의 초음파 인가 부위에 마이크로 버블을 공급함으로써, 확실히 캐비테이션이 발생하여, 탈스케일 효과를 확실히 얻을 수 있다. Patent Document 2 discloses a method for descaling a hot-rolled steel sheet using a combination of ultrasonic waves and microbubbles. According to Patent Document 2, by supplying microbubbles to the ultrasonically applied portion of the hot-rolled steel sheet, cavitation is reliably generated and a descaling effect can be reliably obtained.
특허 문헌 3은, 초음파 및 마이크로 버블을 병용한 세정 장치를 개시한다. 당해 세정 장치에 있어서, 세정조 내의 세정액에는, 초음파 발생기로부터 초음파가 조사된다. 세정조에는 순환로가 접속되어 있다. 세정조 내의 세정액은, 순환로를 통하여 탈기 장치에 도입된다. 탈기 장치는, 세정액으로부터 용존 공기를 분리하여 마이크로 버블을 발생시킨다. 마이크로 버블은, 순환로를 통하여 세정조에 공급되어, 세정액의 용존 공기 농도를 저하시킨다. 특허 문헌 3에 의하면, 세정액의 용존 공기 농도를 규정치 이하로 함으로써, 초음파의 음압이 저하되지 않고, 효율적으로 양호한 세정을 행할 수 있다. Patent document 3 discloses a cleaning device in which ultrasonic waves and microbubbles are used in combination. In the cleaning apparatus, the cleaning liquid in the cleaning tank is irradiated with ultrasonic waves from an ultrasonic generator. A circulation path is connected to the washing tank. The cleaning liquid in the cleaning tank is introduced into the degassing device through a circulation path. The degassing device separates dissolved air from the cleaning liquid to generate microbubbles. The microbubbles are supplied to the cleaning tank through the circulation path to reduce the dissolved air concentration in the cleaning liquid. According to Patent Document 3, when the dissolved air concentration in the cleaning liquid is less than or equal to the specified value, the sound pressure of ultrasonic waves is not lowered, and good cleaning can be efficiently performed.
상술한 바와 같이, 냉간 인발 가공 후, 금속관을 세정하여 화성 피막 및 윤활 피막의 제거를 행할 필요가 있다. 화성 피막 및 윤활 피막과 금속관의 밀착성은 매우 높다. 이 때문에, 냉간 인발 가공 후의 금속관의 세정에 있어서, 각 특허 문헌의 방법 또는 장치를 단순히 이용했다고 해도, 금속관으로부터 각 피막을 확실히 제거하는 것은 어렵다. As described above, after cold drawing, it is necessary to wash the metal tube to remove the chemical conversion film and the lubricating film. The adhesion between the chemical conversion film and the lubricating film and the metal pipe is very high. For this reason, in cleaning the metal tube after cold drawing, even if the method or apparatus of each patent document is simply used, it is difficult to reliably remove each film from the metal tube.
종래, 냉간 인발 가공 후의 금속관에는, 탈지 처리 및 산세 처리가 실시되어 있다. 즉, 우선, 탈지 처리에 의해 윤활 피막이 금속관으로부터 제거되고, 그 후, 산세 처리에 의해 화성 피막이 금속관으로부터 제거된다. 구체적으로는, 예를 들면, 금속관에 대해, 70℃ 이상의 고온의 알칼리 탈지액으로 탈지 처리를 실시하고, 그 후, 산세 처리를 실시한다. 탈지 처리에서는, 윤활 피막 중의 금속 비누 성분이 착체를 형성하고, 그 외의 비누 성분이 용해된다. 충분한 착체 형성 및 용해를 확보하기 위해서는, 고온의 알칼리 탈지액을 사용할 필요가 있다. 그러나, 알칼리 탈지액을 고온이 될 때까지 가열하려면, 다대한 에너지가 필요하여, 에너지 사용량(소비량)이 증대한다는 문제, 또 그에 따라 비용이 늘어난다는 문제가 있다. 한편, 알칼리 탈지액을 고온(70℃ 이상)으로 가열하지 않으면, 비누 성분의 착체 형성 및 용해가 진행되지 않아, 윤활 피막이 금속관에 잔존한다. Conventionally, degreasing treatment and pickling treatment are performed on metal pipes after cold drawing. That is, first, the lubricating film is removed from the metal tube by the degreasing treatment, and then the chemical conversion film is removed from the metal tube by the pickling treatment. Specifically, for example, a metal tube is subjected to a degreasing treatment with an alkaline degreasing liquid at a high temperature of 70°C or higher, and then, a pickling treatment is performed. In the degreasing treatment, the metal soap component in the lubricating film forms a complex, and other soap components are dissolved. In order to ensure sufficient complex formation and dissolution, it is necessary to use a high temperature alkaline degreasing liquid. However, in order to heat the alkaline degreasing liquid to a high temperature, there is a problem that a large amount of energy is required, the amount of energy used (consumption amount) increases, and the cost increases accordingly. On the other hand, if the alkaline degreasing liquid is not heated to a high temperature (70°C or higher), complex formation and dissolution of the soap component does not proceed, and the lubricating film remains in the metal tube.
본 개시는, 화성 피막 및 윤활 피막이 표면에 형성된 금속관의 세정에 있어서, 에너지 절약(저비용) 및 양호한 세정성의 쌍방을 실현하는 것을 과제로 한다. The present disclosure makes it a subject to realize both energy saving (low cost) and good cleaning properties in cleaning a metal tube in which a chemical conversion film and a lubricating film are formed on the surface.
본 개시에 따른 금속관의 제조 방법은, 금속의 소관을 준비하는 준비 공정과, 소관의 표면 상에 화성 피막을 형성하고, 화성 피막 상에 윤활 피막을 형성하는 윤활 공정과, 화성 피막 및 윤활 피막이 형성된 소관에 냉간 인발 가공을 실시하여, 소정의 치수의 금속관으로 성형하는 냉간 인발 공정과, 금속관을 세정하여 화성 피막 및 윤활 피막을 제거하는 세정 공정을 구비한다. 세정 공정은, 알칼리 세정조 내의 고온 가열되어 있지 않은 알칼리 탈지액에 금속관을 침지하는 공정과, 초음파 세정조 내의 세정액 중에 초음파를 조사함과 함께 세정액 중에 파인 버블을 발생시키면서, 알칼리 탈지액에 침지한 후의 금속관을 세정액에 침지하는 공정을 포함한다. The method of manufacturing a metal pipe according to the present disclosure includes a preparation step of preparing a metal element pipe, a lubricating step of forming a chemical conversion film on the surface of the element pipe, and forming a lubricating film on the chemical conversion film, and a chemical conversion film and a lubricating film. A cold drawing step of performing a cold drawing process on an element pipe to form a metal tube having a predetermined size, and a washing step of washing the metal tube to remove a chemical conversion film and a lubricating film are provided. The cleaning process is a process of immersing a metal tube in an alkali degreasing liquid that is not heated at a high temperature in an alkaline cleaning tank, and by irradiating ultrasonic waves into the cleaning liquid in the ultrasonic cleaning tank and generating fine bubbles in the cleaning liquid while immersing in the alkaline degreasing liquid. It includes a step of immersing the subsequent metal pipe in a cleaning solution.
본 개시에 의하면, 화성 피막 및 윤활 피막이 표면에 형성된 금속관의 세정에 있어서, 에너지 절약(저비용) 및 양호한 세정성의 쌍방을 실현할 수 있다. According to the present disclosure, both energy saving (low cost) and good cleaning properties can be realized in cleaning a metal tube in which a chemical conversion film and a lubricating film are formed on the surface.
도 1은, 실시 형태에 따른 금속관의 제조 방법의 플로차트이다.
도 2는, 실시 형태에 따른 제조 방법에 있어서, 알칼리 세정 공정에서 사용되는 알칼리 세정 장치의 측면도이다.
도 3은, 도 2에 나타내는 알칼리 세정 장치의 III-III 단면도이다.
도 4는, 실시 형태에 따른 제조 방법에 있어서, 초음파 세정 공정에서 사용되는 초음파 세정 장치의 평면도이다.
도 5는, 도 4에 나타내는 초음파 세정 장치의 V-V 단면도이다.
도 6은, 도 4에 나타내는 초음파 세정 장치에 채용 가능한 배출 기구를 예시하는 도이다.
도 7은, 도 4에 나타내는 초음파 세정 장치에 채용 가능한, 다른 배출 기구를 예시하는 도이다.
도 8a는, 냉간 인발 가공 후의 금속관의 표면을 모식적으로 나타내는 도이다.
도 8b는, 알칼리 세정 공정 후의 금속관의 표면을 모식적으로 나타내는 도이다.
도 8c는, 초음파 세정 공정 중의 금속관의 표면을 모식적으로 나타내는 도이다.
도 9는, 실시예, 비교예 1, 및 비교예 2에 대해서, 금속관의 내면에 부착되어 있는 탄소량의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 10은, 실시예 및 비교예 1의 세정 방법으로 세정된 각 금속관의 내면의 주사 전자현미경 화상이다. 1 is a flowchart of a method for manufacturing a metal tube according to an embodiment.
2 is a side view of an alkali cleaning device used in an alkali cleaning step in the manufacturing method according to the embodiment.
3 is a III-III cross-sectional view of the alkali cleaning device shown in FIG. 2.
4 is a plan view of an ultrasonic cleaning device used in an ultrasonic cleaning process in a manufacturing method according to an embodiment.
5 is a VV cross-sectional view of the ultrasonic cleaning device shown in FIG. 4.
6 is a diagram illustrating a discharge mechanism that can be employed in the ultrasonic cleaning device shown in FIG. 4.
7 is a diagram illustrating another discharge mechanism that can be employed in the ultrasonic cleaning device shown in FIG. 4.
8A is a diagram schematically showing the surface of a metal tube after cold drawing.
8B is a diagram schematically showing the surface of a metal tube after an alkali washing step.
8C is a diagram schematically showing the surface of a metal tube during an ultrasonic cleaning step.
9 is a graph showing a change in the amount of carbon adhering to the inner surface of a metal tube for Examples, Comparative Example 1, and Comparative Example 2. FIG.
10 is a scanning electron microscope image of the inner surface of each metal tube cleaned by the cleaning method of Example and Comparative Example 1. FIG.
실시 형태에 따른 금속관의 제조 방법은, 금속의 소관을 준비하는 준비 공정과, 소관의 표면 상에 화성 피막을 형성하고, 화성 피막 상에 윤활 피막을 형성하는 윤활 공정과, 화성 피막 및 윤활 피막이 형성된 소관에 냉간 인발 가공을 실시하여, 소정의 치수의 금속관으로 성형하는 냉간 인발 공정과, 금속관을 세정하여 화성 피막 및 윤활 피막을 제거하는 세정 공정을 구비한다. 세정 공정은, 알칼리 세정조 내의 고온 가열되어 있지 않은 알칼리 탈지액에 금속관을 침지하는 공정과, 초음파 세정조 내의 세정액 중에 초음파를 조사함과 함께 세정액 중에 파인 버블을 발생시키면서, 알칼리 탈지액에 침지한 후의 금속관을 세정액에 침지하는 공정을 포함한다. The method of manufacturing a metal pipe according to the embodiment includes a preparation step of preparing a metal element pipe, a lubricating step of forming a chemical conversion film on the surface of the element pipe, and forming a lubricating film on the chemical conversion film, and a chemical conversion film and a lubricating film formed thereon. A cold drawing step of performing a cold drawing process on an element pipe to form a metal tube having a predetermined size, and a washing step of washing the metal tube to remove a chemical conversion film and a lubricating film are provided. The cleaning process is a process of immersing a metal tube in an alkali degreasing liquid that is not heated at a high temperature in an alkaline cleaning tank, and by irradiating ultrasonic waves into the cleaning liquid in the ultrasonic cleaning tank and generating fine bubbles in the cleaning liquid while immersing in the alkaline degreasing liquid. It includes a step of immersing the subsequent metal pipe in a cleaning solution.
상기 실시 형태에 따른 금속관의 제조 방법에서는, 윤활 피막, 및, 윤활 피막의 하지 피막으로서의 화성 피막을 소관에 형성한 후, 이 소관을 냉간 인발 가공에 의해 소정 치수의 금속관으로 성형한다. 냉간 인발 가공으로 얻어진 금속관은, 다음의 방법에 의해 세정(알칼리 탈지)된다. 즉, 당해 금속관은, 우선, 고온 가열되어 있지 않은 알칼리 탈지액에 침지된다. 본 개시에 있어서의 고온 가열되어 있지 않은 알칼리 탈지액이란, 전형적으로는, 알칼리 탈지액에 대해 히터(예를 들면, 증기 히터나 전기 히터) 등을 이용한 적극적인 가열 처리를 행하지 않는, 알칼리 탈지 설비 주위의 분위기 온도(기온이나 공장 건물 내의 온도)에 따른 자연스러운 액온의 알칼리 탈지액을 말한다. 이 경우, 알칼리 탈지액을 가열하기 위해 사용(소비)하는 에너지가 불필요해진다. 단, 알칼리 탈지액의 온도가 20℃ 미만인 경우는, 당해 알칼리 탈지액을 그 온도가 20~40℃ 정도가 되도록 가열한다. 예를 들면, 기온이 낮은 동계 등에는, 알칼리 탈지액의 온도가 20℃ 미만까지 저하되는 경우가 있다. 이와 같은 경우는, 액온이 20~40℃ 정도가 되도록 적극적인 가열 처리를 행한다. 이 경우는 알칼리 탈지액을 가열하기 위한 에너지를 사용하게 되지만, 종래와 같이 고온(70℃ 이상)으로 가열할 필요가 없기 때문에, 에너지 사용량을 삭감할 수 있다. In the method for manufacturing a metal tube according to the above embodiment, after forming a lubricating film and a chemical conversion film as a base film of the lubricating film on an element pipe, the element pipe is formed into a metal pipe having a predetermined size by cold drawing. The metal tube obtained by cold drawing is cleaned (alkali degreasing) by the following method. That is, the metal tube is first immersed in an alkali degreasing liquid that has not been heated at a high temperature. The alkaline degreasing liquid that is not heated at high temperature in the present disclosure is typically around an alkaline degreasing facility in which an active heat treatment using a heater (for example, a steam heater or an electric heater) is not performed on the alkaline degreasing liquid. It refers to an alkaline degreasing liquid with a natural liquid temperature according to the ambient temperature of (temperature or the temperature inside the factory building). In this case, energy used (consumed) for heating the alkaline degreasing liquid becomes unnecessary. However, when the temperature of the alkali degreasing liquid is less than 20°C, the alkali degreasing liquid is heated so that the temperature is about 20 to 40°C. For example, in winter seasons where the temperature is low, the temperature of the alkali degreasing liquid may decrease to less than 20°C. In such a case, an active heat treatment is performed so that the liquid temperature is about 20 to 40°C. In this case, energy for heating the alkaline degreasing liquid is used, but since it is not necessary to heat it to a high temperature (70°C or higher) as in the prior art, the amount of energy used can be reduced.
이와 같은 고온 가열되어 있지 않은 알칼리 탈지액으로의 침지에 의해, 윤활 피막의 일부에 있어서 착체 형성 및 용해가 발생하여, 금속관의 표면으로부터 윤활 피막이 부분적으로 제거된다. 다음에, 금속관은, 초음파 및 파인 버블이 부여된 세정액에 침지된다. 금속관의 표면의 윤활 피막은, 알칼리 탈지 처리에 의해 그 일부가 결손된 상태이기 때문에, 초음파 캐비테이션 등의 물리적인 작용에 의해 금속관으로부터 벗겨 낼 수 있다. Complex formation and dissolution occur in a part of the lubricating film by immersion in such an alkali degreasing liquid which is not heated at a high temperature, and the lubricating film is partially removed from the surface of the metal tube. Next, the metal tube is immersed in a cleaning liquid to which ultrasonic waves and fine bubbles have been applied. Since a part of the lubricating film on the surface of the metal tube is in a state of being damaged by the alkaline degreasing treatment, it can be peeled off from the metal tube by a physical action such as ultrasonic cavitation.
또한, 알칼리 탈지액의 온도는, 세정 처리 중에 반응열에 의한 영향이나 알칼리 탈지액을 세정 장치 내에서 순환시키는 것에 의한 영향을 받는 경우가 있지만, 이들 영향에 의해 알칼리 탈지액이 가온되는 것은, 상기한 적극적인 가열 처리에는 포함하지 않는 것으로 한다. In addition, the temperature of the alkaline degreasing liquid may be affected by the reaction heat during the washing treatment or by circulating the alkaline degreasing liquid in the cleaning device. It shall not be included in the active heat treatment.
화성 피막의 연성은 매우 작다. 이 때문에, 금속관에 냉간 인발 가공을 했을 때, 금속관 상의 화성 피막에는 균열이 발생한다고 생각된다. 따라서, 초음파 및 파인 버블이 부여된 세정액에 금속관을 침지하여, 초음파 캐비테이션 등의 물리적 작용을 금속관에 부여함으로써, 화성 피막도 금속관으로부터 박리시킬 수 있다. The ductility of the Martian coating is very small. For this reason, when cold drawing is performed on a metal tube, it is thought that a crack occurs in the chemical conversion film on a metal tube. Accordingly, by immersing the metal tube in a cleaning solution to which ultrasonic waves and fine bubbles have been applied, a physical action such as ultrasonic cavitation is applied to the metal tube, so that the chemical conversion film can also be peeled off from the metal tube.
이와 같이, 실시 형태에 따른 제조 방법에 의하면, 금속관으로부터 각 피막을 제거할 때에 있어서, 종래와 같이, 알칼리 탈지액을 70℃ 이상의 고온으로 가열할 필요가 없다. 따라서, 에너지 절약(저비용) 및 양호한 세정성의 쌍방을 실현할 수 있다. As described above, according to the manufacturing method according to the embodiment, when removing each film from the metal tube, it is not necessary to heat the alkali degreasing liquid to a high temperature of 70°C or higher as in the prior art. Therefore, it is possible to realize both energy saving (low cost) and good cleaning properties.
상기 제조 방법에 있어서, 금속관을 초음파 세정조 내의 세정액에 침지하고 있는 동안, 세정액의 용존 산소 농도는 5.2mg/L 이하인 것이 바람직하다. In the above manufacturing method, while the metal tube is immersed in the cleaning liquid in the ultrasonic cleaning tank, it is preferable that the dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid is 5.2 mg/L or less.
초음파가 조사되는 세정액의 용존 산소 농도를 5.2mg/L 이하로 함으로써, 양호한 초음파 세정성을 확보할 수 있다. By setting the dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid to be irradiated with ultrasonic waves to 5.2 mg/L or less, good ultrasonic cleaning properties can be ensured.
실시 형태에 따른 금속관의 세정 방법은, 화성 피막 및 윤활 피막이 표면에 형성된 소관에 냉간 인발 가공을 실시함으로써 성형된 금속관을 세정하기 위한 방법이다. 당해 세정 방법은, 알칼리 세정조 내의 고온 가열되어 있지 않은 알칼리 탈지액에 금속관을 침지하는 공정과, 초음파 세정조 내의 세정액 중에 초음파를 조사함과 함께 세정액 중에 파인 버블을 발생시키면서, 알칼리 탈지액에 침지한 후의 금속관을 세정액에 침지하는 공정을 구비한다. The cleaning method of a metal tube according to an embodiment is a method for cleaning a formed metal tube by performing cold drawing on an element tube having a chemical conversion coating and a lubricating coating formed thereon. The cleaning method includes a step of immersing a metal tube in an alkaline degreasing liquid that is not heated at a high temperature in an alkaline cleaning tank, and immersing in an alkaline degreasing liquid while irradiating ultrasonic waves into the cleaning liquid in the ultrasonic cleaning tank and generating fine bubbles in the cleaning liquid. A step of immersing the metal pipe after the cleaning in a cleaning solution is provided.
상기 세정 방법에 있어서, 금속관을 초음파 세정조 내의 세정액에 침지하고 있는 동안, 세정액의 용존 산소 농도는 5.2mg/L 이하인 것이 바람직하다. In the above cleaning method, while the metal tube is immersed in the cleaning liquid in the ultrasonic cleaning tank, it is preferable that the dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid is 5.2 mg/L or less.
이하, 본 개시된 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 각 도에 있어서 동일 또는 상당하는 구성에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 동일한 설명을 반복하지 않는다. Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each figure, the same reference numerals are attached to the same or corresponding configurations, and the same description is not repeated.
도 1은, 본 실시 형태에 따른 금속관의 제조 방법의 플로차트이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 금속관의 제조 방법은, 준비 공정(S1)과, 윤활 공정(S2)과, 냉간 인발 공정(S3)과, 세정 공정(S4)을 구비한다. 윤활 공정(S2)은, 화성 피막 형성 공정(S21)과, 윤활 피막 형성 공정(S22)을 포함한다. 세정 공정(S4)은, 화성 피막 및 윤활 피막이 형성된 금속관의 알칼리 탈지 공정이며, 알칼리 세정 공정(S41)과, 초음파 세정 공정(S42)을 포함한다. 우선, 알칼리 세정 공정(S41)에서 사용되는 알칼리 세정 장치, 및 초음파 세정 공정(S42)에서 사용되는 초음파 세정 장치에 대해서 각각 설명한다. 1 is a flowchart of a method for manufacturing a metal tube according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the manufacturing method of a metal tube includes a preparation process (S1), a lubrication process (S2), a cold drawing process (S3), and a washing process (S4). The lubricating step S2 includes a chemical conversion film forming step S21 and a lubricating film forming step S22. The cleaning process (S4) is an alkali degreasing process of a metal tube on which a chemical conversion film and a lubricating film are formed, and includes an alkali cleaning process (S41) and an ultrasonic cleaning process (S42). First, the alkaline cleaning device used in the alkaline cleaning step S41 and the ultrasonic cleaning device used in the ultrasonic cleaning step S42 will be described, respectively.
[알칼리 세정 장치] [Alkaline cleaning device]
도 2는, 알칼리 세정 공정(S41)에서 사용되는 알칼리 세정 장치(10)를 모식적으로 나타내는 측면도이다. 도 3은, 도 2에 나타내는 알칼리 세정 장치(10)의 III-III 단면도이다. 2 is a side view schematically showing the
도 2 및 도 3을 참조하여, 알칼리 세정 장치(10)는, 알칼리 세정조(11)와, 저류 탱크(12)와, 순환 배관(13)을 구비한다. 2 and 3, the
(알칼리 세정조) (Alkaline washing tank)
알칼리 세정조(11)는, 조(槽) 본체(111)와, 덮개(112)를 가진다. 조 본체(111)는, 그 상면에 개구를 가진다. 덮개(112)는, 조 본체(111)의 개구를 덮을 수 있도록 구성되어 있다. The
조 본체(111)는, 금속관(P)을 수용 가능하게 구성되어 있다. 알칼리 세정 시에 있어서, 조 본체(111) 내에는, 통상, 복수의 금속관(P)이 동시에 수용된다. 조 본체(111)에는, 알칼리 탈지액이 공급된다. 알칼리 탈지액은, 일반적인 알칼리 탈지 처리에서 사용되는 공지의 알칼리 용액이며, 예를 들면, 수산화 나트륨(NaOH) 수용액, 규산 나트륨(Na2SiO3) 수용액, 탄산 나트륨(Na2CO3) 수용액 등이다. 알칼리 탈지액에는, 계면활성제나 킬레이트제 등의 첨가제를 적절히 첨가할 수 있다. The tank
조 본체(111)는, 예를 들면, 평면에서 보았을 때에 직사각형 형상을 이룬다. 조 본체(111)는, 저면(111a)과, 저면(111a)의 주연으로부터 상방으로 연장되는 둘레벽(111b)을 가진다. 저면(111a)은, 조 본체(111)의 길이 방향의 한쪽의 단부(111c)측으로부터 다른쪽의 단부(111d)측을 향하여 하강하는 경사면이다. 조 본체(111)의 깊이는, 단부(111c)로부터 단부(111d)를 향하여 커진다. The
조 본체(111) 내에는, 복수의 지지 부재(113)가 설치되어 있어도 된다. 복수의 지지 부재(113)는, 조 본체(111)의 길이 방향을 따라, 간격을 두고 배열된다. 지지 부재(113)는, 금속관(P)이 저면(111a)에 직접 접촉하지 않도록, 금속관(P)을 지지한다. 각 지지 부재(113)는, 예를 들면, 개략 U자형상으로 형성된다. A plurality of
(저류 탱크) (Reservoir tank)
저류 탱크(12)는, 알칼리 세정조(11)의 하방에 배치되어 있다. 저류 탱크(12)는, 예를 들면, 중공의 직육면체형상으로 형성된다. 저류 탱크(12)에는, 알칼리 탈지액이 저류된다. 조 본체(111)의 단부(111c)의 근방에 있어서, 저류 탱크(12)는, 순환 배관(13)을 통하여 조 본체(111)와 연통한다. 조 본체(111)의 단부(111d)의 근방에 있어서, 저류 탱크(12)는, 연통구(14)에 의해 조 본체(111)와 연통한다. 연통구(14)는, 개폐 가능하게 구성되어 있다. The
(순환 배관) (Circulation piping)
순환 배관(13)은, 알칼리 세정조(11)의 조 본체(111)의 단부(111c)의 근방에 있어서, 조 본체(111)와 저류 탱크(12)를 접속한다. 순환 배관(13)은, 저류 탱크(12) 내의 알칼리 탈지액을 조 본체(111)에 공급 가능하도록 구성되어 있다. 예를 들면, 순환 배관(13)에는, 알칼리 탈지액을 저류 탱크(12)로부터 조 본체(111)에 보내기 위한 펌프(131)(도 3)가 설치되어 있다. The
[초음파 세정 장치] [Ultrasonic cleaning device]
도 4는, 초음파 세정 공정(S42)에서 사용되는 초음파 세정 장치(20)의 평면도이다. 도 5는, 도 4에 나타내는 초음파 세정 장치(20)의 V-V 단면도이다. 4 is a plan view of the
도 4에 나타내는 바와 같이, 초음파 세정 장치(20)는, 초음파 세정조(21)와, 공급 기구(22)와, 복수의 배출 기구(23)와, 복수의 초음파 조사 기구(24)와, 복수의 파인 버블 발생 기구(25)를 구비한다. 초음파 세정 장치(20)는, 복수의 완충 부재(26)를 더 구비한다. As shown in FIG. 4, the
(초음파 세정조) (Ultrasonic cleaning tank)
초음파 세정조(21)는, 금속관(P)을 수용 가능하게 구성되어 있다. 초음파 세정 시에 있어서, 초음파 세정조(21) 내에는, 통상, 복수의 금속관(P)이 동시에 수용된다. 초음파 세정조(21)에는, 금속관(P)을 세정하기 위한 세정액이 저류된다. 세정액의 종류는, 특별히 한정되는 것이 아니라, 공지의 세정액으로부터 적절히 선택하여 채용할 수 있다. 세정액은, 예를 들면 물(수도물, 공업용수)이다. The
초음파 세정조(21)는, 예를 들면, 평면에서 보았을 때에 직사각형 형상을 이룬다. 초음파 세정조(21)는, 그 상면이 개구하고 있다. 초음파 세정조(21)의 저면은, 길이 방향의 일단부로부터 타단부를 향하여 하강하는 경사면이다. 초음파 세정조(21)의 깊이는, 길이 방향의 일단부로부터 타단부를 향하여 커진다. The
초음파 세정조(21)의 재료는, 특별히 한정되는 것은 아니다. 초음파 세정조(21)의 재료로서, 예를 들면, 스테인리스강 등의 금속 재료, 섬유 강화 플라스틱(FRP)이나 폴리프로필렌(PP) 등의 플라스틱 수지, 또는 내산 벽돌 등을 들 수 있다. 상술한 알칼리 세정조(11) 및 저류 탱크(12)(도 2)도, 초음파 세정조(21)와 동일한 재료로 형성할 수 있다. The material of the
(공급 기구) (Supply mechanism)
공급 기구(22)는, 초음파 세정조(21)에 세정액을 공급한다. 공급 기구(22)는, 적어도 1개의 공급관(221)을 가진다. 본 실시 형태에서는, 공급 기구(22)는, 복수의 공급관(221)을 가진다. 세정액은, 각 공급관(221)을 통하여 초음파 세정조(21)에 공급된다. 복수의 공급관(221)은, 간격을 두고 배치되어 있다. 이 때문에, 세정액은, 초음파 세정조(21)에 대해 분산되어 공급된다. 3개 이상의 공급관(221)이 존재하는 경우, 새로운 세정액의 균일 공급의 관점에서, 공급관(221)의 간격은, 대체로 균등한 것이 바람직하다. The
본 실시 형태에 있어서, 복수의 공급관(221)은, 초음파 세정조(21)의 길이 방향의 한 쌍의 측벽 중, 한쪽의 측벽을 따라 설치되어 있다. 단, 공급관(221)의 위치 및 수는, 특별히 한정되는 것은 아니다. 초음파 세정조(21)의 길이 방향의 양측벽에, 1개 이상의 공급관(221)이 설치되어 있어도 된다. 또, 초음파 세정조(21)의 길이 방향의 측벽에 더하여 또는 대신에, 초음파 세정조(21)의 폭 방향의 측벽에, 1개 이상의 공급관(221)을 설치할 수도 있다. In this embodiment, the plurality of
(배출 기구) (Discharge mechanism)
각 배출 기구(23)는, 초음파 세정조(21) 내의 세정액의 양이 소정량을 넘었을 때에, 초음파 세정조(21)로부터 세정액을 배출한다. 복수의 배출 기구(23)는, 간격을 두고 배치되어 있다. 이 때문에, 세정액은, 초음파 세정조(21)로부터 분산되어 배출된다. 3개 이상의 배출 기구(23)가 존재하는 경우, 배출 기구(23)의 간격은, 대체로 균등한 것이 바람직하다. 또한, 배출 기구(23)는 1개여도 된다. Each
본 실시 형태에 있어서, 복수의 배출 기구(23)는, 초음파 세정조(21)의 길이 방향의 한 쌍의 측벽 중, 공급관(221)과 반대측의 측벽을 따라 설치되어 있다. 단, 배출 기구(23)의 위치 및 수는, 특별히 한정되는 것은 아니다. 초음파 세정조(21)의 길이 방향의 한 쌍의 측벽 중, 공급관(221)측의 측벽에, 배출 기구(23)를 설치할 수도 있다. 또, 초음파 세정조(21)의 길이 방향의 측벽에 더하여 또는 대신에, 초음파 세정조(21)의 폭 방향의 측벽에, 1개 이상의 배출 기구(23)를 설치해도 된다. In the present embodiment, the plurality of discharging
도 6에 있어서, 초음파 세정 장치(20)에 채용 가능한 배출 기구(23A)를 예시한다. 배출 기구(23A)는, 배출구(231)와, 배출관(232)을 포함한다. In FIG. 6, the
배출구(231)는, 초음파 세정조(21)의 측벽에 형성된 개구이다. 배출관(232)은, 초음파 세정조(21)의 외측에 설치되며, 배출구(231)에 접속되어 있다. 세정액은, 배출구(231) 및 배출관(232)을 통하여, 초음파 세정조(21)로부터 배출된다. The
초음파 세정 장치(20)에서는, 초음파 세정조(21) 내의 세정액의 기준 액면(S)이 설정되어 있다. 금속관(P)을 세정할 때에 있어서, 세정액은, 그 액면이 기준 액면(S)에 도달할 때까지, 초음파 세정조(21)에 공급된다. 초음파 세정조(21)의 깊이 방향에 있어서, 배출구(231)의 하단의 위치는, 기준 액면(S)의 위치와 실질적으로 일치한다. In the
도 6에 있어서 2점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 초음파 세정조(21) 내의 세정액의 액면의 높이가 기준 액면(S)의 높이를 넘었을 때, 기준 액면(S)을 넘은 만큼의 세정액이 배출구(231)로부터 오버 플로우한다. 예를 들면, 초음파 세정조(21) 내의 세정액의 액면이 기준 액면(S)과 일치하고 있는 상태에서, 공급 기구(22)가 초음파 세정조(21)에 새로운 세정액을 공급하면, 공급량과 실질적으로 동량의 세정액이 배출구(231)로부터 오버 플로우한다. 6, when the level of the cleaning liquid in the
이와 같이, 배출 기구(23A)는, 초음파 세정조(21) 내의 세정액의 양이, 기준 액면(S)에 상당하는 액량(소정량)을 넘었을 때에, 초음파 세정조(21)로부터 세정액을 배출한다. In this way, the
도 7에 있어서, 초음파 세정 장치(20)에 채용 가능한 다른 배출 기구(23B)를 예시한다. 배출 기구(23B)는, 배출구(233)와, 배출관(234)과, 배출 펌프(235)와, 액면 검출 수단(도시하지 않음)을 포함한다. 또한, 액면 검출 수단으로서는, 시판되고 있는 액면 레벨 센서 등을 이용할 수 있다. In FIG. 7, another
배출구(233)는, 초음파 세정조(21)의 측벽에 형성된 개구이다. 배출구(233)는, 초음파 세정조(21)의 측벽에 있어서, 기준 액면(S)보다 낮은 임의의 높이에 설치되어 있다. 배출관(234)은, 초음파 세정조(21)의 외측에 설치되며, 배출구(233)에 접속되어 있다. 세정액은, 배출구(233) 및 배출관(234)을 통하여, 초음파 세정조(21)로부터 배출된다. The
배출 펌프(235)는, 배출관(234)의 도중에 설치된다. 배출 펌프(235)는, 초음파 세정조(21) 내의 세정액의 액면의 높이가 기준 액면(S)의 높이를 넘었을 때, 기준 액면(S)을 넘은 만큼의 세정액을 초음파 세정조(21)로부터 빨아내도록 제어된다. 예를 들면, 초음파 세정조(21) 내에 배치된 액면 검출 수단으로부터의 신호에 따라, 세정액의 액면이 기준 액면(S)을 넘은 경우에 배출 펌프(235)를 구동하고, 세정액의 액면의 높이가 기준 액면(S)의 높이를 밑돌면 배출 펌프(235)의 구동을 멈추도록 제어한다. The
이와 같이, 배출 기구(23B)나, 배출 기구(23A)(도 6)와 마찬가지로, 초음파 세정조(21) 내의 세정액의 양이 소정량을 넘었을 때에, 초음파 세정조(21)로부터 세정액을 배출한다. In this way, similar to the
(초음파 조사 기구) (Ultrasonic irradiation mechanism)
도 4로 되돌아와, 초음파 조사 기구(24)는, 초음파 세정조(21) 내의 세정액 중에 초음파를 조사한다. 초음파 조사 기구(24)로서는, 초음파 세정에 있어서 일반적으로 채용되고 있다, 공지의 초음파 진동자를 이용할 수 있다. Returning to FIG. 4, the
초음파 조사 기구(24)가 조사하는 초음파의 주파수는, 20kHz~200kHz인 것이 바람직하다. 초음파의 주파수를 20kHz 이상으로 함으로써, 금속관(P)의 표면으로부터 발생하는 큰 사이즈의 기포가, 세정액 중에서의 초음파의 전파를 저해하여 세정성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 초음파의 주파수를 200kHz 이하로 함으로써, 초음파의 직진성이 강해져 세정의 균일성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 초음파의 주파수는, 보다 바람직하게는 20kHz~150kHz, 더 바람직하게는 25kHz~100kHz이다. The frequency of the ultrasonic waves irradiated by the
초음파 조사 기구(24)는, 주파수 소인(掃引) 기능을 가지는 것이 바람직하다. 주파수 소인 기능은, 선택된 특정의 주파수를 중심으로 하여 ±0.1kHz~±10kHz의 범위에서 주파수를 소인하면서, 세정액에 초음파를 조사하는 기능이다. 주파수 소인 기능에 의해 초음파의 주파수를 변화시킴으로써, 후술하는 주파수 공진 직경이 변동하여, 캐비테이션 세정에 기여하는 미소 기포를 증가시킬 수 있다. It is preferable that the
초음파의 파장이 조사 물체의 두께에 대응하는 파장의 1/4가 되었을 때, 초음파는 조사 물체를 투과한다. 주파수 소인 기능에 의해 초음파의 주파수를 변화시킴으로써, 금속관(P)의 다양한 위치에서, 초음파의 파장이 금속관(P)의 두께에 대응하는 파장의 1/4이라는 조건을 만족시킬 수 있다. 이 때문에, 금속관(P)의 다양한 위치에서, 금속관(P)의 외측에서 내측으로 초음파를 투과시킬 수 있다. When the wavelength of the ultrasonic wave becomes 1/4 of the wavelength corresponding to the thickness of the irradiated object, the ultrasonic wave passes through the irradiated object. By changing the frequency of the ultrasonic wave by the frequency sweep function, it is possible to satisfy the condition that the wavelength of the ultrasonic wave at various positions of the metal pipe P is 1/4 of the wavelength corresponding to the thickness of the metal pipe P. For this reason, it is possible to transmit ultrasonic waves from the outside to the inside of the metal tube P at various positions of the metal tube P.
본 실시 형태에서는, 초음파 세정조(21)의 각 측벽의 내면에 있어서, 적어도 1개의 초음파 조사 기구(24)가 설치되어 있다. 단, 초음파 조사 기구(24)의 위치 및 수는, 특별히 한정되는 것은 아니다. 초음파 세정조(21)의 저면에, 1 또는 복수의 초음파 조사 기구(24)를 설치할 수도 있다. 복수의 초음파 조사 기구(24)를 초음파 세정조(21)에 설치하는 경우, 초음파 세정조(21) 전체에 균일하게 초음파가 전파되도록, 초음파 조사 기구(24)를 배치하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 개개의 초음파 조사 기구(24)의 발진 부하가 균일해지기 때문에, 발생한 초음파 간에서의 간섭을 방지할 수 있다. In this embodiment, on the inner surface of each side wall of the
(파인 버블 발생 기구) (Fine bubble generation mechanism)
파인 버블 발생 기구(25)는, 초음파 세정조(21) 내의 세정액 중의 용존 기체를 기포화하여 파인 버블을 발생시킨다. 파인 버블 발생 기구(25)는, 초음파 세정조(21)의 외측에 배치되어 있다. 초음파 세정조(21)의 길이 방향의 일측벽을 따라, 복수의 파인 버블 발생 기구(25)가 배치되어 있다. 단, 파인 버블 발생 기구(25)의 위치 및 수는, 특별히 한정되는 것은 아니다. The fine
각 파인 버블 발생 기구(25)는, 배관(251, 252)과, 파인 버블 발생 장치(253)를 가진다. 배관(251, 252)은, 초음파 세정조(21)와 파인 버블 발생 장치(253)를 접속한다. 초음파 세정조(21)로부터의 세정액은, 배관(251)을 통하여 파인 버블 발생 장치(253)에 도입된다. 파인 버블 발생 장치(253)는, 세정액 중의 용존 기체를 이용하여 파인 버블을 발생시킨다. 파인 버블은, 세정액과 함께, 배관(252)을 통하여 초음파 세정조(21)로 되돌려진다. Each fine
파인 버블 발생 장치(253)는, 공지의 파인 버블 발생 장치로부터 적절히 선택할 수 있다. 공지의 파인 버블 발생 장치로서, 예를 들면, 기포의 전단(剪斷), 기포의 미세 구멍 통과, 액의 감압(압력 변화), 기체의 가압 용해, 초음파, 전기 분해, 또는 화학 반응 등에 의해, 파인 버블을 발생시키는 것이 알려져 있다. 파인 버블 발생 장치(253)는, 파인 버블의 기포 직경 및 농도의 제어가 용이한 것임이 바람직하다. 파인 버블 발생 장치(253)로서, 예를 들면, 액의 순환로 중에 액의 압력 변화를 일으키게 함으로써 파인 버블을 발생시키는 공지의 파인 버블 발생 장치를 채용할 수 있다. The fine
여기서, 파인 버블이란, 평균 기포 직경이 100μm 이하인 미세 기포를 말한다. 특히, μm 사이즈의 평균 기포 직경을 가지는 파인 버블을 마이크로 버블이라고 칭하고, nm 사이즈의 평균 기포 직경을 가지는 파인 버블을 나노 버블이라고 칭하는 경우가 있다. 평균 기포 직경이란, 파인 버블의 직경에 관한 개수 분포에 있어서, 표본수가 최대가 되는 직경이다. Here, fine bubbles refer to fine bubbles having an average cell diameter of 100 μm or less. In particular, fine bubbles having an average cell diameter of μm size are referred to as microbubbles, and fine bubbles having an average cell diameter of nm size may be referred to as nanobubbles. The average cell diameter is a diameter at which the number of samples becomes the largest in the number distribution with respect to the diameter of fine bubbles.
세정액 중의 파인 버블의 평균 기포 직경은, 파인 버블 발생 기구(25)의 대형화를 방지하고, 기포 직경의 제어를 용이하게 하는 관점에서, 0.01μm 이상인 것이 바람직하다. 또, 파인 버블의 평균 기포 직경은, 파인 버블의 부상 속도의 증가 및 금속관(P)으로의 초음파의 전파의 저해를 방지하는 관점에서, 100μm 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 파인 버블은, 1μm~50μm의 평균 기포 직경을 가지는 마이크로 버블이다. The average bubble diameter of the fine bubbles in the cleaning liquid is preferably 0.01 μm or more from the viewpoint of preventing the enlargement of the fine
세정액 중의 파인 버블 중 적어도 일부는, 주파수 공진 직경 이하의 기포 직경을 가지는 것이 바람직하다. 주파수 공진 직경이란, 세정액 중의 초음파의 주파수로 공진하는 직경을 말한다. 파인 버블 발생 기구(25)는, 주파수 공진 직경 이하의 기포 직경을 가지는 파인 버블의 개수의, 파인 버블의 전체 개수에 대한 비율이 70% 이상이 되도록, 세정액 중에 파인 버블을 발생시키는 것이 바람직하다. 파인 버블의 발생의 직후에 팽창하는 기포의 존재를 고려하면, 상기 비율은, 80% 이상 98% 이하인 것이 보다 바람직하다. 이것에 의해, 세정액 중에서의 초음파의 전파 효율을 향상시킬 수 있다. It is preferable that at least some of the fine bubbles in the cleaning liquid have a cell diameter equal to or less than the frequency resonance diameter. The frequency resonance diameter refers to a diameter that resonates with the frequency of ultrasonic waves in the cleaning liquid. It is preferable that the fine
세정액 중의 파인 버블의 농도(밀도)는, 초음파의 전파성을 향상시켜, 초음파 캐비테이션의 핵의 수를 확보하는 관점에서, 103개/mL 이상인 것이 바람직하다. 또, 세정액 중에 발생시키는 파인 버블의 농도는, 파인 버블 발생 기구(25)의 대형화 및 대수(臺數) 증가를 방지하기 위해, 106개/mL 이하인 것이 바람직하다. The concentration (density) of fine bubbles in the cleaning liquid is preferably 10 3 particles/mL or more from the viewpoint of improving the propagation property of ultrasonic waves and securing the number of nuclei of ultrasonic cavitation. In addition, the concentration of fine bubbles generated in the cleaning liquid is preferably 10 6 particles/mL or less in order to prevent the fine
파인 버블의 평균 기포 직경 및 농도는, 액 중 파티클 카운터나 기포 직경 분포 계측 장치 등과 같은, 공지의 기기로 측정할 수 있다. The average cell diameter and concentration of fine bubbles can be measured by a known device such as a particle counter in the liquid or a cell diameter distribution measuring device.
(완충 부재) (Absence of buffer)
완충 부재(26)는, 초음파 세정조(21) 내에 배치되어 있다. 복수의 완충 부재(26)는, 초음파 세정조(21)의 길이 방향으로 늘어서 있다. The
도 5에 나타내는 바와 같이, 완충 부재(26)는, 개략 U자형상을 이룬다. 초음파 세정조(21) 내의 금속관(P)은, 완충 부재(26) 상에 재치(載置)된다. 완충 부재(26)의 내표면은, 초음파 세정조(21)에 있어서, 초음파 조사 기구(24)보다 내측에 위치한다. 이 때문에, 초음파 조사 기구(24)에 금속관(P)이 접촉하는 일은 없으며, 초음파 조사 기구(24)는 금속관(P)으로부터 보호된다. As shown in FIG. 5, the
[금속관의 제조 방법] [Method of manufacturing metal pipe]
알칼리 세정 장치(10)(도 2) 및 초음파 세정 장치(20)(도 4)는, 금속관(P)의 제조에 있어서, 금속관(P)을 세정할 때에 이용된다. 이하, 금속관(P)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 1을 재차 참조하여, 금속관(P)의 제조 방법은, 준비 공정(S1)과, 윤활 공정(S2)과, 냉간 인발 공정(S3)과, 세정 공정(S4)을 구비한다. The alkali cleaning device 10 (FIG. 2) and the ultrasonic cleaning device 20 (FIG. 4) are used when cleaning the metal tube P in the manufacture of the metal tube P. Hereinafter, the manufacturing method of the metal tube P is demonstrated. Referring again to FIG. 1, the manufacturing method of the metal tube P includes a preparation step (S1), a lubrication step (S2), a cold drawing step (S3), and a washing step (S4).
(준비 공정) (Preparation process)
준비 공정(S1)에서는, 열간 가공에 의해 제조된 소관을 준비한다. 소관의 일단부에는, 후술하는 냉간 인발 공정(S3)을 위해, 네킹 가공이 실시된다. 즉, 소관의 일단부에는, 다른 부분과 비교하여 가늘어지도록 두드림 또는 수축 등의 가공이 실시된다. In the preparation step (S1), an element pipe manufactured by hot working is prepared. At one end of the material pipe, necking is performed for a cold drawing step (S3) to be described later. That is, processing, such as tapping or contraction, is applied to one end of the element pipe so that it becomes thinner compared to other portions.
준비 공정(S1)에서 준비되는 소관은, 예를 들면, 스테인리스강으로 이루어지는 소관이나, Ni기 합금으로 이루어지는 소관이다. 스테인리스강으로 이루어지는 소관은, Cr을 10.5% 이상 함유하는 강관이다. 소관이 스테인리스 강관인 경우, 이하에 나타내는 화학 조성인 것이 바람직하다. 질량%로, C:0.01~0.13%, Si:0.75% 이하, Mn:2% 이하, P:0.045% 이하, S:0.030% 이하, Ni:7~14%, 및 Cr:16~20%를 함유하고, 주요 잔부가 Fe이다(전형적으로는, 잔부는 Fe 및 불순물이다). 당해 화학 조성은, 잔부의 Fe의 일부 대신에, 질량%로, Nb:0.2~1.1%, Ti:0.1~0.6%, Mo:0.1~3%, Cu:2.5~3.5% 중 어느 1종 또는 2종 이상을 함유하고 있어도 된다. 또, 잔부의 Fe의 일부 대신에, 질량%로, B를 0.001~0.1%, N를 0.02~0.12% 함유하고 있어도 된다. The element pipe prepared in the preparation step (S1) is, for example, an element pipe made of stainless steel or an element pipe made of Ni-based alloy. The element pipe made of stainless steel is a steel pipe containing 10.5% or more of Cr. When the material pipe is a stainless steel pipe, it is preferable that it is a chemical composition shown below. In terms of mass%, C: 0.01 to 0.13%, Si: 0.75% or less, Mn: 2% or less, P: 0.045% or less, S: 0.030% or less, Ni: 7 to 14%, and Cr: 16 to 20%. And the main balance is Fe (typically, the balance is Fe and impurities). The chemical composition is, instead of a part of Fe in the balance, in mass%, Nb: 0.2 to 1.1%, Ti: 0.1 to 0.6%, Mo: 0.1 to 3%, Cu: 2.5 to 3.5%, any one or 2 It may contain more than a species. Further, instead of a part of Fe in the balance, 0.001 to 0.1% of B and 0.02 to 0.12% of N may be contained in mass%.
또, Ni기 합금으로 이루어지는 소관은, 합금 중의 각 성분에 있어서 Ni의 함유 비율이 가장 높은 합금으로 이루어지는 관이다. 소관이 Ni기 합금관인 경우, 예를 들면, 이하에 나타내는 화학 조성이다. 질량%로, C:0.05% 이하, Si:0.5% 이하, Mn:1% 이하, P:0.030% 이하, S:0.030% 이하, Cr:19.5~24.0%, Mo:2.5~4.0%, Ti:1.2% 이하, 및 Fe:22% 이상을 함유하고, 주요 잔부가 Ni이다(전형적으로는, 잔부는 Ni 및 불순물이다). 당해 화학 조성은, 잔부의 Ni의 일부 대신에, 질량%로, Cu:0.5% 이하, Nb:4.5% 이하, Al:2.0% 이하의 1종 이상을 함유해도 된다. In addition, the element tube made of a Ni-based alloy is a tube made of an alloy having the highest Ni content in each component in the alloy. When the material tube is a Ni-based alloy tube, it is, for example, a chemical composition shown below. By mass%, C: 0.05% or less, Si: 0.5% or less, Mn: 1% or less, P: 0.030% or less, S: 0.030% or less, Cr: 19.5 to 24.0%, Mo: 2.5 to 4.0%, Ti: It contains 1.2% or less, and Fe: 22% or more, and the main balance is Ni (typically, the balance is Ni and impurities). The said chemical composition may contain 1 or more types of Cu: 0.5% or less, Nb: 4.5% or less, and Al: 2.0% or less in mass% instead of a part of Ni in the remainder.
(윤활 공정) (Lubrication process)
오스테나이트계 스테인리스 강관이나 Ni기 합금관의 소관은, 우수한 강도를 가지는 반면, 냉간 인발 가공 시의 가공 부하(마찰력)도 크다. 그 때문에, 준비 공정(S1) 후, 냉간 인발 공정(S3) 전에, 윤활 공정(S2)을 실시한다. 이 윤활 공정(S2)은, 화성 피막 형성 공정(S21) 및 윤활 피막 형성 공정(S22)을 포함하고 있다. An austenitic stainless steel pipe or a material pipe of an Ni-based alloy pipe has excellent strength, while a working load (friction force) during cold drawing is also large. Therefore, after the preparation process (S1), before the cold drawing process (S3), the lubrication process (S2) is performed. This lubricating step S2 includes a chemical conversion film forming step S21 and a lubricating film forming step S22.
(화성 피막 형성 공정) (Formation process of chemical conversion film)
화성 피막 형성 공정(S21)에서는, 소관의 표면 상에 화성 피막을 형성한다. 화성 피막 형성 공정(S21)에서는, 열간 가공 시 등에 생성된 스케일을 공지의 산세 처리에 의해 소관으로부터 제거한 후, 이 소관을 화성 처리액에 소정 시간 침지한다. 이것에 의해, 소관의 표면 상에 화성 피막이 형성된다. In the chemical conversion film forming step S21, a chemical conversion film is formed on the surface of the element pipe. In the chemical conversion film formation step S21, after the scale generated during hot working or the like is removed from the element pipe by a known pickling treatment, the element pipe is immersed in the chemical conversion treatment liquid for a predetermined time. Thereby, a chemical conversion film is formed on the surface of the element pipe.
화성 피막 형성 공정(S21)에서 사용하는 화성 처리액은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 옥살산염 처리액이다. 이 경우, 소관의 표면 상에는, 주로 옥살산철(II)로 이루어지는 옥살산염 피막이 형성된다. The chemical conversion treatment liquid used in the chemical conversion film formation step S21 is not particularly limited, but is, for example, an oxalate treatment liquid. In this case, an oxalate film mainly composed of iron (II) oxalate is formed on the surface of the element pipe.
(윤활 피막 형성 공정) (Lubrication film formation process)
화성 피막 형성 공정(S21) 후, 소관에 수세 및 중화 처리를 실시하고, 윤활 피막 형성 공정(S22)을 실시한다. 윤활 피막 형성 공정(S22)에서는, 화성 피막 형성 공정(S21)에서 소관에 형성한 화성 피막 상에 윤활 피막을 형성한다. 윤활 피막 형성 공정(S22)에서는, 화성 피막이 형성된 소관을 윤활 처리액에 소정 시간 침지한다. 그 후, 소관을 윤활 처리액으로부터 취출하여, 충분히 건조시킨다. 이것에 의해, 화성 피막 상에 윤활 피막이 형성된다. After the chemical conversion film formation step (S21), water washing and neutralization treatment are performed on the element pipe, and the lubricating film formation step (S22) is performed. In the lubricating film forming step S22, a lubricating film is formed on the chemical conversion film formed in the element pipe in the chemical conversion film forming step S21. In the lubricating film forming step S22, the element pipe on which the chemical conversion film was formed is immersed in the lubricating liquid for a predetermined time. After that, the material pipe is taken out from the lubricating liquid and dried sufficiently. Thereby, a lubricating film is formed on the chemical conversion film.
윤활 처리액으로서는, 고급 지방산염(비누)을 사용할 수 있다. 이 경우, 윤활 처리액이 화성 피막과 반응하여 금속 비누를 형성한다. 즉, 윤활 피막은, 화성 피막 상의 금속 비누층과, 금속 비누층 상의 비누층을 포함하게 된다. 예를 들면, 화성 피막이 옥살산염 피막이며, 윤활 처리액이 스테아린산소다인 경우, 금속 비누층의 주성분은 스테아린산철이 되고, 비누층의 주성분은 스테아린산나트륨이 된다. As the lubricating liquid, a higher fatty acid salt (soap) can be used. In this case, the lubricating liquid reacts with the chemical conversion film to form a metallic soap. That is, the lubricating film includes a metal soap layer on the chemical conversion film and a soap layer on the metal soap layer. For example, when the chemical conversion film is an oxalate film and the lubricating liquid is sodium stearate, the main component of the metal soap layer is iron stearate, and the main component of the soap layer is sodium stearate.
(냉간 인발 공정) (Cold drawing process)
윤활 공정(S2)에 의해 소관에 화성 피막 및 윤활 피막을 형성한 후, 냉간 인발 공정(S3)을 실시한다. 냉간 인발 공정(S3)에서는, 소관에 대해 공지의 냉간 인발 가공을 실시함으로써, 소관을 소정의 치수의 금속관으로 성형한다. 예를 들면, 네킹 가공이 실시된 소관의 단부를 다이스(도시 대략)에 통과시켜 그립퍼(도시 대략)로 파지하고, 그립퍼를 이동시켜 다이스로부터 소관을 인발한다. 이것에 의해, 소관의 외직경이 소정의 외직경으로 마무리된다. 소관의 두께를 조정하는 경우에는, 소관에 맨드릴을 삽입한 상태에서 인발이 실시된다. After forming the chemical conversion film and the lubricating film on the material pipe by the lubricating step S2, a cold drawing step S3 is performed. In the cold drawing step (S3), the element pipe is formed into a metal pipe having a predetermined size by performing a known cold drawing process on the element pipe. For example, the end of the material pipe on which the necking process has been performed is passed through a die (approximately shown) and held by a gripper (approximately shown), and the material tube is drawn out from the die by moving the gripper. Thereby, the outer diameter of the material pipe is finished to a predetermined outer diameter. In the case of adjusting the thickness of the element pipe, drawing is performed while the mandrel is inserted into the element pipe.
(세정 공정) (Washing process)
냉간 인발 공정(S3)을 거쳐 얻어진 소정 치수의 금속관은, 화성 피막 및 윤활 피막을 제거하기 위해, 세정 공정(S4)에서 세정된다. 세정 공정(S4)은, 알칼리 세정 공정(S41)과, 초음파 세정 공정(S42)을 포함한다. The metal tube of a predetermined size obtained through the cold drawing step (S3) is cleaned in the cleaning step (S4) in order to remove the chemical conversion film and the lubricating film. The cleaning process S4 includes an alkali cleaning process S41 and an ultrasonic cleaning process S42.
(알칼리 세정 공정) (Alkaline cleaning process)
도 2 및 도 3을 재차 참조하여, 알칼리 세정 공정(S41)은, 알칼리 세정 장치(10)에 있어서, 알칼리 세정조(11) 내의 알칼리 탈지액에 금속관(P)을 침지하는 공정이다. 알칼리 세정 공정(S41)에서는, 우선, 조 본체(111) 내에 금속관(P)을 배치한다. 통상, 복수의 금속관(P)을 조 본체(111) 내에 배치하지만, 1개의 금속관(P)을 조 본체(111) 내에 배치해도 된다. 금속관(P)은, 크레인 등에 의해 알칼리 세정조(11) 내에 배치된다. 구체적으로는, 금속관(P)은, 지지 부재(113) 상에 재치된다. 이것에 의해, 금속관(P)과 조 본체(111)의 저면(111a)의 사이에 간극이 생긴다. Referring again to FIGS. 2 and 3, the alkali cleaning step S41 is a step of immersing the metal pipe P in the alkali degreasing liquid in the
금속관(P)을 조 본체(111) 내에 배치하는 시점에서는, 조 본체(111)에 알칼리 탈지액은 공급되고 있지 않다. 금속관(P)을 빈 조 본체(111) 내에 수용한 후, 조 본체(111)의 상면을 덮개(112)로 덮는다. The alkali degreasing liquid is not supplied to the
계속해서, 저류 탱크(12)의 알칼리 탈지액을, 순환 배관(13)을 통하여 알칼리 세정조(11)에 공급한다. 저류 탱크(12) 내의 알칼리 탈지액은, 펌프(131)가 구동됨으로써, 상방의 알칼리 세정조(11)로 보내진다. 알칼리 탈지액은, 단부(111c)측으로부터 조 본체(111) 내에 유입되어, 단부(111d)측으로 흐른다. 알칼리 탈지액은, 금속관(P)의 내부, 금속관(P)과 저면(111a)의 사이, 및 금속관(P)과 둘레벽(111b)의 사이 등을 통과한다. Subsequently, the alkaline degreasing liquid from the
조 본체(111)에 알칼리 탈지액을 공급하고 있는 동안, 하류측의 단부(111d) 근방의 연통구(14)는 닫힌 상태이다. 따라서, 조 본체(111)에 알칼리 탈지액이 저류된다. While supplying the alkali degreasing liquid to the tank
저류 탱크(12) 내에는, 고온 가열되어 있지 않은 알칼리 탈지액이 저류되어 있다. 이 때문에, 조 본체(111)에는, 고온 가열되어 있지 않은 알칼리 탈지액이 공급된다. 여기서, 고온 가열되어 있지 않은 알칼리 탈지액이란, 상술한 대로, 전형적으로는, 알칼리 탈지액에 대해 히터(예를 들면, 증기 히터나 전기 히터) 등을 이용한 적극적인 가열 처리를 행하지 않는, 알칼리 세정 장치(10)의 주변 온도에 따른 액온의 알칼리 탈지액을 말한다. 단, 예를 들면, 기온이 낮은 동계 등에는, 알칼리 세정 장치(10)의 주변 온도가 저하되어, 알칼리 탈지액의 온도가 20℃ 미만까지 저하된 경우, 액온이 20℃~40℃ 정도가 되도록, 알칼리 탈지액을 가열할 수 있다. 그러나, 기온이 낮은 동계 등이어도, 저류 탱크(12)로부터 알칼리 세정조(11)로 알칼리 탈지액을 보내는 펌프(131)의 발열에 의해, 통상, 알칼리 탈지액의 온도는 20℃ 이상이 되어 있다. 한편, 기온이 높은 하계 등에는, 알칼리 탈지액의 온도가 40℃를 넘는 경우가 있다. 이와 같은 경우는, 알칼리 탈지액을 냉각하여 40℃ 이하로 할 필요는 없다. 적극적인 가열 처리에 의하지 않고(알칼리 탈지액에 대해 가열용의 에너지를 소비하지 않고), 알칼리 탈지액의 온도가, 자연스럽게 고온(40℃보다 높은 온도)이 되어도, 에너지 절약(저비용) 및 양호한 세정성의 쌍방을 실현할 수 있기 때문이다. 또한, 알칼리 탈지액에 대해 적극적인 가열 처리를 행하지 않는 경우는, 알칼리 탈지액의 온도에 특별히 상한은 없지만, 일반적으로는, 적극적인 가열 처리를 행하지 않고 상승하는 온도는 겨우 60℃ 정도라고 생각된다. 이와 같이, 조 본체(111)(알칼리 세정조(11))에는, 전형적으로는, 알칼리 세정 장치(10)의 주변 온도에 따른 온도의 알칼리 탈지액(즉, 가열 처리되어 있지 않은 알칼리 탈지액)이 공급되어 저류된다. 단, 알칼리 탈지액의 온도가 20℃ 미만으로 저하된 경우는, 40℃ 이하로 가열된 알칼리 탈지액이 조 본체(111)(알칼리 세정조(11))에 공급되어 저류된다. In the
알칼리 세정조(11)가 고온 가열되어 있지 않은 알칼리 탈지액으로 채워지면, 조 본체(111)에 대한 알칼리 탈지액의 공급을 정지한다. 금속관(P)은, 알칼리 세정조(11) 내에 채워진 고온 가열되어 있지 않은 알칼리 탈지액 중에, 소정 시간 유지된다. 금속관(P)을 유지하는 시간은, 적절히 결정하면 되지만, 예를 들면, 1~5분 간이다. When the
다음에, 연통구(14)를 개방하여, 조 본체(111)로부터 저류 탱크(12)에 알칼리 탈지액을 배출한다. 이것에 의해, 조 본체(111)에서는, 단부(111c)측으로부터 단부(111d)측을 향하여 알칼리 탈지액이 흐른다. 알칼리 탈지액은, 금속관(P)의 내부 및 주위를 통과한다. 조 본체(111) 내의 알칼리 탈지액은, 모두 저류 탱크(12)에 회수된다. Next, the
저류 탱크(12)로부터 알칼리 세정조(11)로의 알칼리 탈지액의 공급, 알칼리 탈지액 중에서의 금속관(P)의 유지, 및 알칼리 세정조(11)로부터 저류 탱크(12)로의 알칼리 탈지액의 배출을 1사이클로 하여, 이 사이클을 소정 회수 실시한다. 당해 사이클의 실시 회수가 증가할수록 세정성도 향상되지만, 세정성과 조업성의 밸런스를 고려하여 실시 회수를 결정하는 것이 바람직하다. 당해 사이클의 실시 회수는, 예를 들면, 2~5회로 할 수 있다. 1사이클당 소요 시간은, 알칼리 세정조(11)의 용량 등에 따라서도 다르지만, 예를 들면, 5~15분 정도로 할 수 있다. Supply of an alkali degreasing liquid from the
상기 사이클을 소정 회수 실시한 후, 조 본체(111)로부터 덮개(112)를 떼어 내고, 크레인 등을 사용하여, 조 본체(111)로부터 금속관(P)을 끌어올린다. 이것에 의해, 알칼리 세정 공정(S41)이 종료된다. After carrying out the said cycle a predetermined number of times, the
알칼리 세정 공정(S41)에서는, 알칼리 세정조(11) 내에 있어서 알칼리 탈지액의 흐름을 발생시키는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 알칼리 탈지액 자체의 화학적인 작용에 더하여, 알칼리 탈지액의 흐름에 의한 물리적인 작용으로, 금속관(P)의 알칼리 세정을 행할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 알칼리 탈지액의 공급 및 배출의 과정에서, 알칼리 세정조(11) 내에 알칼리 탈지액의 흐름이 발생한다. 본 실시 형태에서는, 알칼리 세정조(11) 내에 알칼리 탈지액이 채워지면, 알칼리 탈지액의 흐름을 일단 정지시키지만, 알칼리 세정조(11) 내에 있어서 알칼리 탈지액을 계속 흐르게 해도 된다. 단, 알칼리 세정조(11) 내에서 알칼리 탈지액의 흐름을 발생시키지 않고, 알칼리 탈지액을 항상 정지시킨 상태에서, 알칼리 세정 공정(S41)을 실시할 수도 있다. In the alkali cleaning step (S41), it is preferable to generate a flow of the alkali degreasing liquid in the alkali cleaning tank (11). Thereby, in addition to the chemical action of the alkali degreasing liquid itself, alkali cleaning of the metal pipe P can be performed by a physical action by the flow of the alkaline degreasing liquid. In the present embodiment, in the process of supplying and discharging the alkaline degreasing liquid, a flow of the alkaline degreasing liquid occurs in the
(초음파 세정 공정) (Ultrasonic cleaning process)
알칼리 세정 공정(S41)이 실시된 후, 초음파 세정 공정(S42)이 실시된다. 초음파 세정 공정(S42)은, 초음파 및 파인 버블이 부여된 세정액에, 알칼리 탈지액에 침지한 후의 금속관(P)을 침지하는 공정이다. 초음파 세정 공정(S42)에서는, 알칼리 세정 공정(S41)에서 사용한 알칼리 세정 장치(10)(도 2)와는 다른 장치인 초음파 세정 장치(20)(도 4)가 사용된다. 즉, 알칼리 세정 공정(S41)이 종료된 후, 금속관(P)은, 알칼리 세정 장치(10)로부터 초음파 세정 장치(20)로 옮겨진다. 알칼리 세정 공정(S41) 후의 금속관(P)은, 초음파 세정 공정(S42) 전에 수세되어도 된다. 이것에 의해, 금속관(P)에 부착된 알칼리 탈지액을 씻어 낼 수 있다. After the alkali cleaning process S41 is performed, the ultrasonic cleaning process S42 is performed. The ultrasonic cleaning step S42 is a step of immersing the metal pipe P after being immersed in an alkaline degreasing liquid in a cleaning liquid to which ultrasonic waves and fine bubbles have been applied. In the ultrasonic cleaning process S42, the ultrasonic cleaning apparatus 20 (FIG. 4) which is an apparatus different from the alkaline cleaning apparatus 10 (FIG. 2) used in the alkali cleaning process S41 is used. That is, after the alkali cleaning process S41 is finished, the metal pipe P is transferred from the
도 4를 재차 참조하여, 금속관(P)의 초음파 세정에 앞서, 초음파 세정조(21)에 세정액을 저류한다. 초음파 세정조(21)에는, 공급 기구(22)에 의해 세정액이 공급된다. 단, 빈 초음파 세정조(21)에 세정액을 공급하는 단계에서는, 공급 기구(22) 이외의 수단으로 세정액을 초음파 세정조(21)에 공급해도 된다. 초음파 세정조(21)에 공급되는 세정액은, 7mg/L~11mg/L 정도의 용존 산소 농도를 가지고 있는 것이 바람직하다. 세정액은, 전형적으로는 물(수도물 또는 공업용수)이다. 세정액이 수온 10~35℃의 물(수도물 또는 공업용수)인 경우, 세정액의 용존 산소 농도는 7mg/L~11mg/L가 된다. 초음파 세정조(21)에 공급되는 세정액은, 8mg/L~10mg/L 정도의 용존 산소 농도를 가지고 있는 것이 보다 바람직하다. 세정액이 수온 15~25℃의 물(수도물 또는 공업용수)인 경우, 세정액의 용존 산소 농도는, 8mg/L~10mg/L가 된다. 용존 산소 농도는, 세정액 중의 용존 기체량의 지표가 된다. Referring again to FIG. 4, prior to the ultrasonic cleaning of the metal tube P, the cleaning liquid is stored in the
초음파 세정조(21) 내의 세정액의 액면이 기준 액면(S)(도 6 또는 도 7)을 넘으면, 배출 기구(23)에 의한 세정액의 배출이 개시된다. 공급 기구(22)는, 세정액의 액면이 기준 액면(S)에 도달한 후에도, 계속해서 세정액을 초음파 세정조(21)에 공급한다. 이것에 의해, 초음파 세정조(21)에서는, 세정액의 공급과 동시에 세정액의 배출이 행해지게 된다. 이 때의 세정액의 배출량은, 세정액의 공급량과 실질적으로 동일하다. When the liquid level of the cleaning liquid in the
알칼리 세정 장치(10)(도 2 및 도 3)로부터 초음파 세정 장치(20)에 옮겨져 온 금속관(P)은, 초음파 세정조(21)에 저류된 세정액에, 소정 시간 침지된다. 금속관(P)은, 크레인 등을 사용하여, 초음파 세정조(21) 내의 세정액 중에 침지시킬 수 있다. 통상, 복수의 금속관(P)을 동시에 세정액 중에 침지시키지만, 금속관(P)을 1개씩 세정액 중에 침지시켜도 된다. The metal pipe P transferred from the alkaline cleaning device 10 (FIGS. 2 and 3) to the
금속관(P)을 세정액에 침지하고 있는 동안, 초음파 세정조(21)에는, 공급 기구(22)에 의해, 새로운 세정액이 연속해서 공급된다. 이 세정액은, 전형적으로는 물(수도물 또는 공업용수)이다. 한편, 배출 기구(23)에 의해, 기준 액면(S)을 넘은 만큼의 세정액이 초음파 세정조(21)로부터 연속해서 배출된다. 이것에 의해, 초음파 세정조(21) 내의 세정액의 과도한 오염에 의한 세정력의 저하를 억제할 수 있다. 공급 기구(22)가 초음파 세정조(21)에 공급하는 세정액의 양(단위 시간당)은, 초음파 세정조(21)의 세정액의 저류량이나 세정액의 오염 정도를 고려하여, 결정할 수 있다. 배출 기구(23)에 의해 초음파 세정조(21)로부터 배출된 세정액은, 소정의 배수 처리를 거쳐 폐기된다. While the metal pipe P is immersed in the cleaning liquid, a new cleaning liquid is continuously supplied to the
또, 금속관(P)을 세정액에 침지하고 있는 동안, 세정액에는, 초음파 조사 기구(24)에 의해 초음파가 조사되고, 파인 버블 발생 기구(25)에 의해 파인 버블이 공급된다. Further, while the metal tube P is immersed in the cleaning liquid, ultrasonic waves are irradiated to the cleaning liquid by the
초음파 세정 공정(S42)에서는, 파인 버블 발생 기구(25)가 세정액 중의 용존 기체를 기포화함으로써, 세정액의 용존 산소 농도가 저하된다. 파인 버블 발생 기구(25)는, 초음파 세정조(21) 내의 세정액의 용존 산소 농도를 5.2mg/L 이하로 저하시킨다. 파인 버블 발생 기구(25)는, 초음파 세정조(21) 내의 세정액의 용존 산소 농도를 보다 바람직하게는 4.5mg/L 이하, 더 바람직하게는 4.2mg/L 이하로 저하시킨다. In the ultrasonic cleaning step S42, the fine
구체적으로는, 공급 기구(22)는, 7mg/L~11mg/L 정도, 바람직하게는 8mg/L~10mg/L 정도의 용존 산소 농도를 가지는 세정액을 초음파 세정조(21)에 공급한다. 이 세정액이 파인 버블 발생 기구(25)의 파인 버블 발생 장치(253)를 통과했을 때, 세정액 중의 용존 기체가 파인 버블화되어, 세정액의 용존 산소 농도가 저하된다. 초음파 세정조(21)와 파인 버블 발생 기구(25)의 사이에서 세정액이 순환함으로써, 초음파 세정조(21) 내의 세정액의 용존 산소 농도는 5.2mg/L 이하, 보다 바람직하게는 4.5mg/L 이하, 더 바람직하게는 4.2mg/L 이하가 된다. 이것에 의해, 폭넓은 초음파의 음압 영역에서 양호한 세정성을 확보하는 것이 가능해진다. 이와 같은 용존 산소 농도 하에 있어서, 양호한 세정성을 확실히 확보하기 위해서는, 초음파의 음압은 120mV 이상인 것이 바람직하다. Specifically, the
또한, 초음파 세정조(21) 내의 세정액의 용존 산소 농도는, 통상, 2.0mg/L 이상이다. 단, 초음파 세정조(21) 내의 세정액의 용존 산소 농도의 하한은, 특별히 관리 또는 제어하지 않아도 되다. In addition, the dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid in the
용존 산소 농도[mg/L]는, 시판의 용존 산소 농도계((주) 호리바 제작소제, LAQUA OM-71)로 측정한 값이다. 음압[mV]는, 시판의 초음파 음압계((주) 카이죠제 음압 레벨 모니터 19001D형)를 이용하여, 5초 간의 평균 측정치를 측정하는 측정 모드로, 프로브(압전 소자가 부착된 진동 전달봉)를 세정액의 액면으로부터 100mm 수중에 넣고 측정했을 때의 값이다. 이들 측정치를, 각각, 본 개시에 있어서의 용존 산소 농도 및 음압으로 한다. The dissolved oxygen concentration [mg/L] is a value measured with a commercially available dissolved oxygen concentration meter (manufactured by Horiba Corporation, LAQUA OM-71). Sound pressure [mV] is a measurement mode in which an average measured value for 5 seconds is measured using a commercially available ultrasonic sound pressure meter (Kaijo-made sound pressure level monitor type 19001D). Probe (vibration transmission rod with piezoelectric element) Is the value when measured by placing it in water 100 mm from the liquid level of the cleaning solution. These measured values are taken as dissolved oxygen concentration and negative pressure in the present disclosure, respectively.
금속관(P)을 초음파 세정조(21) 내의 세정액 중에 잠시 유지한 후, 초음파 세정조(21)로부터 당해 금속관(P)을 끌어올린다. 초음파 세정 공정(S42)에서는, 초음파 세정조(21) 내로의 금속관(P)의 배치, 세정액 중에서의 금속관(P)의 유지, 및 초음파 세정조(21)로부터의 금속관(P)의 끌어올림을 1사이클로 하여, 이 사이클을 소정 회수 실시한다. 당해 사이클에 있어서의 금속관(P)의 유지 시간, 및 사이클의 실시 회수는, 세정액으로의 금속관(P)의 합계 침지 시간이 소정 시간 이상이 되도록 결정할 수 있다. 금속관(P)의 합계 침지 시간은, 금속관(P)에 부착되어 있는 피막의 양 등에 따라, 적절히 설정하면 된다. 금속관(P)의 합계 침지 시간은, 예를 들면, 30초 이상이며, 보다 바람직하게는 1분 간 이상이다. After holding the metal pipe P in the cleaning liquid in the
금속관(P)을 초음파 세정조(21)로부터 끌어올릴 때에는, 금속관(P)을 수평면에 대해 기울이는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 금속관(P) 내의 액 제거를 행할 수 있다. 상기 사이클을 복수회 실시하는 경우에는, 사이클 마다 기울이는 방향을 변경하는 것이 바람직하다. When the metal tube P is pulled up from the
미리 설정된 합계 침지 시간 이상, 세정액에 금속관(P)을 침지하면, 크레인 등을 사용하여, 초음파 세정조(21)로부터 금속관(P)을 회수한다. 이 때에도, 금속관(P)을 기울이면서 끌어올리는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 금속관(P)의 내부에 세정액이 잔존하는 것을 방지할 수 있다. When the metal pipe P is immersed in the cleaning liquid for more than a predetermined total immersion time, the metal pipe P is recovered from the
금속관(P)을 회수함으로써, 초음파 세정 공정(S42)이 완료된다. 초음파 세정조(21)에서는, 계속해서, 초음파 및 파인 버블이 세정액에 부여되어, 세정액의 공급 및 배출이 행해지고 있다. 이 때문에, 계속해서, 다른 금속관(P)의 초음파 세정을 실시할 수 있다. By recovering the metal tube P, the ultrasonic cleaning process S42 is completed. Subsequently, in the
금속관(P)의 초음파 세정을 연속해서 실시하는 경우, 파인 버블을 포함하지 않는 알칼리 탈지액 또는 물 등을 금속관(P)이 초음파 세정조(21) 내에 들여옴으로써, 초음파 세정조(21) 내의 세정액의 용존 산소 농도가 높아질 가능성이 있다. 세정액의 용존 산소 농도가 높아진 경우, 파인 버블 발생 기구(25)가 용존 산소 농도를 충분히 저하시킬 때까지, 금속관(P)의 초음파 세정을 정지하는 것이 바람직하다. 세정액의 용존 산소 농도가 5.2mg/L 이하, 4.5mg/L 이하, 또는 4.2mg/L 이하가 된 단계에서, 알칼리 세정 공정(S41) 후의 금속관(P)의 초음파 세정을 재개하면 된다. When the ultrasonic cleaning of the metal tube P is continuously performed, an alkali degreasing liquid or water that does not contain fine bubbles is introduced into the
본 실시 형태에서는, 초음파 세정조(21)에 세정액을 저류한 후, 초음파 세정조(21) 내에 금속관(P)을 배치하고 있다. 그러나, 빈 초음파 세정조(21) 내에 금속관(P)을 배치한 후, 초음파 세정조(21)에 세정액을 저류할 수도 있다. In this embodiment, after storing the cleaning liquid in the
[실시 형태의 효과] [Effect of embodiment]
본 실시 형태에서는, 냉간 인발 가공 후의 금속관(P)을 고온 가열되어 있지 않은 알칼리 탈지액에 침지한 후, 초음파 및 파인 버블이 부여된 세정액에 침지한다. 이것에 의해, 고온의 알칼리 탈지액을 사용하지 않아도, 금속관(P)에 형성된 화성 피막 및 윤활 피막을 제거할 수 있다. In the present embodiment, the metal pipe P after cold drawing is immersed in an alkali degreasing liquid that has not been heated at a high temperature, and then immersed in a cleaning liquid to which ultrasonic waves and fine bubbles have been applied. Thereby, the chemical conversion film and the lubricating film formed on the metal tube P can be removed without using a high-temperature alkaline degreasing liquid.
이하, 도 8a 내지 도 8c를 참조하여, 본 실시 형태의 금속관(P)의 제조 방법에 있어서의 세정 공정(S4)의 작용을 설명한다. 도 8a는, 냉간 인발 가공 후의 금속관(P)의 표면을 모식적으로 나타내는 도이다. 도 8b는, 알칼리 세정 공정(S41) 후의 금속관(P)의 표면을 모식적으로 나타내는 도이다. 도 8c는, 초음파 세정 공정(S42) 중의 금속관(P)의 표면을 모식적으로 나타내는 도이다. Hereinafter, the action of the cleaning step S4 in the method for manufacturing the metal tube P of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 8A to 8C. 8A is a diagram schematically showing the surface of the metal tube P after cold drawing. 8B is a diagram schematically showing the surface of the metal tube P after the alkali washing step S41. 8C is a diagram schematically showing the surface of the metal tube P in the ultrasonic cleaning step S42.
도 8a에 나타내는 바와 같이, 냉간 인발 가공 후의 금속관(P)의 표면 상에는, 화성 피막(31)이 형성되어 있다. 화성 피막(31) 상에는, 윤활 피막(32)이 형성되어 있다. 윤활 피막(32)은, 금속 비누층(321)과, 비누층(322)을 포함한다. 예를 들면, 화성 피막(31)으로서, 옥살산철(II) 피막이 1~100μm, 바람직하게는 5~40μm, 윤활 피막(32)으로서, 금속 비누(스테아린산철)층(321)과 비누(스테아린산나트륨)층(322)을 합하여 10~1000μm, 바람직하게는 50~200μm 형성되어 있다. As shown in FIG. 8A, on the surface of the metal tube P after cold drawing, a
냉간 인발 가공 후의 금속관(P)에 있어서, 화성 피막(31)에는 균열이 발생하고 있다. 이것은, 화성 피막(31)의 연성이 매우 작기 때문에, 냉간 인발 가공 시에 화성 피막(31)이 늘어나지 않고 파단되기 때문이라고 생각된다. 한편, 윤활 피막(32)은, 냉간 인발 가공 시의 가공 발열에 의해 늘어나고, 균열이 생긴 화성 피막(31)을 피복한다. In the metal tube P after cold drawing, cracks are generated in the
도 8b에 나타내는 바와 같이, 냉간 인발 가공 후의 금속관(P)을 고온 가열되어 있지 않은 알칼리 탈지액에 침지한 경우, 화성 피막(31)을 덮고 있던 윤활 피막(32)이 부분적으로 제거된다. 구체적으로는, 금속 비누층(321)의 일부가 알칼리 탈지액과 반응하여 착체를 형성하고, 비누층(322)의 일부가 알칼리 탈지액에 용해된다. 이것에 의해, 알칼리 세정 공정(S41) 후에는, 금속관(P)에 있어서, 윤활 피막(32)의 일부가 결손된 상태가 된다. As shown in FIG. 8B, when the metal tube P after cold drawing is immersed in an alkali degreasing liquid that has not been heated at a high temperature, the lubricating
윤활 피막(32)이 부분적으로 제거된 금속관(P)에 대해 초음파 세정을 실시하면, 도 8c에 나타내는 바와 같이, 윤활 피막(32)은, 결손된 부분을 기점으로 금속관(P)으로부터 박리된다. 화성 피막(31)을 덮는 윤활 피막(32)이 박리되면, 화성 피막(31)도, 냉간 인발 가공 시에 생긴 균열을 기점으로 금속관(P)으로부터 박리된다. 화성 피막(31) 및 윤활 피막(32)은, 초음파 캐비테이션 등의 물리적 작용에 의해, 금속관(P)으로부터 벗겨 내어진다. When ultrasonic cleaning is performed on the metal pipe P from which the
이와 같이, 본 실시 형태의 금속관(P)의 제조 방법에 있어서의 세정 공정(S4)에 의하면, 고온의 알칼리 탈지액을 사용하지 않고, 냉간 인발 가공 후의 금속관(P)으로부터 화성 피막(31) 및 윤활 피막(32)을 제거할 수 있다. 따라서, 에너지 절약(저비용) 및 양호한 세정성을 실현할 수 있다. As described above, according to the cleaning step (S4) in the method for manufacturing the metal tube P of the present embodiment, the
화성 피막(31)은, 화학 결합에 의해 금속관(P)의 재료와 결합되어 있기 때문에, 종래, 산세 처리에 의해 금속관(P)으로부터 제거할 필요가 있었다. 즉, 고온의 알칼리 탈지액에 의해 금속관(P)으로부터 윤활 피막(32)을 제거한 후, 화성 피막(31)을 제거하기 위해 금속관(P)을 산세할 필요가 있었다. 그러나, 본 실시 형태에 따른 세정 방법에 의하면, 알칼리 세정 및 초음파 세정 만으로, 윤활 피막(32)에 더하여, 화성 피막(31)도 제거할 수 있다. 따라서, 화성 피막(31)을 제거하기 위한 산세 처리가 불필요해져, 금속관(P)의 세정 공정을 간소화할 수 있다. Since the
본 실시 형태에서는, 초음파 세정 공정(S42)에 있어서, 세정액에 파인 버블을 발생시킨다. 이것에 의해, 세정액 중의 초음파를 산란시켜, 3차원적으로 전파시킬 수 있다. 이 때문에, 금속관(P)의 세정성이 향상된다. 또, 초음파 세정 공정(S42)에 있어서, 세정액 중의 용존 기체가 파인 버블화됨으로써, 세정액의 용존 산소 농도가 5.2mg/L 이하, 보다 바람직하게는 4.5mg/L 이하, 더 바람직하게는 4.2mg/L 이하가 된다. 따라서, 폭넓은 음압 영역에 있어서 양호한 초음파 세정성을 확보할 수 있다. In this embodiment, fine bubbles are generated in the cleaning liquid in the ultrasonic cleaning step (S42). Thereby, ultrasonic waves in the cleaning liquid can be scattered and propagated in three dimensions. For this reason, the cleaning property of the metal tube P is improved. In addition, in the ultrasonic cleaning step (S42), the dissolved oxygen concentration in the cleaning liquid is 5.2 mg/L or less, more preferably 4.5 mg/L or less, and still more preferably 4.2 mg/L, as the dissolved gas in the cleaning liquid is finely bubbled. It becomes L or less. Therefore, it is possible to ensure good ultrasonic cleaning properties in a wide range of negative pressures.
이상, 본 개시에 따른 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 개시는 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 그 취지를 일탈하지 않는 한에 있어서 다양한 변경이 가능하다. As mentioned above, although the embodiment according to the present disclosure has been described, the present disclosure is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit thereof.
예를 들면, 상기 실시 형태에 의하면, 화성 피막(31)을 제거하기 위한 산세 처리를 생략하는 것이 가능하지만, 산세 처리를 배제하는 것이 아니라, 초음파 세정 후에 산세 처리를 행해도 된다. 세정 후의 금속관(P)을 초음파 세정조(21)로부터 끌어올릴 때에, 초음파 세정조(21) 내에 부유하고 있는 티끌(세정에 의해 제거된 피막의 일부 등)이 금속관(P)에 부착될 가능성이 있다. 이와 같이, 금속관 표면에 재부착되어 버리는 오염을 제거하기 위해, 산세 처리를 실시해도 된다. 또한, 이 경우여도, 종래에 비해 단시간의 산세 처리로 금속관 표면의 오염을 제거하는 것이 가능하다. For example, according to the above embodiment, it is possible to omit the pickling treatment for removing the
<실시예><Example>
이하, 실시예에 의해 본 개시를 더 상세하게 설명한다. 단, 본 개시는, 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present disclosure will be described in more detail by examples. However, the present disclosure is not limited to the following examples.
[실시예] [Example]
본 개시에 의한 금속관의 세정 효과를 확인하기 위해, 도 2에 나타내는 알칼리 세정 장치(10)와, 도 4에 나타내는 초음파 세정 장치(20)를 사용하여, 냉간 인발 가공 후의 금속관(P)의 세정 시험을 실시했다. 즉, 알칼리 세정 장치(10)에 있어서, 고온 가열되어 있지 않은 알칼리 탈지액에 의한 알칼리 세정 공정을 실시한 후, 초음파 세정 장치(20)에 있어서, 초음파 및 파인 버블을 부여한 세정액에 의한 초음파 세정 공정을 실시했다. 본 실시예에 있어서, 알칼리 세정 공정에서 이용한 알칼리 탈지액의 온도는, 알칼리 세정 장치(10)의 주변 온도에 따른 온도로, 구체적으로는 약 25℃였다. 본 실시예에서는, 알칼리 세정 공정을 실시한 후, 초음파 세정 공정을 실시하기 전에, 금속관(P)의 수세를 행했다. In order to confirm the cleaning effect of the metal tube according to the present disclosure, a cleaning test of the metal tube P after cold drawing using the
[비교예 1] [Comparative Example 1]
비교예 1로서, 냉간 인발 가공 후의 금속관(P)에 대해, 고온의 알칼리 탈지액에 의한 알칼리 세정 공정을 실시했다. 고온 알칼리 세정 공정 후, 금속관(P)의 수세를 행했다. 비교예 1에서도, 실시예와 동일한 알칼리 세정 장치(10)를 사용했다. 비교예 1에서는, 알칼리 세정 처리 후의 초음파 세정 공정을 실시하지 않았다. As Comparative Example 1, an alkali washing step with a high temperature alkaline degreasing liquid was performed on the metal pipe P after cold drawing. After the high-temperature alkali washing step, the metal pipe P was washed with water. Also in Comparative Example 1, the same
[비교예 2] [Comparative Example 2]
비교예 2로서, 냉간 인발 가공 후의 금속관(P)에 대해, 초음파 및 파인 버블을 부여한 세정액에 의한 세정 공정(초음파 세정 공정)을 실시했다. 비교예 2에서는, 초음파 세정 공정 전의 알칼리 세정 공정을 실시하지 않았다. As Comparative Example 2, a cleaning process (ultrasonic cleaning process) with a cleaning liquid to which ultrasonic waves and fine bubbles were applied was performed on the metal tube P after cold drawing. In Comparative Example 2, the alkaline cleaning step before the ultrasonic cleaning step was not performed.
[시험 조건] [Exam conditions]
실시예, 비교예 1, 및 비교예 2에서는, 각각 20개의 금속관(P)을 사용했다. 금속관(P)의 화학 조성은, 질량%로, C:0.08%, Si:0.2%, Mn:0.8%, Cu:3.0%, Ni:8.8%, Cr:18.5%, Nb:0.5%, 잔부:Fe 및 불순물이다. 금속관(P)의 치수는, 외직경:50.8mm, 두께:7.2mm, 길이:8000mm이다. 금속관(P)의 표면에는 화성 피막(31)으로서 옥살산철(II) 피막을 10μm, 그 옥살산철(II) 피막 상에 윤활 피막(32)으로서 금속 비누(스테아린산철)층(321)과 비누(스테아린산나트륨)층(322)을 합하여 100μm 형성했다. 그 외의 시험 조건을 표 1에 나타낸다. In Examples, Comparative Example 1, and Comparative Example 2, 20 metal tubes P were used, respectively. The chemical composition of the metal tube (P) is mass%, C: 0.08%, Si: 0.2%, Mn: 0.8%, Cu: 3.0%, Ni: 8.8%, Cr: 18.5%, Nb: 0.5%, the balance: Fe and impurities. The dimensions of the metal tube P are: outer diameter: 50.8 mm, thickness: 7.2 mm, and length: 8000 mm. On the surface of the metal tube P, an iron (II) oxalate film is 10 μm as a
표 1에 있어서, 10분 간의 유동 사이클이란, 알칼리 세정조(11)로의 알칼리 탈지액의 공급, 알칼리 탈지액 중에서의 금속관(P)의 유지, 및 알칼리 세정조(11)로부터의 알칼리 탈지액의 배출로 이루어지는 사이클을, 10분 간에 걸쳐 실시한 것을 의미한다. 실시예 및 비교예 1에서는, 알칼리 세정 공정에 있어서, 10분 간의 유동 사이클을 3회 반복하고 있다. In Table 1, the flow cycle for 10 minutes refers to the supply of the alkali degreasing liquid to the
[평가] [evaluation]
실시예, 비교예 1, 및 비교예 2의 각각에 대해서, 금속관(P)의 세정성을 평가했다. 도 9는, 실시예, 비교예 1, 및 비교예 2에 대해서, 금속관(P)의 내면에 부착되어 있는 탄소(C)량[mg/m2]의 변화를 나타내는 그래프이다. 탄소량은, 시판의 측정 장치(LECO 재팬 합동 회사제, 형태별 탄소·수소/수분 분석 장치 RC612형)를 사용하여 측정했다. About each of Examples, Comparative Example 1, and Comparative Example 2, the cleaning property of the metal tube P was evaluated. 9 is a graph showing changes in the amount of carbon (C) adhering to the inner surface of the metal tube P [mg/m 2] with respect to Examples, Comparative Example 1, and Comparative Example 2. FIG. The amount of carbon was measured using a commercially available measuring device (manufactured by LECO Japan Co., Ltd., type-specific carbon/hydrogen/moisture analyzer model RC612).
도 9에 나타내는 바와 같이, 초음파 세정 만을 실시한 비교예 2의 경우, 탄소량이 세정 전으로부터 거의 감소하지 않는다. 따라서, 초음파 세정 만으로는, 금속관(P)으로부터 화성 피막 및 윤활 피막을 제거할 수 없는 것을 알 수 있다. As shown in Fig. 9, in the case of Comparative Example 2 in which only ultrasonic cleaning was performed, the amount of carbon hardly decreased from before cleaning. Therefore, it is understood that the chemical conversion film and the lubricating film cannot be removed from the metal tube P only by ultrasonic cleaning.
비교예 1의 경우, 고온의 알칼리 탈지액에 의한 알칼리 세정을 행함으로써, 탄소량이 감소하고 있다. 이것은, 고온의 알칼리 탈지액에 의한 알칼리 세정에 의해, 윤활 피막의 대부분을 제거할 수 있던 것을 나타내고 있다. 그러나, 화성 피막은 제거되어 있지 않으며, 또, 후술하는 바와 같이 윤활 피막의 일부도 잔존하고 있다고 생각된다. 이 때문에, 고온 알칼리 세정 후에 금속관(P)을 산세하여, 잔존 비누 성분 및 화성 피막을 제거할 필요가 있다. In the case of Comparative Example 1, the amount of carbon was reduced by performing alkaline cleaning with a high-temperature alkaline degreasing liquid. This indicates that most of the lubricating film could be removed by alkaline cleaning with a high-temperature alkaline degreasing liquid. However, it is considered that the chemical conversion coating has not been removed, and a part of the lubricating coating remains as described later. For this reason, it is necessary to pickle the metal pipe P after high-temperature alkali washing to remove residual soap component and chemical conversion film.
실시예에서는, 약 25℃의 알칼리 탈지액에 의한 알칼리 세정을 행함으로써, 탄소량이 세정 전으로부터 약간 감소한다. 이것은, 도 8b를 이용하여 설명한 바와 같이, 화성 피막을 덮고 있던 윤활 피막이 부분적으로 제거된 것에 의한 것이다. 약 25℃의 알칼리 탈지액에 의한 알칼리 세정이 종료된 단계의 실시예의 탄소량은, 비교예 1에 있어서의 고온 알칼리 세정 후의 탄소량보다 많다. 이것은, 약 25℃의 알칼리 탈지액에 의한 알칼리 세정에서는, 윤활 피막을 부분적으로 밖에 제거할 수 없기 때문이라고 생각된다. 그러나, 그 후, 초음파 세정을 행함으로써, 탄소량이 비교예 1의 경우보다 큰 폭으로(수십 mg/m2 정도까지) 감소한다. 비교예 1의 경우, 윤활 피막의 대부분은 제거되어 있다고 생각되기 때문에, 약 25℃와 같은 저온의 알칼리 탈지액에 의한 알칼리 세정이어도, 그 후에 초음파 세정을 행함으로써, 금속관(P)으로부터 윤활 피막 뿐만이 아니라, 화성 피막도 제거할 수 있는 것을 알 수 있다. 실시예의 경우, 비교예 1과 달리, 그 후의 산세 처리를 생략하는 것이 가능하다. 또한, 보다 확실히 화성 피막을 제거하기 위해 산세 처리를 행해도 된다. In Examples, by performing alkaline cleaning with an alkaline degreasing liquid at about 25° C., the amount of carbon is slightly reduced from before cleaning. This is because, as described with reference to Fig. 8B, the lubricating film covering the chemical conversion film has been partially removed. The carbon amount of the example at the stage in which the alkali cleaning with the alkali degreasing liquid at about 25°C was completed was greater than the carbon amount after the high-temperature alkali cleaning in Comparative Example 1. This is considered to be because the lubricating film can only be partially removed in the alkaline cleaning with an alkaline degreasing liquid at about 25°C. However, after that, by performing ultrasonic cleaning, the amount of carbon decreases to a greater extent than in the case of Comparative Example 1 (up to several tens of mg/m 2 ). In the case of Comparative Example 1, since most of the lubricating film is considered to have been removed, even if it is alkaline cleaning with an alkaline degreasing liquid at a low temperature such as about 25°C, ultrasonic cleaning is performed after that, so that only the lubricating film from the metal pipe P is removed. In addition, it can be seen that the chemical conversion film can also be removed. In the case of the Example, unlike Comparative Example 1, it is possible to omit the subsequent pickling treatment. Further, in order to more reliably remove the chemical conversion film, a pickling treatment may be performed.
도 10은, 실시예 및 비교예 1의 세정 방법으로 세정된 각 금속관(P)의 내면의 주사 전자현미경(SEM) 화상이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 비교예 1의 세정 방법으로 세정된 금속관(P)에서는, 흰 잔존 비누 성분이 확인된다. 즉, 비교예 1에서는, 세정 후의 금속관(P)은, 윤활 피막이 대체로 제거되어 있지만, 일부 잔존하고 있는 것을 알 수 있다. 한편, 실시예의 세정 방법으로 세정된 금속관(P)에서는, 잔존 비누 성분이 확인되지 않는다. 따라서, 실시예에서는, 세정 후의 금속관(P)으로부터 윤활 피막이 제거되어 있다. 또, 도 9에 나타내는 바와 같이, 실시예의 경우, 세정 후의 탄소량이 비교예 1에 비해 큰 폭으로 감소하고 있기 때문에, 윤활 피막 뿐만이 아니라, 화성 피막도 금속관(P)으로부터 제거되어 있다고 할 수 있다. 10 is a scanning electron microscope (SEM) image of the inner surface of each metal tube P cleaned by the cleaning method of Example and Comparative Example 1. FIG. As shown in FIG. 10, in the metal pipe P cleaned by the cleaning method of Comparative Example 1, a white residual soap component was confirmed. That is, in Comparative Example 1, the lubricating film has been substantially removed from the metal pipe P after washing, but it is understood that some remain. On the other hand, in the metal pipe P cleaned by the cleaning method of the embodiment, no residual soap component was observed. Therefore, in the embodiment, the lubricating film is removed from the metal pipe P after washing. In addition, as shown in Fig. 9, in the case of the example, since the amount of carbon after washing is significantly reduced compared to Comparative Example 1, it can be said that not only the lubricating film but also the chemical conversion film is removed from the metal tube P.
이상으로부터, 고온 가열되어 있지 않은 알칼리 탈지액에 의한 알칼리 세정을 실시한 후, 초음파 및 파인 버블을 병용한 세정을 실시함으로써, 양호한 세정성을 얻을 수 있는 것이 확인되었다. From the above, it was confirmed that, after performing alkaline cleaning with an alkaline degreasing liquid that has not been heated at a high temperature, good cleaning properties can be obtained by performing cleaning using a combination of ultrasonic waves and fine bubbles.
10: 알칼리 세정 장치
11: 알칼리 세정조
20: 초음파 세정 장치
21: 초음파 세정조
P: 금속관10: alkaline cleaning device 11: alkaline cleaning tank
20: ultrasonic cleaning device 21: ultrasonic cleaning tank
P: metal tube
Claims (4)
금속의 소관(素管)을 준비하는 준비 공정과,
상기 소관의 표면 상에 화성 피막을 형성하고, 상기 화성 피막 상에 윤활 피막을 형성하는 윤활 공정과,
상기 화성 피막 및 상기 윤활 피막이 형성된 상기 소관에 냉간 인발 가공을 실시하여, 소정의 치수의 금속관으로 성형하는 냉간 인발 공정과,
상기 금속관을 세정하여 상기 화성 피막 및 상기 윤활 피막을 제거하는 세정 공정
을 구비하고,
상기 세정 공정은,
알칼리 세정조 내의 고온 가열되어 있지 않은 알칼리 탈지액에 상기 금속관을 침지하는 공정과,
초음파 세정조 내의 세정액 중에 초음파를 조사함과 함께 상기 세정액 중에 파인 버블을 발생시키면서, 상기 알칼리 탈지액에 침지한 후의 상기 금속관을 상기 세정액에 침지하는 공정
을 포함하는, 제조 방법. As a method of manufacturing a metal tube,
A preparation process for preparing a metal tube,
A lubricating step of forming a chemical conversion film on the surface of the material pipe and forming a lubricating film on the chemical conversion film,
A cold drawing step of performing a cold drawing process on the element pipe on which the chemical conversion film and the lubricating film are formed to form a metal tube having a predetermined size; and
Cleaning process of removing the chemical conversion film and the lubricating film by cleaning the metal pipe
And,
The cleaning process,
A step of immersing the metal pipe in an alkaline degreasing liquid that has not been heated at a high temperature in an alkaline cleaning tank, and
A step of immersing the metal pipe after immersion in the alkaline degreasing liquid while irradiating ultrasonic waves into the cleaning liquid in the ultrasonic cleaning tank and generating fine bubbles in the cleaning liquid.
Containing, the manufacturing method.
상기 금속관을 상기 세정액에 침지하고 있는 동안, 상기 세정액의 용존 산소 농도는 5.2mg/L 이하인, 제조 방법. The method according to claim 1,
While the metal tube is immersed in the cleaning liquid, the dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid is 5.2 mg/L or less.
알칼리 세정조 내의 고온 가열되어 있지 않은 알칼리 탈지액에 상기 금속관을 침지하는 공정과,
초음파 세정조 내의 세정액 중에 초음파를 조사함과 함께 상기 세정액 중에 파인 버블을 발생시키면서, 상기 알칼리 탈지액에 침지한 후의 상기 금속관을 상기 세정액에 침지하는 공정
을 구비하는, 세정 방법. A method for cleaning metal pipes formed by performing cold drawing processing on an element pipe having a chemical conversion film and a lubricating film formed on the surface thereof,
A step of immersing the metal pipe in an alkaline degreasing liquid that has not been heated at a high temperature in an alkaline cleaning tank, and
A step of immersing the metal pipe after immersion in the alkaline degreasing liquid while irradiating ultrasonic waves into the cleaning liquid in the ultrasonic cleaning tank and generating fine bubbles in the cleaning liquid.
A cleaning method comprising a.
상기 금속관을 상기 세정액에 침지하고 있는 동안, 상기 세정액의 용존 산소 농도는 5.2mg/L 이하인, 세정 방법. The method of claim 3,
While the metal tube is immersed in the cleaning liquid, the dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid is 5.2 mg/L or less.
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