KR20220160866A - 고내식성을 지닌 강관의 제조방법 - Google Patents
고내식성을 지닌 강관의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220160866A KR20220160866A KR1020210069042A KR20210069042A KR20220160866A KR 20220160866 A KR20220160866 A KR 20220160866A KR 1020210069042 A KR1020210069042 A KR 1020210069042A KR 20210069042 A KR20210069042 A KR 20210069042A KR 20220160866 A KR20220160866 A KR 20220160866A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- steel pipe
- thermal spray
- corrosion resistance
- manufacturing
- high corrosion
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 127
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 127
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 44
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 58
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 13
- 210000004761 scalp Anatomy 0.000 claims description 28
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 14
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 14
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 12
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 claims description 11
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 8
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 7
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910018134 Al-Mg Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910018467 Al—Mg Inorganic materials 0.000 claims description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 18
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 15
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 8
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 7
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 6
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 3
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 description 2
- 238000006873 Coates reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K13/00—Welding by high-frequency current heating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C3/00—Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
- B23C3/12—Trimming or finishing edges, e.g. deburring welded corners
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0255—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
- B23K35/0261—Rods, electrodes, wires
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
- B23K37/003—Cooling means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/04—Tubular or hollow articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/18—Dissimilar materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
본 발명은 고내식성을 지닌 강관의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 강판을 굽혀 양 모서리를 용접하여 강관을 제조하며, 용접부위에 다성분계 용사용 와이어를 이용하여 용사코팅층을 형성함으로써, 용접부위의 내식성이 증대되고, 용사코팅층의 박리가 쉽게 일어나지 않아, 강관의 수명이 증가하는 고내식성을 지닌 강관의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 고내식성을 지닌 강관의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 강판을 용접하여 강관을 제조하며, 용접부위에는 다성분계 용사용 와이어를 이용하여 용사코팅층을 형성함으로써, 용접부위의 내식성이 증대되며, 용접부위와 코팅층의 접착강도가 증대되고, 박리가 쉽게 일어나지 않는 고내식성을 지닌 강관의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 종래의 강관은 아연 도금 강판보다 5~7배 내식성이 우수한 Zn-Al-Mg계 합금 강판을 절단하여 제조된 스캘프를 폭방향으로 굽혀, 양 모서리를 용접하고, 용접부위에 99.9% 아연으로 이루어진 용사용 와이어를 이용하여 용사코팅층을 형성함으로써, 강관이 제조된다.
도 1은 종래의 강관을 도식화한 도면으로, 도 1을 참조하면, 강관은 모재부(A), 용접부(C) 및 용접부(C) 양측의 열영향부(B)로 구분되며, 용접부(C)와 열영향부(B)에 아연으로 용사코팅된다.
또한, 도 2 (a)는 종래의 강관 용접부위 이미지이며, 도 2 (b)는 일정시간 이후의 종래의 강관 용접부위의 이미지로, 도 2 (a) 및 도 2 (b)를 참조하면, 시간이 경과함에 따라 모재부(A)에는 적청이 발생하지 않았으나 열 영향부(B)와 용접부(C)에는 적청이 발생되는 것이 확인된다.
즉, 종래의 강관은 제조시에 용사코팅 조건 및 열처리 공정 조건이 확립되지 않아, 용사코팅층이 강관에 제대로 형성되지 못하고, 용사코팅되는 용사코팅층의 내식성이 모재부(A)보다 낮아서, 시간이 경과함에 따라 용접부위에 적청이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 강판을 굽히고, 용접하여, 강관으로 제조하며, 강관의 용접부위에 다성분계 용사용 와이어를 이용하여 용사코팅함으로써, 99.9% 아연으로 이루어진 종래의 용사용 와이어를 이용하여 용사코팅 되었을 경우보다 용사코팅층이 얇으면서, 용접부위의 내식성이 증대되고, 용접부위와 용사코팅층의 접착 강도가 높으며, 박리가 쉽게 일어나지 않는 고내식성을 지닌 강관의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 종래의 용사코팅층보다 얇은 용사코팅층을 형성하여, 용사용 와이어의 사용량을 줄일 수 있는 고내식성을 지닌 강관의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 강판을 절단하여 제조된 스캘프를 강관으로 성형하는 강관 성형단계 및 다성분계 용사용 와이어가 중앙부에 구비된 용사 노즐을 이용하여 상기 강관의 용접부위에 용사코팅층을 형성하는 용사코팅 단계를 포함하는 고내식성을 지닌 강관의 제조방법을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 스캘프는 Zn-Al-Mg계 합금 강판으로 제조된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 다성분계 용사용 와이어는 아연(Zn), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 규소(Si), 칼슘(Ca), 타이타늄(Ti), 이트륨(Y) 및 붕소(B)가 재질로 이용된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 강관 성형단계는 감아져 구비된 스캘프를 풀어주는 언코일링 단계, 언코일링된 상기 스캘프를 순차적으로 배치된 다수의 롤스탠드로 삽입하여, 상기 스캘프가 폭방향으로 굽어지게 하는 롤포밍 단계, 원형으로 굽어진 스캘프의 양 모서리가 스퀴즈롤에 의해 접합되게 하면서, 고주파 전류를 이용하여 용접하는 고주파 용접 단계 및 용접 부위에 발생된 외면비드를 제거하는 외면비드 제거 단계를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 롤스탠드에 상기 스캘프가 삽입되는 속도는 85m/min 내지 95m/min인 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 고주파 전류는 355A 내지 395A이고, 전압은 330V 내지 370V이며, 진동수는 300kHz 내지 350kHz인 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 용사코팅 단계에서, 상기 강관에 용사되는 압력은 8kg/cm2 내지 12kg/cm2인 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 용사코팅 단계에서, 상기 강관과 상기 용사노즐 사이의 거리는 4cm 내지 6cm인 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 용사코팅 단게에서, 상기 용사코팅층은 복수의 층으로 구비되는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 용사코팅 단계 이후에, 강관가공단계가 더 수행되고, 상기 강관가공단계는 타원형태의 강관에 압력을 가하여 진원형태로 가공하는 사이징 단계, 강관에 발생되는 열을 물로 냉각되게 하는 수냉단계, 강관을 절단하는 절단 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 상기 고내식성을 지닌 강관의 제조방법으로 제조된 강관을 더 제공한다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
본 발명의 고내식성을 지닌 강관의 제조방법에 의하면, 강판을 굽혀 강관으로 제조하며, 아연(Zn), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 규소(Si), 칼슘(Ca), 타이타늄(Ti), 이트륨(Y) 및 붕소(B)로 이루어진 다성분계 용사용 와이어를 이용하여 강관의 용접부위에 용사코팅함으로써, 99.9% 아연으로 이루어진 종래의 용사용 와이어를 이용하여 용사코팅 되었을 경우보다 용사코팅층이 얇으면서, 용접부위의 염수에 대한 내식성이 증대되고, 용접부위와 용사코팅층의 접촉 강도가 증대되며, 용사코팅층의 박리가 쉽게 일어나지 않아, 강관의 수명을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 고내식성을 지닌 강관의 제조방법에 의하면, 종래의 용사코팅층보다 얇은 용사코팅층을 형성함으로써, 아연을 포함하는 용사용 와이어의 사용량을 줄여, 환경오염을 줄이고, 경제성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 강관을 도식화한 도면이다.
도 2 (a)는 종래의 강관 용접부위 이미지이며, 도 2 (b)는 일정시간 경과 이후의 도 2(a)에 도시된 강관 용접부위의 이미지이다.
도 3은 본 발명에 따른 고내식성을 지닌 강관의 제조방법을 설명하기 위한 단계도이다.
도 4는 본 발명에 따른 고내식성을 지닌 강관의 제조방법을 설명하기 위한 단계별 이미지이다.
도 5는 본 발명에 따른 용사코팅 단계에서 용사노즐에 의해 용사코팅층이 형성되는 개념을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6은 본 발명에 따른 강관 모재, 비교예 및 실시예의 염수분무 전과 염수분무 후의 시간 경과에 따른 표면 변화를 확인한 이미지이다.
도 7은 SEM을 이용하여 본 발명에 따른 비교예 및 실시예의 표면 및 단면을 확인한 이미지이다.
도 8은 본 발명에 따른 고내식성을 지닌 강관의 제조방법으로 제조된 강관의 이미지이다.
도 2 (a)는 종래의 강관 용접부위 이미지이며, 도 2 (b)는 일정시간 경과 이후의 도 2(a)에 도시된 강관 용접부위의 이미지이다.
도 3은 본 발명에 따른 고내식성을 지닌 강관의 제조방법을 설명하기 위한 단계도이다.
도 4는 본 발명에 따른 고내식성을 지닌 강관의 제조방법을 설명하기 위한 단계별 이미지이다.
도 5는 본 발명에 따른 용사코팅 단계에서 용사노즐에 의해 용사코팅층이 형성되는 개념을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6은 본 발명에 따른 강관 모재, 비교예 및 실시예의 염수분무 전과 염수분무 후의 시간 경과에 따른 표면 변화를 확인한 이미지이다.
도 7은 SEM을 이용하여 본 발명에 따른 비교예 및 실시예의 표면 및 단면을 확인한 이미지이다.
도 8은 본 발명에 따른 고내식성을 지닌 강관의 제조방법으로 제조된 강관의 이미지이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고내식성을 지닌 강관의 제조방법을 설명하기 위한 단계도이며, 도 4는 각 단계별 이미지이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 일 실시예에 따른 고내식성을 지닌 강관의 제조방법은 강관의 용접부위에 다성분계 용사코팅층을 형성하여 용접부위의 내식성을 높이기 위한 강관의 제조방법으로, 먼저, 강판을 절단하여 제조된 스캘프를 강관으로 성형하는 강관 성형단계(S100)가 수행된다.
여기서, 상기 스캘프는 Zn-Al-Mg계 합금 강판으로 제조되는 것이 바람직하다.
그 이유는 종래의 아연 도금 강판보다 Zn-Al-Mg계 합금 강판의 내식성이 5배 내지 7배 높기 때문이다.
보다 구체적으로, 상기 강관 성형단계(S100)는 언코일링 단계(S110), 롤포밍 단계(S120), 고주파 용접 단계(S130) 및 외면비드 제거 단계(S140)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 언코일링 단계(S110)는 절단된 강판이 감아져 롤형으로 구비된 스캘프를 풀어주는 단계이다.
이후, 언코일링 된 스캘프를 순차적으로 배치된 다수의 롤스탠드로 삽입하여, 상기 스캘프가 폭방향으로 굽어지게 하는 롤포밍 단계(S120)가 수행된다.
여기서, 상기 롤스탠드에 상기 스캘프가 삽입되는 속도는 85m/min 내지 95m/min인 것이 바람직하다.
다음, 원형으로 굽어진 상기 스캘프의 양 모서리가 스퀴즈롤의 물리적 외력에 의해 접합되게 하면서, 고주파 전류로 발생되는 열을 이용하여 상기 스캘프의 양모서리를 용접하는 고주파 용접 단계(S130)가 수행된다.
여기서, 상기 고주파 전류는 355A 내지 395A이며, 전압은 330V 내지 370V이고, 진동수는 300kHz 내지 350kHz 인 것이 바람직하다.
이어서, 코팅의 부착성을 증대시키기 위해 용접부위에 발생된 외면비드를 제거하는 외면비드 제거 단계(S140)가 수행된다.
다음, 다성분계 용사용 와이어가 중앙부에 구비된 용사노즐을 이용하여 상기 강관의 용접부위에 용사코팅층을 형성하는 용사코팅 단계(S200)가 수행된다.
도 5는 상기 용사코팅단계(S200)에서 용사노즐(10)에 의해 용사코팅층(b)이 형성되는 개념을 설명하기 위한 모식도로, 도 5를 참조하면, 용사노즐(10)의 중앙부에는 다성분계 용사용 와이어(a)가 구비되며, 다성분계 용사용 와이어(a)는 고온의 열에 의해 용융 또는 반용융 입자 상태로 강관의 용접부위(20)를 향해 고속 분사되어, 강관의 용접부위(20)에 다성분계 용사코팅층(b)이 형성됨으로써, 내마모성과 내부식성이 증대된다.
이때, 상기 다성분계 용사용 와이어는 아연(Zn), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 규소(Si), 칼슘(Ca), 타이타늄(Ti), 이트륨(Y) 및 붕소(B)가 재질로 이용될 수 있다.
또한, 상기 용사코팅 단계(S200)에서, 상기 강관에 용사되는 압력은 8kg/cm2 내지 12kg/cm2이 이용될 수 있으며, 보다 바람직하게는 10kg/cm2가 이용될 수 있다.
또한, 상기 용사코팅 단계(S200)에서, 상기 강관과 상기 용사노즐 사이의 거리는 4cm 내지 6cm일 수 있으며, 5cm인 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 용사코팅 단계(S200)에서, 상기 용사코팅층은 복수의 층으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 용사코팅 단계(S200) 이후에, 강관가공단계(S300)가 더 수행될 수 있다.
상기 강관가공단계(S300)는 사이징 단계(S310), 수냉 단계(S320) 및 절단 단계(S330)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 사이징 단계(S310)는 상기 용사코팅 단계(S200)를 통해 제조되어, 타원형태인 상기 강관에 압력을 가하여 진원형태로 가공한다.
또한, 상기 사이징 단계(S310)는 진원형태뿐만 아니라 상기 강관을 필요한 직경으로 정밀하게 가공할 수 있다.
다음, 상기 용사코팅단계(S200)에서 발생되는 열로 인해 상기 강관의 형상이 변형되는 것을 방지하기 위하여, 상기 강관을 냉각시키는 수냉 단계(S320)가 수행된다.
이어서, 상기 강관을 필요한 길이로 절단하는 절단 단계(S330)가 수행된다.
또한, 본 발명은 상기 고내식성을 지닌 강관의 제조방법으로 제조되는 강관을 더 제공한다.
도 8은 본 발명에 따른 고내식성을 지닌 강관의 제조방법으로 제조된 강관의 제품 이미지이다.
도8을 참조하면, 상기 강관은 원통형상 및 직육면체형상 등 다양한 형상을 지니는 강관 본체, 강판을 굽혀 양 모서리를 용접한 용접부, 용접부위에 형성된 용사코팅층을 포함하며, 상기 용사코팅층은 내식성 및 접착강도가 우수하며, 박리가 쉽게 일어나지 않는 아연(Zn), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 규소(Si), 칼슘(Ca), 타이타늄(Ti), 이트륨(Y) 및 붕소(B)로 이루어져 있다.
실시예
먼저, 강판을 절단하여 제조된 스캘프를 풀어지게 하였다.
여기서, 상기 스캘프는 Zn-Al-Mg계 합금 강판으로 제조하였다
이어서, 풀어진 상기 스캘프를 순차적으로 배치된 다수의 롤스탠드에 90m/min의 속도로 삽입하여, 상기 스캘프가 폭방향으로 굽어지게 하였다.
다음, 원형으로 굽어진 스캘프의 양모서리가 스퀴즈롤에 의해 접합되게 하면서, 고주파 전류를 이용하여 용접하였다.
이때, 상기 고주파 전류는 375A이며, 전압은 350V이고, 진동수는 300kHz 내지 350kHz이다.
이어서, 용접부위에 발생된 외면비드를 제거하였다.
다음, 다성분계 용사용 와이어가 중앙부에 구비된 용사 노즐을 이용하여 상기 강관의 용접부위에 다성분계 용사코팅층을 형성하였으며, 상기 용사코팅층은 두개의 층으로 형성하기 위하여, 용접부위에 용사코팅을 2회 실시하였다.
이때, 상기 다성분계 용사용 와이어는 아연(Zn), 알루미늄(Al), 규소(Si), 칼슘(Ca), 타이타늄(Ti), 이트륨(Y) 및 붕소(B)로 이루어지며, 상기 강관에 용사되는 압력은 10kg/cm2이고, 상기 강관과 상기 용사노즐 사이의 거리는 5cm이다.
비교예
상기 용사용 와이어가 99.9%의 아연으로 이루어진 것을 제외하면, 실시예와 동일한 조건에서 강관을 제조하였다.
실험예(강관 용사부위의 염수분무에 의한 적척발생 경과시간, 강관과 용사코팅층의 접착 강도 및 강관 굽힘시 박리 생성 각도)
용사코팅된 강관의 용접부위의 염수분무에 의한 적청발생 경과시간, 강관과 용사코팅층의 접착강도 및 강관 굽힘 시 박리 생성 각도를 확인하였으며, 그 결과를 아래 표 1에 나타내었다.
| 실험 항목 | 단위 | 비교예 | 실시예 | 평가방법 |
| 강관 용사부위의 염수분무에 의한 적청 발생 시간 |
hr | 250 | 500 이상 | KS D 9502 |
| 강관과 용사코팅층의 접착 강도 | Mpa | 2 | 2.5 이상 | ASTM C633 |
| 강관 굽힘시 박리 확인 각도 | 각도(°) | 60, 90 | 90 이상 | KS D 0254 |
표 1을 참조하면, 강관 용접부위의 염수분무에 의한 적청 발생시간은 비교예의 경우 250시간 경과 후에 적청이 발생하였고, 실시예의 경우 염수분무 500시간 경과 후에도 적청이 발생하지 않았다.
이를 통해, 실시예의 강관 용접부위가 비교예의 용접부위보다 염수에 대한 내식성이 더 우수하다는 걸 확인할 수 있다.
또한, 강관과 용사코팅층의 접착 강도는 비교예의 경우 2Mpa이고, 실시예의 경우 2.5Mpa 이상인 것으로 확인되었으며, 강관 굽힘시 박리 확인 각도는 비교예의 경우 60° 및 90°에서 박리가 일어났으며, 실시예의 경우 90°이상에서 박리가 일어났다.
이를 통해, 실시예에서 용사코팅층과 용접부위의 밀착성이 비교예보다 더 높을 것을 확인 할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 강관 모재, 비교예 및 실시예를 이용하여 염수분무 전, 염수분무 250 시간 경과 후 및 염수분무 500시간 경과 후의 용접부위 표면 이미지이다.
도 6을 참조하면, 강관 모재에서는 염수분무전부터 염수분무 500시간 경과 후에도 적청이 발생되지 않았으며, 비교예의 코팅층에서는 염수분무전에는 적청이 발생하지 않았으나, 염수분무 250시간 경과 후에는 적청이 발생하였고, 염수분무 500시간 경과 후에는 염수분무 250시간 경과 후보다 적청이 더 두꺼워졌으며, 실시예의 경우, 염수분무 500시간 경과후에도 적청이 발생하지 않았다.
이는 비교예와 비교하여 실시예의 용접부위 내식성이 더 우수하다는걸 나타낸다.
도 7은 SEM을 이용한 본 발명에 따른 비교예 및 실시예의 표면 및 단면을 확인한 이미지로, 도 7을 참조하면, 실시예의 용사코팅층 두께는 23.3㎛이고, 비교예의 용사코팅층 두께는 47.4㎛로 확인되었다.
이는 실시예의 용사코팅층 두께가 비교예의 용사코팅층 두께보다 얇으면서, 내식성이 우수하다는 걸 알 수 있고, 이에 따라, 아연의 사용량을 줄여, 환경오염을 줄이고, 경제성을 높일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고내식성을 지닌 강관의 제조방법에 의하면, 아연(Zn), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 규소(Si), 칼슘(Ca), 타이타늄(Ti), 이트륨(Y) 및 붕소(B)로 이루어진 다성분계 용사용 와이어를 이용하여 강관의 용접부위에 용사코팅함으로써, 99.9% 아연으로 이루어진 종래의 용사용 와이어를 이용하여 용사코팅 되었을 경우보다 용사코팅층이 얇으면서, 용접부위에 염수에 대한 내식이 증대되고, 용접부위와 용사코팅층의 접촉 강도가 증대되며, 용사코팅층의 박리가 쉽게 일어나지 않아, 강관의 수명을 증가시킬 수 있는 장점을 지닌다.
또한, 본 발명의 고내식성을 지닌 강관의 제조방법에 의하면, 종래의 용사코팅층보다 얇은 용사코팅층을 형성함으로써, 아연을 포함하는 용사용 와이어의 사용량을 줄여, 환경오염을 줄이고, 경제성을 높일 수 있는 장점을 지닌다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
A : 모재부
B : 열영향부
C : 용접부 10 : 노즐
20 : 강관의 용접부위 a : 용사용 와이어
b : 용사코팅층
C : 용접부 10 : 노즐
20 : 강관의 용접부위 a : 용사용 와이어
b : 용사코팅층
Claims (11)
- 강판을 절단하여 제조된 스캘프를 강관으로 성형하는 강관 성형단계;
다성분계 용사용 와이어가 중앙부에 구비된 용사노즐을 이용하여 상기 강관의 용접부위에 용사코팅층을 형성하는 용사코팅 단계;를 포함하는 고내식성을 지닌 강관의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 스캘프는 Zn-Al-Mg계 합금 강판으로 제조되는 것을 특징으로 하는 고내식성을 지닌 강관의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 다성분계 용사용 와이어는 아연(Zn), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 규소(Si), 칼슘(Ca), 타이타늄(Ti), 이트륨(Y) 및 붕소(B)가 재질로 이용되는 것을 특징으로 하는 고내식성을 지닌 강관의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 강관 성형단계는
감아져 구비된 스캘프를 풀어주는 언코일링 단계;
언코일링된 상기 스캘프를 순차적으로 배치된 다수의 롤스탠드로 삽입하여, 상기 스캘프가 폭방향으로 굽어지게 하는 롤포밍 단계;
원형으로 굽어진 스캘프의 양 모서리가 스퀴즈롤에 의해 접합되게 하면서, 고주파 전류를 이용하여 용접하는 고주파 용접 단계;
용접부위에 발생된 외면비드를 제거하는 외면비드 제거 단계;를 포함하는 고내식성을 지닌 강관의 제조방법.
- 제 5항에 있어서,
상기 롤스탠드에 상기 스캘프가 삽입되는 속도는 85m/min 내지 95m/min 인 것을 특징으로 하는 고내식성을 지닌 강관의 제조 방법.
- 제 5항에 있어서,
상기 고주파 전류는 355A 내지 395A이며, 전압은 330V 내지 370V이고, 진동수는 300kHz 내지 350kHz를 특징으로 하는 고내식성을 지닌 강관의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 용사코팅 단계에서, 상기 강관에 용사되는 압력은 8kg/cm2 내지 12kg/cm2인 것을 특징으로 하는 고내식성을 지닌 강관의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 용사코팅 단계에서, 상기 강관과 상기 용사노즐 사이의 거리는 4cm 내지 6cm인 것을 특징으로 하는 고내식성을 지닌 강관의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 용사코팅 단계에서, 상기 용사코팅층은 복수의 층으로 구비되는 것을 특징으로 하는 고내식성을 지닌 강관의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 용사코팅 단계 이후에, 강관가공단계가 더 수행되고,
상기 강관가공단계는
타원형태의 강관에 압력을 가하여 진원형태로 가공하는 사이징 단계;
강관에 발생되는 열을 물로 냉각되게 하는 수냉 단계;
강관을 절단하는 절단 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고내식성을 지닌 강관의 제조방법.
- 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항의 고내식성을 지닌 강관의 제조방법으로 제조된 강관.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210069042A KR20220160866A (ko) | 2021-05-28 | 2021-05-28 | 고내식성을 지닌 강관의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210069042A KR20220160866A (ko) | 2021-05-28 | 2021-05-28 | 고내식성을 지닌 강관의 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220160866A true KR20220160866A (ko) | 2022-12-06 |
Family
ID=84406877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210069042A KR20220160866A (ko) | 2021-05-28 | 2021-05-28 | 고내식성을 지닌 강관의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20220160866A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102591212B1 (ko) * | 2023-05-24 | 2023-10-19 | 넥스틸 주식회사 | 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 및 그 제조 방법 |
| KR102653124B1 (ko) * | 2023-03-31 | 2024-04-01 | 주식회사 하나스틸 | 가공성을 증대시킨 용사 코팅용 와이어의 제조방법 |
-
2021
- 2021-05-28 KR KR1020210069042A patent/KR20220160866A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102653124B1 (ko) * | 2023-03-31 | 2024-04-01 | 주식회사 하나스틸 | 가공성을 증대시킨 용사 코팅용 와이어의 제조방법 |
| KR102591212B1 (ko) * | 2023-05-24 | 2023-10-19 | 넥스틸 주식회사 | 용접부 저온 인성이 우수한 라인파이프용 강관 및 그 제조 방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20220160866A (ko) | 고내식성을 지닌 강관의 제조방법 | |
| JP5823333B2 (ja) | 溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき鋼板およびその製造方法 | |
| JP7485953B2 (ja) | 鋼材 | |
| JP2008212947A (ja) | 複合材の製造方法および製造装置 | |
| JP2019039043A (ja) | 被覆コイルの製造方法 | |
| JP3986878B2 (ja) | 溶接部耐食性に優れた溶接めっき鋼管の製造方法 | |
| KR101937329B1 (ko) | 클래드 강판과 이를 이용한 강관 및 클래드 강판의 제조장치 | |
| JP3701645B2 (ja) | 表面処理された筒状体の製造方法 | |
| JP3587944B2 (ja) | めっき層にＡｌを含むめっき鋼板の高周波抵抗溶接方法 | |
| JPH0433781A (ja) | 溶融亜鉛めっき鋼帯等の表面処理鋼帯を素材として造管した電縫鋼管及びその製造方法 | |
| JP7248891B2 (ja) | 表面処理金属部材の製造方法 | |
| JP4557158B2 (ja) | 表面外観に優れたポリオレフィン樹脂被覆鋼管の製造方法 | |
| JPH038587A (ja) | ステンレス鋼―Ａｌ合金クラッド材の製造法 | |
| JP6795881B2 (ja) | めっき鋼板の高周波抵抗溶接用の給電電極 | |
| CN217899080U (zh) | 一种大口径双面埋弧焊直缝钢管 | |
| KR20180120412A (ko) | 클래딩 판재 및 그 제조방법 | |
| JP2004223588A (ja) | アルミニウムろう付け用ブレージングシート及びその製造方法 | |
| JP4300988B2 (ja) | 表面外観に優れたポリオレフィン樹脂被覆鋼管の製造方法 | |
| JPH05148607A (ja) | 連続的に溶融金属めつきを施した金属めつき鋼管の製造方法 | |
| KR20180120411A (ko) | 클래드 파이프 및 그 제조방법 | |
| JP2007191800A (ja) | 溶接部耐食性に優れた溶接めっき鋼管 | |
| JP3030602B2 (ja) | 外面リブ付き電縫鋼管の製造方法 | |
| JPH0491872A (ja) | 加工性に優れたアルミニウムクラッド鋼板の製造方法 | |
| WO2019087649A1 (ja) | 鋼管 | |
| CN117070874A (zh) | 一种用于平整辊的耐磨层的制备方法及使用其的平整辊 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E601 | Decision to refuse application |