KR20240097418A

KR20240097418A - Menufacturing method clad pipe

Info

Publication number: KR20240097418A
Application number: KR1020220179446A
Authority: KR
Inventors: 김성진
Original assignee: (주)세아제강
Filing date: 2022-12-20
Publication date: 2024-06-27

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 클래드 강관 제조방법은, 클래드 강판의 양단부의 측면 및 상측을 면취가공하여 클래드면 및 루트면(root face)을 형성하는 제1 면취가공 과정 및 양단 상측 및 하측을 2차 면취가공하여 상측면 및 하측면을 형성하는 제2 면취가공과정을 포함하는 면취단계; 면취 가공된 상기 클래드 강판의 양 단을 구부려 환형관의 형상으로 포밍하는 조관단계; 및 상기 클래드 강판의 양단이 서로 접합되도록 용접하여 클래드 강관을 제조하는 용접단계;를 포함한다.The clad steel pipe manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes a first chamfering process of chamfering the side and upper sides of both ends of the clad steel plate to form a clad surface and a root face, and a second chamfering process of forming the clad surface and the root face. A chamfering step including a second chamfering process of forming the upper and lower sides by chamfering the car; A pipe manufacturing step of bending both ends of the chamfered clad steel plate and forming it into the shape of a circular pipe; and a welding step of manufacturing a clad steel pipe by welding both ends of the clad steel plates so that they are joined to each other.

Description

Clad steel pipe manufacturing method {MENUFACTURING METHOD CLAD PIPE}

본 발명은 클래드 강관을 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 클래드 강판 용접부의 클래드면과 루트면 경사각을 각각 다르게 면취하여 용접부의 불량을 저감시킬 수 있는 클래드 강관 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a method of manufacturing a clad steel pipe. More specifically, it provides a method of manufacturing a clad steel pipe that can reduce defects in the welded portion by chamfering the clad surface and the root surface inclination angles of the clad steel plate welded portion at different angles.

일반적으로 기체 및 액체를 공급하는 관은 금속제 강관 또는 합성수지제 관이 사용되며, 탄소강 강관은 보일러, 열교환기, 배관 등 다양한 분야에서 활용될 수 있으나, 쉽게 부식되기 때문에 내식설계가 필요한 경우에 사용된다면 관이 파손될 수 있어 막대한 경제적 손실이 발생한다. In general, metal steel pipes or synthetic resin pipes are used for pipes that supply gas and liquid. Carbon steel pipes can be used in various fields such as boilers, heat exchangers, and piping. However, because they are easily corroded, they are used in cases where corrosion resistance design is required. The pipe may be damaged, resulting in enormous economic loss.

이에, 높은 내식성과 가공성을 보이고 용접이 우수한 스테인리스 강판을 주축으로 단면 또는 양면에 다른 금속을 압연시켜 표피에 얇게 접합하여 새로운 금속체를 만드는데, 이를 클래드 강판이라고 한다.Accordingly, a new metal body is made by rolling other metals on one or both sides of a stainless steel plate, which shows high corrosion resistance and processability and is excellent in welding, and thinly bonding it to the skin. This is called a clad steel plate.

클래드 강판은 고가의 소재인 구리, 스테인리스, 동 등을 사용하되, 원가는 줄이면서 각각의 고유한 성능은 살리게 되어 일석이조의 효과를 누릴 수 있으며, 접합된 금속의 종류에 따라 적용되는 분야도 다양하다.Clad steel sheets use expensive materials such as copper, stainless steel, copper, etc., but reduce costs while maintaining the unique performance of each, so you can kill two birds with one stone. Depending on the type of metal being joined, the fields of application are diverse. .

또한, 클래드 강판은 조관하여 클래드 강관으로 제작할 수 있으며, 이는 내식성이 확보되어 부식성 환경에서 기계적 구조체의 운송에 사용하기에 비용 효율적이기 때문에 점점 더 광범위하게 사용되고 있다.Additionally, clad steel plates can be fabricated into clad steel pipes, which are being used more and more widely because they ensure corrosion resistance and are cost-effective for transporting mechanical structures in corrosive environments.

클래드 강관은 판재를 강관 형태로 조관하여 판재의 양단을 폭 방향 굽힘가공을 통해 관의 형태로 성형하고 판재의 각 단부 사이를 맞대기 용접하는 방법을 사용하여 제작한다.Clad steel pipe is manufactured by forming a plate into a steel pipe shape, forming both ends of the plate into a pipe shape through bending in the width direction, and butt welding between each end of the plate.

클래드 강관 용접 시 탄소강 용접 후 마지막에 내부식성 소재를 용접하는데, 이때 모재 깊이 방향으로 적정한 용입이 이루어지지 않으면 탄소강과 내부식성 소재 사이에 결함이 발생하는 문제점이 있다.When welding a clad steel pipe, a corrosion-resistant material is welded at the end after welding carbon steel. At this time, if appropriate penetration is not achieved in the depth direction of the base metal, there is a problem that defects occur between the carbon steel and the corrosion-resistant material.

상기와 같은 결함은 탄소강과 내부식성 소재 사이에 박리를 일으킬 수 있어 강관의 강도 및 내부식성이 저감될 수 잇는 문제점이 있다.Defects such as those described above can cause separation between the carbon steel and the corrosion-resistant material, thereby reducing the strength and corrosion resistance of the steel pipe.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as background technology above are only for the purpose of improving understanding of the background of the present invention, and should not be taken as recognition that they correspond to prior art already known to those skilled in the art.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 클래드 강판을 용접하여 제조되는 클래드 강관의 용접부의 불량을 저감시킬 수 있는 클래드 강관 제조방법을 제공한다.The present invention was developed to solve the above problems, and provides a method of manufacturing a clad steel pipe that can reduce defects in welds of a clad steel pipe manufactured by welding clad steel plates.

또한, 용접부의 클래드면 및 루트면의 각도를 각기 다르게 형성함에 따라 용접지가 깊게 형성될 수 있어 용접부에 생기는 미세한 틈을 방지하여 용접부가 변성되어 쉽게 파손되는 것을 방지할 수 잇는 클래드 강관 제조방법을 제공한다.In addition, by forming different angles of the clad surface and root surface of the weld zone, the weld zone can be formed deeply, thereby preventing fine gaps from forming in the weld zone, thereby providing a method of manufacturing a clad steel pipe that can prevent the weld zone from being denatured and easily damaged. do.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른, 클래드 강관 제조방법은 클래드 강판의 양단부의 측면 및 상측을 면취가공하여 클래드면 및 루트면(root face)을 형성하는 제1 면취가공 과정 및 양단 상측 및 하측을 2차 면취가공하여 상측면 및 하측면을 형성하는 제2 면취가공과정을 포함하는 면취단계; 면취 가공된 상기 클래드 강판의 양 단을 구부려 환형관의 형상으로 포밍하는 조관단계; 및 상기 클래드 강판의 양단이 서로 접합되도록 용접하여 클래드 강관을 제조하는 용접단계;를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the clad steel pipe manufacturing method includes a first chamfering process of chamfering the side and upper sides of both ends of the clad steel plate to form a clad surface and a root face, and a second chamfering process of forming the clad surface and the root face. A chamfering step including a second chamfering process of forming the upper and lower sides by chamfering the car; A pipe manufacturing step of bending both ends of the chamfered clad steel plate and forming it into the shape of a circular pipe; and a welding step of manufacturing a clad steel pipe by welding both ends of the clad steel plates so that they are joined to each other.

상기 면취단계에서, 루트면은 상기 클래드 강판의 평면과 저면에 수직하게 형성되고, 루트면과 상기 상측면 및 하측면이 이루는 제1 경사각은 상기 루트면과 클래드면이 이루는 제2 경사각에 비하여 작게 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.In the chamfering step, the root surface is formed perpendicular to the plane and bottom of the clad steel plate, and the first inclination angle formed by the root surface and the upper and lower sides is smaller than the second inclination angle formed by the root surface and the clad surface. It can be characterized as being formed.

상기 제1 경사각은 25~45°로 형성되고, 상기 제2 경사각은 상기 제1 경사각에 비하여 15~25° 더 큰 것이 바람직하다.The first inclination angle is preferably formed at 25 to 45°, and the second inclination angle is preferably 15 to 25° larger than the first inclination angle.

상기 용접단계는, 상기 클래드면을 제외한 서로 마주하는 한 쌍의 상기 상측면을 용접하는 제1 용접과정; 서로 마주하는 한 쌍의 상기 하측면을 용접하는 제2 용접과정; 및 클래드면을 용접하는 제3 용접과정;을 포함할 수 있다.The welding step includes: a first welding process of welding a pair of upper side surfaces facing each other excluding the clad surface; a second welding process of welding the lower sides of the pair facing each other; and a third welding process of welding the clad surface.

상기 제1, 2 용접과정은, 탄소강 와이어(wire) 및 플럭스(flux)를 이용한 서브머지드 아크 용접(SAW, Submerged Arc Welding)이고, 상기 제3 용접과정은, 스테인리스 스트립 (strip) 및 플럭스(flux)를 이용한 일렉트로 슬래그 용접(ESW, Electro Slag Welding)인 것을 특징으로 할 수 있다.The first and second welding processes are submerged arc welding (SAW) using carbon steel wire and flux, and the third welding process is submerged arc welding (SAW) using a stainless steel strip and flux ( It may be characterized as electro slag welding (ESW) using flux.

상기 제3 용접과정에서, 스테인리스 스트립은 클래드층에 비해 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 함량이 높은 (2.5%이하) 스테인리스 재질로 형성될 수 있다.In the third welding process, the stainless steel strip may be formed of a stainless steel material with a higher chromium (Cr), nickel (Ni), and molybdenum (Mo) content (less than 2.5%) compared to the clad layer.

클래드 강관 제조 시 서로 마주하는 클래드면 및 루트면의 각도를 다르게 함에 따라 클래드면의 용입성을 증대하여 용접 불량을 최소화할 수 있고, 용접부의 외측에서부터 중심부까지 균일한 용접이 가능하여 미세한 틈이 형성되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.When manufacturing clad steel pipes, by varying the angles of the clad and root surfaces that face each other, welding defects can be minimized by increasing the penetration of the clad surface, and uniform welding is possible from the outside of the weld to the center, forming a fine gap. It has the effect of preventing this from happening.

또한, 클래드면의 스테인리스에 비하여 크롬, 니켈 및 몰리브덴의 함량이 높은 스테인리스 스트립 및 플럭스를 이용하여 클래드면을 용접함으로써, 주관의 혼입으로 인한 내식성 및 내구성이 저하되는 것을 방지하여 제조되는 클래드 강관의 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, by welding the clad surface using stainless steel strip and flux, which have a higher content of chromium, nickel, and molybdenum compared to the stainless steel of the clad surface, the corrosion resistance and durability are prevented from being deteriorated due to mixing of main pipe, thereby increasing the lifespan of the manufactured clad steel pipe. There is an effect that can improve.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 클래드 강관 제조방법을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1, 제2 면취가공 과정을 설명하기위한 클래드 강판의 단부를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1, 제2 경사각을 설명하기위한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 클래드면 및 루트면의 용접방법을 설명하기위한 도면.1 is a flowchart showing a method of manufacturing a clad steel pipe according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a view showing the end portion of a clad steel sheet to explain the first and second chamfering processes according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram for explaining first and second inclination angles according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram for explaining a welding method of a clad surface and a root surface according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments. For reference, in this description, the same numbers refer to substantially the same elements, and under these rules, the description can be made by citing the content shown in other drawings, and content that is judged to be obvious to those skilled in the art or that is repeated can be omitted.

본 발명은 클래드 강판을 조관하여 서로 마주보는 양단부를 용접하여 제조되는 클래드 강관에 대한 것으로, 클래드면 및 루트면의 경사각을 각기 다르게 형성함에 따라 용접면의 밀착력을 향상시키고 클래드면의 내식성 저하를 방지하여 클래드 강관의 내식성과 내구성을 개선한 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a clad steel pipe manufactured by forming clad steel plates and welding both ends facing each other. By forming different inclination angles of the clad surface and the root surface, the adhesion of the weld surface is improved and the corrosion resistance of the clad surface is prevented from deteriorating. It is characterized by improved corrosion resistance and durability of the clad steel pipe.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 클래드 강관 제조방법에 대해 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing a clad steel pipe according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 클래드 강관 제조방법을 나타낸 순서도이다.1 is a flowchart showing a method of manufacturing a clad steel pipe according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 클래드 강관 제조방법은 클래드 강판(100)의 양단부를 면취가공하는 면취단계와, 면취가공된 클래드 강판(100)의 양단을 구부려 환형관 형상으로 포밍하는 조관단계와, 클래드 강판(100)의 양단이 서로 접합되도록 용접하여 클래드 강관을 제조하는 용접단계를 포함한다.As shown in FIG. 1, the method of manufacturing a clad steel pipe according to an embodiment of the present invention includes a chamfering step of chamfering both ends of the clad steel plate 100, and bending both ends of the chamfered clad steel plate 100 into a circular pipe. It includes a pipe forming step of forming into a shape, and a welding step of manufacturing a clad steel pipe by welding both ends of the clad steel plate 100 so that they are joined to each other.

본 발명의 클래드 강판(100)은 탄소강판의 일면에 내식성이 우수한 스테인리스 재질의 클래드층이 형성된 것으로 내식성을 필요로 하는 다양한 분야에서 사용될 수 있다.The clad steel sheet 100 of the present invention has a clad layer made of stainless steel with excellent corrosion resistance formed on one surface of a carbon steel sheet, and can be used in various fields that require corrosion resistance.

상기와 같이 클래드 강판(100)이 마련되면, 클래드 강판의 양단부 측면 및 상측을 면취가공하여 클래드면(110) 및 루트면(120)을 형성하는 제1 면취가공 과정과, 클래드 강판(100)의 양단 루트면(120)의 상측 및 하측을 2차 면취가공하여 상측면(130) 및 하측면(140)을 형성하는 제2 면취가공 과정을 포함한다.When the clad steel sheet 100 is prepared as described above, a first chamfering process of chamfering the side and upper sides of both ends of the clad steel sheet to form the clad surface 110 and the root surface 120, and the clad steel sheet 100 It includes a second chamfering process of forming the upper and lower sides 130 and 140 by second chamfering the upper and lower sides of the root surface 120 at both ends.

용접면이 평면 및 저면에 대하여 수직으로 형성될 경우, 클래드 강판(100) 조관 시 한 쌍의 용접면이 밀착되지 않아 용접 품질이 저하될 수 있어 용접 불량 등 결함을 유발하거나 용접부의 강도 및 내구성이 저하될 수 있기 때문에 클래드 강판(100)을 환형관 형상으로 조관할 경우 제1 면취가공 과정에 의해 루트면(120)이 돌출되는 형상으로 마련되는 것이 바람직하다.If the welding surface is formed perpendicular to the plane and bottom surface, the pair of welding surfaces are not in close contact when manufacturing the clad steel plate (100), which may deteriorate the welding quality, causing defects such as welding defects or reducing the strength and durability of the welded part. Since this may cause deterioration, when the clad steel sheet 100 is manufactured into a circular tube shape, it is preferable that the root surface 120 is provided in a protruding shape through the first chamfering process.

보다 바람직하게, 제1 면취가공 과정에서는 클래드 강판(100)의 양단부의 측면에 클래드 강판(100)의 평면 및 저면과 수직한 루트면(120) 및 루트면(120)과 제2 경사각(θ₂)을 이루도록 클래드 강판(100)의 상측을 면취가공하고, 제2 면취가공 과정에서는 상측면(130) 및 하측면(140)이 루트면(120)과 제1 경사각(θ₁, θ₃)을 이루도록 루트면(120)의 상측 및 하측을 면취가공한다.More preferably, in the first chamfering process, a root surface 120 perpendicular to the plane and bottom of the clad steel sheet 100 is formed on the sides of both ends of the clad steel sheet 100, and a second inclination angle (θ₂) is formed between the root surface 120 and the root surface 120. The upper side of the clad steel plate 100 is chamfered to achieve , and in the second chamfering process, the upper side 130 and the lower side 140 are chamfered so that the root surface 120 and the first inclination angle (θ₁, θ₃) are formed. Chamfer the upper and lower sides of (120).

본원발명의 루트면(120)은 루트면(120)에 대하여 제2 경사각(θ₂)보다 작은 제1 경사각(θ₁, θ₃)을 이루는 상측면(130) 및 하측면(140)이 형성됨에 따라 클래드 강판(100)의 중심부까지 용접될 수 있어 용접 품질 향상 및 용접부 결함 방지 효과가 있다.The root surface 120 of the present invention is clad as the upper side 130 and the lower side 140 forming a first inclination angle (θ₁, θ₃) smaller than the second inclination angle (θ₂) with respect to the root surface 120 are formed. Since welding can be done up to the center of the steel plate 100, welding quality is improved and defects in the weld zone are prevented.

용접단계에서는 클래드면(110)을 제외하고 루트면(120)에 형성된 한 쌍의 상측면(130)을 용접하는 제1 용접과정과, 한 쌍의 하측면(140)을 용접하는 제2 용접과정과, 클래드면(110)을 용접하는 제3 용접과정을 포함하며, 제1 및 제2 용접과정은 탄소강 와이어(wire) 및 플럭스(flux)를 이용한 서브머지드 아크 용접(SAW, Submerged Arc Welding)을 실시하고, 제3 용접과정은 스테인리스 스트립 (strip) 및 플럭스(flux)를 이용한 일렉트로 슬래그 용접(ESW, Electro Slag Welding)을 실시한다.In the welding step, a first welding process of welding a pair of upper sides 130 formed on the root surface 120 excluding the clad surface 110, and a second welding process of welding a pair of lower sides 140. and a third welding process for welding the clad surface 110, and the first and second welding processes are submerged arc welding (SAW) using carbon steel wire and flux. is performed, and the third welding process is electro slag welding (ESW) using stainless steel strip and flux.

루트면(120)은 용입이 깊고 결함이 잘 생기지 않아 용접 이음부의 신뢰도가 높은 서브머지드 아크 용접을 실시함에 따라 용접금속이 제1 경사각(θ₁, θ₃)을 타고 클래드 강판(100)의 중심부까지 용입이 용이해지고, 클래드면(110)은 높은 증착 속도로 최소한의 왜곡을 발생시키며 빠르게 용접할 수 있는 일렉트로 슬래그 용접을 실시함에 따라 눈이 보이는 용접 아크와 아크 플래시가 없어 우수한 용접 품질과 더불어 미려한 외관을 확보할 수 있다.As submerged arc welding is performed on the root surface 120, which has deep penetration and is less prone to defects, making the weld joint highly reliable, the weld metal travels through the first inclination angles θ₁, θ₃ to the center of the clad steel sheet 100. Penetration becomes easy, and the clad surface 110 is electro-slag welded, which can be welded quickly while generating minimal distortion at a high deposition rate. As a result, there is no visible welding arc or arc flash, resulting in excellent welding quality and an attractive appearance. can be secured.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1, 제2 면취가공 과정을 설명하기위한 클래드 강판의 단부를 나타내는 도면이다.Figure 2 is a diagram showing the end of a clad steel sheet to explain the first and second chamfering processes according to an embodiment of the present invention.

도 2 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 면취가공 과정을 실시한 클래드 강판(100)의 단부는 클래드 강판(100)의 평면과 저면에 수직한 루트면(120)과, 루트면(120)에 대하여 제2 경사각(θ₂)을 이루는 클래드면(110)이 형성되고, 도 2 (b)에 도시된 바와 같이, 제2 면취가공 과정을 실시한 루트면(120)의 상측 및 하측에는 각각 루트면(120)에 대하여 제1 경사각(θ₁, θ₃)을 이루는 상측면(130) 및 하측면(140)이 형성된다. As shown in Figure 2 (a), the end of the clad steel sheet 100 that has undergone the first chamfering process according to an embodiment of the present invention is the root surface 120 perpendicular to the plane and bottom of the clad steel sheet 100. ) and a clad surface 110 forming a second inclination angle (θ₂) with respect to the root surface 120 is formed, and as shown in Figure 2 (b), the root surface 120 subjected to a second chamfering process An upper side 130 and a lower side 140 forming a first inclination angle (θ₁, θ₃) with respect to the root surface 120 are formed on the upper and lower sides, respectively.

제1 면취가공에서 클래드면(110)의 제2 경사각(θ₂)을 먼저 형성하는 이유는 클래드 강판(100)의 단면에서 클래드면(110)은 루트면(120)보다 작은 두께 면적을 차지하기 때문에 루트면(120)의 상측 및 하측에 제1 경사각(θ₁, θ₃)을 이루는 상측면 및 하측면 가공 이후 제2 경사각(θ₂)을 가공하게 될 경우 정밀하고 세밀한 공정이 요구되어 비효율적이기 때문이다.The reason for forming the second inclination angle (θ₂) of the clad surface 110 first in the first chamfering process is because the clad surface 110 occupies a smaller thickness area than the root surface 120 in the cross section of the clad steel sheet 100. This is because when machining the second inclination angle (θ₂) after machining the upper and lower sides forming the first inclination angles (θ₁, θ₃) on the upper and lower sides of the root surface 120, a precise and detailed process is required, which is inefficient.

따라서, 클래드면(110)의 제2 경사각(θ₂)을 먼저 가공하고, 비교적 넓은 두께 면적을 차지하는 루트면(120)의 상측면(130) 및 하측면(140)의 제1 경사각(θ₁, θ₃)을 나중에 형성함에 따라 공정 편의성을 확보할 수 있다.Therefore, the second inclination angle (θ₂) of the clad surface 110 is processed first, and the first inclination angles (θ₁, θ₃) of the upper and lower surfaces 130 and 140 of the root surface 120, which occupy a relatively large thickness area, are processed first. ) can be formed later to ensure process convenience.

조관된 클래드 강판(100)을 용접함에 있어서 경사각은 용접금속이 용융지로 이동하는 용적이행에 영향을 미치며, 경사각이 작아질수록 용접간격이 좁고 용융지가 깊게 형성될 수 있어 조관된 클래드 강판(100)의 중심부까지 용접되기 용이할 수 있으나, 용접간격이 일정 범위 확보되지 않으면 용접 토치가 클래드면(110) 저면에 배치된 루트면(120)을 형성하는 모재까지 도달하기 어려워 루트면(120)의 상부를 용접할 경우 클래드면(110)이 오용접될 수 있고, 용접 토치가 모재까지 도달할 수 있다 하여도 좁은 용접 간격에 의해 조관된 클래드 강판(100)의 중심부까지 용접금속이 이동하지 못하여 용접불량이 발생할 수 있다.When welding the fabricated clad steel sheet (100), the inclination angle affects the volume transfer of the weld metal to the molten pool. As the inclination angle decreases, the welding interval becomes narrower and the molten pool can be formed deeper, so that the fabricated clad steel sheet (100) It may be easy to weld to the center of the surface, but if the welding interval is not secured within a certain range, it is difficult for the welding torch to reach the base material forming the root surface 120 disposed on the bottom of the clad surface 110, and the upper part of the root surface 120 When welding, the clad surface 110 may be incorrectly welded, and even if the welding torch can reach the base material, the weld metal cannot move to the center of the fabricated clad steel plate 100 due to the narrow welding gap, resulting in poor welding. This can happen.

따라서, 본원발명의 일 실시예에 따른 제2 경사각(θ₂)은 제1 경사각(θ₁, θ₃)보다 15~25° 더 크게 형성됨에 따라 루트면(120)의 제1 경사각(θ₁, θ₃)이 종래보다 작게 형성되어도 용접 토치가 클래드면(110) 저면에 배치된 루트면(120)을 이루는 모재까지 도달하기 용이하고, 제1 경사각(θ₁, θ₃) 모서리가 깊게 형성되어도 조관된 클래드 강판(100)의 중심부까지 용융금속이 용이하게 이동할 수 있다.Therefore, the second inclination angle (θ₂) according to an embodiment of the present invention is formed to be 15 to 25° larger than the first inclination angle (θ₁, θ₃), so that the first inclination angle (θ₁, θ₃) of the root surface 120 is Even if it is formed smaller than before, it is easy for the welding torch to reach the base material forming the root surface 120 disposed on the bottom of the clad surface 110, and even if the first inclination angle (θ₁, θ₃) corner is formed deep, the fabricated clad steel sheet (100) ) Molten metal can easily move to the center of the area.

또한, 상측면(130) 및 하측면(140)에 형성된 제1 경사각(θ₁, θ₃)에 의해 루트면(120)의 두께기준 중심부까지 용융금속이 이동하여 용융지가 형성됨에 따라 용접품질이 향상될 수 있도록, 상측면(130)의 제1 경사각(θ₁) 모서리는 클래드 강판(100)의 저면에서부터 2/3 ~ 3/4 지점에 위치하고, 하측면(140)의 제1 경사각(θ₃) 모서리는 1/4 ~ 1/3 지점에 위치하는 것이 바람직하다.In addition, the molten metal moves to the center based on the thickness of the root surface 120 due to the first inclination angles (θ₁, θ₃) formed on the upper side 130 and the lower side 140, thereby forming a molten pool, thereby improving welding quality. So that the first inclination angle (θ₁) corner of the upper side 130 is located at 2/3 to 3/4 from the bottom of the clad steel plate 100, and the first inclination angle (θ₃) corner of the lower side 140 is located at It is desirable to be located at the 1/4 to 1/3 point.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1, 제2 경사각을 설명하기위한 도면이다.Figure 3 is a diagram for explaining first and second inclination angles according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라 루트면(120)의 상측면(130) 및 하측면(140)의 경사각을 이루는 제1 경사각(θ₁, θ₃)은 25~45°로 형성되고, 클래드면(110)의 경사각을 이루는 제2 경사각(θ₂)은 제1 경사각(θ₁, θ₃)보다 15~25° 더 크게 마련된다.As shown in Figure 3, the first inclination angle (θ₁, θ₃) forming the inclination angle of the upper side 130 and the lower side 140 of the root surface 120 according to an embodiment of the present invention is 25 to 45 degrees. is formed, and the second inclination angle (θ₂) forming the inclination angle of the clad surface 110 is provided to be 15 to 25° larger than the first inclination angles (θ₁, θ₃).

루트면(120)의 상측면(130) 및 하측면(140)이 형성하는 제1 경사각(θ₁, θ₃)은 25°미만으로 형성될 경우 좁은 용접 간격에 의해 용접금속이 용융지까지 이동하지 않아 미세한 틈이 형성되어 용접 내구성이 저하될 수 있고, 45°초과로 형성될 경우 상측면(130) 제1 경사각(θ₁)의 모서리 위치가 루트면(120)의 저면에서부터 2/3 ~ 3/4 지점에 위치하는 바, 용접 간격이 매우 넓어짐에 따라 용접부의 면적이 늘어나 용접에 의해 불가피하게 발생하는 클래드 강관의 내구성 및 내식성 저하가 극대화될 수 있다.If the first inclination angle (θ₁, θ₃) formed by the upper side 130 and lower side 140 of the root surface 120 is less than 25°, the weld metal does not move to the molten pool due to the narrow welding gap. Welding durability may be reduced due to the formation of fine gaps, and when formed at more than 45°, the corner position of the first inclination angle (θ₁) of the upper side 130 is 2/3 to 3/4 from the bottom of the root surface 120. Because it is located at a point, the welding gap becomes very wide, so the area of the weld zone increases, and the decline in durability and corrosion resistance of the clad steel pipe that inevitably occurs due to welding can be maximized.

이때, 용접공정에서 작업환경 및 작업자의 재량에 따라 루트면(120)의 상측면(130)이 형성하는 제1 경사각(θ₁)과 하측면(140)이 형성하는 제1 경사각(θ₃)은 25~45° 범위 내에서 서로 다르게 형성될 수 있다.At this time, in the welding process, the first inclination angle (θ₁) formed by the upper side 130 of the root surface 120 and the first inclination angle (θ₃) formed by the lower side 140 of the root surface 120 are 25 depending on the working environment and the operator's discretion. They can be formed differently within a range of ~45°.

왜냐하면, 루트면(120)의 상면은 클래드면(110)이 형성되어 있는 반면, 저면에는 클래드면(110)이 형성되어 있지 않아 클래드면(110)의 용접 간격만큼 루트면(120)의 하측면(140) 용접 간격이 확보될 수 있어, 상측면(130)이 이루는 제1 경사각(θ₁)보다 하측면(140)이 이루는 제1 경사각(θ₃)이 더 크게 마련될 수 있기 때문이다.This is because, while the clad surface 110 is formed on the upper surface of the root surface 120, the clad surface 110 is not formed on the bottom surface, so the lower side of the root surface 120 is formed as much as the welding gap of the clad surface 110. (140) This is because the welding gap can be secured, and the first inclination angle (θ₃) formed by the lower side 140 can be made larger than the first inclination angle (θ₁) formed by the upper side 130.

제2 경사각(θ₂)은 제1 경사각(θ₁)에 비하여 15°미만으로 크게 마련될 경우 제1 경사각(θ₁)과 큰 차이가 나지 않아 상기한 클래드면(110) 오용접 및 용접불량이 발생하는 문제가 해결되지 않고, 25°초과로 크게 마련될 경우 용접 간격이 매우 넓게 형성되어 마찬가지로 용접부의 면적이 늘어나 용접에 의해 불가피하게 발생하는 클래드 강관의 내구성 및 내식성 저하가 극대화될 수 있다.When the second inclination angle (θ₂) is set to be less than 15° compared to the first inclination angle (θ₁), there is not much difference from the first inclination angle (θ₁), so that the above-mentioned miswelding and welding defects of the clad surface 110 occur. If the problem is not solved and the welding gap is made larger than 25°, the welding gap is formed very wide, and the area of the welding area is also increased, which can maximize the decline in durability and corrosion resistance of the clad steel pipe that inevitably occurs due to welding.

다시 말해서, 루트면(120) 및 클래드면(110)이 각각 제1, 제2 경사각(θ₁, θ₂, θ₃)을 형성함에 따라 용접부 면적을 종래에 비해 줄일 수 있고, 클래드 강판(100)의 중심부까지 고르게 용접될 수 있어 용접에 의해 발생하는 내식성 및 내구성 저하 및 용접불량 문제를 최소화 할 수 있다.In other words, as the root surface 120 and the clad surface 110 form the first and second inclination angles (θ₁, θ₂, θ₃), respectively, the area of the weld zone can be reduced compared to the prior art, and the center of the clad steel plate 100 Since it can be welded evenly, problems such as reduced corrosion resistance and durability and welding defects caused by welding can be minimized.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 클래드면 및 루트면의 용접방법을 설명하기위한 도면이다.Figure 4 is a diagram for explaining a welding method of a clad surface and a root surface according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라 루트면(120)은 탄소강 와이어(wire) 및 플럭스(flux)를 이용하여 서브머지드 아크 용접(SAW, Submerged Arc Welding)을 실시하고, 클래드면(110)은 스테인리스 스트립 (strip) 및 플럭스(flux)를 이용한 일렉트로 슬래그 용접(ESW, Electro Slag Welding)을 실시한다.As shown in FIG. 4, according to an embodiment of the present invention, the root surface 120 is subjected to submerged arc welding (SAW) using a carbon steel wire and flux. , the clad surface 110 is subjected to electro slag welding (ESW) using stainless steel strip and flux.

본 발명의 루트면(120)은 탄소강 등 두꺼운 재료가 사용되어 용입이 깊고 용접 이음부의 신뢰도가 높은 서브머지드 아크 용접을 실시한다.The root surface 120 of the present invention uses a thick material such as carbon steel to perform submerged arc welding with deep penetration and high reliability of the weld joint.

이때 사용되는 탄소강 와이어는 용접 시 재료를 서로 결합시키는데 사용되는 금속 필러로서 용접 공정에 의해 녹아 소비되는 소모성 전극이다. 전기 아크의 저항원으로 작용하여 용융금속을 용융시키는 열을 발생시키고 금속이 식으면서 영구적인 결합을 형성한다.The carbon steel wire used at this time is a metal filler used to join materials together during welding and is a consumable electrode that is melted and consumed during the welding process. It acts as a resistance source for the electric arc, generating heat that melts the molten metal and forms a permanent bond as the metal cools.

플럭스는 금속 표면의 산화물 등을 용해 제거하여 표면을 깨끗하게 하고, 청정한 금속표면을 재빨리 덮어 산화를 방지하여 용접결합을 방지한다,Flux cleans the surface by dissolving and removing oxides on the metal surface, and quickly covers the clean metal surface to prevent oxidation and prevent welding.

또한, 용접 시 용융된 솔더는 큰 표면장력을 갖고 있으나, 플럭스는 이 표면장력을 저하시켜 금속 표면에 솔더가 퍼지게하여 용접 효율을 향상시킨다.In addition, the molten solder during welding has a large surface tension, but flux lowers this surface tension and allows the solder to spread on the metal surface, thereby improving welding efficiency.

본 발명의 클래드면(110)을 용접하기 위해 사용되는 스테인리스 스트립(strip)은 클래드면(110)에 비하여 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 함량이 높은 (2.5%이하) 스테인리스 재질로 형성되는 것이 바람직하다.The stainless steel strip used to weld the clad surface 110 of the present invention is stainless steel with a higher chromium (Cr), nickel (Ni), and molybdenum (Mo) content (less than 2.5%) compared to the clad surface 110. It is preferable that it is made of material.

왜냐하면, 클래드면(110) 용접 시 탄소강이 클래드면(110)과 일부 혼합되는데, 이때 클래드면(110)의 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 함량이 저하되는 것을 방지하여 용접부의 내식성 및 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있기 때문이다.This is because, when welding the clad surface 110, the carbon steel is partially mixed with the clad surface 110, and at this time, the chromium (Cr), nickel (Ni), and molybdenum (Mo) contents of the clad surface 110 are prevented from decreasing, thereby forming the welded area. This is because it can prevent corrosion resistance and durability from deteriorating.

또한, 루트면(120)을 이루는 금속은 탄소강에 한정되지 않고 구리 합금, 니켈 합금 등 여러 분야에 적용될 수 있다.Additionally, the metal forming the root surface 120 is not limited to carbon steel and can be applied to various fields such as copper alloy and nickel alloy.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. As described above, although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, those skilled in the art may make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can do it.

100: 클래드 강판 110: 클래드면
120: 루트면 130: 상측면
140: 하측면 θ₁, θ₃ : 제1 경사각
θ₂: 제2 경사각
SAW: 서브머지드 아크 용접, Submerged Arc Welding
ESW: 일렉트로 슬래그 용접, Electro Slag Welding100: Clad steel plate 110: Clad surface
120: Root side 130: Upper side
140: Lower side θ₁, θ₃: First inclination angle
θ₂: Second inclination angle
SAW: Submerged Arc Welding
ESW: Electro Slag Welding

Claims

A first chamfering process in which the sides and upper sides of both ends of the clad steel plate are chamfered to form a clad surface and a root face, and a second chamfering process in which the upper and lower sides of both ends are chamfered to form the upper and lower sides. A chamfering step including a chamfering process;
A pipe manufacturing step of bending both ends of the chamfered clad steel plate and forming it into the shape of a circular pipe; and
A welding step of manufacturing a clad steel pipe by welding both ends of the clad steel plate so that both ends are joined to each other.

In claim 1,
In the chamfering step,
The root surface is formed perpendicular to the plane and bottom of the clad steel plate, and the first inclination angle formed by the root surface and the upper and lower sides is formed smaller than the second inclination angle formed by the root surface and the clad surface. , Clad steel pipe manufacturing method.

In claim 2,
The first inclination angle is formed at 25 to 45°, and the second inclination angle is 15 to 25° larger than the first inclination angle.

In claim 1,
The welding step is,
A first welding process of welding a pair of upper side surfaces facing each other excluding the clad surface;
a second welding process of welding the lower sides of the pair facing each other; and
A method of manufacturing a clad steel pipe, including a third welding process of welding the clad surface.

In claim 4,
The first and second welding processes are,
Submerged Arc Welding (SAW) using carbon steel wire and flux,
The third welding process is,
A method of manufacturing a clad steel pipe, characterized in that it is electro slag welding (ESW) using stainless steel strip and flux.

In claim 5,
In the third welding process,
A method of manufacturing a clad steel pipe, characterized in that the stainless steel strip is formed of a stainless steel material with a higher content of chromium (Cr), nickel (Ni), and molybdenum (Mo) (less than 2.5%) compared to the clad layer.