무함접 강관과 용접 강관의 제조 공정 차이

기본적인 제조 방식의 근본적 차이: 천공 방식 대 성형 및 용접 방식

무손실 강관과 용접 강관 사이에서 가장 근본적인 차이는 각각의 제조 방식에 있다. 무손실 강관은 종방향 또는 나선형 용접 이음매 없이 단일 원형 강 빌릿으로부터 제조된다. 제조 공정은 고체 빌릿을 약 1,250°C로 가열한 후 천공 로드 위로 강제로 밀어 넣어 중공 쉘을 만드는 것으로 시작된다 이렇게 가열된 중공 빌릿은 이후 적절한 외경과 벽두께를 갖는 강관으로 성형하기 위해 연속된 오목 롤러 세트를 통과한다 결과물은 연속적이고 균일한 구조를 가진 파이프로, 용접 파이프에서 볼 수 있는 약점이 전혀 없다. 반면 용접 파이프는 강판 또는 코일을 원통형으로 성형한 후 가장자리를 용접하여 제조한다. 용접 이음새가 근본적인 차이점이며, 이는 열영향부(HAZ)를 유발해 기본 금속과 다른 기계적 특성을 가질 수 있다. .

무봉관 생산: 열간 압연 및 냉간 인출

무봉관 생산은 주로 열간 압연과 냉간 압연(냉간 인출)의 두 가지 범주로 나뉘며, 각각 규격과 용도가 다른 파이프에 적합하다. 열간 압연 방식은 무봉관 전체 생산량의 약 80–90%를 차지하며, 일반적으로 큰 직경과 두꺼운 벽두께의 파이프에 사용된다. . 공정은 다음과 같습니다: 빌릿 준비—고품질 원형 강재 빌릿을 선정하고 적정 온도까지 가열; 천공—가열된 빌릿을 천공기로 구멍을 뚫어 중공 쉘 형태로 만듦; 압연—튜브 밀을 사용해 쉘을 원하는 크기의 강관으로 압연; 규격 조정 및 교정—치수 정확도 확보; 열처리—정화 및 퇴화 등으로 기계적 성질 개선; 최종 검사 및 포장 . 열간 압연 무손실 강관은 생산 효율이 높고 비용이 낮으나, 표면 품질과 치수 정확도는 상대적으로 덜 정밀함 . 보다 높은 정밀도가 요구되는 용도에는 냉간 인발 공정이 사용됨. 이 공정은 열간 압연된 쉘을 빌릿으로 하여 산세 처리를 통해 표면 산화피막을 제거하는 것으로 시작됨 . 거친 강관은 냉간 압연 또는 냉간 인발 밀을 통해 원하는 치수로 가공되며, 이로써 치수 정확도와 표면 품질이 현저히 향상됨 . 냉간 가공 강관은 일반적으로 내부 응력을 제거하고 연성을 회복하기 위해 어닐링을 거치며, 이후 교정, 절단, 연마 등의 마무리 처리를 한다 . 냉간 압연 무손실 강관은 치수 정확도가 높고 표면이 매끄러워 정밀 기계 및 유압 시스템에 적합하다 .

용접 강관 생산: ERW, LSAW, SSAW

용접 강관은 전기 저항 용접(ERW), 종방향 잠재 아크 용접(LSAW), 나선형 잠재 아크 용접(SSAW)이라는 세 가지 주요 공정으로 제조되며, 각 공정은 원료, 성형 방식, 적용 분야 측면에서 구별된다 . ERW 파이프 열간 압연 광폭 코일을 원료로 하여 예비 굽힘, 성형, 용접, 열처리, 규격 조정, 교정, 절단 과정을 거친다 고주파 유도 가열로 접합면을 국부적으로 용융시킨 후 압력을 가해 용접 전극 없이 용접한다. ERW 파이프는 높은 치수 정밀도, 균일한 벽 두께, 우수한 표면 품질, 고압 내성을 갖추고 있으나, 지름과 벽 두께가 작고 얇은 경우에만 적용 가능하다. 도시 가스, 원유, 정제유 수송에 널리 사용된다. . LSAW 파이프 단일 강판을 금형 또는 성형기계로 성형한 후 양면 매몰 아크 용접 및 확장 공정을 거쳐 제조된다. uOE 방식은 강판을 먼저 U자 형태로, 다음에 O자 형태로 성형한 후 내·외부를 이음선 용접하고 기계적으로 확장한다. JCOE 공정은 여러 단계의 프레스를 통해 점진적으로 판재를 성형한다. LSAW 파이프는 광범위한 제품 사양 범위를 제공하며, 우수한 인성, 연성, 균일성, 용접 밀도를 갖추고 대구경, 두꺼운 벽, 고압 내성, 저온 내성에서 뛰어난 성능을 발휘한다. . SSAW 파이프 제조 시 품질이 매우 중요합니다. 연속적으로 스트립 강판 코일을 각도를 주어 공급함으로써 자동 이중 와이어 양면 서브머지드 아크 용접을 통해 나선형 용접 이음을 형성한다. 이 방식은 보다 좁고 비용이 낮은 코일을 사용하여 대구경 파이프(Φ1016–3200mm)를 제조할 수 있게 한다 . 나선형 용접 공정은 대량의 석유 및 가스를 수송하기에 적합한 대구경 파이프 제조를 가능하게 한다. SSAW 파이프는 석유, 천연가스, 수자원 수송뿐 아니라 말뚝 박기 및 구조용 응용 분야에서도 널리 사용된다.

성능 및 비용 차이

서로 다른 제조 공정은 각각 고유한 성능, 비용, 치수 특성을 초래한다. 이음새가 없는 세임리스 파이프는 강도와 신뢰성이 더 높다고 여겨진다 . 이들은 원주 방향에서 뛰어난 균일성을 제공하므로 내압 및 비틀림에 대해 매우 높은 저항성을 갖는다. 그러나 최신 제조 공정과 품질 보증 시험을 통해 두 유형 간의 견고성 차이는 크게 줄어들었다 실제로 현대적인 용접 기술—특히 ERW/ HFW—는 기본 재료와 동등하거나 그 이상의 강도를 갖는 이음부를 생산한다 용접 파이프는 시밍리스 파이프보다 표면이 매끄럽고 치수가 균일하며 제조 비용도 저렴하다 시밍리스 파이프는 일반적으로 용접 파이프보다 20~40% 더 비싸며, 대형 규격의 경우 납기 기간도 더 길다 용접 파이프의 고유한 강도는 표준에서 요구하는 바에 따라 시밍리스 파이프보다 약 20% 낮게 공식적으로 간주된다 벽 두께의 균일성도 다르다: 용접 파이프는 일반적으로 ±10% 이내 또는 그 이상의 정밀도를 달성하지만, 시밍리스 파이프는 보통 ±12.5%의 편심도를 보인다 .

적용 분야: 어떤 경우에 각 유형을 선택해야 하는가

시밍리스 파이프와 용접 파이프 중 어느 것을 선택할지는 압력 조건, 파이프 규격, 예산 및 납기 기간에 따라 달라진다 . 고압 용도—탄화수소 산업, 정제소, 석유 및 가스 탐사 및 시추, 유압 실린더 등—에는 이음매 없는 관이 의무적이거나 강력히 권장된다. 또한 400°C 이상의 고온 용도, -46°C 이하의 저온 용도, 그리고 열영향부(HAZ) 균열 위험을 최소화해야 하는 산성 환경 용도에도 이음매 없는 관이 사용된다. . 소구경 배관(NPS 2 이하)에서는 이음매 없는 관이 표준 관행이므로, 이 경우에도 이음매 없는 관이 선호된다. . 일반적인 이음매 없는 관 규격으로는 ASTM A106, A335 및 API 5L이 있다. . 용접 관은 대구경 파이프라인(NPS 24 이상)에서 일반적으로 허용되며, 이음매 없는 관이 공급되지 않거나 비용이 지나치게 높을 경우 오히려 선호된다. . 또한 ASTM A500 또는 EN 10219에 따른 구조용 용도, 그리고 급수 전달 및 저압 유틸리티 용도에도 용접 관이 사용된다. . 용접 관은 건물 설비 분야에서 음용수가 아닌 물—예를 들어 저압 급수, 난방, 냉방, 가스—용도로 널리 사용된다. - 그래요 일반적인 용접 파이프 사양은 ASTM A53 타입 E, API 5L 및 ASTM A671/A672 - 그래요 ASME B31.3의 잇기 효율 인자 (E) 는 힌 파이프가 설계 압력 요구 사항을 충족하는지 여부를 결정합니다. 적용 표준에 따라 검사 된 ERW 파이프에 대해 E = 0.85 ~ 1.0; 매듭없는 경우 E = 1.0 항상 - 그래요 이러한 근본적인 공정 차이점을 이해함으로써 엔지니어와 조달 전문가는 각 특정 응용 프로그램에 대한 기술적 요구 사항과 경제적 고려 사항을 최적의 균형을 맞추는 파이프 유형을 선택할 수 있습니다.