특수 형상 강관의 생산 및 제조 공정

소개: 특수 형상 강관의 정의 및 분류

특수 형상 강관은 성형 강관 또는 비원형 강관이라고도 하며, 표준 원형 단면에서 벗어난 단면 형상을 갖는 강관의 광범위한 범주를 의미한다 . 이러한 단면 형상에는 사각형, 직사각형, 타원형, 평평한 형태, 반원형, 육각형, 팔각형, 삼각형, 오각형, 마름모꼴, 별 모양, 볼록형, 오목형 및 다양한 맞춤형 기하학적 형상이 포함된다. 단면 특성에 따라 특수 형상 강관은 균일 두께 특수 형상 강관, 불균일 두께 특수 형상 강관, 가변 지름 특수 형상 강관의 세 가지 주요 범주로 체계적으로 분류된다 이 파이프의 치수 범위는 매우 넓으며, 외경은 일반적으로 6mm에서 530mm까지, 벽 두께는 0.6mm에서 200mm까지 다양하여 정밀 계측 부품부터 중형 구조용 부재에 이르기까지 폭넓은 용도를 충족시킨다. 이 제품의 적용 기준은 다음과 같다. GB/T 3094-2012 냉간 인발 성형 강관용 표준과 YB/T 4674-2018 용접 특수 형상 강관용 표준으로, 분류, 치수, 기술 요구사항 및 품질 보증에 대한 포괄적인 사양을 제시한다. .

무용접 특수 형상 파이프 제조: 열가공 및 냉간 인발

무용접 특수 형상 강관의 제조는 고체 원형 빌릿을 비원형 단면의 정밀 중공 단면으로 전환하는 체계적인 공정을 따르며 생산 과정은 고품질 원형 강 빌릿을 선별하고 검사하는 것으로 시작되며, 이 빌릿은 먼저 회전식 가열로에서 약 1,200°C로 가열된다. 가열된 빌릿은 이후 천공 밀에 공급되어, 뾰족한 맨드릴이 중심부를 관통하면서 중공 쉘을 형성한다. 천공, 삼중롤 교차압연, 연속압연 또는 압출을 포함하는 이 고온 가공 단계 다음에는, 초기 원형 중공 단면을 얻기 위한 관경 감소 및 규격 조정 작업이 이어진다. 고온 성형된 원형 파이프는 이후 특수 형상 프로파일 제조의 핵심 기술인 냉간 인발 또는 냉간 압연을 거친다. 냉간 인발에서는 원형 파이프를 상온에서 정밀 가공된 다이를 통해 끌어당겨, 점진적으로 단면을 원하는 비원형 형상으로 재구성한다. 고정밀도 요구 사항의 경우, 냉간 인발 공정은 연성 회복 및 표면 산화물 제거를 위해 중간 열처리와 산세를 포함한 여러 차례의 인발을 포함할 수 있다. 용접되지 않은 특수 형상 관의 종합적인 냉간 가공 공정은 다음과 같다: 원형 관 준비 → 선단 성형 → 퇴화 → 산세 → 윤활(유지 또는 구리 도금) → 다단계 냉간 인발(또는 냉간 압연) → 열처리 → 교정 → 검사 → 마킹 → 창고 입고 초고정밀도 응용 분야의 경우, 냉간 압연 냉간 압연 공정이 적용될 수 있으며, 이 공정에서는 관이 냉간 압연기를 통과하면서 외경과 벽두께가 감소하고, 우수한 치수 정확도 및 표면 마감 품질을 달성한다.

용접 특수 형상 관 제조: 성형 및 고주파 용접

용접 특수 형상 강관은 고체 빌릿이 아닌 강판 코일 또는 스트립에서 출발하는 별도의 제조 공정을 통해 생산된다. 공정은 고품질의 냉간 압연 또는 열간 압연 강대 선택으로 시작되며, 이는 표면 결함 및 치수 적합성에 대해 엄격한 검사를 거친다. 이어 강대는 풀코일되어 일련의 성형 롤러를 통과하며, 평평한 강대를 점진적으로 관상으로 굽힌다. 특수 형상 프로파일의 경우, 표준 원형 파이프보다 성형 공정이 더 복잡하여 원하는 단면 형상을 달성하기 위해 신중하게 설계된 롤러 배열이 필요하다. 성형된 관의 가장자리는 다음을 사용해 접합한다. 고주파 전기 저항 용접(ERW) 이는 고주파 전류를 이용해 가장자리를 용접 온도까지 가열한 후, 충전재 없이 압착 롤러로 이들을 단단히 압착하는 방식이다. 그 후 용접 이음부는 정리 작업(내부 및 외부 버링 제거)을 통해 매끄러운 표면을 확보한다. 더 큰 직경 또는 두꺼운 벽 두께의 경우, 매몰アー크용접(SAW) 자동 플럭스 공급을 동반한 단일 와이어 또는 이중 와이어 기법을 사용하는 아크 용접이 적용될 수 있다. . 용접 특수 형상 파이프의 제조 공정은 다음과 같습니다: 스트립 강재 검사 → 언코일링 → 레벨링 → 엣지 트리밍 → 성형 → 고주파 용접 → 스카핑 → 사이징 → 교정 → 절단 → 비파괴 검사 → 수압 시험 → 최종 검사 → 포장 . 용접 특수 형상 파이프 표준 YB/T 4674-2018은 건설 및 기타 용도로 사용되는 용접 형상 강관에 대한 요구 사항을 규정합니다.

냉간 성형 기술: 롤 성형 및 스트레치 성형

냉간 인발 및 용접 외에도, 특수 형상 파이프 생산에는 여러 가지 첨단 냉간 성형 기술이 적용됩니다. 롤 포밍 (즉, 냉간 롤 성형은 가장 널리 채택된 방법 중 하나로, 이미 제조된 원형 또는 기본 형상의 파이프를 일련의 롤러 다이를 통해 점진적으로 냉간 성형하여 최종 특수 형상 프로파일을 얻는 방식입니다. . 이 공정은 조작이 간단하고, 생산량이 높으며, 금형 비용이 적당하며, 대량 생산 시에도 품질을 일관되게 유지할 수 있는 장점을 제공한다. . 롤 성형 공정은 여러 단계로 구성되며, 파이프가 점진적으로 형상이 바뀐 롤러를 차례로 통과하면서 재료가 점진적으로 변형되어 최종 단면 형상을 얻는다. 신장 성형 은 치수 정확도가 매우 높고 표면 마감 품질이 뛰어난 응용 분야에 사용된다. . 이 방법에는 내부 지지대 없이 수행하는 빈 드로잉(empty drawing), 내부 지지대(맨드릴)를 사용하는 맨드릴 드로잉(mandrel drawing), 그리고 롤러 다이 신장(roller-die stretching) 등이 포함되며, 고정 다이 신장(fixed-die stretching)에 비해 롤러 다이 방식은 미끄럼 마찰을 굴림 마찰로 전환함으로써 비용을 절감하고 생산 효율을 향상시킨다. . 복잡한 형상으로 인해 여러 단계의 변형이 필요한 경우, 이러한 냉간 성형 기술들을 순차적으로 조합하여 적용할 수 있다.

열처리, 표면 마감, 품질 관리

열처리는 특수 형상 파이프 제조에서 기계적 성질을 조정하고 냉간 가공으로 인해 유발된 내부 응력을 제거하는 핵심 공정이다 . 어닐링, 노멀라이징, 담금질, 템퍼링과 같은 공정을 통해 제조사는 파이프의 강도, 인성, 부식 저항성을 최적화할 수 있다 . 특히 냉간 인발 및 냉간 압연 파이프의 경우 어닐링이 매우 중요하며, 변형 과정에서 축적된 가공 경화를 완화하고 연성을 회복시킨다. 스테인리스강 특수 형상 파이프의 경우, 침석물을 용해시키고 부식 저항성을 회복시키기 위해 용체화 어닐링 후 급속 냉각을 적용하기도 한다. 열처리 후 파이프는 표면 완화 외관 및 내구성을 향상시키기 위한 후처리를 거친다 . 이 후처리에는 산세를 통한 산화피막 제거, 스테인리스강 등급에 대한 패시베이션, 또는 도장, 전기 도금, 분체 도장과 같은 보호 코팅 적용이 포함될 수 있다 용접 파이프의 경우, 용접 이음부는 무결성을 확인하기 위해 온라인 연속 초음파 검사를 실시한 후, 누출 방지를 확인하기 위해 수압 시험을 수행한다. 최종 품질 관리는 치수 검사(외경, 벽두께, 길이, 직진도), 기계적 성질 시험(인장, 경도, 평탄화) 및 표면 품질 평가를 포함한다. 종합적인 품질 보증 시스템은 정밀 기계 및 자동차 부품에서부터 구조용 프레임 및 건축 요소에 이르기까지, 각 특수 형상 강관이 예정된 용도에 대한 엄격한 요구 사항을 충족하도록 보장한다.