용접강관은 강판이나 강봉을 압연 및 성형한 후 용접하여 만드는 강관입니다. 용접강관의 생산 공정은 간단하고 생산 효율이 높으며 종류와 규격이 다양하고 설비 투자 비용이 저렴하지만, 일반적으로 강도는 이음매 없는 강관보다 낮습니다. 1930년대 이후 강판 연속 압연 생산의 급속한 발전과 용접 및 검사 기술의 발전으로 용접 기술이 지속적으로 개선되고 용접강관의 종류와 규격이 다양해지면서 점점 더 많은 분야에서 이음매 없는 강관을 대체하고 있습니다. 용접강관은 용접 형태에 따라 직선 이음매 용접관과 나선형 용접관으로 나뉩니다. 직선 이음매 용접관은 생산 공정이 간단하고 생산 효율이 높으며 비용이 저렴하고 발전 속도가 빠릅니다. 일반적으로 나선형 용접관의 강도는 직선 이음매 용접관보다 높습니다. 폭이 좁은 빌릿을 사용하여 더 큰 직경의 용접관을 생산할 수 있으며, 동일한 폭의 빌릿을 사용하여 직경이 다른 용접관을 생산할 수도 있습니다. 그러나 동일한 길이의 직선 이음매 파이프와 비교했을 때 용접 길이가 30~100% 증가하고 생산 속도가 느려집니다. 따라서 소구경 용접관은 주로 직선 이음매 용접으로, 대구경 용접관은 주로 나선형 이음매 용접으로 제작됩니다.
1. 저압 유체 수송용 용접 강관(GB/T3092-1993)은 일반 용접관 또는 흔히 흑관이라고도 합니다. 이는 물, 가스, 공기, 석유, 난방 증기 등과 같은 일반적인 저압 유체를 수송하는 데 사용되는 용접 강관입니다. 강관 접합부의 벽 두께는 일반 강관과 후강관으로 구분되며, 파이프 끝단의 형태는 나사산이 없는 강관(광택관)과 나사산이 있는 강관으로 구분됩니다. 강관의 규격은 내경의 근사값인 공칭 직경(mm)으로 표시되며, 일반적으로 인치 단위로 1 1/2와 같이 표기됩니다. 저압 유체 수송용 용접 강관은 유체 수송에 직접 사용되는 것 외에도 저압 유체 수송용 아연 도금 용접 강관의 원관으로도 널리 사용됩니다.
2. 저압 유체 수송용 아연 도금 용접 강관(GB/T3091-1993)은 아연 도금 전기 용접 강관이라고도 하며, 일반적으로 백색관으로 알려져 있습니다. 이는 용융 아연 도금 용접(로 용접 또는 전기 용접)된 강관으로, 물, 가스, 공기, 오일, 난방 증기, 온수 및 기타 일반적으로 저압 유체 또는 기타 용도로 사용됩니다. 강관 접합부의 벽 두께는 일반 아연 도금 강관과 후막 아연 도금 강관으로 구분되며, 파이프 끝단 형태는 나사산이 없는 아연 도금 강관과 나사산이 있는 아연 도금 강관으로 구분됩니다. 강관의 규격은 공칭 직경(mm)으로 표시되며, 공칭 직경은 내경의 근사값입니다. 일반적으로 인치 단위로 표시되며, 예를 들어 1 1/2인치 등으로 표기합니다.
3. 일반 탄소강 와이어 케이스(GB3640-88)는 산업 및 민간 건물, 기계 및 장비 설치와 같은 전기 설비 프로젝트에서 전선을 보호하는 데 사용되는 강관입니다.
4. 직선 이음매 전기 용접 강관(YB242-63)은 강관의 길이 방향과 평행하게 용접된 강관입니다. 일반적으로 미터 규격 전기 용접 강관, 전기 용접 박벽관, 변압기 냉각유관 등으로 구분됩니다.
5. 일반 저압 유체 수송용 나선형 이음매 잠수 아크 용접 강관(SY5037-2000)은 열간압연 강판 코일을 파이프 블랭크로 사용하여 상온에서 나선형으로 성형하고 양면 자동 잠수 아크 용접 또는 단면 용접으로 제작됩니다. 물, 가스, 공기, 증기 등 일반적인 저압 유체 수송에 사용됩니다.
6. 나선형 용접 말뚝용 강관(SY5040-2000)은 열간압연 강판 코일을 파이프 블랭크로 사용하여 상온에서 나선형으로 성형하고 양면 잠수 아크 용접 또는 고주파 용접으로 제작됩니다. 토목 구조물, 부두, 교량 등의 기초 말뚝에 사용됩니다.
직선 이음매 강관 압연 기술의 발전:
1) 열간 장입 온도 및 열간 장입 비율 개선: 열간 장입 온도 및 열간 장입 비율 개선은 에너지 절약 및 배출 감소를 위한 중요한 방안으로 많은 관심을 받고 있습니다. 현재 우리나라의 평균 열간 장입 온도는 500~600℃이며, 900℃까지 도달하는 경우도 있습니다. 평균 열간 장입 비율은 40%이며, 생산 라인에 따라 75%를 넘는 경우도 있습니다. 일본강관 후쿠야마 공장의 1780mm 열연강판 공장의 열간 장입 비율은 65%, 직접 압연 비율은 30%, 열간 장입 온도는 1000℃에 달합니다. 스미토모강관 가시마 공장의 1780mm 열연강판 공장의 직접 압연 비율은 57%, 열간 장입 온도는 850℃ 이상, 열간 장입 비율은 28%입니다. 향후 우리나라는 650℃ 이상의 연속 주조 빌릿의 열간 장입 비율을 높여 에너지 소비를 25~35% 절감하기 위해 노력해야 합니다.
2) 가열로의 가열 기술: 가열 기술에는 재생 가열, 자동 연소 제어, 저발열량 연료 연소, 저산화 또는 무산화 가열 기술 등이 있습니다. 통계에 따르면 우리나라의 330개 이상의 제강 가열로에서 재생 연소 기술을 채택하여 20~35%의 에너지 절감 효과를 거두고 있습니다. 연소 최적화를 통해 에너지 소비를 더욱 줄일 수 있습니다. 이를 위해서는 저발열량 연료 사용 확대와 고로 가스 및 전로 가스 활용 증대가 필요합니다. 분위기 제어를 위한 저산화 가열 기술과 가스 보호를 위한 무산화 가열 기술은 산화 손실을 줄이고 수율을 높이는 중요한 조치입니다. 이러한 기술은 산세 공정을 완전히 없앨 수도 있습니다. 현재 제강 가열 공정에서 발생하는 산화 스케일은 톤당 3~3.5kg이며, 이로 인한 손실은 연간 약 150만 톤(약 75억 위안)에 달하는 것으로 추산됩니다. 유럽 학자들의 계산에 따르면 산세척 비용은 톤당 15~20유로입니다. 산세척 및 산 사용량을 줄일 수 있다면 환경 보호에 상당한 효과를 가져오고 폐산 처리 부담을 완화할 수 있을 것입니다.
3) 저온 압연 및 압연 윤활 기술: 국내 고속선 제조업체들은 저온 압연 기술을 도입하여 평균 용광로 온도를 950℃까지, 최저 910℃까지 낮추었습니다. 일부 신규 고속선 생산 공장의 제1 압연기는 850℃의 압연 온도를 기준으로 설계 및 제작되었습니다. 저온 압연의 총 에너지 소비량은 기존 압연 방식보다 약 10~15% 낮습니다. 일본 가시마 제철소 열간 압연 공장의 통계에 따르면, 강재의 용광로 온도를 8℃ 낮추면 톤당 4.2kJ의 에너지를 절약할 수 있으며, 에너지 절감 효과는 0.057%입니다. 그러나 저온 압연은 강재 가열 온도의 균일성에 대한 요구 조건이 엄격합니다. 130~150mm 정사각형 강재 전체 길이에 걸쳐 온도 차이가 20~25℃를 넘지 않아야 합니다. 압연 윤활 기술은 압연력을 10~30% 감소시키고, 전력 소비를 5~10% 절감하며, 산화철 스케일 생성을 톤당 약 1kg 줄여 수율을 0.5~1.0% 향상시킬 수 있습니다. 또한 산세척에 필요한 산 소비량을 톤당 약 0.3~1.0kg 절감할 수 있습니다. 국내 여러 제철소에서 스테인리스강 및 전기강 생산에 이 기술을 성공적으로 적용하여 좋은 결과를 얻고 있습니다. 앞으로 압연 윤활 기술을 적극적으로 보급하는 동시에 친환경적인 압연 윤활 매체, 윤활 기술 및 재활용 기술 개발을 강화해야 합니다.
4) 제어 압연 및 제어 냉각 기술과 관련 장비: 제어 압연 및 제어 냉각 기술은 에너지 절약, 재료 절약, 고성능 제품 생산 및 생산성 향상에 필수적인 기술입니다. DP강, TRIP강, TWIP강, CP강, AHSS강, UHSS강, 파이프라인강, 건축구조용강, 그레인강, 무열처리강 등 대표적인 강재들이 모두 이 기술을 이용하여 생산됩니다. 제어 압연 및 제어 냉각 기술은 기술적 기반으로서 물리야금의 새로운 발전에 더해, 저온 고압을 구현할 수 있는 고출력 압연기, 초소형 압연기, 초고속 냉각(UltraFastCooling), 온라인 가속 냉각(Super-OLAC) 장치, 선별 압연기 등의 신기술 및 장비의 도입으로 더욱 발전해 왔습니다. 향후 제어 압연 및 제어 냉각 기술의 발전은 이러한 신기술 및 장비에 크게 의존할 것으로 예상되며, 이는 제어 압연 및 제어 냉각 기술 발전의 중요한 특징이므로 주목해야 합니다.
게시 시간: 2024년 12월 25일