배관 부식 방지층 시공 시 "강관 내면 전처리"

1. 표면 전처리의 중요성
표면 전처리의 목적은 코팅될 표면을 선택된 코팅에 필요한 녹 제거 품질과 표면 조도를 갖추도록 하고, 코팅될 표면과 피복층 사이의 접착력을 향상시키는 것입니다. 표면 전처리의 방법과 기준은 피복층의 종류에 따라 결정됩니다. 표면 전처리 담당 부서는 관련 장비와 기술 인력을 보유해야 하며, 모든 표면 전처리는 특별한 기술 감독 및 검사를 거쳐야 합니다. 표면 전처리를 올바르게 이해하기 위해서는 먼저 그 과정에 영향을 미치는 요인들을 완벽하게 파악해야 합니다. 굵은 수직 화살표는 분사 대상과 분사 목적을 연결합니다. 굵은 화살표의 좌우에 연결된 화살표는 원하는 목적을 달성하기 위해 작용하는 요인들을 나타냅니다. 분사 방법, 연마재, 연마재 이송 매체는 분사 대상 공작물의 특성, 종류, 크기, 그리고 분사 후 예상되는 결과에 따라 선택됩니다. 여러 가지 영향 요인이 작용하므로 매우 신중하게 접근해야 합니다. 파이프라인 부식 방지층 시공에는 "재료가 30%, 시공이 70%를 차지한다"는 말이 있는데, 이는 시공의 중요성을 잘 보여줍니다. 시공 과정에서 강관 표면 전처리(가장 기본적인 것은 "녹 제거")는 최우선 과제이며, 그 품질은 피복층의 품질과 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 일부 문헌에서는 표면 처리가 피복층 수명에 영향을 미치는 여러 요인 중 가장 중요한 요소라는 통계 자료도 제시하고 있습니다.
피복층의 비용 분석 결과, 표면 처리 비용은 일반적으로 전체 비용의 약 50%를 차지합니다. 저항 감소 내피 코팅의 피복층은 박막 형태이고, 코팅 횟수가 적으며, 도료 사용량도 적기 때문에 표면 처리 비용이 약 70%로 더 높습니다. 따라서 저항 감소 내피 코팅의 공정 설계 및 시공 시 표면 전처리 품질에 특별히 주의를 기울여야 합니다.

2. 피복층 품질에 영향을 미치는 주요 요인
2.1 산화막의 영향: 고온의 압연 및 용접 조건에서 강관 표면에는 자연적으로 산화막 층이 생성됩니다. 산화막의 주성분은 산화철 혼합물입니다. 구조적으로는 대략 세 층으로 이루어져 있으며, 가장 바깥쪽 층은 Fe₃O₄ 또는 Fe₂O₃, 중간 층은 Fe₃O₄와 Fe₃O₄, 그리고 강 표면에 가장 가까운 층은 FeO입니다. 온도, 습도, 외부 충격, 산소, 염분 등의 외부 환경 조건의 영향으로 이러한 산화막은 균열이 생기고 벗겨지며 떨어져 나갑니다. 산화막이 완전히 제거되지 않으면 피복층에 세 가지 주요 파괴적인 영향을 미칩니다. 첫째, 산화막의 전극 전위는 강재보다 0.26V 더 높기 때문에 산화막이 떨어져 나가거나 균열이 생긴 부분의 강재 표면이 갈바니 전지의 양극이 되어 부식을 일으킵니다. 둘째, 산화막의 균열 부위에 수증기가 쉽게 응결됩니다. 두 번째로, SO2가 용해되면 황산제일철이 생성되어 전해액의 전도성을 증가시키고 부식을 촉진할 수 있습니다. 또한, 제거되지 않았지만 느슨해진 산화막이 파이프라인의 온도가 크게 변동할 때 떨어져 나가면서 완전히 부풀어 올라 피복층에 균열이 생기고 벗겨질 수 있습니다.
2.2 표면 오염물의 영향: 여기서 말하는 오염물은 강관 표면에서 완전히 제거되지 않은 녹 생성물과 먼지를 의미합니다. 또한 표면 처리 후 강관 표면에 남아 있는 미립자 및 표면 처리 후 지정된 시간 내에 코팅되지 않은 새로운 녹도 포함됩니다. 이러한 오염물이 존재하면 매끄럽고 균일한 코팅을 얻기 어렵고, 기판과의 접착력이 약해져 코팅이 강관 표면에 직접 접촉하지 못하게 되어 코팅의 접착력이 저하되고 코팅 수명에 영향을 미칩니다.
2.3 용해성 염의 영향: 코팅 아래 강재 표면에 용해성 염이 존재할 경우, 코팅 내외부의 삼투압 차이로 인해 공기 중의 수분이 코팅을 투과하여 강재 표면에 도달하고, 용해성 염과 결합하여 강재 표면의 부식을 유발하고 코팅을 박리시킵니다. 특히 염화물은 침투력이 매우 강하기 때문에 Q/SYXQ11 "서-동 가스관 내벽 마찰 저감 코팅층에 대한 추가 기술 조건" 기준에 명시되어 있으며, 특히 해상 운송되는 강관이나 연안 지역에 장기간 보관되는 강관의 경우 이 점을 강조해야 합니다.
2.4 표면 거칠기의 영향: 코팅과 강관 표면 사이의 접착력은 코팅 분자의 극성 그룹과 금속 표면 분자 사이의 상호 인력에 의해 결정됩니다. 물리적 효과(분산력, 유도력, 배향력) 외에도 주로 기계적 효과가 작용합니다. 강관 표면을 연마제 분사(블라스팅) 처리하면 표면 거칠기가 크게 증가하고 금속 표면적이 최대 20배까지 증가할 수 있습니다. 거칠기가 증가함에 따라 표면적이 크게 증가하고 코팅과 강관 표면 사이의 접착력도 그에 따라 증가합니다. 연마제 분사(블라스팅) 처리된 표면에 모서리나 가장자리가 있는 경우, 표면적이 증가할 뿐만 아니라 코팅 접착에 적합한 표면 형상을 제공하여 분자 인력과 기계적 고정을 촉진합니다.
하지만 표면 거칠기가 지나치게 크면 코팅 품질이 저하될 수 있습니다. 예를 들어, 거칠기가 너무 크면 앵커 패턴의 "골" 부분을 채우는 데 필요한 코팅량이 증가합니다. 또한 골이 너무 깊으면 기포가 발생하기 쉬워 코팅 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 게다가 코팅이 얇으면 마루 끝부분이 노출되어 코팅의 완전성을 손상시키고 공식 부식을 유발할 수 있습니다.
마찰 저감 내피 코팅을 위해서는 강관 내벽의 표면 조도가 요구되며, 일반적으로 표면 처리 후 30~50μm 정도입니다. 표면 조도는 연마재의 입자 크기, 형상, 재질, 분사 속도, 작용 시간 등의 공정 변수에 따라 달라지는데, 그중 연마재 입자 크기가 조도에 가장 큰 영향을 미칩니다.
표면 처리 방법에는 여러 가지가 있습니다. 파이프라인에 가장 적합한 방법은 일반적으로 사용되는 분무(분사) 방식입니다. 이 방식은 연마재의 강력한 충격으로 재료의 피로 강도를 약 80%까지 향상시킬 수 있고, 표면 경도 또한 다양한 정도로 개선할 수 있으며, 용접부의 내부 응력을 제거하여 강재의 내식성을 크게 향상시킬 수 있기 때문입니다.

3. 플러그 표면 처리의 기본 요구 사항: 강관의 표면 처리는 일반적으로 기술 표준을 따릅니다. 산업적으로 발전된 국가들은 녹 제거에 대한 품질 등급 표준을 차례로 제정해 왔습니다. 그중 가장 유명한 것은 스웨덴 산업 표준인 SIS 055900 "도장 전 강재 표면 녹 제거 표준"으로, 전 세계 여러 국가에서 오랫동안 채택되어 왔습니다. 국제 표준화 기구(ISO)는 스웨덴 표준을 기반으로 ISO 8501-1 "코팅 및 관련 제품을 사용한 도장 전 강재 전처리 - 표면 청결도 육안 평가 - 제1부: 코팅되지 않은 강재 및 기존 코팅을 완전히 제거한 후의 강재의 녹 등급 및 녹 제거 등급"을 제정했습니다. 우리나라 또한 ISO 표준에 따라 GB 8923 "도장 전 강재의 녹 등급 및 녹 제거 등급"을 제정했습니다. 석유 산업계는 GB 8923과 함께 사용하기 위해 SY/T 0407 "도장 전 강재 표면 전처리 사양"을 제정했습니다. 다음은 해당 표준의 주요 내용 중 일부 발췌입니다.
3.1 GB 8923 “도장 전 강판 표면의 녹 등급 및 녹 제거 등급”: GB 8923 “도장 전 강판 표면의 녹 등급 및 녹 제거 등급”은 녹 등급 및 녹 제거 등급의 분류, 육안 평가, 표준 시료의 컬러 사진 사용에 중점을 둡니다.
(1) 녹 등급 녹 제거 전 강철 표면의 원래 녹 상태는 A, B, C, D의 네 가지 등급으로 나뉩니다. 녹 제거 후에는 원래 녹 등급과 비교해야 합니다.
산화막으로 완전히 덮여 있고 녹은 거의 없는 강철 표면;
B. 녹이 슬고 산화막의 일부가 벗겨진 강철 표면;
C. 녹으로 인해 산화막이 벗겨지거나 긁어낼 수 있는 강철 표면으로, 약간의 부식 흔적이 있는 상태.
D. 녹으로 인해 산화막이 완전히 벗겨지고 광범위하게 부식된 강판 표면. (2) 녹 제거 수준 GB 8923 "도장 전 강판 표면의 녹 수준 및 녹 제거 수준"에서는 녹 제거 방법에 따라 녹 제거 수준을 구분하고, 각 방법에 따라 다른 수준을 제시한다. "Sa", "St", "Fl"은 각각 분무(블라스팅) 녹 제거, 수동 및 전동 공구 녹 제거, 화염 녹 제거를 나타낸다. 문자 뒤의 아라비아 숫자는 녹 제거 정도를 나타낸다. ① 분무 또는 블라스팅 녹 제거는 "Sa"로 표시되며, 다음과 같이 4단계로 나뉜다. Sa1 약한 분무 또는 블라스팅 녹 제거: 강판에 눈에 띄는 기름때나 오염물이 없어야 하며, 산화막, 녹, 코팅이 느슨하게 부착되어 있지 않아야 한다. Sa2 철저한 분무 또는 블라스팅 녹 제거: 강판에 눈에 띄는 기름때나 오염물이 없어야 하며, 산화막, 녹, 코팅이 기본적으로 제거되었고, 잔류물이 단단히 부착되어 있어야 한다. Sa2.5 매우 철저한 블라스팅 및 블라스팅 녹 제거: 강철 표면에 기름때, 먼지, 산화막, 녹 또는 코팅이 전혀 없어야 하며, 남아 있는 흔적은 미세한 반점이나 줄무늬 정도여야 합니다. Sa3 강철 표면을 깨끗하게 만드는 스프레이 또는 블라스팅 녹 제거: 강철 표면에 기름때, 먼지, 산화막, 녹 또는 코팅이 전혀 없어야 하며, 표면은 균일한 금속색을 띠어야 합니다.
② 수동 및 전동 공구를 이용한 녹 제거. GB 8923에서는 "St"로 표시되며, 두 가지 등급으로 나뉩니다.
St2 철저한 수동 및 전동 공구를 사용한 녹 제거: 강철 표면에 눈에 띄는 기름때나 먼지가 없어야 하며, 느슨하게 부착된 산화물, 녹, 코팅이 없어야 합니다.
St3: 수동 및 전동 공구를 사용한 철저한 녹 제거: 강철 표면에 눈에 띄는 기름때나 먼지가 없어야 하며, 느슨하게 부착된 산화물, 녹, 코팅이 없어야 합니다. 녹 제거는 St2보다 더 철저해야 하며, 노출된 기판 표면은 금속성 광택을 띠어야 합니다.
③ 화염 방청 처리 "F1"로 표시되는 화염 방청 처리는 화염 가열 작업 후 강철 표면에 부착된 물질을 제거하기 위해 전동 와이어 브러시를 사용하는 것을 포함합니다. 표준에서는 한 가지 등급만 제공합니다.
F1 화염 녹 제거: 강철 표면은 산화물, 녹, 코팅 및 기타 부착물이 없어야 하며, 남아 있는 흔적은 표면 변색(다른 색상의 그림자)뿐이어야 합니다.
(3) 녹 등급 및 녹 제거 등급 평가 시각적 평가 및 표준 사진의 평가 방법 및 요구 사항은 GB 8923에 명시되어 있습니다. 녹 등급을 평가할 때는 해당되는 더 심각한 녹 등급의 사진에 표시된 녹 등급을 평가 결과로 사용하고, 녹 제거 등급을 평가할 때는 강재 표면의 외관과 가장 유사한 사진에 표시된 녹 제거 등급을 평가 결과로 사용합니다. 강재 표면의 녹 제거 등급에 대한 시각적 평가에는 다음과 같은 여러 요인이 영향을 미칩니다. ① 분무 또는 블라스팅 녹 제거에 사용되는 연마제 및 수동 및 전동 공구 녹 제거에 사용되는 공구; ② 표준 녹 등급에 속하지 않는 강재 표면의 녹 상태; ③ 강재 자체의 색상; ④ 부식 정도에 따른 각 부위의 표면 거칠기 차이; ⑤ 움푹 들어간 곳과 같은 불균일한 표면; ⑥ 공구 자국; ⑦ 불균일한 조명; ⑧ 분무 또는 블라스팅 녹 제거 시 연마제가 표면에 닿는 각도 차이로 인한 그림자. ⑨ 표면에 박혀있는 연마제.
3.2 SY/T 0407 “도장 전 강재 표면 준비 사양”: 이 사양은 GB 8923과 함께 사용해야 하며, 대부분의 내용은 미국 철강 구조 도장 위원회(SSPC) 표준을 기반으로 작성되었습니다. 파이프라인 마찰 감소 공정 요구 사항의 관련 내용과 함께 간략하게 소개하면 다음과 같습니다.
(1) 블라스팅(분사) 녹 제거 전후 표면 처리 블라스팅(분사) 녹 제거 전에는 강재 표면에 보이는 기름, 그리스, 먼지를 제거해야 합니다. 녹 제거 후 도장 전에는 건식 에어 블로잉, 진공청소기 흡입 또는 브러시를 사용하여 공작물 표면의 부유 녹과 먼지를 제거해야 합니다. 블라스팅(분사) 녹 제거 후 강재 표면은 오염되기 전에 도장해야 합니다. 도장 전에 강재 표면이 오염된 경우에는 다시 세척해야 합니다.
(2) 연마재 선택 분무 시험 결과에 따르면 지르코늄 모래와 와이어 입자가 가장 우수한 연마재이고, 코런덤이 가장 성능이 떨어지며, 주철 분쇄 입자와 두 종류의 용융 코런덤이 그 중간 정도이다. 코런덤은 표면 녹 제거 효과가 매우 느리고 불량하며, 분진 발생량이 매우 많다. 와이어 입자는 특히 미세한 단면의 녹 제거에 적합하고, 모래 또한 녹 제거 효과가 좋지만 둘 다 분진이 발생한다. 용융 코런덤의 경우, 연마재 공급량은 지르코늄 모래, 주철 분쇄 입자, 와이어 입자의 거의 절반 수준이다. 동일한 녹 제거 작업에 필요한 철 연마재의 양은 광물 재료보다 2~3배 적다. 즉, 무거운 입자가 가벼운 입자보다 녹 제거 효과가 더 우수하다. 특정 녹 제거 효과를 얻기 위한 분무 시간은 선택한 연마재에 따라 달라진다. 단위 시간당 녹 제거 효과는 모래, 지르콘 모래, 주철 분쇄 입자, 0.65 와이어 입자, 0.97 와이어 입자, 0.72 용융 코런덤, 0.75 용융 코런덤, 코런덤 순으로 감소합니다. 실제 작업에서는 0.65 와이어 입자가 0.97 와이어 입자보다 녹 제거 속도가 더 빠릅니다. 연마재는 강종, 종류, 초기 녹 정도, 사용된 코팅 종류, 녹 제거 방법, 코팅에 필요한 표면 조도 등을 고려하여 선택해야 합니다. 주강 쇼트, 주철 쇼트, 주강 모래, 주철 모래, 강선 조각 등의 금속 연마재는 분무(투과) 방식의 녹 제거에 사용할 수 있습니다. 강판 표면의 앵커 깊이에 대한 코팅 시스템 요구 사항에 따라 표 5-2를 참조하여 연마재를 선택하십시오. 표에서 주강 쇼트의 경도는 HRC 40-50이고, 주강 모래의 경도는 HRC 55-60입니다. 표에 제시된 일반적인 앵커 깊이는 양호한 분사(임펠러 또는 노즐) 조건에서 달성될 것으로 예상되는 최대 및 평균 표면 거칠기를 나타냅니다. 표준 부록에는 강선 세그먼트의 사양, 구성, 경도 및 기타 성능 요구 사항이 명시되어 있습니다. 표면 처리에서 연마재에 일정량의 강선 세그먼트를 첨가하면 날카로운 "봉우리와 골짜기" 형태의 거칠기를 생성할 수 있는데, 이는 코팅막과 강철 표면 사이의 기계적 접착력을 향상시키는 데 매우 효과적입니다. 연마재 소모량은 연마재 수명에 따라 결정되는데, 이는 정의하기 어려운 개념입니다. 일반적으로 연마재의 파쇄 정도를 기준으로 합니다. 엔지니어링에서는 연마재의 수명을 나타내는 데 "사용 가능 시간"이라는 용어를 사용하며, 이는 상대적인 비용을 결정하는 요소가 됩니다.
3.3 GB/T13288 “도장 전 강재 표면 조도 평가”: 본 표준은 금속 또는 비금속 연마재 분사 및 블라스팅 후 녹 제거 수준이 GB 8923 “도장 전 강재 표면의 녹 수준 및 녹 제거 수준”의 Sa2.5보다 높은 강재 표면에 적용됩니다. 도장 전 연마재 분사 및 블라스팅 후 형성된 표면 조도는 세 가지 조도 수준으로 구분됩니다.
표면 거칠기 매개변수가 피복층에 미치는 영향은 다음과 같은 요인에 따라 달라집니다.
① 표면적을 증가시키고, 코팅의 접착력을 향상시키며, 표면의 활성화 상태를 강화합니다.
②코팅량에 영향을 줍니다.
③덮개층의 보호 효과와 봉우리 노출에 영향을 미칩니다.
표면 거칠기의 크기는 다음과 같은 요인에 따라 달라집니다.
①연마재의 종류 및 규격;
②연마재의 분사 속도 및 각도;
③분사되는 연마제의 유량 및 작용 시간;
④ 공작물 자체의 종류, 경도 및 표면 구조.
3.4 용해성 염화물 시험 기준: ISO 8502-2 "청결 표면의 염화물 실험실 측정" 기준은 강철 표면의 용해성 염화물 측정 방법을 규정하고 있습니다. 이 방법은 먼저 강철 표면의 특정 영역을 세척한 후, 디페닐카르바존-브로모페놀 블루를 지시약으로 사용하는 질산수은 적정법으로 세척된 강철에 흡착된 염화물을 분석 및 측정하는 것입니다. 또한, 관련 기준으로는 ISO 8502-5 "도장할 강철 표면의 염화물 검출 - 염화물 이온 검출관법", ISO 8502-6 "도장할 표면의 용해성 불순물 시료 채취 방법" 및 ISO 8502-7 "도장할 표면의 용해성 불순물 분석 - 염화물 이온 전계 분석법"이 있습니다.

4. 강관 내면의 전처리
내부 코팅의 품질과 수명을 보장하기 위해 코팅 전 표면을 철저히 전처리해야 합니다. 부식 방지 코팅과 비교하여 마찰 감소 내부 코팅은 더 얇기 때문에 표면 조도는 미세(F) 등급이어야 합니다. Q/SY xQ11 표준의 요구 사항에 따르면 녹 제거 등급은 Sa2.5이며 조도는 30~50μm여야 합니다.
표면 처리 방법 중 파이프라인 내벽에 분사(블라스팅)하는 방식이 가장 적합합니다. 구체적인 방법은 파이프 직경과 설비 조건에 따라 결정해야 합니다. 쇼트 블라스팅은 대구경 파이프에, 샌드블라스팅은 소구경 파이프(예: 762mm 이하)에 사용할 수 있습니다. 네덜란드 금속 연구소는 분사식 녹 제거에 대한 특별 연구를 수행했으며, 분사식 녹 제거는 침식에 의해 얻어지는 일종의 마모 효과로 볼 수 있다고 결론지었습니다. 분사식 녹 제거 기술에 대한 다음 사항들을 제안합니다.
(1) 분사 입자의 속도는 입자의 운동 에너지에 결정적인 영향을 미치며, 반동 입자의 영향을 크게 받습니다. 입자 속도는 분사 거리의 함수입니다. (2) 분사 각도는 분사 중 입자의 충돌 정도를 결정하며, 분사 각도가 45°일 때 최대가 됩니다. (3) 입자 크기는 녹 제거의 균일성에 매우 중요합니다. 원하는 결과를 얻으려면 최적의 입자 크기가 필요합니다. 입자 크기는 표면층(압연 스케일, 녹 또는 주조 표면층)의 특성과 그 아래 표면 상태에 크게 좌우됩니다.
4.1 쇼트 블라스팅: 쇼트 블라스팅은 쇼트 블라스팅 장비의 고속 회전 블레이드에서 발생하는 원심력을 이용하여 연마재(강철 쇼트, 강선 조각, 각형 강철 모래 등)를 처리 대상 파이프의 내벽에 고속으로 분사하는 공정입니다. 이 과정에서 타격 및 연삭 효과가 발생하여 표면의 스케일과 녹을 제거하고, 본래의 금속 색상을 드러내며, 도료 접착력이 우수한 조도를 제공합니다. 쇼트 블라스팅은 강관 표면의 스케일과 녹을 제거할 뿐만 아니라 강관 표면을 강화하고 잔류 응력을 제거하여 피로 저항성과 응력 부식 저항성을 향상시킵니다. 쇼트 블라스팅은 연마재 활용률이 높고 녹 제거 속도가 빠르며 비용이 저렴하여 대규모 작업에 적합합니다. 따라서 쇼트 블라스팅은 강관 내벽 처리의 최우선 선택입니다. 쇼트 블라스팅 공정의 필수 요건은 강관 예열, 쇼트 블라스팅을 이용한 녹 제거, 그리고 표면 세척입니다.
(1) 강관 예열: 예열은 강관의 내면을 가열하여 표면의 수분과 일부 유분을 제거하는 것이다. 예열 방법에는 중주파 유도 가열, 화염 가열, 온수 분무 가열 등이 있다. 방법을 선택할 때에는 현지 조건에 적합하고, 경제적이고 합리적이며, 조립 라인과 호환되는 방법을 선택해야 한다.
① 중주파 가열 방식은 구조가 간단합니다. 유도 코일이 롤러에 설치되어 공간을 차지하지 않고 에너지 소비도 적습니다. 하지만 중주파 가열 방식은 표면의 기름때와 이물질 제거에는 효과가 미미합니다.
② 화염 가열은 깨끗한 액화 가스를 연소시켜 강관의 내면을 직접 화염으로 가열함으로써 표면의 수분을 제거하는 방식입니다. 이 방법은 액화 가스 공급이 충분해야 한다는 전제 조건이 있습니다.
③ 온수 분무 가열은 기름과 쓰레기 제거에 효과적이지만, 장비가 복잡하고 증기원, 온수 펌프, 온수 증발을 위한 환기실이 필요하여 넓은 면적을 차지합니다.
(2) 쇼트 블라스팅 및 녹 제거: 생산 라인에서 쇼트 블라스팅 공정은 쇼트 블라스팅 헤드, 연마재 순환 장치, 연마재 세척 장치 및 환기 및 집진 장치로 구성된 쇼트 블라스팅 박스 내에서 수행됩니다. 강관이 쇼트 블라스팅 박스에 들어가면 모터에 의해 구동되는 쇼트 블라스팅 헤드의 블레이드가 고속으로 회전하여 강력한 원심력을 발생시킵니다. 이 원심력에 의해 연마재는 블레이드를 따라 가속되어 배출됩니다. 배출된 연마재는 부채꼴 모양의 흐름을 형성하여 강관의 내면을 타격하여 산화 스케일과 녹을 제거합니다. 연마재가 배출된 후, 연마재 순환 시스템은 사용된 연마재를 재활용 및 선별하여 공급단으로 이송하여 재사용합니다.
(3) 표면 세척: 쇼트 블라스팅 처리된 강관에는 연마 분진, 녹 잔류물 및 기타 오염 물질이 포함되어 있으므로 세척이 필요합니다. 일부 구식 장비에서는 강관을 기울여 잔류물을 쏟아내는 방식을 사용했는데, 이는 많은 동력과 시간이 소요되므로 현대 장비에서는 거의 사용되지 않습니다. 새로운 세척 방법은 압축 공기 또는 진공 청소기를 이용하여 불어내는 것입니다. HSE(보건, 안전 및 환경)에 대한 인식이 높아짐에 따라 쇼트 블라스팅 공정 중 발생하는 분진을 흡수하고 연마재를 분리 및 회수하기 위해 쇼트 블라스팅 작업 생산 라인에 환기 및 집진 장치를 설치해야 합니다.
(4) 연마재: 쇼트 블라스팅에 사용되는 연마재는 주로 철 쇼트, 강철 쇼트, 강선 세그먼트 및 각형 강철 모래이다. 경제성과 실용성 측면에서는 강철 쇼트가 더 좋고, 쇼트 블라스팅 효과 측면에서는 강선 세그먼트가 더 좋다. 쇼트 블라스팅에 이상적인 연마재는 강철 쇼트와 강선 세그먼트 또는 강철 쇼트와 강철 모래를 1:1에서 2:1의 비율로 혼합한 것이다.
4.2 샌드블라스팅(쇼트) 처리: 샌드블라스팅(쇼트) 처리는 압축 공기를 동력으로 사용하여 연마재(모래 또는 쇼트)를 일정한 속도로 처리 대상 강재 표면에 분사하는 공정입니다. 연마재의 충격과 연마 작용으로 금속 표면의 산화 스케일, 녹 생성물 및 기타 오염 물질이 제거됩니다. 샌드블라스팅(쇼트) 처리 장치는 일반적으로 압축 공기 공급(처리, 저장) 시스템, 노즐, 호스, 연마재 회수 순환 시스템, 구동 조명 전자 제어 시스템, 집진 시스템 및 공기/모래 공급 시스템으로 구성됩니다. 샌드블라스팅(쇼트)의 녹 제거 효과에는 공기압, 연마재의 종류 및 규격, 연마재의 분사 각도 및 속도, 노즐과 강재 표면 사이의 거리 등 여러 요인이 영향을 미칩니다. 연마재는 표면 처리 요구 사항과 강재 표면의 원래 상태에 따라 선택해야 합니다. 일반적으로 강철 쇼트, 강선 세그먼트, 각진 강철 모래, 석영 모래 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있습니다. 샌드블라스팅(쇼트블라스팅)의 녹 제거 수준 및 표면 조도 요구 사항은 품질 검사 내용 및 앞서 언급한 기준과 일치합니다. 결과적으로 샌드블라스팅(쇼트블라스팅)과 쇼트블라스팅의 효과는 동일합니다. 방법 선택의 주요 요인은 경제성과 현장 조건입니다. 예를 들어, 파이프 직경이 762mm 미만인 경우 블라스팅 헤드와 처리 표면 사이의 거리가 충분하지 않아 쇼트블라스팅을 사용할 수 없으므로 샌드블라스팅(쇼트블라스팅)을 사용해야 합니다. 샌드블라스팅(쇼트블라스팅)은 성숙한 기술이며 관련 장비도 상용화되어 있습니다. 파이프라인 내부 표면 전처리에 적용할 경우 약간의 수정만으로 사용 가능합니다.
4.3 세척 작업: 쇼트 블라스팅 처리된 표면은 브러시, 압축 공기 또는 진공 청소기를 사용하여 세척해야 합니다. 블라스팅 패턴의 "봉우리와 골짜기" 틈새에서 떨어져 나온 녹과 미세 연마 입자를 제거해야 합니다. 입구가 큰 강관의 경우 일반적으로 퍼지 방식을 사용합니다. 퍼지 방식에는 두 가지가 있습니다. 하나는 쇼트 블라스팅과 동시에 녹 제거 과정에서 발생하는 주요 분진과 철 쇼트를 대용량 진공 청소기로 흡입하는 것입니다. 남아있는 미세 분진을 내부에 분사하기 전에 스프레이 건의 공기 공급 장치를 작동시키면 스프레이 건이 강관 내부 표면을 퍼지하기 시작합니다. 스프레이 건은 강관의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지 공기를 불어넣고, 반대쪽 끝에 있는 진공 청소기가 분진을 흡입합니다. 또 다른 방법은 샷 주입 장치를 사용하여 강관을 특정 각도로 들어 올려 강봉이 회수 장치로 흘러 들어가도록 한 다음, 강관 내벽을 퍼지하고 진공 청소기로 미세 분진을 제거하는 것입니다. 습식 처리된 표면인 경우, 충분한 부식 방지제가 함유된 깨끗한 물로 헹구거나, 먼저 깨끗한 물로 헹군 후 부동태 처리해야 합니다. 필요한 경우, 브러시를 사용하여 추가 처리를 하여 모든 잔류물을 제거해야 합니다.

5. 품질 관리: 강관 내면 처리의 품질 관리는 크게 청결도와 표면 조도, 두 가지 측면으로 나눌 수 있습니다.
5.1 청결도: ISO 8501-1 및 GB 8923 표준의 요구 사항에 따라 마찰 감소 코팅 처리된 강관의 내면은 처리 후 Sa2.5 등급에 도달해야 합니다. 이 등급은 강관 표면에 육안으로 보이는 그리스, 먼지, 스케일, 녹, 페인트 및 기타 부착물이 없어야 하며, 잔류 흔적은 미세한 점이나 줄무늬 정도만 있어야 함을 의미합니다. 이러한 청결도는 육안 검사로 확인할 수 있습니다. 또한 ISO 8502 표준은 표면 청결도를 측정하는 방법을 제시하고 있습니다.
ISO8502-1 표준은 표면 처리된 강재 표면에 잔류하는 용해성 철염을 검출하는 방법을 제시합니다. 주요 방법은 강재 표면을 물로 세척하고, 용해성 철염을 물에 용해시킨 후, 2,2-비피리딘을 지시약으로 사용하여 수집된 세척액의 비색도를 측정하는 것입니다. 기준 지표는 강재 표면의 철 이온 함량이 15mg/m² 미만일 때 코팅에 큰 영향이 없다고 판단하는 것입니다.
ISO 8502-2 표준은 강관 표면의 수용성 산화물 함량을 측정하는 실험실 시험 방법을 제공합니다. 이 방법은 표면 처리 전후의 강관 표면에 적용할 수 있습니다. 시험 방법은 먼저 강관 표면의 특정 영역을 일정량의 물로 세척하고, 세척액을 수집한 후, 수집된 세척액에 함유된 염화물을 디페닐카르바존-브로모페놀 블루를 지시약으로 사용하는 질산수은 적정법으로 분석 및 측정하는 것입니다. 적정 과정에서 수은 이온은 유리 산소 이온과 반응하여 HgCl2를 생성합니다. 염화 이온이 소모된 후, 과량의 수은 이온은 혼합 지시약에서 보라색으로 나타나 적정이 완료되었음을 나타냅니다. 이 시험에서 Q/SY XQ11은 관련 해외 표준의 20mg/m2 지시약을 의미합니다. 그러나 이 지시약은 강관 표면 처리 전에 표면을 세척해야 하는지 여부를 판단하는 데 사용됩니다. ISO 표준 요구사항에 따라 세척 후 재시험을 실시해야 합니다. 표 5-5는 강관 표면의 염분 함량에 대한 해외 표준 요구사항 지표입니다.
ISO 8502-3 표준은 도장할 강재 표면의 분진 오염 정도를 평가하는 표준입니다. 이 표준은 강재 표면의 분진 오염 정도를 표준 도표로 정의된 5단계로 구분합니다. 측정 방법은 시험 대상 강재 표면에 감압 테이프를 부착한 후, 먼지가 묻은 테이프를 표준 도표와 비교하여 강재 표면의 분진 오염 정도를 판정하는 것입니다. ISO 8502-4 표준은 도장 전 강재 표면의 결로 가능성을 평가하는 방법입니다. 이 방법은 주변 공기의 온도와 상대 습도를 측정하여 해당 환경 조건에서의 이슬점을 측정한 다음, 강재 표면 온도를 측정하고, 이슬점과 주변 이슬점의 차이를 이용하여 표면 결로 가능성을 평가합니다. 용제형 코팅의 경우, 도장할 강관 표면 온도는 주변 이슬점 온도보다 3°C 이상 높아야 합니다.

또한, 국제표준화기구(ISO) ISO/TC35/SCl2는 앞서 언급한 ISO 8502-5, ISO 8502-6, ISO 8502-7 외에도 다음과 같은 표면 청결도 시험 방법 표준을 제정했습니다. ISO 8502-8 도장면의 용해성 불순물 분석 - 황산염 현장 분석법; ISO 8502-9 도장면의 용해성 불순물 분석 - 철염 현장 분석법; ISO 8502-10 도장면의 용해성 불순물 분석 - 기름 현장 분석법; ISO 8502-11 도장면의 용해성 불순물 분석 - 수분 현장 분석법.
표면조도: ISO 표준에 관한 GB 13288 표준은 표면 처리 후 표면조도 평가에 대한 관련 규정을 제시합니다. 평가 단계는 다음과 같습니다. 표면의 먼지와 이물질을 제거하고, 연마재 종류에 따라 적절한 표면조도 비교 시료("G" 시료와 "S" 시료)를 선택하여 시험 대상 강재 표면의 특정 측정 지점 근처에 놓고 육안으로 비교합니다. 강재 표면의 외관과 가장 유사한 시료의 표면조도 등급이 평가 등급입니다. 돋보기를 사용하여 평가하는 경우, 돋보기를 통해 시료와 시험 대상 강재 표면의 외관을 동시에 관찰해야 합니다. 육안 평가가 어려운 경우, 손톱이나 엄지와 검지를 이용하여 나무 스타일러스를 잡고 시험 대상 표면과 비교 시료의 여러 부분에 대고 움직여 가장 근접하게 접촉하는 부분의 표면조도 등급을 평가 결과로 사용할 수 있습니다. 표면조도 기준 비교 시료는 각각 특정 기준 표면조도를 가진 네 부분으로 나뉜 평판입니다. 표면 조도 비교 시료의 조도 기준값은 표 5-6의 규정을 준수해야 하며, 직관적인 표면 청결도는 Sa2.5 이상이어야 합니다. 그레인(GRIT) 연마재를 분사하여 얻은 표면 조도 특성을 반영하는 시료를 "G" 시료라고 하고, 샷(SHOT) 연마재를 분사하여 얻은 표면 조도 특성을 반영하는 시료를 "S" 시료라고 합니다. 표면 조도 측정 방법에는 여러 가지가 있으며, 조도 비교기법도 생산 현장에서 흔히 사용됩니다. Keane-tator 조도 비교기는 널리 사용되는 장비로, 다섯 개의 섹터가 수렴하는 표준 템플릿으로 구성됩니다. 다섯 개의 섹터는 별 모양으로 배열되어 있으며, 별의 중앙에는 구멍이 있습니다. 각 섹터는 표준 조도 템플릿을 나타냅니다. 사용 시에는 템플릿을 측정 대상 표면에 놓고, 중앙 구멍 위에 있는 특수 돋보기를 이용하여 측정 대상 표면과 표준 섹터를 비교하여 표면 조도 값을 측정합니다. 이 방법은 간단하고 사용하기 쉬우며, 복잡한 도구가 필요하지 않고, 시험 결과의 신뢰성이 높습니다. 문지름 시험법은 또 다른 일반적인 시험 방법입니다. 이 방법은 특수 문지름 테이프를 사용합니다. 사용 시, 테이프의 뒷면 종이를 떼어내고 라텍스 면을 강철 표면에 붙인 다음, 매끄러운 도구나 다른 뭉툭한 도구를 사용하여 테이프 뒷면을 원을 그리며 문질러 표면이 균일한 회색이 될 때까지 문지릅니다. 테이프를 제거하고 스프링 마이크로미터를 사용하여 문지름 테이프의 두께를 측정합니다. 필름의 거칠기 높이를 얻으려면 마이크로미터 측정값에서 50.8μm를 빼서 필름 쿠션층의 두께를 보정합니다. 측정 시 기기를 교정해야 합니다. 이 방법은 ASTM D 4417 방법 C에 나와 있습니다. 이 방법은 간단하고 사용하기 쉬우며, 문지름 자국을 생산 공정의 기록물로 영구적으로 보존할 수 있습니다.