강관은 다양한 용도로 사용되는 길고 속이 빈 관입니다. 이 파이프는 용접 파이프 또는 이음매 없는 파이프를 만드는 두 가지 별개의 방법으로 생산됩니다. 두 가지 방법 모두 원강을 먼저 보다 실행 가능한 시작 형태로 주조합니다. 그런 다음 강철을 이음매 없는 튜브로 늘리거나 가장자리를 강제로 결합하고 용접으로 밀봉하여 파이프로 만듭니다. 강관을 생산하는 최초의 방법은 1800년대 초반에 도입되었으며, 오늘날 우리가 사용하는 현대 공정으로 꾸준히 발전해 왔습니다. 매년 수백만 톤의 강관이 생산됩니다. 다재다능함으로 인해 철강 산업에서 생산되는 제품 중 가장 자주 사용되는 제품입니다.
역사
사람들은 수천년 동안 파이프를 사용해 왔습니다. 아마도 첫 번째 사용은 하천과 강에서 물을 밭으로 돌리던 고대 농업가들에 의해 사용되었을 것입니다. 고고학적 증거에 따르면 중국인들은 기원전 2000년에 다른 고대 문명에서 사용했던 점토관이 발견되면서 원하는 위치로 물을 운반하기 위해 갈대관을 사용했음을 알 수 있습니다. 서기 1세기 동안 유럽에서 최초의 납 파이프가 건설되었습니다. 열대 국가에서는 대나무 관을 사용하여 물을 운반했습니다. 식민지 미국인들도 비슷한 목적으로 목재를 사용했습니다. 1652년 보스턴에서 속이 빈 통나무를 사용하여 최초의 상수도가 만들어졌습니다.
용접 파이프는 재료를 원형 모양으로 성형하는 일련의 홈이 있는 롤러를 통해 강철 스트립을 굴려서 형성됩니다. 다음으로 용접되지 않은 파이프는 용접 전극을 통과합니다. 이 장치는 파이프의 두 끝을 함께 밀봉합니다.
1840년 초에 철공인들은 이미 이음매 없는 튜브를 생산할 수 있었습니다. 한 가지 방법에서는 단단한 금속의 둥근 빌렛을 통해 구멍을 뚫었습니다. 그런 다음 빌렛을 가열하고 일련의 다이를 통해 인발하여 파이프를 형성했습니다. 이 방법은 중앙에 구멍을 뚫는 것이 어려워 비효율적이었습니다. 이로 인해 한쪽이 다른 쪽보다 두꺼운 고르지 않은 파이프가 생겼습니다. 1888년에 개선된 방법이 특허를 받았습니다. 이 과정에서 고체 청구서는 내화 벽돌 코어 주위에 주조되었습니다. 식힌 후 벽돌을 제거하면 가운데에 구멍이 생겼습니다. 그 이후로 새로운 롤러 기술이 이러한 방법을 대체했습니다.
설계
강관에는 두 가지 유형이 있는데, 하나는 이음매가 없는 파이프이고 다른 하나는 길이를 따라 단일 용접 이음매가 있는 파이프입니다. 둘 다 용도가 다릅니다. 이음매 없는 튜브는 일반적으로 더 가볍고 벽이 더 얇습니다. 자전거 및 액체 운반에 사용됩니다. 솔기가 있는 튜브는 더 무겁고 단단합니다. 일관성이 더 좋고 일반적으로 더 직선적입니다. 가스 운송, 전기 도관 및 배관 등에 사용됩니다. 일반적으로 파이프가 높은 수준의 응력을 받지 않는 경우에 사용됩니다.
원자재
파이프 생산의 주요 원자재는 강철입니다. 강철은 주로 철로 구성됩니다. 합금에 존재할 수 있는 다른 금속으로는 알루미늄, 망간, 티타늄, 텅스텐, 바나듐 및 지르코늄이 있습니다. 일부 마감재는 생산 중에 때때로 사용됩니다. 예를 들어 페인트가 될 수 있습니다.
무계목관은 견고한 빌렛을 가열하여 원통형으로 성형한 후, 신축성 및 중공이 생길 때까지 롤링하는 공정을 통해 제조됩니다. 중심이 비워져 있는 모양이 불규칙하기 때문에 총알 모양의 천공점이 빌렛의 중앙을 관통하여 압연됩니다. 이음매 없는 파이프는 단단한 빌렛을 가열하여 원통형으로 성형한 후 압연하는 공정으로 제조됩니다. 늘어나서 속이 비워질 때까지. 가운데가 비어 있는 형태가 불규칙하기 때문에 빌릿을 굴리면서 총알 모양의 관통점을 밀어 넣습니다. 파이프를 코팅할 때 사용합니다. 일반적으로 생산라인 마지막 부분의 강관에는 소량의 오일이 도포됩니다. 이는 파이프를 보호하는 데 도움이 됩니다. 실제로 완제품의 일부는 아니지만 황산은 한 제조 단계에서 파이프를 청소하는 데 사용됩니다.
제조 공정
강관은 두 가지 다른 공정으로 만들어집니다. 두 프로세스의 전체 생산 방법은 세 단계로 구성됩니다. 첫째, 원시 강철이 보다 작업 가능한 형태로 변환됩니다. 다음으로 파이프는 연속 또는 반연속 생산 라인에서 형성됩니다. 마지막으로 고객의 요구에 맞게 파이프를 절단하고 수정합니다. 일부 강관 제조에서는 다음을 사용합니다.튜브 레이저 절단기튜브의 경쟁력을 높이기 위해 튜브를 이전에 절단하거나 비우기
무계목관은 견고한 빌렛을 가열하여 원통형으로 성형한 후, 신축성 및 중공이 생길 때까지 롤링하는 공정을 통해 제조됩니다. 가운데가 비어 있는 형태가 불규칙하기 때문에 총알 모양의 관통점이 압연되면서 빌릿의 중앙을 관통하게 됩니다.
잉곳 생산
1. 용강은 용광로에서 철광석과 코크스(공기가 없는 상태에서 석탄을 가열할 때 생성되는 탄소가 풍부한 물질)를 녹인 다음 액체에 산소를 분사하여 대부분의 탄소를 제거하여 만들어집니다. 그런 다음 녹은 강철을 크고 두꺼운 벽의 철 주형에 붓고 냉각하여 잉곳으로 만듭니다.
2. 판, 시트 등의 평판형 제품이나 막대, 막대 등의 긴 제품을 성형하기 위해 큰 압력을 가하여 잉곳을 대형 롤러 사이에서 성형합니다. 블룸 및 슬라브를 생산합니다.
3. 블룸을 생성하기 위해 잉곳은 쌓여 있는 한 쌍의 홈이 있는 강철 롤러를 통과합니다. 이러한 유형의 롤러를 "2단 밀"이라고 합니다. 어떤 경우에는 세 개의 롤러가 사용됩니다. 롤러는 홈이 일치하도록 장착되고 반대 방향으로 움직입니다. 이 동작으로 인해 강철이 압착되어 더 얇고 긴 조각으로 늘어납니다. 작업자가 롤러를 뒤집으면 강철이 뒤로 당겨져 더 얇고 길어집니다. 이 과정은 강철이 원하는 모양을 얻을 때까지 반복됩니다. 이 과정에서 매니퓰레이터라는 기계가 강철을 뒤집어 각 면이 고르게 가공되도록 합니다.
4. 잉곳은 블룸 제조 과정과 유사한 과정에서 슬래브로 굴릴 수도 있습니다. 강철은 그것을 늘리는 한 쌍의 쌓인 롤러를 통과합니다. 그러나 슬라브의 폭을 조절하기 위해 측면에 롤러도 장착되어 있습니다. 강철이 원하는 모양을 얻으면 고르지 않은 끝 부분을 잘라내고 슬라브나 블룸을 더 짧은 조각으로 자릅니다. 추가 처리
5. 블룸은 일반적으로 파이프로 만들어지기 전에 추가 가공을 거칩니다. 꽃은 더 길고 더 좁게 만드는 더 많은 롤링 장치를 통해 빌렛으로 변환됩니다. 빌렛은 플라잉 가위(flying shears)로 알려진 장치로 절단됩니다. 이는 움직이는 빌렛과 함께 경주하여 절단하는 한 쌍의 동기화된 가위입니다. 이를 통해 제조 공정을 중단하지 않고도 효율적인 절단이 가능합니다. 이 빌렛은 쌓여서 결국 이음매 없는 파이프가 됩니다.
6. 슬래브도 재작업되었습니다. 연성으로 만들기 위해 먼저 1,204°C(2,200°F)까지 가열됩니다. 이로 인해 슬래브 표면에 산화물 코팅이 형성됩니다. 이 코팅은 스케일 브레이커와 고압 물 스프레이로 벗겨집니다. 그런 다음 슬래브는 뜨거운 분쇄기의 일련의 롤러를 통해 보내져 스켈프라고 불리는 얇고 좁은 강철 스트립으로 만들어집니다. 이 공장의 길이는 0.5마일 정도 될 수 있습니다. 슬래브가 롤러를 통과하면서 얇아지고 길어집니다. 약 3분 만에 하나의 슬래브를 6인치(15.2cm) 두께의 강철 조각에서 1/4마일 길이의 얇은 강철 리본으로 변환할 수 있습니다.
7. 연신 후 강철을 산세한다. 이 공정에는 금속을 세척하기 위해 황산이 들어 있는 일련의 탱크를 통과하는 과정이 포함됩니다. 마무리하려면 냉수와 온수로 헹구고 건조시킨 다음 큰 스풀에 말아서 포장하여 파이프 제조 시설로 운송합니다.파이프 제조
8. 파이프를 만드는 데에는 다시마와 빌렛이 모두 사용됩니다. 스켈프는 용접파이프로 만들어집니다. 먼저 풀기 기계에 배치됩니다. 강철 스풀이 풀리면서 가열됩니다. 그런 다음 강철은 일련의 홈이 있는 롤러를 통과합니다. 지나가면서 롤러로 인해 다시마의 가장자리가 서로 말리게 됩니다. 이는 용접되지 않은 파이프를 형성합니다.
9. 다음으로 강철은 용접 전극을 통과합니다. 이 장치는 파이프의 두 끝을 함께 밀봉합니다. 그런 다음 용접된 이음매를 고압 롤러를 통과시켜 단단히 용접되도록 합니다. 그런 다음 파이프를 원하는 길이로 절단하고 추가 처리를 위해 쌓습니다. 용접 강관은 연속 공정으로 파이프 크기에 따라 분당 1,100피트(335.3m)의 속도로 제작할 수 있습니다.
10. 이음매없는 파이프가 필요한 경우 정사각형 빌렛을 사용하여 생산합니다. 이를 가열하고 성형하여 원형이라고도 하는 원통 모양을 형성합니다. 그런 다음 라운드를 용광로에 넣고 백열로 가열합니다. 가열된 라운드는 큰 압력으로 롤링됩니다. 이 고압 압연으로 인해 빌렛이 늘어나고 중앙에 구멍이 생깁니다. 이 구멍은 불규칙한 모양이기 때문에 총알 모양의 관통점이 롤링되면서 빌릿의 중앙을 통과합니다. 피어싱 단계 후에도 파이프의 두께와 모양이 여전히 불규칙할 수 있습니다. 이를 수정하기 위해 다른 일련의 압연기를 통과합니다. 최종 처리
11. 두 가지 유형의 파이프를 만든 후 교정기를 통과할 수 있습니다. 또한 두 개 이상의 파이프를 연결할 수 있도록 조인트가 장착될 수도 있습니다. 직경이 더 작은 파이프에 대한 가장 일반적인 유형의 조인트는 나사산 가공입니다. 즉, 파이프 끝 부분에 촘촘하게 홈을 파는 것입니다. 파이프는 측정기를 통해서도 보내집니다. 이 정보는 다른 품질 관리 데이터와 함께 파이프에 자동으로 스텐실 처리됩니다. 그런 다음 파이프에 보호 오일을 가볍게 코팅합니다. 대부분의 파이프는 일반적으로 녹이 슬지 않도록 처리됩니다. 이는 아연 도금 또는 아연 코팅을 통해 수행됩니다. 파이프의 용도에 따라 다른 페인트나 코팅이 사용될 수 있습니다.
품질 관리
완성된 강관이 사양을 충족하는지 확인하기 위해 다양한 조치가 취해집니다. 예를 들어, X선 측정기는 강철의 두께를 조절하는 데 사용됩니다. 게이지는 두 개의 X선을 활용하여 작동합니다. 하나의 광선은 알려진 두께의 강철을 향합니다. 다른 하나는 생산 라인을 통과하는 철강을 향합니다. 두 광선 사이에 차이가 있는 경우 게이지는 자동으로 롤러 크기 조정을 트리거하여 보상합니다.
또한 공정이 끝나면 파이프에 결함이 있는지 검사합니다. 파이프를 테스트하는 한 가지 방법은 특수 기계를 사용하는 것입니다. 이 기계는 파이프에 물을 채운 다음 압력을 높여서 파이프가 유지되는지 확인합니다. 결함이 있는 파이프는 폐기를 위해 반환됩니다.