제조 방법에 따라 강관은 이음매 없는 강관과 용접 강관으로 나눌 수 있습니다. 그중에서도 ERW 강관은 용접 강관의 대표적인 종류입니다. 오늘 우리는 주로 케이싱 원자재로 사용되는 두 가지 종류의 강관, 즉 이음매 없는 케이싱관과 ERW 케이싱관에 대해 이야기하고자 합니다.
이음매 없는 케이싱 파이프 – 이음매 없는 강관으로 만든 케이싱 파이프. 이음매 없는 강관은 열간압연, 냉간압연, 열간인발, 냉간인발의 네 가지 제조 공법으로 만들어진 강관을 말하며, 파이프 본체에 용접 부위가 없습니다.
ERW(전기저항용접) 강관은 고주파 저항 용접으로 제작된 세로 이음매 파이프를 의미합니다. 전기저항용접 파이프용 원강판(코일)은 TMCP(열기계적 제어 공정)로 압연된 저탄소 미세합금강으로 만들어집니다.
1. 외경 공차 무이음 강관: 열간압연 성형 공정을 사용하여 약 8000°C에서 규격화가 완료됩니다. 원료의 구성, 냉각 조건 및 롤의 냉각 상태가 외경에 큰 영향을 미치므로 외경을 정확하게 제어하기 어렵고 변동 범위가 큽니다. ERW 강관: 냉간 벤딩으로 성형되며 직경이 0.6% 감소합니다. 공정 온도가 기본적으로 상온으로 일정하므로 외경을 정확하게 제어할 수 있고 변동 범위가 작아 흑색 가죽 버클 발생을 방지하는 데 유리합니다.
2. 벽 두께 공차가 있는 이음매 없는 강관: 원형 강판을 천공하여 생산하며, 벽 두께 편차가 큽니다. 후속 열간 압연 공정을 통해 벽 두께의 불균일성을 부분적으로 보정할 수 있지만, 최신 기계로도 ±5~10%톤 이내로만 조절할 수 있습니다. ERW 강관: 열간 압연 코일을 원료로 사용할 경우, 최신 열간 압연 공정을 통해 두께 공차를 0.05mm 이내로 제어할 수 있습니다.
3. 이음매 없는 강관의 외관 제작에 사용되는 가공물의 외표면 결함은 열간압연 공정에서 완전히 제거할 수 없고, 완제품 완성 후 연마를 통해서만 제거할 수 있습니다. 또한, 펀칭 후 남은 나선형 자국은 벽 두께 감소 공정에서 부분적으로만 제거할 수 있습니다. ERW 강관은 열간압연 코일을 원료로 사용하여 제작됩니다. 코일의 표면 품질은 ERW 강관의 표면 품질과 동일합니다. 열간압연 코일은 표면 품질 관리가 용이하고 품질이 우수합니다. 따라서 ERW 강관의 표면 품질은 이음매 없는 강관보다 훨씬 우수합니다.
4. 타원형 무이음 강관: 열간압연 공정을 사용합니다. 강관의 원료 구성, 냉각 조건 및 롤의 냉각 상태가 외경에 큰 영향을 미치므로 외경을 정밀하게 제어하기 어렵고 변동 범위가 큽니다. ERW 강관: 냉간 벤딩으로 생산되며 외경을 정밀하게 제어할 수 있고 변동 범위가 작습니다.
5. 인장 시험 이음매 없는 강관과 ERW 강관의 인장 특성은 API 표준을 준수하지만, 이음매 없는 강관의 강도는 일반적으로 상한선에 가깝고 연성은 하한선에 가깝습니다. 반면, ERW 강관의 강도 지수는 최상의 상태이며, 소성 지수는 표준보다 33.3% 높습니다. 이는 ERW 강관의 원료인 열연 코일이 미세합금 제련, 노외 정련, 제어 냉각 및 압연 공정을 통해 우수한 성능을 보장받기 때문이며, 이러한 공정들이 적절한 결과를 가져온 것으로 보입니다.
6. ERW 강관의 원료는 열연 코일이며, 압연 공정에서 매우 높은 정밀도를 확보하여 코일 각 부분의 균일한 성능을 보장합니다.
7. ERW 열연 강관 코일 파이프의 원료는 입자 크기가 균일한 광폭 및 두꺼운 연속 주조 빌릿을 사용하여 표면의 미세 입자 응고층이 두껍고, 주상 결정, 수축 기공 및 기공이 없으며, 조성 편차가 작고 구조가 치밀합니다. 후속 압연 공정에서 냉간 압연 기술을 사용하여 원료의 입자 크기를 더욱 안정적으로 유지합니다.
8. ERW 강관의 미끄럼 저항 시험은 원재료의 특성과 파이프 제조 공정과 관련이 있습니다. 벽 두께 균일성 및 타원형도가 이음매 없는 강관보다 훨씬 우수하며, 이것이 ERW 강관의 붕괴 저항성이 이음매 없는 강관보다 높은 주요 이유입니다.
9. 충격 시험 ERW 강관의 모재 인성은 이음매 없는 강관보다 수 배 높기 때문에 용접부의 인성은 ERW 강관의 핵심 요소입니다. 원재료의 불순물 함량, 절단 버의 높이와 방향, 성형 모서리의 형상, 용접 각도, 용접 속도, 가열 출력 및 주파수, 용접 압출량, 중간 주파수 수축 온도 및 깊이, 공랭 구간 길이 등 여러 공정 변수를 제어함으로써 용접부 충격 에너지가 모재 충격 에너지의 60% 이상에 도달하도록 보장합니다. 추가적인 최적화를 통해 용접부 충격 에너지를 모재 충격 에너지에 근접하게 만들 수 있으며, 이는 안정적인 작동을 보장합니다.
10. 폭발 시험 ERW 강관의 폭발 시험 성능은 표준 요구 사항을 훨씬 상회하는데, 이는 주로 ERW 강관의 높은 벽 두께 균일성과 동일한 외경 때문입니다.