강관의 가공
오늘은 강관의 가공에 대하여 알아보겠습니다. 전기저항 용접 또는 무계목 강관을 만든 이후에 압출, 인발, 단조등의 가공을 통하여 사용 용도에 맞는 강관을 만들 수 있습니다.
13. 강관의 가공
1) 인발
(1) 인발공법의 정의
인발공법(Drawing Process)은 고온에서 가공된 강관을 실온에서 다이(die)에 통해 당겨서 원하는 모양과 크기로 만드는 공법입니다. 이 과정은 강관의 기계적 성질을 개선하고, 표면 품질을 향상시키며, 정밀한 치수로 가공할 수 있는 장점을 제공합니다.
인발을 하는 목적은 조관공정을 통해 만들어진 강관을 다이스와 플러그라는 금형을 이용하여 수요가가 원하는 치수, 모양, 기계적성질등을 다양하게 맞출 수 있습니다.
즉, 비교적 작은 비용으로 소량의 다품종 생산에 적합하다고 할 수 있습니다.
(2) 인발공법의 종류
인발공법은 주로 두 가지로 나뉩니다 (냉간 인발과 열간 인발)
- 냉간 인발(Cold Drawing)
냉간 인발은 강관을 실온에서 다이를 통해 당기는 방법입니다.
이 방법은 강관의 강도와 경도를 높이고, 치수의 정확성을 향상시키며, 표면 품질을 개선하는 데 사용됩니다.
주요 과정은 다음과 같습니다
모관을 준비하고 용도에 따라 열처리를 합니다. 열처리를 하는 목적은 모관의 강도를 균질하게 맞추고, 가공성을 향상시키기위함입니다. 이후 외면의 불순물을 제거하는 세척을 하고, 비누와 같은 루베라는 것을 표면에 도포합니다.
이는 마찰력을 줄여 끊어지는 것을 방지하고, 가공성을 좋게 하기위헤 표면에 바르는 것입니다.
그다음 인발을 하여 (외면은 다이스, 내면은 플러그를 통과시켜) 원하는 크기와 모양으로 만듭니다.
인발된 강관을 열처리하거나, 필요에 따라 교정, 비파괴검사를 하고 최종 제품으로 완성합니다.
- 열간 인발(Hot Drawing)
열간 인발은 강관을 고온에서 다이를 통해 당기는 방법입니다.
이 방법은 변형 저항을 줄이고, 큰 단면적의 강관을 가공할 때 사용됩니다.
주요 과정은 냉간 인발과 동일한데, 인발을 고온에서 한다는 점이 다릅니다.
(3) 인발공법의 장단점
- 장점
정밀한 치수
인발공법은 매우 정밀한 치수의 강관을 생산할 수 있어 고정밀이 요구되는 응용 분야에 적합합니다.
우수한 표면 품질 인발된 강관은 표면 결함이 적고, 매끄러운 표면을 제공하여 후속 가공이 용이합니다.
강도 향상
냉간 인발은 강관의 강도와 경도를 증가시켜 구조적 응용에 적합하게 만듭니다.
다양한 모양 및 크기 다양한 다이를 사용하여 여러 가지 모양과 크기의 강관을 생산할 수 있습니다.
재료 절약
인발 공정은 재료 손실이 적어 경제적입니다.
내구성
인발된 강관은 기계적 성질이 향상되어 내구성이 뛰어납니다.
- 단점
복잡한 공정
인발공법은 고도의 기술과 정밀한 장비가 필요하여 공정이 복잡합니다.
고비용
정밀한 장비와 숙련된 인력이 필요하기 때문에 생산 비용이 높을 수 있습니다.
한정된 크기
냉간 인발의 경우, 큰 단면적의 강관을 가공하기 어렵습니다.
공정 속도
인발공법은 다른 제조 공법에 비해 생산 속도가 느릴 수 있습니다.
잔류응력
인발 과정에서 발생하는 잔류응력이 제품의 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.
장비 유지보수
고정밀 장비의 유지보수가 필요하며, 이는 추가 비용과 시간을 요구합니다.
(4) 인발공법의 응용 분야
인발공법으로 제조된 강관은 다양한 산업 분야에서 사용되며, 주요 응용 분야는 다음과 같습니다
자동차 산업: 정밀한 치수와 우수한 기계적 성질을 요구하는 부품에 사용됩니다.
건설 산업: 고강도, 고내구성의 구조용 강관으로 사용됩니다.
에너지 산업: 석유 및 가스 산업에서 고압 배관 및 보일러 튜브로 사용됩니다.
기계 제조: 정밀한 치수가 필요한 기계 부품에 사용됩니다.
결론
강관의 인발공법은 정밀한 치수, 우수한 표면 품질, 강도 향상 등의 장점을 가지고 있어 다양한 산업 분야에서 중요한 역할을 합니다. 냉간 인발과 열간 인발을 통해 다양한 요구 사항에 맞춘 강관을 생산할 수 있으며, 이는 강관의 기계적 성질과 성능을 크게 향상시킵니다. 인발공법을 통해 제조된 강관은 자동차, 건설, 에너지, 기계 제조 등 다양한 분야에서 필수적인 소재로 사용됩니다.