냉간 인발의 작동 원리
냉간 인발은 금속이 실온에 있는 동안 튜브를 다이를 통해 잡아당겨 튜브의 단면적을 줄입니다. 다이는 외부 직경을 설정하고 튜브 내부의 맨드릴은 내부 직경을 설정하므로 두 치수와 둘 사이의 벽 두께는 모두 롤링 패스가 아닌 툴링에 의해 제어됩니다. 재결정 온도 이하에서 변형이 일어나기 때문에 금속 가공물은 환원되면서 경화되어 강도와 경도가 높아지는 동시에 표면 마감도 향상됩니다.
두 가지 결과가 원칙에서 직접적으로 나옵니다. 첫 번째는 정확성입니다. 다이와 맨드릴 조합은 모든 부품에서 동일한 치수를 생성하므로 공차 범위는 열간 압연보다 훨씬 좁습니다. 두 번째는 한 번에 얼마나 많은 작업을 수행할 수 있는지에 대한 제한입니다. 왜냐하면 심하게 작업하여 경화된 튜브는 연성을 잃고 다음 다이에 도달하기 전에 균열이 발생하기 때문입니다. 누적 환원량이 해당 한계에 도달할 때마다 중간 어닐링이 삽입됩니다. 이것이 바로 냉간 압연 제품이 드로잉 일정으로 설명되는 이유입니다.
프로세스 순서
마더 튜브 선택 및 검사: 필요한 감소가 달성될 수 있도록 적절한 크기, 등급 및 벽의 열간 압연 이음매 없는 중공이 선택됩니다.
열처리 및 스케일 제거: 빈 부분을 어닐링하여 연화시키고 표면 스케일을 산세척 또는 쇼트 블라스팅을 통해 제거합니다.
화학적 표면 처리: 인산염 변환 코팅과 윤활제 또는 비누막을 적용하여 튜브가 윤활제를 다이 안으로 전달하고 금속이 툴링에 들러붙지 않도록 합니다.
냉간 인발: 뾰족한 튜브 끝을 잡고 인발 벤치의 맨드릴 위의 다이를 통해 잡아당기거나, 튜브를 필거 밀에서 냉간 압연하여 더 큰 감소를 얻습니다.
중간 어닐링: 전체 감소가 여러 패스에 걸쳐 분할되어야 하는 경우 적용되어 다음 인출 전에 연성을 복원합니다.
최종 열처리: 산화물이 없는 표면이 필요한 경우 보호 분위기에서의 광휘 어닐링이 사용되고 치수 안정성이 중요한 경우 응력 완화 처리가 사용됩니다.
직선화, 절단 및 끝 마무리: 튜브를 직선화하고 고정 길이로 절단한 후 끝 부분을 도면을 향하게 하거나 모따기합니다.
최종 검사: 치수 검사, 와전류 또는 초음파 테스트, 정수압 또는 기압 테스트, 보어의 육안 검사, 마킹 및 보호가 이어집니다.
그리기 방법과 변경 사항
| 방법 | 튜브에 미치는 영향 |
|---|---|
| 맨드릴 없이 가라앉기 | 벽이 두꺼워지는 동안 외경이 감소합니다. 최종 정확도보다는 중간 크기 조정에 사용됩니다. |
| 고정 플러그 또는 맨드릴 위에 그리기 | 외경이 작아짐에 따라 내경을 제어하는 방식으로 최고의 벽 제어가 가능하며 정밀 튜브 생산의 기초가 됩니다. |
| 플로팅 플러그 위에 그리기 | 내경 제어가 우수하여 보다 간단한 툴링으로 중소 규모에 널리 사용됩니다. |
| 움직이는 맨드릴 도면 | 맨드릴은 튜브와 함께 이동하여 마찰을 줄이고 패스당 더 큰 감소를 허용합니다. |
| 콜드 필거링 | 튜브를 당기는 대신 굴려서 좋은 표면과 단단한 벽 제어로 매우 큰 감소를 제공합니다. |
냉간 가공으로 인한 특성 변화
냉간 인발은 항복 강도와 인장 강도를 높이고 신장률을 낮추며 튜브의 내부 응력 수준을 높입니다. 변화의 크기는 감소율과 등급에 따라 달라지므로 동일한 등급의 인발 튜브와 어닐링된 대응물은 강도 계산에서 서로 바꿔 사용할 수 없습니다. 튜브는 일반적으로 냉간 인발 및 어닐링, 냉간 인발 및 응력 완화 또는 공급된 냉간 인발 등 정의된 납품 조건으로 공급됩니다. 따라서 배송 조건은 인증될 기계적 특성을 결정하므로 문의 시 명시해야 합니다.
드로잉 작업은 또한 보어를 개선합니다. 다이와 맨드릴은 거칠기가 제어된 매끄러운 표면을 생성하고 마더 튜브에서 물려받은 벽 편심을 줄이고 직진성을 향상시킵니다. 이는 보어가 기능적 표면인 유압 배럴, 계기 라인 및 열교환기 튜브에 적합한 냉간 인발 이음매 없는 튜브를 만드는 특성입니다.
품질 관리 포인트 및 일반적인 결함
마더 튜브 품질과 다이 및 맨드릴 정렬에 따라 발생하는 벽 편심 및 내경 변화.
부적절한 윤활 또는 마모된 맨드릴로 인해 발생하는 내부 긁힘, 랩 및 픽업 표시-.
인발된 끝 부분의 가로 균열. 이는 패스당 감소율이 사용 가능한 연성을 초과했음을 나타냅니다.
절단 후 잔류 응력과 진직도 손실은 응력 완화 처리와 올바른 교정 작업을 통해 제어됩니다.
표면 탈탄소화 또는 산화물은 어닐링로의 분위기에 의해 제어됩니다.
이러한 결함에 대한 검사는 치수 게이지, 고/노고 플러그 게이지, 벽 및 결함 감지를 위한 와전류 또는 초음파 테스트, 압력 무결성이 요구 사항의 일부인 정수압 또는 기압 테스트를 통해 수행됩니다. 기록은 마더 튜브 열 번호와 사용된 드로잉 일정까지 추적할 수 있으므로 완성된 튜브에 대해 인증된 기계적 특성을 전체 공정에서 추적할 수 있습니다.
FAQ
Q: 냉간 인발이 강철을 더 강하게 만들까요?
네, 열심히 일하면서요. 수축량과 신장률이 감소함에 따라 항복강도와 인장강도는 증가하므로 납품 조건을 명시하고 인증해야 합니다.
Q: 드로잉 패스 사이에 어닐링이 필요한 이유는 무엇입니까?
각 패스는 연성을 소모합니다. 누적된 환원으로 인해 튜브가 다음 단계에서 너무 단단하거나 부서지기 쉬운 상태가 되면 어닐링을 통해 연성을 복원하고 추가 환원이 가능합니다.
Q: 열간 압연 튜브에 비해 냉간 인발 튜브의 장점은 무엇입니까?
더 엄격한 직경 및 벽 공차, 더 나은 동심도, 더 부드러운 보어 및 더 나은 표면 마감 등, 이 모든 것이 기계 가공을 줄이고 기계 요소로서 튜브의 성능을 향상시킵니다.
Q: 냉간 인발 이음매 없는 튜브는 항상 끝 부분에서 어닐링됩니까?
아니요. 최종 납품 조건은 용도에 따라 다르며, 어닐링된 상태와 인발된 상태 모두 제공됩니다. 응력 완화 조건은 치수 안정성이 중요한 경우에도 사용됩니다.
Q: 냉간 인발 이음매 없는 파이프에는 어떤 표준이 적용됩니까?
냉간 인발 또는 냉간 압연 정밀 이음매 없는 강철 튜브용 GB/T 3639, 이음매 없는 냉간 인발 튜브용 EN 10305-1, 기계식 튜빙용 ASTM A519, 이음매 없는 등급에는 열교환기 및 보일러 서비스용 A179, A192 및 A213도 포함됩니다.
Q: 인발관 끝부분에 균열이 생기는 원인은 무엇입니까?
재료의 연성에 비해 패스당 과도한 감소 또는 불완전한 어닐링입니다. 패스 감소를 줄이거나 어닐링을 추가하면 문제가 제거됩니다.
