바이메탈 복합강관 플랜트

개요

바이메탈 복합 강관은 두 가지 서로 다른 금속 재료로 구성되며 다양한 변형과 연결 기술을 통해 파이프 층이 단단히 결합되고 두 재료가 하나로 결합되어 새로운 유형의 금속 복합 관재가 된다.일반적인 설계 원칙은 모재가 파이프라인 설계의 허용 응력을 충족하고 복합 층이 부식이나 마모에 저항하게 한다.바이메탈 복합 강관은 베이스 층과 클래딩층의 장점을 모두 갖고 있어 전체 합금 강관에 비해 비용을 절감할 수 있으며, 복합파이프는 전체 합금 파이프에 대해 응력 부식 균열에 민감한 염화물 및(또는) 산성 환경에서 안전성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 산업 기술의 발전과 환경 매체의 복잡성 및 세계 경쟁의 격화로 인해 많은 산업 분야에서 금속 파이프의 종합 성능에 대한 요구가 점점 더 높아지고 있어 바이메탈 복합 강관과 그 생산 기술이 급속히 발전했다.

바이메탈 복합 강관은 재료의 보완적 장점을 극대화하였으며, 합금원소를 절약하고 공정 비용을 절감할 수 있으며 원래 모재 파이프의 각종 성능에 대한 보장을 기반으로 파이프의 내식성과 내마모성을 향상시켰고 사용 수명을 연장시키는 순수 스테인레스 강관, 동 파이프 또는 기타 내식성 합금 파이프의 대체 제품이다. 수년간의 연구와 홍보를 거쳐 복합 강관은 석유, 석유 화학 기업, 원자력 산업, 의학 및 식품 가공 등 부식성이 비교적 높은 분야에서 널리 인정되었으며 내부 층의 복합 내마모 금속을 통해 발전소 분말석탄, 광산 광물 분말 및 광미 슬러리 수송 등 마모가 심한 작업 환경의 요구사항을 충족시킬 수 있다. 

건강에 대한 대중의 관심이 높아지면서 식수의 위생이 더욱 중요해지고 있다.규격에 맞는 식수는 정수장에서 수천 가구에 이르기까지 매우 긴 파이프라인을 통해 수송되어야 하므로 고품질의 파이프라인은 식수 위생을 보장하는 주요 요소이다.현재 대부분의 수도관은 내벽 부식 방지 처리를 위해 주로 분채도장과 에폭시 코팅을 거친 일반 금속 파이프를 사용하고 있다. 비록 공칭 부식 방지 재료가 식품 등급에 속하지만 시간이 경과함에 따라 화학 물질의 방출이 불가피하여 결과적으로 식수 품질 저하를 초래하게 된다. 또한 부식 방지 재료의 노후화로 인해 파이프라인의 실제 사용연한이 설계 수명에 도달하지 못하고 있다.스테인레스 스틸 소재는 안정성이 매우 우수하고 물에 방출되지 않아 식수의 장기적인 위생을 보장할 수 있을 뿐더러 파이프라인의 사용 수명도 보장한다. 그러나 순수 스테인레스 스틸 파이프는 가격이 비교적 비싸고 일회성 투자 비용이 상대적으로 커서 식수용 파이프로의 사용이 제한되고 있다. 바이메탈 복합 강관은 실용성과 경제성을 잘 해결하였으며 향후 시장 잠재력이 매우 큰 식수 파이프라인에 널리 사용될 것이다.

생산 방식

복합강관의 제조 공법은 현재 주로 두 가지가 있다.

1. 라이닝 접합

탄소강관에 관벽 두께가 얇은 스테인레스 강관을 삽입 후 두 가지 방식으로 두 재료를 긴밀하게 접합시키는 방법으로 하나는 야금적 접합, 즉 수중 발파의 고압을 통해 두 소재를 야금학적으로 접합시키는 것으로 접합 강도가 매우 높고 두 재료의 박리가 발생하지 않는다. 다른 하나는 수압, 스피닝, 인발 등 방법을 사용하여 두 재료를 접합시키는 기계적 접합이지만 접합력은 야금적 접합보다 훨씬 낮다.

야금적 접합에는 많은 장점이 있지만 복잡한 공법과 막대한 투자로 인해 일반 기업에서는 구현하기 어렵다. 

기계적 접합은 투자가 상대적으로 적지만 접합 강도가 낮고 적용 환경이 제한되어 있다.

라이닝 접합은 그 생산방식이 단일 생산에 속해 생산량이 비교적 낮고 가격도 비교적 비싸다.

라이닝 접합 공법 프로세스: 

A. 모재 파이프: 구매 - 내벽 샌드블라스팅 - 오프라인 초음파 비파괴 검사 - 대기. 

B. 라이너: 플랜트 생산 - 오프라인 X선 비파괴 검사 - 오프라인 초음파 비파괴 검사 - 대기.

C. 접합: 부싱기 - 유압(스피닝) 접합 - 엣지 밀링 및 챔퍼링 - 파이프 끝단 밀봉 용접 - 마킹 - 완제품 보관.

스피닝 접합을 사용하는 경우에는 수압 시험을 실시해야 하지만, 수압 접합을 사용하는 경우에는 1대의 기계를 2가지 용도로 사용할 수 있어 수압시험을 실시할 필요가 없다.

2. 내부 접합 

제철소에서 야금적으로 접합된 강철 코일을 구매하여 전문 연속 생산 플랜트와 전문 용접 기술로 용접하여 복합 파이프를 연속 생산한다.

이 생산방식의 장점은 공법이 어려운 야금적 접합을 대형 제철소에서 완성하고, 파이프 공장에서는 복합 강판과 철강 코일을 직접 구매하여 생산하는 것으로 수작업 방식의 강관 생산방식에서 벗어나 산업화 생산에 적합하고 생산량이 크다.단점은 복합 강판과 철강 코일의 가격이 두 겹의 강관을 접합한 것보다 비싸다는 점이다.내부 접합 플랜트는 스파이럴 접합 플랜트와 Straight Seam 접합 플랜트로 구분되며, Straight Seam 접합 플랜트는 관경 630 이하의 파이프에 적합하고, 스파이럴 접합 플랜트는 관경 219 이상의 파이프에 적합하다.

Straight Seam 접합 플랜트 공법 프로세스: 코일 로딩—언코일러—언코일링 및 레벨링—엣지밀링—Straight Seam 포밍—용접—사이징 및 교정—사이징 및 커팅—X선 검사—수압 시험—오프라인 초음파 검사—엔드밀링 및 챔퍼링—무게 측정, 마킹—완제품 수집.

스파이럴 접합 플랜트 공법 프로세스: 코일 로딩—언코일러—언코일링 및 레벨링—엣지밀링—수송—가이드판—스파이럴 포밍—용접—외부 용접—내부 용접—사이징 및 교정—엔드밀링 및 챔퍼링—수압 시험 및 관경 확장—X선 검사—오프라인 초음파 검사—무게 측정, 마킹—완제품 수집.