소개
다양한 산업 분야에서 파이프를 제조하는 데는 여러 가지 공정이 있습니다. 가장 널리 사용되는 두 가지 파이프 제조 기술은 다음과 같습니다. 원활한 그리고 전기저항용접(ERW). 건설, 수운, 석유 및 가스 산업 등이 이러한 파이프를 사용하는 분야입니다. 이러한 파이프들은 모양과 기능 등 몇 가지 공통점을 가지고 있습니다. 하지만 강도, 비용, 용도 등 이 파이프들을 서로 구별하게 만드는 몇 가지 차이점도 있습니다.
이러한 차이점을 이해하는 것은 제조업체와 사용자 모두에게 매우 중요합니다. 이음매 없는 파이프와 ERW 파이프의 차이점을 이해하면 정보에 입각한 선택을 할 수 있습니다. 특정 파이프 유형을 선택하는 데는 여러 가지 요인이 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어:
- 압력 등급
- 기계적 강도
- 비용
- 내식성
이 기사에서는 이음매 없는 파이프와 ERW 파이프의 주요 차이점을 설명합니다.
제조 프로세스
ERW 파이프와 이음매 없는 파이프를 제조하는 데는 서로 다른 제조 공정이 사용됩니다. 파이프의 제조 공정에 따라 적합한 용도가 결정됩니다.
이음매 없는 파이프 제조
일부 파이프는 강도가 높고 용접 이음매가 없습니다. 이러한 파이프를 이음매 없는 파이프라고 합니다. 제조 공정에서 고체 상태의 스테인리스강 빌렛을 가열합니다. 그 후, 빌렛의 중앙에 봉(맨드렐)을 삽입합니다. 이어서 압력을 가하여 빌렛을 속이 빈 봉으로 성형합니다.
봉의 직경을 요구 사양에 맞게 유지하기 위해, 중공 봉은 인발 공정을 통해 성형됩니다. 이 파이프에는 용접 이음매가 없기 때문에, 전체 길이에 걸쳐 원주면이 매끄럽습니다.
이음매 없는 파이프는 두 가지 범주로 나뉩니다:
- 열간 가공
- 냉간 인발
ERW 파이프 제조
강철 코일과 스트립을 용접하여 파이프를 만듭니다. 이 파이프에는 뚜렷한 용접 이음매가 있습니다. 먼저 스트립을 원통형으로 비틀어 만듭니다. 고주파 전류를 사용하여 파이프를 용접합니다. 용접 이음매는 파이프의 세로면에서 볼 수 있습니다.
ERW와 기존 용접 방식의 차이점은 ERW가 용가재를 사용하지 않는다는 점입니다. 전기 저항에 의해 발생하는 고압이 파이프의 단면을 서로 결합시킵니다. 마지막으로, 파이프는 열처리, 강화 및 치수 조정을 거칩니다.
물리적 및 기계적 차이점
ERW 강관과 이음매 없는 강관은 기계적 및 물리적 특성이 다릅니다. 이는 제조 공정에 따라 결정됩니다.
이 두 종류의 강관 간의 구체적인 차이점은 다음과 같습니다.
| 속성 | 원활한 파이프 | ERW 파이프 |
| 이음매의 유무 | 이 파이프들에는 용접 이음매가 없습니다. | 표면에 세로 방향의 용접 이음매가 보입니다. |
| 강도 분포 | 파이프에는 용접 이음매가 없습니다. 따라서 사용자는 파이프 전체 길이에 걸쳐 균일한 강도를 확보할 수 있습니다. | 용접 부위는 파이프의 강도를 저하시킵니다. 파이프 길이에 따른 강도 분포는 각기 다릅니다. |
| 벽 두께 | 벽 두께를 결정하는 공정은 압출 및 압연입니다. 이러한 공정으로 인해 두께 편차가 발생합니다. | 이 ERW 파이프는 강판을 압연하여 제조됩니다. 강판은 두께가 균일하기 때문에 ERW 파이프의 벽 두께도 일관됩니다. |
| 내열성 및 내압성 | 무용접 강관은 강도가 높습니다. 즉, 고압에 대한 내성이 뛰어나다는 뜻입니다. 마찬가지로, 더 높은 온도에도 견딜 수 있습니다. | ERW 파이프의 등급과 규격 덕분에 이 파이프는 저온 및 저압 용도에 이상적입니다. |
| 표면 마감
|
이음매 없는 파이프는 치수 정밀도와 표면 마감이 더 우수하다는 특징을 가지고 있습니다. | ERW 공법으로 제조된 파이프는 외표면이 매끄럽습니다. 반면, 내표면은 추가 가공이 필요합니다. |
장점과 단점
무용접 파이프와 ERW 파이프를 사용하면 여러 가지 장점이 있습니다. 하지만 이 공정에는 몇 가지 단점도 있습니다. 무용접 및 ERW 강관을 사용할 때의 장단점은 다음과 같습니다.
심리스 파이프
| 장점 | 단점 |
| 표면에 용접 이음매가 없습니다. | 제조 공정이 매우 정교하기 때문에 가격이 약간 더 비쌉니다. |
| 고온·고압 환경에서 사용됩니다. | 제작 과정은 시간이 좀 걸립니다. |
| 가스 및 석유 시추 작업에서는 이음매 없는 파이프의 사용이 매우 일반적입니다. | 이 파이프들은 대구경 파이프의 경우 적용 범위가 매우 제한적입니다. |
| 용접 부위에 틈이 없습니다. 이로 인해 내응력성과 내식성이 더욱 향상될 것입니다. | 파이프의 두께는 길이에 따라 약간씩 다를 수 있습니다. |
ERW 파이프
| 장점 | 단점 |
| ERW 파이프를 사용하는 것은 비용 효율적인 결정입니다. | ERW 파이프의 가장 큰 단점은 종방향 이음매입니다. |
| ERW 파이프는 벽 두께가 일정합니다. | 이 파이프들은 극도로 높은 온도와 압력을 견딜 수 없습니다. |
| 제조 공정은 상당히 효율적입니다. | 용접 부위는 부식이 발생하기 쉽습니다. |
| 파이프 직경의 종류가 매우 다양합니다. | 압력 저항의 균일한 분포가 이루어지지 않음. |
| 제조 공정은 매우 짧습니다. |
표준 및 사양
ERW 및 이음매 없는 강관의 제조는 국제 표준을 기반으로 합니다. 가장 일반적인 표준은 다음과 같습니다:
- ASTM A53: 이 표준에는 무용접 파이프와 ERW 파이프가 모두 포함됩니다.
- 고온 용도로 사용되는 이음매 없는 탄소강 파이프의 경우, ASTM A106이것이 표준입니다.
- API 5L: 가스 및 석유 수송용으로 승인된 파이프가 공급되고 있습니다.
- ASME B36.10 / B36.19: 벽 두께 및 파이프 치수 표
이음매 없는 파이프는 일반적으로 스케줄 40, 80, 160과 같은 압력 등급으로 제작됩니다. 이러한 파이프의 내압 능력은 ERW 파이프보다 15~25배 높은 경우가 많습니다. ERW 파이프의 직경은 1/2인치에서 24인치까지 다양합니다. 무봉관은 최대 20인치까지 공급되며, 20인치보다 큰 규격은 추가 비용이 부과됩니다.
API 등급에는 X42, X52, X65, X70 등 두 가지 유형이 있습니다. 내경이 매끄러운 파이프는 때때로 5000 psi를 초과하는 중요한 고압 작업에 사용되기도 합니다. 이는 모두 벽 두께와 재질 등급에 따라 달라집니다.
애플리케이션
ERW 파이프 또는 이음매 없는 파이프는 작동 압력, 온도 및 사용 조건에 따라 선정됩니다.
이음매 없는 파이프는 다음과 같은 분야에서 널리 사용됩니다:
- 석유 및 가스 탐사 및 시추
- 고압 보일러 (450도 이상)
- 발전소
- 유압 시스템
- 석유화학 공정 설비.
무용접 파이프는 용접 이음매가 없기 때문에 높은 응력, 고온 및 주기적인 하중이 가해지는 환경에도 적합합니다.
ERW 파이프는 일반적으로 다음과 같은 분야에 적용됩니다:
- 상수도관
- 구조적 애플리케이션
- 중·저압 석유 및 가스 수송
- 울타리 및 비계
- 튜브는 자동차 및 기계 분야에서 사용됩니다.
ERW 파이프는 350 °C 미만의 온도와 적당한 압력 조건에서 사용하기에 더 저렴하고 신뢰성이 높습니다.
비용
무계목 파이프와 ERW 파이프 간의 가격 차이는 가장 큰 편에 속합니다. 무계목 파이프의 가격은 일반적으로 ERW 파이프보다 20~40% 더 비쌉니다. 이는 빌렛 천공 및 압연 공정이 복잡하기 때문입니다.
고주파 용접은 ERW 강관 코일을 생산하는 데 사용됩니다. 이를 통해 생산 과정에서 발생하는 시간과 자재 낭비를 최소화할 수 있습니다.
ERW 파이프는 이음매 없는 파이프보다 25–35% 저렴합니다. 따라서 초고압 내압성이 요구되지 않는 대규모 인프라 및 건설 프로젝트에서 ERW 파이프는 실용적인 선택지가 됩니다.
결론
ERW 파이프와 이음매 없는 파이프의 주요 차이점은 제조 방법과 구조적 품질에 있습니다. 이음매 없는 파이프의 주요 장점은 용접 이음매가 없어 강도가 높고, 허용 압력이 크며, 성능이 우수하다는 점입니다. 반면, ERW 파이프는 경제적이고 치수 안정성이 뛰어나며, 생산 속도가 빠릅니다. 이 파이프는 구조용 및 일반 산업용 분야에 적합합니다.
ERW 파이프와 이음매 없는 파이프의 선정은 다음 요인들에 의해 영향을 받게 됩니다:
- 압력
- 작동 온도
- 프로젝트 비용
- 지원 요건
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