탄소강 파이프 재질 및 분류

소개

탄소강 파이프 는 다양한 산업의 주요 구성 요소 중 하나로 자리 잡고 있으며, 시장에서 여러 종류의 탄소강 파이프를 찾을 수 있습니다. 주로 탄소와 철로 만들어지며 소량의 다른 재료가 포함되어 있습니다. 탄소 함량은 전체 합금 무게의 2.1%입니다.

강관의 변형은 화학 성분, 제조 방법 및 분류 표준의 차이로 인해 발생합니다. 이러한 차이는 성능, 수명 및 특정 용도에 대한 적합성에 영향을 미칩니다.

그렇기 때문에 탄소강 파이프 소재의 기본적인 측면과 특정 용도와 표준을 정의하는 데 도움이 되는 분류 시스템을 이해하는 것이 중요합니다. 엔지니어, 제작자 및 비즈니스 소유자가 산업적 맥락에서 정보에 입각한 결정을 내리는 데 도움이 될 것입니다.

탄소강관이란 무엇인가요?

탄소강(CS) 파이프 또는 원형 튜브는 주로 탄소와 철로 구성됩니다. 이는 강도와 압력을 견디는 능력이 뛰어난 초석입니다. 이러한 강관에는 소량의 다른 재료도 포함되어 있습니다. 여기에는 망간, 인, 구리 및 실리콘이 포함되며 기계적 특성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

주로 탄소강 파이프의 탄소 함량은 합금 총 중량의 0.02%~2.1% 범위입니다. 철과 탄소가 결합하면 원자는 상으로 구성된 미세 구조를 형성합니다. 구체적인 배열은 철의 탄소 함량과 열 이력에 따라 달라집니다. 따라서 제조 과정에서 첨가되는 탄소의 양에 따라 특성이 달라집니다. 또한 담금질, 어닐링, 정규화 등의 열처리 공정을 통해 특성을 변경할 수 있습니다. 이러한 특성에는 벽 두께, 인장 강도 및 경도가 포함됩니다.

탄소가 많으면 강도와 경도는 증가하지만 파이프의 유연성과 용접성이 떨어질 수 있습니다. 이에 비해 탄소 함량이 낮으면 강도가 낮아집니다.

탄소강 파이프는 비용 효율성이 뛰어나 업계에서 널리 사용되고 있습니다. 소형 자동차 부품부터 광범위한 구조물 지지대에 이르기까지 다양합니다.

탄소강 파이프의 종류

탄소강 파이프에는 두 가지 주요 범주에 따라 분류되는 다양한 유형이 있습니다:

탄소 함량
제조 방법.

이러한 유형은 특정 용도에 맞는 최적의 기계적 특성이 균형을 이루도록 특정 조건에서 설계되었습니다. 이러한 유형에 대해 자세히 알아보겠습니다.

탄소 함량에 따른 분류

저탄소 강관

저탄소 강관(연강이라고도 함)의 탄소 함량은 0.05%에서 0.25%까지입니다. 저탄소 강관은 인성과 연성으로 인해 다양한 응용 분야에서 일반적으로 사용되는 파이프입니다. 또한 열간 또는 냉간 가공이 가능하며 쉽게 성형 및 용접할 수 있습니다. 하지만 탄소 함량이 상대적으로 낮기 때문에 강도가 낮습니다.

제조에 사용되는 일반적인 저탄소 강관은 다음과 같습니다: Q235, ASTM A36, ASTM A53, ASTM A106, #20 강철, AISI 1020, S235 및 C22E.

주로 자동차 부품, 구조물 지지대 및 저압 유체 응용 분야와 같은 애플리케이션에 사용됩니다.

중탄소강 파이프

중탄소강관의 탄소 함량은 0.31%~0.6%입니다. 강도와 경도가 높습니다. 그러나 인성과 연성은 상대적으로 낮지만 담금질 및 열처리를 통해 기계적 특성을 향상시킬 수 있습니다.

중탄소강에 사용되는 강종의 예로는 #45 Steel, AISI 1045, C45E 등이 있습니다. 중탄소강은 샤프트, 프레임, 배기 시스템과 같은 건설 프로젝트와 자동차 및 기계 부품에 사용됩니다.

고탄소 강관

이 고탄소 강관의 탄소 함량은 0.6% ~ 2.11%입니다. 연성과 인성이 낮은 고강도 파이프입니다. 또한 쉽게 용접할 수 없습니다. 용접 공정에서 이러한 파이프는 용접 공정에 통합된 세부적인 열처리 프로그램을 거쳐야 합니다.

자주 사용되는 고탄소강 등급에는 #65강, 65Mn, AISI 1065, T8 및 T8A, T10 및 T10A, AISI W1 및 W2, C60E 및 C80U가 있습니다. 절삭 공구, 스프링 및 중장비 부품에 일반적으로 사용됩니다.

제조 방식별 분류

탄소강 심리스 파이프

이음매 없는 파이프는 일반적으로 단단한 강철 빌릿에 구멍을 뚫고 열간 또는 냉간 압연을 통해 성형하는 방식으로 용접 조인트 없이 생산됩니다. 이 공정을 통해 강도가 일정하고 압력 및 온도 변동에 대한 저항력이 강화된 파이프를 생산할 수 있습니다.

열간 압연 탄소강 파이프: 여기에는 가열이 포함됩니다. 이 방법에서는 강철 빌릿을 약 1000°C까지 가열한 다음 원하는 파이프 모양으로 압연합니다. 이 방법은 최종 제품의 균일성과 내구성을 보장합니다. 이 파이프의 결과 외경은 32mm를 초과하고 벽 두께는 2.5mm에서 75mm까지 다양합니다. 이 파이프는 저압-고압 강철 배관에 사용됩니다.

냉간 압연 탄소강 파이프: 이 파이프는 실온 또는 약간 높은 온도에서 일련의 롤러를 통해 강철의 두께와 폭을 점차적으로 줄여 만들어집니다. 냉간 압연 후 강철은 어닐링을 거칩니다. 이렇게 하면 강철이 부드러워지고 압연으로 인한 내부 응력이 제거됩니다. 마지막 단계는 강철을 필요한 치수로 성형하는 것입니다. 따라서 여분의 재료를 다듬고 매끄러운 마감을 위해 연마합니다. 이 과정을 통해 강철이 원하는 크기, 형태 및 외관을 갖출 수 있습니다. 이 방법을 사용하면 치수 정확도가 높아집니다. 외경은 6mm에 달하고 벽 두께는 0.25mm에 달할 수 있습니다.

탄소강 용접 파이프

이 파이프는 강판 또는 스트립을 압연하고 이음새를 용접하여 형성됩니다. 그들은 좋은 강도를 제공합니다. 그러나 동일한 사양의 SSAW보다 약간 낮습니다. 생산 비용이 높지 않습니다. 저압에서 중압 설정에 적용할 수 있습니다. 생산 방법에 따라 다음과 같이 두 가지 범주로 더 나뉩니다:

탄소강 ERW 파이프(전기 저항 용접): ERW 파이프는 강판을 롤포밍하고 전기 저항 용접을 사용하여 가장자리를 용접하는 방식으로 만들어집니다. 복잡한 디테일이 있고 이음새가 균일하며 경제적입니다. 또한 가볍고 정밀하게 설계되어 있으며 적절한 구조로 되어 있습니다. A, B, X42, X52 등 다양한 재질 등급으로 제공되며 사양에 따라 수도 및 가스 분배를 포함한 저압에서 고압 애플리케이션에 사용할 수 있습니다.

탄소강 LSAW 파이프(종방향 서브머지드 아크 용접): 강판을 세로로 구부린 후 서브머지드 아크 용접으로 이음새를 용접하여 제조합니다. 그 결과 견고하고 두꺼운 벽, 대구경, 이음매 없는 마감, 녹슬지 않는 파이프가 만들어집니다. 이 파이프는 견고하고 확장성이 뛰어나며 육상 및 해상 석유 및 가스 파이프라인을 비롯한 다양한 분야에 사용됩니다. 즉, 고성능, 높은 내성, 강력한 구조적 지지력이 필요한 경우에 적용할 수 있습니다.

탄소강 SSAW 파이프(나선형 서브머지드 아크 용접)

SSAW 파이프는 강철 스트립을 나선형으로 감아 관 모양으로 만든 다음 나선형 이음새를 용접하여 단단한 파이프를 만드는 방식으로 생산됩니다. 더 큰 직경의 파이프를 사용할 수 있고 강도가 높습니다. 하지만 생산 비용이 약간 증가합니다. 크기 유연성이 중요한 물과 가스 운송에 적용될 수 있습니다.

탄소강 파이프의 장점

탄소강 파이프는 다양한 응용 분야에서 중요한 역할을 하며, 아래에서 설명하는 다양한 이점을 제공합니다:

첫째, 기대할 수 있는 강성과 강도를 가지고 있습니다. 그렇기 때문에 고압 조건과 무거운 하중을 견딜 수 있습니다. 예를 들어 구조물 지지대, 가스 및 송유관, 교량, 송전 시스템과 같은 고성능 애플리케이션에 주로 사용됩니다.
열악한 환경과 화학 물질 노출을 견딜 수 있어 내식성이 뛰어난 부품으로 사용됩니다. 그러나 보호 코팅은 저항력을 향상시키기 때문에 매우 중요합니다. 이것이 바로 강관을 해양 분야에 쉽게 사용할 수 있는 이유입니다.
탄소강 파이프는 의심할 여지 없이 우수한 열 및 전기 전도성 소재입니다. 이러한 특성으로 인해 전력 산업에서 사용할 수 있습니다.
설치의 용이성은 탄소강 파이프의 또 다른 장점입니다. 일반적으로 가볍기 때문에 운반이 쉽고 효율적인 설치가 용이합니다.
또한 비용 효율적입니다. 그 이유는 풍부한 원자재와 잘 정립된 제조 방식 때문입니다. 그 결과 재료 및 제조 비용이 낮아져 비용 효율성이 높아집니다.
시중에는 다양한 종류의 탄소강 파이프가 있기 때문에 다양한 용도로 사용할 수 있습니다. 이는 다재다능함에 기여합니다.
탄소강 파이프의 재활용성은 재료의 무결성을 손상시키지 않으면서도 쉽게 달성할 수 있습니다. 즉, 환경 친화적인 좋은 소재입니다,

산업 표준 및 사양

표준	설명	적용 분야	주요 기능
ASTM A53	심리스 및 용접된 검은색 강철 파이프를 열간 아연 코팅 옵션으로 덮습니다.	구조적 지원, 파이프라인	심리스 및 용접형, 용접 가능
ASTM A106	이음매 없는 탄소강 파이프에 대한 사양은 고열이 일반적인 곳에서 사용됩니다.	고온 파이프라인	고강도 및 내열성
API 5L	가스, 석유 및 물을 운송하는 데 사용되는 라인 파이프에 대한 요구 사항을 정의합니다.	석유 및 가스 파이프라인	내압성, 유체 운반용
ASME B36.10	용접 및 이음매 없는 연강 파이프의 치수 및 특성을 표준화합니다.	기계적 및 구조적 용도	파이프 치수 및 무게 정의
DIN 2448	이음매 없는 강관 제조 및 테스트를 위한 유럽 가이드라인입니다.	산업용 배관 및 보일러 시스템	치수 및 배송 조건에 대한 설명
ISO 3183	석유 및 천연가스 파이프라인 시스템에 사용되는 강관에 대한 글로벌 표준입니다.	파이프라인 운송	제조 및 테스트 요구 사항 지정
BS EN 10216	압력 용기 애플리케이션을 위한 이음매 없는 스틸 튜브에 초점을 맞춘 유럽 표준입니다.	압력 용기 및 보일러	기계적 특성 및 테스트

이러한 표준은 탄소강 파이프가 전 세계 다양한 산업 분야의 품질, 안전 및 성능 요구 사항을 충족하도록 보장합니다. 각 표준은 특정 용도에 맞는 파이프 치수, 기계적 특성, 제조 및 테스트 프로토콜을 다룹니다.

결론

결론적으로 탄소강 파이프는 많은 산업 분야에서 중요한 구성 요소입니다. 여기에는 가스 및 석유 운송, 구조물 지지대, 관개 시스템 등이 포함됩니다. 탄소강 파이프는 제조 또는 열처리 과정에서 첨가되는 탄소의 양에 따라 다양한 기계적 특성을 나타냅니다. 탄소강 파이프는 크게 두 가지 범주로 분류됩니다. 탄소 함량 비율과 제조 방법에 따라 여러 가지 종류가 있습니다. 사양과 표준을 이해하는 것이 중요합니다. 산업 및 토목 요구 사항을 충족하는 적절한 탄소강 파이프를 선택하는 데 도움이 될 것입니다.