탄소강관이란 무엇인가요?

소개

강관은 우리 생활에서 다양한 용도로 사용되는 중추적인 소재라는 것을 알고 있을 것입니다. 건설부터 자동차에 이르기까지 다양한 산업에서 가장 중요한 역할을 합니다.

탄소강 파이프는 대표적인 강관 유형입니다. 내구성과 강도가 뛰어나다는 평가를 받고 있습니다.

여기에서는 탄소강 파이프에 대해 필요한 모든 정보를 제공합니다. 정의, 장점, 적용 분야, 유형, 제작 프로세스, 사양 및 표준을 다룹니다.

마지막으로 탄소강과 블랙 스틸을 비교하고 대조해 보겠습니다. 이 두 가지는 주목할 만한 강철의 변형입니다.

탄소강관이란 무엇인가요?

탄소강 파이프 및 튜브는 CS 파이프라고도 합니다. 본질적으로 원통형 튜브입니다. 탄소와 철로 만든 강철 합금인 탄소강으로 제작됩니다.

이름에서 알 수 있듯이 탄소강은 탄소가 주요 합금 성분입니다. 스테인리스 스틸과 같은 다른 강철 유형은 다른 구성 원소로 이루어져 있습니다.

따라서 탄소강 파이프는 그 구성으로 인해 내구성과 강도가 향상되었습니다. 이는 구리, PVC, 알루미늄과 같은 기존 배관 재료와 비교했을 때 특히 그렇습니다.

탄소강 파이프는 탄소가 중심 역할을 하기 때문에 차별화됩니다. 따라서 강도와 내구성이 요구되는 다양한 용도에 최적의 선택이 될 수 있습니다. 또한 각 프로젝트의 특정 용도에 따라 맞춤형으로 제작할 수 있습니다.

또한 이러한 파이프는 강관 산업에서 가장 중요한 역할을 합니다.

탄소강 파이프의 종류

앞서 탄소강 파이프의 정의에 대해 읽었습니다. 이제 이러한 강관의 종류를 살펴보겠습니다. 강관의 종류는 주로 강철의 탄소 함량에 따라 달라집니다. 다음과 같습니다:

1. 저탄소 강철

저탄소강은 연강이라고도 합니다. 일반적으로 탄소 함량이 0.05%에서 0.3%로 구성됩니다. 이 때문에 다른 강종보다 연성과 가단성이 뛰어납니다. 따라서 용접 및 성형에 적합합니다.

또한 가격도 저렴합니다. 따라서 자동차 차체 패널, 일부 파이프라인 및 구조 프레임워크와 같은 애플리케이션에 사용됩니다. 예를 들면 Q195, Q215, Q235 등이 있습니다.

2. 중간 탄소강

중탄소강의 탄소 조성은 0.3%에서 0.6% 사이입니다. 따라서 이 유형은 유연성과 강도가 균형 있게 조화를 이루고 있습니다. 중탄소강은 유연성을 너무 많이 포기하지 않으면서 강도가 필요한 용도에 사용됩니다.

중탄소강의 일반적인 용도로는 샤프트와 철도 선로가 있습니다. 45# 강철, 40Cr 등이 그 예입니다.

3. 고탄소강

고탄소 강관은 탄소 함량이 0.6%에서 1.0% 사이입니다. 탄소 함량이 높을수록 경도와 강도는 증가하지만 유연성은 감소합니다. 와이어 로프와 같이 고강도가 필요한 칼이나 구조용 부품을 만드는 데 주로 사용됩니다.

고탄소강의 일반적인 예로는 65Mn, T8, T10 등이 있습니다.

4. 초고 탄소강

초고탄소강관의 탄소 조성은 0.96%에서 2.1% 사이입니다. 가장 견고한 탄소강관이지만 부서지기 쉽습니다. 드릴 비트와 끌 등을 제작하는 데 사용됩니다.

탄소강 파이프의 제조 공정

이러한 강관의 제조 공정에는 특히 중요한 단계가 포함됩니다. 최종 제품이 필수 사양을 충족하는지 확인합니다. 바로

1. 원재료 준비

원자재 준비는 탄소강 파이프 제조 공정의 첫 번째 작업입니다. 이 단계에 필요한 필수 재료는 다음과 같습니다:

철광석
Coke
석회암

이러한 재료는 고온의 용광로에서 녹습니다. 그 결과 용강이 형성됩니다. 만들어질 강철의 종류는 이 쇳물에 따라 달라집니다. 또한 다양한 양의 탄소 및 기타 다양한 합금 원소에 의존합니다.

2. 파이프 형성

용강이 준비되면 빌릿이나 슬래브로 주조됩니다. 이는 반제품 형태입니다.

그런 다음 이러한 모양을 압출하거나 압연하여 원하는 파이프 크기로 제작합니다. 파이프를 형성하는 두 가지 널리 사용되는 방법은 다음과 같습니다:

전기 저항 용접(ERW) 방식은 시트가 원통형으로 말려 들어가는 방식입니다. 그런 다음 이음새를 용접합니다. 결과적으로 ERW 파이프가 제작됩니다.
심리스 방식은 빌렛을 가열한 다음 맨드릴을 사용하여 피어싱하는 방식입니다. 이후 연신 및 벽 감소 절차를 거쳐 이음매 없는 파이프를 완성합니다.

3. 열처리

탄소강 파이프 형성의 다음이자 중요한 단계는 열처리입니다. 여기에는 다음과 같은 프로세스가 포함됩니다:

어닐링
정규화
담금질

이 과정에서 파이프는 지정된 온도까지 가열됩니다. 그런 다음 제어된 수준에서 냉각됩니다. 목표는 강관의 강도, 유연성 및 내구성을 향상시키는 것입니다.

4. 열간 압연 및 냉간 인발

열처리 후 파이프는 사이징 밀로 이동합니다. 여기에서 롤러를 통해 파이프를 압연하여 벽 두께와 직경을 줄입니다. 이 절차를 열간 압연이라고 합니다.

열간 압연 후 파이프는 냉간 인발 과정을 거칩니다. 이 과정에서 파이프는 다이를 통과합니다. 그 동기는 직경을 더 줄이고 표면 마감을 향상시키는 것입니다.

5. 마무리

마감은 탄소강 파이프 제작의 마지막 작업입니다. 여기서 파이프를 필요한 길이로 절단합니다. 그런 다음 곧게 펴기 및 검사와 같은 여러 마감 공정을 거칩니다.

강관이 사양을 충족하는지 확인하는 것이 목적입니다. 또한 파이프가 다양한 애플리케이션에서 사용할 준비가 되었는지 확인합니다.

CS 파이프 사양 및 표준

이러한 강관에는 유형 외에도 사양과 표준이 더 있습니다. 프로젝트와 용도에 따라 요구 사항을 충족하기 위해 다양한 사양과 크기가 필요합니다.

다음 표에는 다양한 탄소강 제품명에 대한 세부 정보가 나와 있습니다. 해당 제품의 집행 표준, 치수(mm) 및 강종도 표시되어 있습니다:

제품 이름	경영진 표준	치수(mm)	강철의 등급 또는 코드
검은색 및 용융 아연 도금 이음매 없는 강관	ASTM A53	0.3~1200 x 1.0~150	GR.A, GR.B, GR.C
고온 이음매 없는 탄소강	ASTM A106	10.3~1200 x 1.0~150	GR.B, GR.C
이음매 없는 냉간 압연 연강 열교환기 및 응축기 튜브	ASTM A179	10.3~426 x 1.0~36	저탄소 강철
고압용 이음매 없는 탄소강 보일러 튜브	ASTM A192	10.3~426 x 1.0~36	저탄소 강철
이음매 없는 냉간 압연 중간 합금강 열교환기 튜브	ASTM A199	10.3~426 x 1.0~36	T5, T22
이음매 없는 중탄소강 보일러 및 과열기 튜브	ASTM A210	10.3~426 x 1.0~36	A1, C
이음매 없는 페라이트계 및 오스테나이트계 합금강 튜브	ASTM A213	10.3~426 x 1.0~36	T5, T9, T11, T12, T22, T91
기계 튜브용 이음매 없는 탄소강 및 합금강	ASTM A333	1/4″~42″ x SCH20 ~XXS	Gr1, Gr3, Gr6
극저온용 이음매 없는 용접 탄소강 및 합금강 파이프	ASTM A334	1/4″~4″ x SCH20 ~SCH80	Gr1, Gr6
심리스 냉간 압연 탄소강 급수 히터 튜브	ASTM A556	10.3~426 x 1.0~36	A2, B2

탄소강의 장점

다른 강재와 마찬가지로 탄소강은 뚜렷한 장점이 있습니다. 그 중 눈에 띄는 몇 가지를 소개합니다:

1. 견고함 및 내구성

탄소강은 높은 강도와 내구성으로 주목할 만한 소재입니다. 따라서 여러 가지 까다로운 용도에 적합합니다.

또한 상당한 하중과 압력을 견딜 수 있습니다. 따라서 탄소강 피팅은 견고한 배관 솔루션이 필요한 산업에 적합합니다.

2. 열악한 환경 조건을 견딜 수 있는 기능

탄소강은 극한의 날씨와 같은 가혹한 환경 조건에서도 견딜 수 있습니다. 또한 화재, 허리케인, 지진과 같은 스트레스에도 잘 견딥니다. 이는 탄소강이 가정을 짓는 데 탁월한 소재라는 것을 의미합니다.

3. 재활용 가능 및 환경 친화적

탄소강은 전량 재활용이 가능합니다. 견고성과 품질에 영향을 주지 않으면서 여러 번 사용할 수 있습니다. 따라서 경제적이고 환경 친화적입니다.

4. 다용도성

탄소강은 다양한 산업 분야에서 사용할 수 있는 다용도 소재입니다.

다양한 크기와 두께로 제품을 제작할 수 있다는 것을 알 수 있습니다. 절단, 용접 및 성형이 가능하여 다양한 모양을 만들 수 있습니다. 또한 밸브 및 기타 피팅에 간단히 결합할 수도 있습니다.

5. 내마모성

탄소강은 수명을 희생하지 않습니다. 인프라 및 산업 분야에서 흔히 발생하는 마모와 손상을 견딜 수 있습니다. 따라서 이러한 강관은 경제성에도 불구하고 작동 수명이 길어집니다.

6. 부식에 대한 내성

탄소강은 부식에 취약하다는 것을 알 수 있습니다. 하지만 다양한 방법으로 보호할 수 있습니다. 여기에는 아연 도금, 코팅 사용 또는 부식 방지 요소의 통합이 포함됩니다. 따라서 다양한 환경에서 탄소강의 사용 범위가 더욱 넓어집니다.

7. 비용 효율적

탄소강은 비용 효율적인 소재입니다. 더 적은 재료로 더 얇은 모양을 만들 수 있으면서도 무결성을 유지할 수 있습니다.

또한 탄소강은 다른 강재보다 제작 및 구매 비용이 더 경제적입니다.

탄소강 파이프의 적용 분야

탄소강 파이프는 다양한 분야와 영역에서 다양한 용도로 사용됩니다. 대표적인 것들은 다음과 같습니다:

1. 건설 및 건축 공학에서의 구조적 용도

이러한 강관은 건설 및 건축 공학에서 구조용으로 사용됩니다. 강관은 교량, 건물, 도로, 터널 및 기타 다양한 구조물의 구조적 구성 요소를 만듭니다.

하중을 지지하는 기능으로 잘 알려진 CS 파이프는 특별한 수명과 견고함을 가지고 있습니다. 또한 이 파이프는 건설 부문에서 비계 파이프로 사용됩니다.

2. 석유 및 가스 운송

이러한 파이프는 석유 및 가스 산업에서 중요한 역할을 합니다. 원유 추출 지점에서 정유 공장으로 원유를 운반하는 데 가장 선호되는 선택입니다.

또한 발전소, 가정 및 기업에 천연 가스를 공급합니다. 높은 강도와 신뢰성으로 효과적이고 안전한 운송을 보장합니다.

3. 자동차 제조

이 강관은 자동차 제조에서 매우 중요한 역할을 합니다. 특히 배기 시스템, 섀시 구성품, 프레임에 사용됩니다.

차량 운행의 스트레스를 견딜 수 있는 뛰어난 강도와 성능으로 호평을 받고 있습니다.

4. 상하수도 시스템 공급

이 강관은 상하수도 시스템에 필수적인 요소입니다. 이를 통해 처리장에서 주거 및 상업 시설로 식수를 이동할 수 있습니다.

하수 시스템에도 적합합니다. 인구 밀집 지역의 폐수를 처리장으로 보내는 방식에 적합합니다.

5. 화학 산업 애플리케이션

이러한 강관은 화학 산업에서 다양한 용도로 사용됩니다. 예를 들어, 다음과 같은 용도로 사용됩니다:

리액터
운반 시스템
저장 탱크

화학 및 제약 공장에서 화학 물질을 취급하고 이동하는 데 필수적입니다.

탄소강 대 블랙 스틸

블랙 스틸은 탄소강의 변형된 강철이라는 것을 알고 계실 겁니다. 아연 도금 대신 흑화 공정을 거칩니다. 그 결과 강한 산화철 또는 마그네타이트 표면이 형성됩니다. 따라서 검은색 강철 파이프는 일반적으로 어두운 외관을 갖게 됩니다. 이러한 파이프는 검은색 철 파이프 또는 검은색 강관으로 알려져 있습니다.

다음 표는 탄소강과 블랙강의 몇 가지 주목할 만한 차이점을 강조합니다:

특징	탄소강	블랙 스틸
기본 정의	탄소를 주성분으로 하는 강철의 한 형태입니다.	표면에 어두운 색의 산화철로 코팅된 강철의 한 형태입니다.
탄소량	최대 2.1%의 탄소를 중량으로 보유하고 있습니다.	탄소 함량 범위: 0.3-1.7%
파이프의 강성 및 경도	탄소강 파이프의 강성과 경도는 탄소 양에 따라 달라집니다.	검은색 강관은 강성과 경도가 높습니다.
부식에 대한 파이프의 취약성	CS 파이프는 부식에 취약하므로 아연 도금이 필요합니다.	검은색 강관은 특히 부식에 강합니다. 이는 표면 자철석 함량이 높기 때문입니다.
모양	원시 상태에서는 은회색입니다. 정확한 회색 음영은 강철의 특정 구성과 가공에 따라 달라집니다. 일반적으로 반사되거나 광택이 나지 않습니다.	무광택 검정색으로 어둡게 마감되어 있습니다. 이는 흑화 공정 때문입니다. 이는 표준 강철 표면에 흑색 산화물 층을 적용하는 것을 의미합니다.
친환경성	제조 과정에서 대기 중으로 탄소 배출량이 증가하기 때문에 친환경적이지 않습니다.	제조 과정에서 대기 중으로 배출되는 탄소 배출량이 적기 때문에 더욱 친환경적입니다.