KR100601134B1 - 스테인리스 튜브의 표면처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스테인리스 튜브의 표면처리방법에 관한 것으로서, 보다 긴 길이의 장척 스테인리스 튜브를 생산하여 공급할 수 있으므로, 최근 수요자들의 다양한 욕구에 부응할 수 있고, 환경오염을 방지 및 작업자의 작업환경을 개선할 수 있는 스테인리스 튜브의 표면처리방법에 관한 것이다.

스테인리스, 튜브, 표면처리

Description

스테인리스 튜브의 표면처리방법{Method of treating a surface of a stainless steel tube}

본 발명은 스테인리스 튜브의 표면처리방법에 관한 것이다.

통상적으로 강관이란, 단면 형상이 원형 또는 각형으로 내부가 비어 있는 강재로 외경 3㎜ 정도의 가는 관에서부터 1,600㎜가 넘는 굵은 관이 있으며, 오래전부터 강관을 파이프 또는 튜브로 구분했는데 이에 대한 명확한 구분은 없지만, 통상적으로 공칭경이 3/4" 이하인 강관을 튜브라고 하며, 튜브는 주로 보일러용이나 열교환기용으로 사용되고 있다.

이러한 튜브 중 스테인리스 튜브의 제조 공정은 종래 일반적으로 압출원재를 보링하는 공정, 압신/인발 공정, 표면처리 공정, 열처리 공정, 교정 공정, 비파괴검사 등의 검사공정 등의 공정과정을 포함하여 이루어지고 있다.

스테인리스 튜브 제조 공정중 표면처리 공정은 압신/인발공정 중에 발생하는 방청유, 윤활유, 녹, 먼지 등 각종 이물질로 오염된 금속표면을 탈지하기 위한 방법으로서, 종래에는 산세처리 또는 수세처리 하거나 트리콜린 세제를 사용하는 방법이 사용되고 있다.

그러나 이러한 방법은 길이가 14m 이내인 스테인리스 튜브에만 적용할 수 있어, 종래 기술에 의하여 제작되는 스테인레스 튜브의 제작 제품규격은 길이가 모두 14m 이내이다. 스테인리스 튜브의 길이가 14m 이상으로 장척이 되면, 튜브에 형성된 중공 내부 깊숙한 곳까지 표면처리하는 데 어려움이 있어 사실상 그 품질을 보장하기 어렵다는 문제가 있었기 때문이다.

특히, 트리콜린 세제를 사용하는 방법은 세제의 독성으로 인하여 제품이 부식되고, 작업자의 건강을 해칠 수 있으며, 환경오염에 막대한 영향을 주는 등의 단점이 있다.

최근 기기의 대형화 추세에 따라 열교환기의 설계개념이 변화되어 장척 스테인리스 튜브의 수요가 증가하는 추세이며, 특히, U-Bending 튜브의 수요가 많아져 이러한 수요에 부응하기 위하여 길이가 14m 이상인 장척 스테인리스 튜브를 생산하기 위하여 적용될 수 있는 스테인레스 튜브를 표면처리하는 방법을 발명하게 되었다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 보다 긴 길이의 장척 스테인리스 튜브를 생산하여 공급할 수 있으므로, 최근 수요자들의 다양한 욕구에 부응할 수 있고, 스테인리스 튜브의 탈지 효율을 향상시켜 장척의 스테인리스 튜브를 제작할 수 있으며, 독성이 강한 세제 등을 사용하지 않아도 되므로, 환경오염을 방지할 수 있으며, 작업자의 작업환경을 개선할 수 있는 스테인리스 튜브의 표면처리방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스테인리스 튜브의 표면처리방법은, 규산나트륨 30wt%, 수산화 나트륨 10wt%, 탄산 나트륨 30wt%, 카르본산염 22wt%, 계면활성제 8wt%로 구성된 탈지제를 준비하고, 상기 탈지제를 물과 혼합하여 5wt%~18wt%의 수용액을 준비하고, 상기 수용액을 50~55℃로 유지한 상태에서 스테인레스 튜브를 상기 수용액에 10~20분간 침지하여 탈지처리하는 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 상기 수용액에서 탈지처리된 스테인리스 튜브를 50~55℃의 물에 5~10분간 침지하여 세척하는 단계가 부가되는 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 수용액에서 탈지처리된 스테인리스 튜브의 내부를 에어 블로잉하는 단계 및 상기 물에서 세척된 스테인리스 튜브의 내부를 에어 블로잉하는 단계가 부가되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 바람직한 일실시례에 따라 상세히 설명한다. 참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 실시례의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.

스테인리스 튜브 제조 공정 중 표면처리공정은 인발/압신 공정 중에 발생하는 방청유, 윤활유, 녹, 먼지 등 각종 이물질로 오염된 금속표면을 처리하는 방법에 관한 것이다.

본 실시례의 스테인리스 튜브의 표면처리방법을 실시하기 위하여 먼저 탈지제를 준비한다.

규산나트륨(Sodium silicate) 30wt%, 수산화 나트륨(Sodium hydroxide) 10wt%, 탄산 나트륨(Sodium carbonate) 30wt%, 카르본산염(Disodium dihydrogen ethylenediamine tetraacetate dihydrate) 22wt%, 계면활성제 8wt%(Alcohols, C12 14 secondary, ethoxylated)로 구성된 탈지제를 준비한다.

다음으로 상기 탈지제를 물과 혼합하여 5wt%~18wt%의 수용액을 형성한다.

한편, 상기에서 수용액의 바람직한 온도 및 스테인리스 튜브를 탈지조에 침지하는 바람직한 시간을 조사하기 위해 각각 테스트하였다.

(테스트 1) 탈지제가 함유된 수용액이 담긴 탈지조에 스테인리스 튜브를 침지하는 시간에 따른 탈지율을 테스트하였다.

(1) 테스트 조건 : 수용액의 농도(5%), 수용액의 온도(50℃)

(2) 결과표

시간(분)	탈지율(%)
1	70
3	80
6	90
9	95
12	100
15	100

상기에서 탈지율(%)=(A-B)/A x 100으로 계산되며, A는 테스트 전에 테스트 피이스에 부착된 지방 또는 오일의 양이며, B는 테스트 후에 잔류하는 양을 말한다.

위의 표에서도 알 수 있듯이, 수용액이 담긴 탈지조에 스테인리스 튜브를 10 분 이상 침지하는 것이 바람직하지만, 너무 긴 시간 동안 침지하면 제작 공정시 불필요하게 많은 시간이 소비되어 생산효율이 떨어지므로, 탈지조에 스테인리스 튜브를 10 내지 20분간 침지하여 세척하는 것이 바람직하다.

(테스트 2) 탈지제가 함유된 수용액의 온도에 따른 스테인리스 튜브의 탈지율을 테스트하였다.

(1) 테스트 조건 : 수용액의 농도(5%), 스테인리스 튜브를 탈지조에 담구는 시간(10분)

(2) 결과표

수용액의 온도(℃)	탈지율(%)
20	46
25	56
30	65
35	74
40	82
45	90
50	97
55	100
60	94

위의 표에서 알 수 있듯이, 탈지조에 담기는 수용액의 온도는 50 내지 55℃로 유지시키는 것이 최대 탈지효율을 얻을 수 있으며, 수용액의 온도가 55℃를 초과할 경우 오히려 탈지율이 낮아지는 것을 확인할 수 있다.

상기와 같이 스테인리스 튜브를 상기의 수용액에 10 내지 20분간 침지하여 탈지처리한다.

이렇게 스테인리스 튜브를 상기의 탈지제가 함유된 50 내지 55℃의 온도의 수용액에 10 내지 20분간 침지하여 탈지하면, 탈지 효율이 향상되며, 또한 종래 생 산된 최대 14m 길이의 스테인리스 튜브보다 연장하여 14m 이상 25m 이하의 장척 스테인리스 튜브를 제작할 수 있다.

이에 따라, 탈지조의 길이는 기존 탈지조의 길이보다 확장하여 제작 설치하여 적어도 그 길이가 25m 이상인 것이 바람직하며, 수용액을 50 내지 55℃의 온도로 유지하기 위하여 탈지조의 하부에는 히팅장치가 마련되는 것이 바람직하다.

수용액에 침지하여 탈지한 후 스테인리스 튜브의 내부를 에어 블로잉(air blowing)하는 과정이 더 추가되는 것이 바람직하다.

에어 블로잉 과정 후 스테인리스 튜브를 50 내지 55℃의 온도의 물이 담긴 세척조에 다시 5 내지 10분간 침지하여 세척하는 과정이 더 추가되는 것이 바람직하다.

물 세척 과정 후 소구경 장척 스테인리스 튜브일 경우 모세관 현상에 의한 취약부를 제거하기 위하여 스테인리스 튜브에 상기와 같이 다시 에어 블로잉하는 것이 바람직하다.

스테인리스 튜브를 세척조에서 인출하여 인클라인드 랙(Inclined rack)을 이용하여 스테인리스 튜브의 중공 내부에 있는 물이 자연배수처리되도록 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시례를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 스테인리스 튜브의 제조방법에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

종래의 스테인리스 튜브의 길이보다 연장하여 보다 긴 길이의 장척 스테인리스 튜브를 생산하여 공급할 수 있으므로, 최근 수요자들의 다양한 욕구에 부응할 수 있게 된다.

또한, 스테인리스 튜브의 탈지 효율을 향상시켜 소구경이고 장척의 스테인리스 튜브를 제작할 수 있다.

이로 인해, 장척 스테인리스 튜브를 국내에서 생산하여 열교환기 제작업체 등에 공급함으로써, 대외 수입물량을 감소시켜 대외무역 수지적자를 감소시킬 수 있으며, 장척 스테인리스 튜브를 역수출하여 대외무역 흑자 증가에 영향을 줄 수 있다.

나아가, 독성이 강한 세제 등을 사용하지 않아도 되므로, 환경오염을 방지할 수 있으며, 작업자의 작업환경을 개선할 수 있다.

Claims (3)

1. 스테인리스 튜브를 표면처리하는 방법에 있어서,

   규산나트륨 30wt%, 수산화 나트륨 10wt%, 탄산 나트륨 30wt%, 카르본산염 22wt%, 계면활성제 8wt%로 구성된 탈지제를 준비하고, 상기 탈지제를 물과 혼합하여 5wt%~18wt%의 수용액을 준비하고, 상기 수용액을 50~55℃로 유지한 상태에서 스테인레스 튜브를 상기 수용액에 10~20분간 침지하여 탈지처리하는 것을 특징으로 하는 스테인리스 튜브의 표면처리방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 수용액에서 탈지처리된 스테인리스 튜브를 50~55℃의 물에 5~10분간 침지하여 세척하는 단계가 부가되는 것을 특징으로 하는 스테인리스 튜브의 표면처리방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 수용액에서 탈지처리된 스테인리스 튜브의 내부를 에어 블로잉하는 단계 및 상기 물에서 세척된 스테인리스 튜브의 내부를 에어 블로잉하는 단계가 부가되는 것을 특징으로 하는 스테인리스 튜브의 표면처리방법.