KR101954698B1

KR101954698B1 - 시임부가 식별 가능한 전봉 강관 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR101954698B1
Application number: KR1020177023827A
Authority: KR
Inventors: 신사쿠 고쿠보; 켄이치 이와자키; 히로미치 호리
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2015-03-03
Filing date: 2016-03-01
Publication date: 2019-03-06
Also published as: KR20170107075A; US20180036830A1; JP6233516B2; US10369655B2; WO2016139931A1; US20190255646A1; MX2017011145A; JPWO2016139931A1; CN107405659B; CN107405659A; US11045896B2

Abstract

냉간 인발 공정에 있어서 비드 절삭 부분과 그 나머지의 부분의 색차가 발생하여 시임부의 식별을 할 수 있게 되는, 시임부가 식별 가능한 전봉 강관 및 그의 제조 방법을 제공한다. 　
전봉 용접하여 이루어지는 시임부를 갖는 강관부와, 당해 강관부의 적어도 외면측을 덮은 인산 아연의 피막부를 갖는 전봉 강관으로서, 상기 피막부 중, 상기 시임부의 바로 위에 존재하는 부분으로서, 당해 부분의 관 둘레 방향 폭(W)이 두께의 0.1배 이상 두께 이하의 범위가 되는 부분이 그 이외의 부분과의 색의 차이를 시인할 수 있는 부분인 색차부로 되어 있는 것을 특징으로 하는 시임부가 식별 가능한 전봉 강관이다.

Description

시임부가 식별 가능한 전봉 강관 및 그의 제조 방법{ELECTRIC RESISTANCE WELDED STEEL PIPE HAVING IDENTIFIABLE SEAM PORTION AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은, 전봉 용접에 의한 접합부인 시임부(seam portion)의 식별을 최종 제품에 있어서 할 수 있도록 한, 시임부가 식별 가능한 전봉 강관 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

전봉 강관을 제조하는 조관 공정(이하, 「전봉 조관 공정」이라고 함)은, 예를 들면 도 3에 나타내는 바와 같이, 띠강(steel strip)(1)을 연속 이송하면서, 띠강(1)의 폭을 롤 성형(2)에 의해 둥글게 하고, 당해 둥글게 한 폭의 양단을 전봉 용접(3)에 의해 접합하여 강관(4)으로 하고, 상기 접합된 부위인 시임부(5)의 관 외면측에 형성된 솟아오름(swelling)인 외면 비드를 절삭 제거하는 외면 비드 절삭(6)을 행한다는 일련의 공정을 갖는다. 또한, 외면 비드 절삭(6)과 아울러, 시임부(5)의 관 내면측에 형성된 솟아오름인 내면 비드를 절삭 제거하는 내면 비드 절삭(7)을 행하는 경우도 있다. 외면 비드 절삭(6)과 내면 비드 절삭(7)의 병용을 내외면 비드 절삭이라고 한다.

전봉 강관은, 이에 굽힘 가공 등의 소성 가공이나, 별도 준비되어 있는 판재의 판재 단부와 관 외면의 관 길이 방향 용접 가공 등의 2차 가공을 실시할 때에 있어서, 각각의 가공 형태에 적응한 최적 위치에 시임부를 배치하여 가공할 필요가 있는 경우가 적지 않다. 이와 같은 2차 가공 용도를 위한 강관(4)은, 가공 현장에서 시임부를 식별할 수 있는 것이 요망된다.

일반적으로, 시임부의 동정(identification)은, 육안, 자기(magnetism)에 의해 행해진다. 그러나, 이들에는 이하의 난점이 있었다.

즉, 육안에 의한 동정에서는, 조관 그대로의 전봉 용접부는, 산화에 의해 다른 부분과 비교하여 검게 변색되고 있기 때문에, 이 흑색부가 시임부라고 동정할 수 있다. 그러나, 조관 후에 템퍼링 등의 열처리를 받으면, 관체의 표면 전체가 검게 변색되어, 시임부의 동정은 불가능해진다. 또한, 시임부는, 상기 외면 비드 절삭을 받은 외면 부분이 다른 부분과 비교하여 오목해져 있고, 이 오목 부분은 열처리 후도 인식할 수 있기 때문에, 열처리 후에 상기 오목 부분을 인식하여 시임부라고 동정할 수 있다. 그러나, 신관(pipe is drawn)되면, 관체의 외주(outer periphery) 형상이 균일화되어 상기 오목 부분을 인식할 수 없게 되어, 신관 후의 시임부의 동정은 불가능해진다.

또한, 자기에 의한 동정에서는, 조관 그대로의 단계의 시임부는, 다른 부분과의 금속 조직의 차이에 의한 자기 특성차가 있기 때문에, 당해 자기 특성차를 검지하여 시임부를 동정할 수 있다. 그러나, 조관 후에 템퍼링 등의 열처리를 받으면, 상기 금속 조직의 차이가 해소되기 때문에 자기 특성차를 검지할 수 없게 되어, 시임부의 동정은 불가능해진다.

한편, 특별한 수단을 강구하여 시임부를 식별할 수 있도록 한 종래 기술로서, 시임부의 관 외면측의 비드(bead)를 절삭 제거하여 이루어지는 절삭면에, 예를 들면 전조 공구(rolling tool)를 눌러대어, 요철 처리부를 형성한다는 수법(편의상, 종래법이라고 함)의 제안이 있다(특허문헌 1 참조).

종래법에 의하면, 상기 전조 공구에 의해 요철 처리부는, 열처리 후나 신관 후에도 사라지지 않고 남기 때문에, 이를 눈으로 인식하여 2차 가공 현장에서의 시임부의 식별이 용이해진다.

일본공개특허공보 2012-40581호

그러나, 종래법에서는, 시임부에 외면 비드 절삭을 실시하여 이루어지는 절삭면에 요철 처리부를 형성하기 때문에, 하류의 검사 공정에서 일반적으로 이용되는 비파괴 검사법인, 와전류 탐상 검사(eddy curreant testing)(이하, ECT라고 약기함)에 의해 강관의 관 길이 방향을 탐상 방향으로 하여 흠집(결함)을 탐색하는 관 길이 방향 ECT 탐상을 행할 때에, 시임부와 간섭하고 있는 요철 처리부가 흠집으로서 오검출되어, 탐상 정밀도를 악화시킨다는 문제점(조관 후의 검사 공정으로의 악영향)이 있다.

또한, 종래법에서는, 관 외면측의 상기 절삭면으로의 전조 공구의 눌러댐(pressing)에 의해, 관체는 휘거나 혹은 편평화한다. 한편, 전봉 조관 공정에서는, 상기 외면 비드 절삭 가공과 아울러 상기 내면 비드 절삭 가공을 행하는 경우가 있다. 이 경우, 상기 전조 공구의 눌러댐에 의해 관체가 휘거나 혹은 편평화하면, 상기 내면 비드 절삭에 이용하는 절삭 공구와 관 내면이 과잉으로 간섭하여, 과잉한 두께 감소 혹은 절삭 공구의 파손을 초래한다는 문제점(전봉 조관 공정으로의 악영향)도 있다.

전술의 종래법의 문제점을 감안하여, 본 발명은, 상기 전봉 조관 공정으로의 악영향 및 상기 조관 후 검사 공정으로의 악영향이 없고, 그 후에 행해지는 냉간 인발에 있어서 비드 절삭 부분과 그 나머지의 부분의 색차(color difference)가 발생하여 시임부의 식별을 할 수 있게 되는, 시임부가 식별 가능한 전봉 강관 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 했다.

상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 본 발명은, 이하와 같다.

(1) 전봉 용접하여 이루어지는 시임부를 갖는 강관부와, 당해 강관부의 적어도 외면측을 덮은 인산 아연의 피막부를 갖는 전봉 강관으로서, 상기 피막부 중, 상기 시임부의 바로 위에 존재하는 부분으로서, 당해 부분의 관 둘레 방향 폭(W)이 두께의 0.1배 이상 두께 이하의 범위가 되는 부분이 그 이외의 부분과의 색의 차이를 시인할 수 있는 부분인 색차부로 되어 있는 것을 특징으로 하는 시임부가 식별 가능한 전봉 강관.

(2) 상기 (1)에 기재된 시임부가 식별 가능한 전봉 강관을 제조하는 방법으로서, 띠강을 연속 이송하면서, 상기 띠강의 폭을 롤 성형에 의해 둥글게 하고, 당해 둥글게 한 띠강의 폭 방향 양단을 전봉 용접에 의해 접합하고, 당해 접합하여 이루어지는 시임부를 구비한 강관으로 하고, 당해 강관의 내외면 비드 절삭을 행하고, 그 후, 당해 강관의 적어도 외면에 인산 아연의 피막을 실시한 후, 당해 강관에 플러그 및 다이스를 이용한 냉간 인발을 실시하는 공정을 갖고, 상기 내외면 비드 절삭을 행할 때, 외면 비드는 전부 절삭하고 내면 비드는 일부 남겨 절삭하고, 또는, 외면 비드는 일부 남겨 절삭하고 내면 비드는 전부 절삭하고, 이 일부 남겨 절삭하는 잔재 부분인 볼록부의 볼록 높이(h)를 상기 강관의 비(非)비드부(non-bead portion) 두께(t)의 0.07배 이상 1.7배 이하로 하는 것을 특징으로 하는 시임부가 식별 가능한 전봉 강관의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 상기 전조 공구의 눌러댐은 없기 때문에, 상기 전봉 조관 공정으로의 악영향 및 상기 조관 후의 검사 공정으로의 악영향은 없고, 냉간 인발 후의 강관의 비드 절삭 부분과 그 나머지의 부분에, 관 외면측으로부터 시인할 수 있는 피막의 색차가 현출하여, 시임부를 육안으로 용이하게 식별할 수 있게 된다.

도 1은, 본 발명에 따른 시임부가 식별 가능한 전봉 강관의 일 예를 나타내는 시임부 부근의 단면의 개략도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 시임부가 식별 가능한 전봉 강관의 제조 방법의 일 예를 나타내는 내외면 비드 절삭 후의 시임부 부근의 단면의 개략도이다.
도 3은, 전봉 조관 공정의 일 예를 나타내는 개략도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

예를 들면 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 따른 시임부가 식별 가능한 전봉 강관(100)은, 전봉 용접하여 이루어지는 시임부(5)를 갖는 강관부(10)와, 강관부(10)의 적어도 외면측을 덮은 인산 아연의 피막부(11)를 갖고 있고, 피막부(11) 중, 시임부(5)의 바로 위에 존재하는 부분으로서 당해 부분의 관 둘레 방향 폭(W)이 두께의 0.1배 이상 두께 이하의 범위가 되는 부분은, 그 나머지의 부분(관 둘레 방향 폭(W) 이외의 부분)과의 색의 차이를 시인할 수 있는 부분인 색차부(20)로 되어 있다. 이 색차부(20)는, 후술하는 바와 같이, 냉간 인발시에 비드 절삭 부위의 피막부(11)가 보다 큰 압하를 받음으로써, 그 나머지의 부분과의 색의 차이를 발생시킨 것이다. 이 색차부(20)의 존재에 의해, 본 발명에 따른 시임부가 식별 가능한 전봉 강관(100)은, 시임부(5)의 관 외면측의 위치를 육안으로 용이하게 식별할 수 있다.

상기 전봉 강관(100)을 얻기 위한 바람직한 제조 방법은 이하와 같다. 즉, 이러한 제조 방법이란, 띠강을 연속 이송하면서, 상기 띠강의 폭을 롤 성형에 의해 둥글게 하고, 당해 둥글게 한 띠강의 폭 방향 양단을 전봉 용접에 의해 접합하고, 당해 접합하여 이루어지는 시임부를 구비한 강관으로 만들고, 당해 강관의 내외면 비드 절삭을 행하는 공정(상기 전봉 조관 공정) 및, 그 후, 당해 강관의 적어도 외면에 인산 아연의 피막을 실시한 후, 당해 강관에 플러그 및 다이스를 이용한 냉간 인발을 실시하는 인발 공정을 갖는 것이다.

상기 인산 아연의 피막은, 상기 냉간 인발시의 윤활용 피막으로서 시공된다.

상기 전봉 강관(100)을 얻기 위한 바람직한 제조 방법은, 추가로, 상기 내외면 비드 절삭을 행할 때, 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 강관(4)(인발 공정 후는 강관부(10)가 되는 강관)을 대상으로 하여, 내면 비드(9)는 일부 남겨 절삭하고 외면 비드(8)는 전부 절삭하고, 이 일부 남겨 절삭하는 잔재 부분인 볼록부(12)의 볼록 높이(h)를, 상기 강관의 비비드부 두께(t)의 α배 이상 β배 이하(여기에서,α＝0.07,β＝1.7임)로 하는 것을 특징으로 한다. 또한, 외면 비드(8)는 일부 남겨 절삭하고 내면 비드(9)는 전부 절삭하고, 이 일부를 남겨 절삭하는 잔재 부분인 볼록부의 볼록 높이(h)를 상기 강관의 비(非)비드부 두께(t)의 α배 이상 β배 이하로 해도 좋다.

이에 따라, 다이스와 플러그를 이용한 냉간 인발에 있어서, 볼록부(12) 소재의 관 둘레 방향 부위는, 그 나머지의 관 둘레 방향 부위와 비교하여, 감육률(thickness reduction rate)이 커진다. 이 때문에, 강관(4)의 적어도 외면에 실시된 인산 아연의 피막(인발 공정 후는 도 1의 피막부(11)가 되는 피막)에, 보다 큰 압하가 가해진다.

그 결과, 도 1에 나타낸 바와 같이, 피막부(11) 중, 시임부(5)의 바로 위에 존재하는 부분으로서 당해 부분의 관 둘레 방향 폭(W)이 두께의 0.1배 이상 두께 이하의 범위가 되는 부분은, 보다 큰 압하를 받음으로써, 그 나머지의 부분(관 둘레 방향 폭(W) 이외의 부분)과의 색의 차이를 시인할 수 있는 부분인 색차부(20)가 된다. 큰 압력을 가함으로써 관 표면의 조도(roughness)를 세밀하게 하여, 주위와의 색차를 발생시키고, 또한, 두께의 0.1배 이상 두께 이하의 범위로 함으로써, 시임부의 시인성을 확보할 수 있어, 관 둘레 방향 폭(W)이 색차부(20)가 된다.

단, 볼록부(12)의 볼록 높이(h)가 비(非)비드부 두께(t)의 α배 미만이면, 인발 공정에서 색차부(20)를 발생시키는 효과가 부족하다. 또한, 볼록부(12)의 볼록 높이(h)가 비비드부 두께(t)의 β배를 초과하면, 냉간 인발에 제공하는 것이 어려워, 색차부(20)를 발생시키는 것이 곤란하다. 따라서, 볼록부(12)의 볼록 높이(h)는, 비비드부 두께(t)의 α배 이상 β배 이하로 한다. 이와 같은 볼록 높이(h)의 관리는, 내면 비드 절삭 또는 외면 비드 절삭에 이용하는 절삭 공구(절삭 바이트)의 날 높이 위치 조정에 의해 행할 수 있다.

또한, 냉간 인발 전에 실시하는 인산 아연의 피막의 시공 두께는, 상용의 범위, 예를 들면 1∼30㎛로 하면 좋다. 상기 피막의 시공 방법으로서는, 인산 아연욕에 침지한다.

또한, 상기 전봉 조관 공정에 있어서는, 내외면 비드 절삭을 행한 후, 인발 공정에 들어가기 전에, 필요에 따라서, 도시하지 않는 시임 어닐러(시임부(5)만을, 예를 들면 고주파 유도 가열 방식(high-frequency induction heating method)으로, 가열하는 장치)로, 시임부(5)에 열처리(「시임 어닐(seam annealing)」이라고 함)를 실시해도 좋다.

실시예

상기 전봉 조관 공정에 의해 강관(4)을 제조했다. 이 제조에 있어서, 내외면 비드 절삭을 행하고, 그때, 외면 비드(8)는 전부 절삭하고, 내면 비드(9)는 일부 남겨 절삭했다. 내면 비드 절삭 바이트의 날 높이 위치 조정에 의해, 절삭 잔재 부분인 볼록부(12)의 볼록 높이(h)를 표 1에 나타내는 바와 같이 여러 가지로 변경했다.

상기 내외면 비드 절삭 후, 상기 시임 어닐을 행하여, 표 1에 나타내는 인발 공정 전(前) 관 사이즈를 갖는 강관을 얻었다. 이 인발 공정 전 관 사이즈에 있어서의 두께(t)는, 상기 비비드부 두께(t)이다.

상기 전봉 조관 공정에 의해 얻은 강관(4)을, 상기 플러그와 다이스를 이용한 냉간 인발에 제공했다. 이때 강관(4)의 외면측에 실시한 상기 인산 아연의 피막의 시공 두께인 피막 시공 두께 및, 인발 공정 후의 관 사이즈는 표 1에 나타내는 바와 같이 했다. 또한, 상기 인산 아연의 피막은, 냉간 인발을 실시하기 전의 강관을 인산 아연욕에 침지하여 형성했다.

냉간 인발을 실시하여 이루어지는 제품관의 외면의 피막부(11)를 육안 관찰하여, 상기 색차부(20)에 의한 시임부 식별의 여부를 판정했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다. 여기에서 시임부 식별란의 ○ 표시는 식별 가능, × 표시는 식별 불능을 나타낸다.

또한, 색차부(20)는, 육안으로 판단했다(주위와 비교하여 보다 백색이기 때문에, 시인할 수 있음). 또한, 관 둘레 방향 폭(W)은, 버어니어캘리퍼스(vernier caliper)로 측정했다.

표 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명예(내면 비드 절삭 잔재 볼록부 높이 h/비비드부 두께(t)가 α＝0.07 이상 β＝1.7 이하)에서는 상기 색차부(20)가 표 1에 나타내는 관 축방향 폭(W)으로 나타나 시임부(5)의 식별이 가능했다. 이에 대하여 볼록부(12)의 볼록 높이(h)가 과소한(h/t가 α 미만임) 비교예에서는 상기 색차부(20)가 나타나지 않고, 또한, 볼록 높이(h)가 과대한(h/t가 β 초과임) 비교예에서는 관 내면으로의 플러그 장입(insert the plug)을 할 수 없고 냉간 인발이 실행 불가능(인발 공정 후 관 사이즈란에 「인발 불가능」이라고 기재함)해져 상기 색차부(20)가 나타나지 않아, 모두 시임부의 식별은 불능이었다.

1 : 띠강
2 : 롤 성형
3 : 전봉 용접
4 : 강관(전봉 용접하여 이루어지는 시임부를 갖는 강관)
5 : 시임부
6 : 외면 비드 절삭
7 : 내면 비드 절삭
8 : 외면 비드
9 : 내면 비드
10 : 강관부
11 : 피막부(인산 아연의 피막부)
12 : 볼록부(내면 비드의 절삭 잔재)
20 : 색차부
100 : 시임부가 식별 가능한 전봉 강관

Claims

전봉 용접하여 이루어지는 시임부를 갖는 강관부와, 당해 강관부의 적어도 외면측을 덮은 인산 아연의 피막부를 갖는, 시임부가 식별 가능한 전봉 강관을 제조하는 방법으로서,
띠강(steel strip)을 연속 이송하면서, 상기 띠강의 폭을 롤 성형에 의해 둥글게 하고, 당해 둥글게 한 띠강의 폭 방향 양단을 전봉 용접에 의해 접합하고, 당해 접합하여 이루어지는 시임부를 구비한 강관으로 하고, 당해 강관의 내외면 비드 절삭을 행하고, 그 후, 당해 강관의 적어도 외면에 인산 아연의 피막을 실시한 후, 당해 강관에 플러그 및 다이스를 이용한 냉간 인발을 실시하는 공정을 갖고,
상기 내외면 비드 절삭을 행할 때, 외면 비드는 전부 절삭하고 내면 비드는 일부 남겨 절삭하고, 또는, 외면 비드는 일부 남겨 절삭하고 내면 비드는 전부 절삭하고, 이 일부 남겨 절삭하는 잔재 부분인 볼록부의 볼록 높이(h)를 상기 강관의 비(非)비드부 두께(t)의 0.07배 이상 1.7배 이하로 하는 것을 특징으로 하는, 상기 피막부 중, 상기 시임부의 바로 위에 존재하는 부분으로서, 당해 부분의 관 둘레 방향 폭(W)이 두께의 0.1배 이상 두께 이하의 범위가 되는 부분이 그 이외의 부분과의 색의 차이를 시인할 수 있는 부분인 색차부로 되어 있는, 시임부가 식별 가능한 전봉 강관의 제조 방법.
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