KR20120105115A - 이중 층상 구조 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브에 있어서, 탄소강으로 주조되어 밸브의 외형을 형성시키는 외층과; 상기 외층의 내부에 인코넬 625로 형성되는 내층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 층상 구조 밸브에 관한 것이다.
본 발명에 의하여 소재의 품질은 유지하면서 소재 제작 비용은 절감할 수 있는 이중 층상 구조 밸브가 제공되는 이점이 있다.
본 발명에 의하면 인코넬 625 원소재로 만들어진 밸브의 높은 가격이 보완되어 원소재 밸브의 가격보다 30~50% 의 원가 절감의 효과를 기대 할 수 있는 이점이 있다.

Description

이중 층상 구조 밸브{Valve of double layer structure}

본 발명은 밸브에 있어서, 탄소강으로 주조되어 밸브의 외형을 형성시키는 외층과; 상기 외층의 내부에 인코넬 625로 형성되는 내층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 층상 구조 밸브에 관한 것이다.

21세기 들어와서 원자력 산업, 파워플랜트, 석유화확 산업 등의 첨단산업 분 야에서 초내열합금(Ni Base Alloy)이 기본적인 구조재료로 많이 사용되고 있는데, 이러한 첨단 산업 분야에 사용되는 많은 종류의 밸브는 가장 중요한 부품 중의 하나이며, 갈수록 그 사용 범위가 점점 넓혀지고 있다.

초내열합금인 Ni Base Alloy는 규칙적격자(FCC)를 갖는 오스테나이트상의 석출현상을 이용한 강석출 경화형 합금으로서 가스터빈의 블레이드, 디스크, 연소실, 밸브 등과 같은 고온, 고응력, 내식성, 내열성이 요구되는 주요부품의 구조용 재료로 널리 사용되고 있다.

최근 첨단산업 분야에서도 초내열합금의 적용 및 수요가 많이 증가되고 있으며, 그중에서도 Ni Base Alloy인 인코넬625 소재는 섭씨 980 에서도 질기고 강한 성질이 있으며, 특히 산화, 부식에 잘 견디고 인산용액에 강하다. 때문에 원자력, 화학 및 플랜트 시설용 배관, 밸브 설비에 많이 사용된다.

그런데, 현재 첨단산업 분야에 사용되고 있는 인코넬 625 밸브는 원소재 자체로 주물 제작되고 있어, Carbon(연강) & Low Alloy(저합금강) 소재가격 대비해서 10배에서 20배 정도 차이가 나므로 가격적으로 상당히 큰 부담이 되고 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 소재의 품질은 유지하면서 소재 제작 비용은 절감할 수 있는 이중 층상 구조 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 밸브에 있어서, 탄소강으로 주조되어 밸브의 외형을 형성시키는 외층과; 상기 외층의 내부에 인코넬 625로 형성되는 내층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 층상 구조 밸브를 기술적 요지로 한다.

여기서, 상기 내층은 인코넬 625를 오버레이 용접으로 적층시키는 것을 특징으로 하는 이중 층상 구조 밸브로 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 이중 층상 구조 밸브는 게이트 밸브, 글로브 밸브, 체크 밸브인 것을 특징으로 하는 이중 층상 구조 밸브로 되는 것이 바람직하다.

상기한 본 발명에 의하여 소재의 품질은 유지하면서 소재 제작 비용은 절감할 수 있는 이중 층상 구조 밸브가 제공되는 이점이 있다.

본 발명에 의하면 인코넬 625 원소재로 만들어진 밸브의 높은 가격이 보완되어 원소재 밸브의 가격보다 30~50% 의 원가 절감의 효과를 기대 할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명을 실시한 게이트 밸브의 단면도
도 2는 본 발명을 실시한 글로브 밸브의 단면도
도 3은 본 발명을 실시한 체크 밸브의 단면도

이하 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 살펴보기로 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하의 도 1은 본 발명을 실시한 게이트 밸브의 단면도이며, 도 2는 본 발명을 실시한 글로브 밸브의 단면도이며, 도 3은 본 발명을 실시한 체크 밸브의 단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 게이트 밸브, 글로브 밸브, 체크 밸브와 같이 첨단 산업의 동맥 기능을 하는 배관에 사용되는 밸브로서, 내층과 외층의 소재가 구분되는 이중 층상 구조 밸브로 구성된다.

상기 외층(10)은 탄소강으로 주조되어 밸브의 외형을 형성시키는 몸체부이다.

상기 탄소강은 일반적으로 인코넬 625보다 저가의 금속으로서 주물에 의하여 외형을 형성시키는데는 무리가 없는 소재이다.

본 발명의 내층(20)은 상기 외층(10)의 내부에 인코넬 625로 적층 형성된다.

상기 인코넬 625의 적층은 오버레이 용접으로 실행시키는 것이 바람직하다.

상기 인코넬은 니켈을 주체로 하여 15%의 크롬, 6?7%의 철, 2.5%의 티탄, 1% 이하의 알루미늄?망간?규소를 첨가한 내열합금이다. 내열성이 좋고, 900℃ 이상의 산화기류(酸化氣流) 속에서도 산화하지 않고, 황을 함유한 대기에도 침지되지 않는다. 신장(伸長)?인장강도?항복점(降伏點) 등 여러 성질도 600℃ 정도까지 대부분 변화하지 않는 등 기계적 성질에 우수하며, 유기물?염류용액에 대해서도 부식하지 않는다.

앞에서 말한 조성에 1%의 니오브를 첨가한 인코넬 X라고 하는 것이 대표적이다.

고온 내열 설비에 우수한 강재특성을 지니고 있어 주 사용용도를 보면 열처리로, 초고온 전기로, 세라믹 소성로, 연구소 시험로, 진공로, 공업로, 보일러 등 내열을 요구하는 설비와 제트기관의 재료, 원자로의 연료용 스프링재, 전열기의 부분품, 고온도계용 보호관, 진공관의 필라멘트 등에 쓰여진다.

특히, 인코넬 625의 경우에는 극저온에서 980ºC의 고온까지 높은 강도와 인성, 내산화성 피로강도를 갖는 내식성이 우수한 합금으로 알려져 있다.

상기 오버레이 용접은 재료학적으로 우수한 결합력을 가지며, 내마모성, 내식성 또는 내열성을 갖는 용접재료를 모재 표면에 용착시킴으로서 모재의 표면특성 향상을 위한 목적으로 시행하는 표면 재질법의 한 방법이며, 향후 적용 범위가 크게 넓어질 것으로 예상하고 있다.

현재의 오버레이 용접 방법은 용사(Thermal Spray), Plasma Transferred Arc Welding (PTAW, 플라즈마 클래딩), Submerged Arc Welding (SAW), Tungsten Insert Gas Welding (TIG), Metal Insert Gas Welding (MIG), SAW & ESW Strip 등이 있으며, 모재의 형상에 따라서 용접 방법을 다르게 적용하고 있다.

본 발명에서는 상기 오버레이 용접 방법을 밸브에 적용함으로써, 저가의 금속으로 소재의 형상을 제조하고, 고품질의 인코넬 625로 품질을 충족시키는 이중 층상 구조 밸브를 제공함으로써, 국내외 수요처의 원가 절감을 도모할 수 있게 한다.

이상 본 발명의 설명을 위하여 도시된 도면은 본 발명이 구체화되는 하나의 실시예로서 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 요지가 실현되기 위하여 다양한 형태의 조합이 가능함을 알 수 있다.

따라서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

10 : 외층
20 : 내층

Claims (3)

1. 밸브에 있어서,
   탄소강으로 주조되어 밸브의 외형을 형성시키는 외층과;
   상기 외층의 내부에 인코넬 625로 형성되는 내층;
   으로 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 층상 구조 밸브.
2. 제1항에 있어서 상기 내층은
   인코넬 625를 오버레이 용접으로 적층시키는 것을 특징으로 하는 이중 층상 구조 밸브.
3. 제2항에 있어서 상기 이중 층상 구조 밸브는
   게이트 밸브, 글로브 밸브, 체크 밸브인 것을 특징으로 하는 이중 층상 구조 밸브.

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