파이프 성형 필수 요소: 분류 및 재료 인사이트

동일한 굽힘 및 비틀림 강도에서 강관 및 원형강과 같은 고체 강재에 비해 무게가 가벼워 경제적인 형강입니다. 또한 강관으로 링형 부품을 제조하면 재료 활용도를 높이고 제조 공정을 단순화하며 현재 강관으로 널리 제조되는 롤링 베어링 링, 잭 슬리브 등과 같은 재료 및 가공 시간을 절약할 수 있습니다.

강관은 또한 강관으로 만들어진 총신과 대포신 등 다양한 재래식 무기에 없어서는 안 될 재료입니다. 따라서 파이프 성형 부품은 농기계, 건설 기계, 자동차 산업 및 국방 산업 제품의 일부 프레임 구조 구성 요소에 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

I. 파이프 재료 성형 부품의 분류

파이프 피팅에는 여러 유형이 있으며 일반적인 분류 방법은 다음과 같습니다.

1. 생산 방식별 분류

(1) 이음매 없는 파이프

심리스 파이프는 단면이 비어 있고 주변에 이음새가 없는 긴 강철 소재의 일종입니다. 강관은 속이 빈 부분을 가지고 있으며 석유, 천연가스, 가스, 물, 특정 고체 물질 등을 운반하는 파이프라인 등 유체를 운반하는 파이프라인으로 광범위하게 사용됩니다.

다양한 설계와 용도에 따라 농기계에 사용되는 무계목 강관에는 일반적으로 구조용 무계목 강관(GB/T8162-2008), 냉간 압연 또는 냉간 압연 정밀 무계목 강관(GB3639-2009), 특수 형상 무계목 강관 등이 있습니다.

이음매 없는 강관은 일반 구조물 및 기계 구조물에 사용됩니다. 냉간 압연 또는 냉간 압연 정밀 무계목 강관은 치수 정확도가 높고 표면 평활도가 좋은 기계 구조물 및 유압 장비에 사용됩니다. 특수 형상 이음매없는 강관은 원형 파이프 이외의 다른 단면 형상의 이음매없는 강관을 말합니다.

강관 단면의 다양한 크기에 따라 벽 두께가 같은 특수 형상 이음매없는 강관(코드 D), 벽 두께가 다른 특수 형상 이음매없는 강관(코드 BD), 가변 직경 특수 형상 이음매없는 강관(코드 BJ)으로 나눌 수 있습니다. 특수 형상 무계목 강관은 다양한 구조 부품, 공구 및 기계 부품에 널리 사용됩니다. 원형 파이프에 비해 특수 형상 파이프는 일반적으로 관성 모멘트와 단면 계수가 더 크고 굽힘 및 비틀림 저항이 크며 구조 중량을 크게 줄이고 강철을 절약할 수 있습니다.

(2) 용접 파이프

용접 강관이라고도 하는 용접 강관은 강판 또는 강판을 압연하여 성형한 후 용접하여 만든 강관입니다. 용접 강관의 생산 공정은 간단하고 생산 효율이 높으며 종류와 사양이 다양하고 장비에 대한 투자가 적지만 일반적으로 이음매없는 강관보다 강도가 낮습니다.

1930년대 이후 고품질 스트립 연속 압연 생산의 급속한 발전과 용접 및 검사 기술의 발전으로 용접 품질이 지속적으로 향상되고 용접 강관의 종류와 사양이 증가하고 있으며 점점 더 많은 분야에서 이음매없는 강관을 대체하고 있습니다.

1) 공정에 따라 아크 용접 파이프, 저항 용접 파이프 (고주파, 저주파), 가스 용접 파이프 및 용광로 용접 파이프로 나눌 수 있습니다.

2) 용접 이음새에 따라 직선 이음새 용접 파이프와 나선형 용접 파이프로 나눌 수 있습니다.

직선 심 용접 파이프의 생산 공정은 간단하고 생산 효율이 높으며 비용이 저렴하고 개발이 빠릅니다. 나선형 용접 파이프의 강도는 일반적으로 직선 심 용접 파이프보다 높으며, 이는 더 좁은 빌릿으로 더 큰 직경의 용접 파이프를 생산할 수 있으며 동일한 폭의 빌릿으로 다른 직경의 용접 파이프도 생산할 수 있습니다.

2. 단면 모양에 따른 분류

그러나 동일한 길이의 직선 심 파이프에 비해 용접 길이가 30%에서 100%로 증가하고 생산 속도가 느립니다. 따라서 직경이 작은 용접 파이프는 대부분 직선 심 용접을 사용하고 직경이 큰 용접 파이프는 대부분 나선형 용접을 사용합니다.

강관은 단면 모양에 따라 단순 단면 강관과 복합 단면 강관으로 나눌 수 있습니다.

(1) 단순 단면 강관

단순 단면 강관에는 원형 강관, 사각 강관, 타원형 강관, 삼각형 강관, 육각 강관, 다이아몬드 강관, 팔각형 강관, 반원형 강관 및 기타 모양의 강관이 포함됩니다. 그림 4-6은 일반적인 파이프 단면 모양을 보여줍니다.

동일한 원주 조건에서 원형 면적이 가장 크기 때문에 원형 파이프를 사용하면 더 많은 유체를 운반할 수 있습니다. 또한 원형 단면은 내부 또는 외부 반경 방향 압력을 받을 때 더 균일하게 응력을 받으므로 대부분의 강관은 원형 파이프입니다.

그러나 원형 튜브는 평면 굽힘 조건에서 원형 튜브는 농기계, 철제 목재 가구 등의 프레임에 자주 사용되는 정사각형 및 직사각형 튜브만큼 굽힘 저항이 강하지 않는 등 특정 한계도 있습니다. 용도에 따라 다른 단면 형태의 특수 강관도 필요합니다.

(2) 복잡한 단면 강관

복잡한 단면 강관에는 불평등 육각 강관, 다섯 꽃잎 매화 모양 강관, 이중 볼록 강관, 이중 오목 강관, 씨앗 모양 강관, 원추형 강관, 주름 강관, 껍질 강관 및 기타 모양의 강관이 포함됩니다.

3. 벽 두께에 따른 분류

파이프 재질은 벽 두께에 따라 얇은 벽 강관과 두꺼운 벽 강관으로 나눌 수 있습니다. 농기계에 사용되는 파이프 피팅의 경우 두께가 2mm 이하인 것을 얇은 벽 피팅, 두께가 2~6mm인 것을 두꺼운 벽 피팅이라고 합니다.

4. 용도별 분류

파이프 재료는 용도에 따라 파이프라인용 파이프, 열 장비용 파이프, 기계 산업용 파이프, 석유 지질 시추용 파이프, 용기용 파이프, 화학 산업용 파이프, 특수 목적용 파이프 등으로 나눌 수 있습니다.

5. 자료별 분류

파이프 재질은 피팅의 재질에 따라 주강 피팅, 주철 피팅, 스테인리스 스틸 피팅, 플라스틱 피팅, PVC 피팅, 고무 피팅, 흑연 피팅 등으로 나눌 수 있습니다.

II. 성형 부품에 대한 재료 기술 요구 사항

파이프 피팅의 성형 품질을 보장합니다, 굽힘 부품 파이프 재료의 기계적 특성 및 치수 정확도에 대한 특정 요구 사항이 있습니다. 장비와 부품에 따라 파이프 재료에 대한 요구 사항이 다릅니다. 다음은 중국 YTO 그룹 주식회사(이하 YTO 회사)의 벤딩 파이프의 실제 상황을 바탕으로 성형 재료에 대한 기술적 요구 사항을 설명합니다.

와이토컴퍼니에서 사용하는 벤딩 장비는 CNC 자동 수치 제어 벤딩 머신입니다. 자동 수치 제어 절곡기가 정상적으로 생산되고, 절곡 스프링백 등의 요인으로 인한 파이프 피팅의 불일치를 줄이고, 추후 수정 작업량을 줄이기 위해 회사에서 사용하는 내부 조달 기준은 구조용 냉간 성형강 국가 표준을 기반으로 결정되었습니다. 이를 정밀 튜브 조달이라고 합니다. 구체적인 요구 사항은 다음과 같습니다:

1) 탄소 구조강의 화학적 조성 및 기계적 특성은 GB/T700-2006의 규정을 준수해야 하며, 저합금 구조강의 화학적 조성 및 기계적 특성은 GB/T1591-2008을 준수해야 합니다. 일반적으로 사용되는 정밀 튜브 재료의 주요 기계적 특성은 표 4-1에 나와 있습니다.

표 4-1 일반적으로 사용되는 정밀 튜브 재료의 주요 기계적 특성

참고: GB/T700-2006 및 GB/T1591-2008에 비해 정밀 튜브의 기계적 특성으로 인해 재료 항복 강도 상한에 대한 사양이 증가했습니다.

2) 일반적으로 사용되는 냉간 성형 중공 형강의 외형 치수의 허용 편차와 배치 외형 치수의 변동량은 표 4-2에 나와 있습니다.

표 4-2 일반적으로 사용되는 냉간 성형 중공 형강의 외형 치수의 허용 편차 및 배치 외형 치수의 변동량

참고: GB/T6728-2002 및 GB/T6725-2008에 비해 정밀 튜브의 외부 치수는 허용 편차의 치수 정확도가 향상되고 배치 크기 변동에 대한 허용 오차 요구 사항이 증가했습니다.

3) 정밀 튜브의 벽 두께 치수에 대한 허용 편차는 표 4-3에 나와 있습니다.

표 4-3 정밀 튜브의 벽 두께 치수에 대한 허용 편차

4) 직사각형 및 정사각형 중공 정밀 튜브강의 인접 평면 간 허용 각도는 90°±45'입니다.

5) 정밀 튜브의 단면 평탄도는 원칙적으로 볼록성을 허용하며, 볼록성은 측면 길이의 0.6% 미만, 오목한 경우 측면 길이의 0.5%를 초과하지 않아야 하며, 측면 길이가 100mm 이상인 경우 최소 오목성은 0.4mm를 초과할 수 없습니다.

6) 정밀 튜브의 미터당 굽힘은 1mm 미만이어야 하며, 총 굽힘은 전체 길이의 0.15% 미만이어야 합니다.

7) 정밀 용접 튜브에서 용접 비드 위치 a(그림 4-7 참조)의 편차는 6mm 미만이어야 합니다.

8) 정밀 용접 튜브의 용접 비드 내부 높이 h(그림 4-7 참조)는 표 4-4에 명시되어 있습니다.

표 4-4 정밀 용접 튜브의 용접 비드 내부 높이

9) 강관에는 강재 등급 및 표준 코드 표시가 있어야 하며 강관의 품질은 강관에 대한 해당 기술 표준의 요구 사항을 충족해야 합니다.

강관 재료는 품질 인증서 또는 품질 보증서에 따라 품질이 인정되어야 합니다. 품질 인증서 또는 품질 보증서에는 강재 등급, 화학 성분 및 기계적 특성이 명시되어 있어야 합니다.