강관의 가공 공정은 재질, 용도, 공정에 따라 크게 달라집니다. 다음은 일반 탄소강관(SPCC, Q235 등)과 스테인리스강관의 일반적인 가공 공정으로, 생산, 표면 처리, 성능 최적화 등 주요 단계를 포함합니다.
1. 강관 생산 및 제조 공정
1. 탄소강관(seamless pipe 예시)
원료 준비
Q235, 45# 강 등의 탄소강 빌릿을 선택하여 1100~1250℃로 가열하여 연화시킵니다.
천공 공정
강 빌릿을 천공기(드릴 비트 또는 롤로 빌릿 중앙을 관통)를 통해 중공 모세관으로 관통하여 강관의 원형을 만듭니다.
파이프 압연 공정
모세관을 파이프 압연기(자동 파이프 압연기, 연속 파이프 압연기 등)로 압연하여 벽 두께를 얇게 하고 치수 정확도를 향상시킵니다. 일반적인 공정은 다음과 같습니다.
열간 압연: 고온에서 압연하며, 대구경 강관에 적합하고 표면 정밀도는 낮지만 생산 효율이 높습니다.
냉간 압연/냉간 인발: 상온에서 금형으로 인발 또는 압연하며, 강관 표면이 매끄럽고 치수 정확도가 높습니다(SPCC 냉간 압연 강관 등). 하지만 가공 비용이 높습니다.
직경 사이징 및 정류
직경 사이징 기계로 강관 외경을 보정하고, 정류기로 압연 과정에서 발생하는 굽힘 변형을 제거합니다.
절단 및 검사
필요한 길이에 따라 절단하고, 외관 검사(표면 균열, 벽 두께 균일성 등), 압력 시험(유체 파이프라인에 적합), 비파괴 검사(초음파 탐상 등)를 실시합니다.
2. 스테인리스강관(용접 강관 예시)
원료 준비
304, 316L 등의 스테인리스강 판을 코일에서 풀어 표면의 스케일을 제거합니다.
성형 용접
강판을 롤러 성형기를 통해 관형으로 성형하고, 아르곤 아크 용접(TIG) 또는 플라즈마 용접으로 이음매를 용접하여 용접 강관을 만듭니다.
바리 제거 및 용액 처리
용접 내외의 바리를 제거한 후 고용액 어닐링(1050~1100℃로 가열 후 수냉)을 실시하여 용접 응력을 제거하고 스테인리스강의 내식성을 회복시킵니다.
마무리 및 연마
냉간 압연 또는 냉간 인발 공정으로 정밀도를 높이고, 표면 연마(기계 연마, 전해 연마 등)를 통해 거울 효과를 내며, 식품, 의료 등 고청정 분야에 적합합니다.
2. 강관 표면 처리 공정
표면 처리는 강관의 내식성, 미관 또는 기능성을 향상시킬 수 있습니다. 일반적인 방법은 다음과 같습니다.
1. 내식성 처리
아연 도금(탄소강관에 일반적으로 사용)
용융 아연 도금: 강관을 용융 아연액에 담그면 표면에 아연-철 합금층이 형성되어 내식성이 크게 향상됩니다(아연 도금 수도관 등).
전기 아연 도금: 전해 반응을 통해 표면에 아연층을 도금합니다. 비용은 저렴하지만 코팅이 얇고 실내 환경에 적합합니다.
비금속층 코팅
에폭시 수지, 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)을 분무하여 내식성 코팅을 형성하며, 화학 및 상수도 파이프라인에 사용됩니다.
흑색 처리(탄소강관)
화학적 산화를 통해 표면에 검은색 Fe₃O₄ 산화 피막을 생성하여 내식성을 향상시키고 장식성을 부여합니다(기계 부품, 공구 등).
2. 표면 세척 및 연마
산세척: 염산 또는 황산을 사용하여 표면의 녹과 산화물 스케일을 제거합니다(탄소강관 전처리).
샌드 블라스팅/숏 블라스팅: 고속 사입자 또는 강구를 사용하여 표면에 충격을 가하여 불순물을 제거하고 거친 표면을 형성합니다(코팅 접착력 향상).
연마: 기계 연마(연마 휠, 천 휠) 또는 전해 연마(스테인리스강관에 일반적으로 사용)를 통해 표면 마감을 개선합니다.