이음매 없는 강관의 산세 및 부동태 처리는 화학 반응입니다. 먼저 산세액은 강관 표면의 스케일과 녹을 제거하는 동시에 부동태화 공정을 완료합니다. 이를 통해 이음매 없는 강관의 산화를 효과적으로 방지하고 부식 방지 효과를 얻을 수 있습니다. 이음매 없는 강관의 산세 및 부동태 처리 전에는 오일, 탈지제, 표면 드로잉 화합물 등의 불순물을 제거해야 합니다. 산세 및 부동태 처리 후 이음매 없는 강관 표면은 균일한 은백색을 띠게 되어 스테인리스강의 내식성이 크게 향상됩니다.
이음매 없는 강관의 인산염 처리는 이음매 없는 강관을 인산염 용액(주로 특정 산성 인산염으로 구성된 용액)에 담가 표면에 물에 녹지 않는 결정질 인산염 전환막을 형성하는 공정입니다. 인산염 처리는 화학적 및 전기화학적 반응을 통해 인산염 화학 전환막을 형성하는 공정입니다. 이렇게 형성된 인산염 전환막을 인산염막이라고 하며, 금속의 부식을 일정 수준까지 방지합니다. 또한 도장 전 프라이머로 사용하여 도막의 접착력과 내식성을 향상시키고, 금속 냉간 가공 시 마찰 감소 및 윤활에도 사용됩니다.
이음매 없는 강관의 "인산염 처리 및 비누화 처리"는 인산염 처리 후 비누화 처리를 하는 공정을 말합니다. 이는 일반적으로 인발이나 연신과 같은 가공 공정에서 사용됩니다. 인산염 피막은 보통 8~12 마이크론 두께로 형성되며, 이후 비누화액에 담근 후 인발 또는 연신 작업을 진행합니다. 이음매 없는 강관의 비누화 처리는 윤활 성능을 더욱 향상시키기 위한 것입니다.
이음매 없는 강관의 산세척, 인산염 처리 및 비누화 공정은 다음과 같은 간단한 절차로 이루어집니다: 산세척 → 고압 세척 → 인산염 처리 → 고압수 세척 → 비누화 → 건조 → 운송 및 적재.
첫째, 절임
1. 산세척의 정의: 산세척이란 특정 농도, 온도 및 속도에 따라 산을 사용하여 화학적 방법으로 산화철 스케일을 제거하는 것을 말합니다.
2. 산세 분류: 산의 종류에 따라 황산 산세, 염산 산세, 질산 산세, 불산 산세로 나눌 수 있습니다. 산세는 강재의 재질에 따라 다른 산액을 사용해야 합니다. 예를 들어 탄소강은 황산과 염산을, 스테인리스강은 질산과 불산의 혼합산을 사용합니다. 강재의 형태에 따라 선재 산세, 단조품 산세, 강판 산세, 스트립 산세 등으로 나눌 수 있습니다. 산세 설비의 종류에 따라 탱크 산세, 반연속식 산세, 완전연속식 산세, 타워 산세로 구분할 수 있습니다.
3. 산세척 원리: 산세척은 화학적 방법을 이용하여 금속 표면에서 산화철을 제거하는 공정으로, 화학적 산세척이라고도 합니다. 강관 표면에 형성되는 산화철 스케일(Fe2O3, Fe3O4, FeO)은 물에 녹지 않는 알칼리성 산화물입니다. 이러한 알칼리성 산화물을 산에 담그거나 표면에 산을 분사하면 산과 반응하여 일련의 화학적 변화를 일으킵니다.
둘째, 부동태화
1. 부동태화 원리: 부동태화 메커니즘은 박막 이론으로 설명할 수 있습니다. 즉, 부동태화는 금속과 산화 물질의 작용으로 발생합니다. 이러한 작용이 일어나면 금속 표면에 매우 얇고 조밀하며 고르게 덮여 있고 단단히 흡착된 부동태 피막이 생성됩니다. 이 피막은 일반적으로 산화 금속 화합물로 이루어진 독립적인 상으로 존재합니다. 이 피막은 금속과 부식성 매체를 완전히 분리하여 금속이 부식성 매체와 접촉하는 것을 방지함으로써 금속의 용해를 막고 부동태 상태를 형성하여 부식 방지 효과를 나타냅니다.
2. 부동태화의 장점:
1) 기존의 물리적 밀봉 방식과 비교했을 때, 부동태 처리 방식은 가공물의 두께 증가나 색상 변화를 전혀 유발하지 않고, 제품의 정밀도와 부가가치를 향상시키며, 작업 편의성을 높이는 특징을 가지고 있습니다.
2) 부동태화 공정은 비반응성 상태에서 수행되므로 부동태화제를 첨가하여 반복적으로 사용할 수 있어 수명이 길고 비용 효율적입니다.
3) 부동태화 처리는 금속 표면에 산소 분자 구조의 부동태 피막 형성을 촉진하며, 이 피막은 밀도가 높고 성능이 안정적이며 공기 중에서 자가 복구 효과를 나타냅니다. 따라서 기존의 방청유 도포 방식과 비교했을 때, 부동태화 처리로 형성된 부동태 피막은 더욱 안정적이고 내식성이 뛰어납니다.
셋째, 인산염 처리
인산염 처리는 화학 반응을 통해 표면에 피막(인산염 피막)을 형성하는 표면 처리 공정입니다. 주로 금속 표면에 적용되는 인산염 처리의 목적은 금속 표면을 공기로부터 차단하고 부식을 방지하는 보호막을 형성하는 것입니다. 또한 일부 제품의 도장 전 프라이머로도 사용됩니다. 이 인산염 피막을 통해 도료층의 접착력과 내식성이 향상되고, 표면의 미관이 개선되며, 금속 표면이 더욱 아름다워집니다. 또한 일부 금속의 냉간 가공 시 윤활 작용을 하기도 합니다. 인산염 처리 후 가공물은 장기간 산화 및 녹 발생이 억제되므로, 인산염 처리는 널리 사용되는 금속 표면 처리 공정이며, 자동차, 조선, 기계 제조 등 다양한 산업 분야에서 활용도가 높아지고 있습니다.
셋째, 이음매 없는 강관의 산세 및 부동태 처리 공정 흐름도
이음매 없는 강관의 2차 냉간 인발 공정은 원자재(조강 또는 완제품 강관) → 헤딩 → 산세척 → 인산염 처리(윤활 처리) → 냉간 인발 순으로 진행됩니다. 2차 냉간 인발 공정이 있는 경우, 어닐링이 필요한지 여부는 강재의 종류에 따라 다릅니다.
일반적으로 저탄소강은 어닐링이 필요하지 않습니다. 2차 냉간 인발 후 윤활 → 냉간 인발 → 어닐링 → 교정 → 절단 → 완제품 검사 → 포장 및 보관 순으로 진행됩니다. 이후 고품질 요구 사항에 따라 산세척 및 부동태 처리가 수행됩니다.
넷째, 이음매 없는 강관의 산세 및 부동태 처리 시 다음 사항에 주의해야 합니다.
(1) 이음매 없는 강관은 부식성이 강한 용액으로 산세할 수 없습니다. 그렇지 않으면 국부 부식이 발생합니다. 그러나 오스테나이트계 스테인리스강은 스테인리스강 산세 공정으로 산세할 수 있습니다.
(2) 염화 이온을 포함하는 조성은 산세 속도가 빠르며 두꺼운 산화막의 초기 산세에만 사용됩니다. 초기 산세 후에는 다른 산세 공정을 사용하여 2차 산세합니다. 염화 이온은 스테인리스강의 공식 부식을 쉽게 유발할 수 있습니다. 산세 용액을 제조할 때 염화 이온의 혼입을 방지하기 위해 증류수를 사용하는 것이 좋습니다.
(3) 산세제나 롤링으로 문지르거나 롤링하거나 산세제를 사용하여 산세할 때 산세면은 항상 촉촉하게 유지해야 하며 건조하지 않아야 합니다. 그렇지 않으면 국부적인 산 농도가 너무 높아 구름 모양 무늬가 생깁니다.
(4) 다양한 산세 공정에서는 산세 온도, 시간 및 기타 공정 조건을 엄격하게 제어해야 합니다. 그렇지 않으면 산세 공정이 불충분하거나 과산세되거나 심지어 공작물의 부식 및 폐기가 발생할 수 있습니다.
게시 시간: 2024년 10월 11일