우리나라 경제가 지속적으로 발전함에 따라 에너지 산업도 활발하게 육성되어 왔습니다. 장거리 API 석유 및 가스 파이프라인은 에너지 안보를 확보하는 중요한 수단입니다. 석유(가스) 파이프라인의 부식 방지 시공 과정에서 고주파 용접 강관의 표면 처리는 파이프라인 부식 방지 수명을 결정하는 핵심 요소 중 하나이며, 부식 방지층과 고주파 용접 강관의 견고한 결합을 위한 필수 조건입니다. 연구 기관에 따르면 부식 방지층의 수명은 코팅 종류, 코팅 품질, 시공 환경 등의 요인에 따라 달라지지만, 강관 표면 처리가 부식 방지층 수명에 미치는 영향은 약 50%에 달합니다. 따라서 두꺼운 강관 표면의 부식 방지층 규격 요구 사항을 엄격히 준수하고, 두꺼운 강관의 표면 처리 방법을 지속적으로 연구하고 정리하여 개선해야 합니다.
1. 세척: 용제와 유화제를 사용하여 강철 표면의 기름, 그리스, 먼지, 윤활유 및 유사한 유기물을 제거할 수 있지만, 녹, 스케일, 용접 플럭스 등은 제거할 수 없습니다. 따라서 부식 방지 생산 과정에서 보조적인 수단으로만 사용됩니다.
2. 공구를 이용한 녹 제거: 주로 와이어 브러시 등의 공구를 사용하여 강판 표면을 연마함으로써 벗겨지거나 솟아오른 산화막, 녹, 용접 슬래그 등을 제거할 수 있습니다. 수동 공구를 이용한 녹 제거는 Sa2 등급, 전동 공구를 이용한 녹 제거는 Sa3 등급까지 가능합니다. 강판 표면에 산화막이 단단히 부착된 경우에는 공구를 이용한 녹 제거 효과가 미미하여 방부 구조에 필요한 부착 깊이를 확보하기 어렵습니다.
3. 산세척: 일반적으로 산세척에는 화학적 방법과 전해법이 사용됩니다. 파이프라인 부식 방지에는 산화막, 녹, 기존 코팅을 제거할 수 있는 화학적 산세척만 사용됩니다. 때로는 샌드블라스팅 및 녹 제거 후 재처리로 사용되기도 합니다. 화학적 세척은 표면을 일정 수준의 청결도와 거칠기로 만들 수 있지만, 흡착 패턴이 얕고 환경 오염을 유발하기 쉽습니다.
4. 분사식 녹 제거: 분사식 녹 제거는 고출력 모터를 사용하여 분사 날을 고속으로 회전시켜 강철 모래, 강철 샷, 와이어 조각, 광물 등의 연마재를 원심력에 의해 강관 표면에 분사하는 방식입니다. 이를 통해 녹, 산화물, 오염 물질을 완벽하게 제거할 뿐만 아니라, 연마재의 강력한 충격과 마찰로 강관 표면에 필요한 균일한 조도를 얻을 수 있습니다.
블라스팅(분사) 녹 제거는 강관 표면의 물리적 흡착 효과를 확대할 뿐만 아니라 방부층과 강관 표면 사이의 기계적 접착력을 강화합니다. 따라서 블라스팅 녹 제거는 파이프라인 방부에 이상적인 녹 제거 방법입니다. 일반적으로 쇼트 블라스팅(샌드 블라스팅) 녹 제거는 주로 강관의 내면 처리에, 쇼트 블라스팅(샌드 블라스팅) 녹 제거는 주로 강관의 외면 처리에 사용됩니다. 블라스팅 녹 제거를 사용할 때는 몇 가지 사항에 주의해야 합니다.
4.1 녹 제거 수준: 강관에 일반적으로 사용되는 에폭시, 에틸렌, 페놀 등의 부식 방지 코팅 시공 과정에서 강관 표면은 일반적으로 거의 백색에 가까운 수준(Sa2.5)에 도달해야 합니다. 실제 시공 경험에 따르면, 이 수준의 녹 제거는 거의 모든 스케일, 녹 및 기타 오염 물질을 제거할 수 있으며, 코팅층의 깊이는 40~100μm에 달하여 부식 방지층과 강관 사이의 접착 요구 사항을 충분히 충족합니다. 또한 스프레이(블라스팅) 녹 제거 공정은 낮은 운영 비용과 안정적이고 신뢰할 수 있는 품질로 거의 백색에 가까운 수준(Sa2.5)의 기술 조건을 달성할 수 있습니다.
4.2 분사(분사) 연마재: 최적의 녹 제거 효과를 얻기 위해서는 강관 표면의 경도, 초기 녹 정도, 요구되는 표면 조도, 코팅 종류 등을 고려하여 연마재를 선택해야 합니다. 단층 에폭시, 2층 또는 3층 폴리에틸렌 코팅의 경우, 강철 모래와 강철 샷의 혼합 연마재를 사용하면 최적의 녹 제거 효과를 얻기 쉽습니다. 강철 샷은 강판 표면을 강화하는 효과가 있고, 강철 모래는 강판 표면을 에칭하는 효과가 있습니다. 강철 그릿과 강철 샷의 혼합 연마재(일반적으로 강철 샷의 경도는 40-50HRC, 강철 그릿의 경도는 50-60HRC)는 다양한 강판 표면에 사용할 수 있으며, C 및 D 등급의 녹이 발생한 강판 표면에서도 매우 우수한 녹 제거 효과를 나타냅니다.
4.3 연마 입자 크기 및 비율: 보다 균일한 청결도와 표면 거칠기 분포를 얻기 위해서는 연마 입자 크기와 비율 설계가 매우 중요합니다. 표면 거칠기가 너무 크면 앵커 패턴의 최고점에서 방청층이 얇아지기 쉽고, 반대로 앵커 패턴이 너무 깊으면 방청 공정 중 기포가 발생하기 쉬워 방청층의 성능에 심각한 영향을 미칩니다.
표면 거칠기가 너무 작으면 부식 방지층이 앵커 패턴에 달라붙어 힘과 충격 저항성이 저하됩니다. 심각한 내부 부식의 경우, 큰 입자 연마재의 고강도 충격에만 의존해서는 충분하지 않습니다. 부식 생성물을 연마하여 세척 효과를 얻으려면 작은 입자도 함께 사용해야 합니다. 동시에, 적절한 비율로 설계하면 파이프와 노즐(블레이드)에서 연마재의 마모를 늦출 뿐만 아니라 연마재의 활용률을 크게 향상시킬 수 있습니다. 일반적으로 강철 샷의 입자 크기는 0.8~1.3mm이고, 강철 모래의 입자 크기는 0.4~1.0mm이며, 이 중 0.5~1.0mm가 주성분입니다. 모래와 샷의 비율은 일반적으로 5~8입니다.
실제 작업에서는 연마재 내 철모래와 철구슬의 이상적인 비율을 달성하기 어렵다는 점에 유의해야 합니다. 단단하고 부서지기 쉬운 철모래가 철구슬보다 파쇄 속도가 빠르기 때문입니다. 따라서 혼합 연마재는 작업 중 지속적으로 샘플링하여 검사하고, 입자 크기 분포에 따라 녹 제거제에 새로운 연마재를 첨가해야 합니다. 이때 첨가하는 새로운 연마재는 철의 함량이 대부분을 차지해야 합니다.
4.4 녹 제거 속도: 강관의 녹 제거 속도는 연마재의 종류와 연마재의 이동량에 따라 달라집니다. 일반적으로 손실률이 낮은 연마재를 선택하는 것이 세척 속도 향상과 날의 수명 연장에 도움이 됩니다.
4.5 세척 및 예열: 분사(분사) 처리 전에 강관 표면의 기름때와 스케일을 세척하여 제거하고, 가열로를 이용하여 강관 본체를 40~60℃로 예열하여 강관 표면을 건조하게 유지합니다. 분사(분사) 처리 시 강관 표면에 기름때 등의 오염물질이 없으므로 녹 제거 효과가 향상됩니다. 또한, 건조된 강관 표면은 철가루, 철모, 녹, 산화 스케일 등의 분리를 용이하게 하여 녹 제거 후 강관 표면을 더욱 깨끗하게 만듭니다.
생산 과정에서 표면 처리의 중요성이 강조되며, 녹 제거 공정 중 변수들을 엄격하게 관리합니다. 실제 시공에서 강관 부식 방지층의 박리 강도 값은 표준 요구 사항을 크게 상회하여 부식 방지층의 품질을 보장합니다. 동일한 장비를 사용할 경우, 공정 수준이 크게 향상되고 생산 비용이 절감됩니다.
게시 시간: 2025년 4월 15일