스테인리스 스틸 엘보우스테인리스강 엘보는 내식성이 뛰어나 석유화학, 계측기, 식품 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 전문 배관 부품 제조업체에게 스테인리스강 엘보는 고부가가치 제품이며, 품질과 생산량은 기업의 수익에 직접적인 영향을 미칩니다. 현재 국내 배관 부품 제조업체들은 스테인리스강 엘보우 가공 시 방사형 냉간 압착 공정을 주로 사용하고 있습니다. 이러한 공정은 스테인리스강 배관 부품의 높은 연신율과 고온 취성 특성 때문에 주로 사용됩니다. 그러나 실제 생산 과정에서 몇 가지 단점이 발견되었습니다.
① 엘보우의 성형 효과가 좋지 않아 파이프 연결부가 찌그러지기 쉬우므로 수리 횟수가 늘어나고 수리 비용이 증가합니다.
② 금형의 분해 및 조립이 어려워 보조 인력 투입 시간이 늘어나고 생산 효율이 저하됩니다. 이러한 문제점들은 제품의 품질과 생산량에 심각한 영향을 미쳤습니다. 이에 2000년대 초, 당사는 기술적 혁신을 이루어 축방향 냉간 압착 공정을 도입하여 스테인리스강 엘보를 생산했고, 매우 뛰어난 성과를 거두었습니다.
1. 방사형 냉간 압착 공정의 원리
강철의 소성 변형을 결정하는 주요 요인은 연신율입니다. 스테인리스강관(예: 1Cr8Ni9Ti)의 연신율은 45%이고, 탄소강관(예: 20강)의 연신율은 25%이므로 스테인리스강은 냉간 압연 소성 변형 특성이 우수합니다. 과거 당사는 중국에서 일반적으로 사용되는 방사형 냉간 압연 공정을 사용했습니다. 엘보우의 압연 공정은 대략 다음과 같습니다. 유압 기계의 압력이 파이프 이음매 표면을 따라 위에서 아래로 방사형으로 작용합니다. 파이프 이음매의 짧은 쪽은 위를 향하고 긴 쪽은 아래를 향하도록 합니다. 코어를 파이프 이음매에 넣고, 파이프 엘보우를 말굽형 지지대에 삽입한 후, 파이프 이음매 프레임을 하부 금형에 놓습니다. 압연 시 상부 금형이 파이프를 위에서 아래로 누르면 파이프가 그에 따라 변형됩니다.
특정한 압착 상황에서의 변형 특성은 대략 다음과 같이 요약할 수 있습니다.
(1) 외측 원호관 벽(노즐 제외)은 인장 변형 범위 내에 있으며, 그 변형 법칙은 중간 부분이 원호가 되고 양쪽 측면이 직선이 되는 것입니다.
(2) 내부 원형 호관 벽(노즐 제외)은 압축되고 굽힘 변형은 항상 가운데가 오목한 호가 되고 양쪽 측면 날개는 볼록해집니다.
(3) 노즐의 내부 호의 변형은 압출 상태로 오목한 호를 형성합니다.
2. 문제 분석
실제 생산 과정에서 다음과 같은 문제점이 발견되었습니다.
(1) 엘보가 완전히 형성되도록 하기 위해 프레스 과정에서 파이프 조인트에 코어와 말굽을 배치해야 합니다. 구조가 복잡하고 가공이 어렵습니다.
(2) 파이프의 변형 특성에서 볼 수 있듯이 굽힘력은 파이프 연결면의 방사 방향을 따라 작용하고 파이프 연결면에 발생하는 응력이 매우 커서 파이프의 미충전 부분이 처지게 되어 엘보의 일회성 성형이 불량해지고 수리 시간 및 비용이 증가합니다.
(3) 프레스 공정 중 파이프의 내외부 곡선에 돌출부와 함몰부가 생기기 쉬워 프레스 완료 후 파이프 내부에 있는 코어와 말굽을 제거하기가 어려워 코어 제거에 소요되는 추가 시간이 늘어나 생산 효율이 저하됩니다. 위의 분석에서 알 수 있듯이, 위의 결함은 이 공정에서 필연적으로 발생하며, 축 방향으로 변형을 수행하면 형상 측면에서 이 문제를 더 잘 해결할 수 있습니다. 따라서 축 방향 변형 프레스 공정을 고려할 수 있습니다.
게시 시간: 2023년 6월 29일