동관은 어떻게 만들어지나요? 완전한 제조 가이드

동관 이 제품은 정제된 구리 빌렛으로 시작하여 배관, HVAC, 냉동 및 산업용으로 사용할 수 있는 정밀한 치수의 이음매 없는 용접 튜브로 끝나는 다단계 산업 공정을 통해 만들어집니다. 핵심 단계는 다음과 같습니다 용융, 주조, 압출 또는 피어싱, 인발, 어닐링 및 마무리 — 각 단계는 ASTM B88, EN 1057 또는 GB/T 18033과 같은 국제 표준을 충족하도록 엄격하게 제어됩니다.

구리 튜브가 제조되는 방식을 이해하면 구매자가 품질을 평가하고, 올바른 공급업체를 선택하고, 용도에 맞는 올바른 튜브 유형을 지정하는 데 도움이 됩니다. 이 기사에서는 실제 프로세스 데이터와 공장 수준의 세부 정보를 통해 구리 튜브 생산의 모든 주요 단계를 분석합니다.

원자재: 동관에 들어가는 것

모든 일의 출발점 구리 튜브 공장 고순도 구리이다. 대부분의 제조사가 사용하는 전해 터프 피치(ETP) 구리(C11000) , 최소 99.9%의 구리를 함유하고 있습니다. 일부 특수 튜브(특히 의료용 가스 또는 반도체 응용 분야)에는 순도 99.99% 이상의 무산소 구리(OFE, C10200)가 필요합니다.

원시 구리는 다음과 같이 공장에 도착합니다.

• 음극동판(전해정련)
• 사전 주조된 구리 빌렛 또는 통나무
• 고급 동스크랩(재활용 제품용)

구리는 세계에서 가장 많이 재활용되는 산업용 금속 중 하나입니다. 전 세계 구리 공급량의 30% 이상이 재활용 스크랩에서 나옵니다. , 그리고 많은 튜브 공장에서는 표준 튜브 등급에 대한 순도 요구 사항을 충족하면서 순수 구리와 재활용 구리를 혼합합니다.

1단계 - 구리 빌렛을 녹이고 주조하기

구리 튜브 공장의 첫 번째 생산 단계는 원료 구리를 녹이는 것입니다. 채널 유도로 또는 코어리스 유도로 사이의 온도에서 1,083°C 및 1,150°C (순수 구리의 녹는점은 1,083°C입니다.) 용융된 구리를 유지하고 가스를 제거하여 용존 산소와 수소를 제거합니다. 그렇지 않으면 최종 튜브에 다공성 결함이 발생할 수 있습니다.

정제된 용융물은 다음 두 가지 주요 방법 중 하나를 사용하여 빌렛 또는 중공 쉘로 주조됩니다.

• 연속 주조(업캐스트 또는 수평 주조): 현대 구리 튜브 공장에서 가장 일반적인 방법입니다. 일관된 입자 구조를 지닌 길고 균일한 빌렛을 생산합니다. 속도는 일반적으로 빌렛 직경에 따라 0.5~2.5m/min 범위입니다.
• 반연속(직접 냉각) 주조: 일반적으로 200mm 이상의 더 큰 직경의 빌렛에 사용됩니다. 금형은 수냉식으로 구리를 빠르게 응고시켜 편석을 줄입니다.

생성된 빌렛(일반적으로 직경 80mm~300mm, 길이 500mm~3,000mm)은 다음 단계 전에 표면 산화물과 주조 스킨을 제거하기 위해 선반으로 표면 스캘핑됩니다.

2단계 - 압출 또는 피어싱: 속이 빈 튜브 쉘 만들기

이곳은 고체 빌렛이 중공 튜브 쉘로 변환되는 곳입니다. 구리 튜브 공장에서는 두 가지 주요 방법이 사용됩니다.

열간 압출

빌렛은 대략적으로 가열됩니다. 800°C ~ 900°C 그리고 유압 압출 프레스에 넣습니다. 맨드릴이 중심을 관통하는 동안 구리가 다이를 통과하여 통과하여 벽이 두꺼운 속이 빈 쉘이 생성됩니다. 어머니 관 또는 압출 쉘. 구리 튜브 생산 시 압출 프레스는 일반적으로 10MN 및 50MN . 압출비(빌렛 단면 대 튜브 단면의 비율)는 일반적으로 20:1에서 80:1 사이입니다.

로터리 피어싱(Mannesmann Process)

더 큰 직경의 이음매 없는 튜브에 사용되는 이 방법은 두 개의 각진 롤 사이에 가열된 고체 빌렛을 공급하는 것과 관련됩니다. 롤은 중앙 구멍을 여는 내부 응력을 생성하며, 그 구멍은 피어싱 플러그에 의해 형성됩니다. 이 공정은 강철 튜브 생산에서 더 일반적이지만 대형 OD 제품을 위한 일부 구리 튜브 공장에도 적용됩니다.

압출 또는 피어싱 후 튜브 쉘은 대략적인 치수 공차와 상대적으로 두꺼운 벽 — 후속 단계에서 최종 차원으로 그려야 합니다.

3단계 - 냉간 인발: 정확한 치수 달성

냉간 인발은 동관 제조에서 가장 중요한 치수 제어 단계입니다. 압출된 쉘은 일련의 점점 더 작은 다이를 통해 당겨지며, 각 패스는 외부 직경과 벽 두께를 줄이는 동시에 튜브 길이를 늘리고 표면 마감을 향상시킵니다.

각 냉간 인발 패스는 일반적으로 단면적을 다음과 같이 줄입니다. 20% ~ 45% . 최종 사양에 도달하려면 여러 번의 드로우 패스가 필요합니다. 60mm OD 쉘로 시작하는 튜브는 4~8번의 패스를 통해 1mm 벽 두께로 최종 15mm OD에 도달할 수 있습니다.

두 가지 주요 그리기 기술이 사용됩니다.

• 플로팅 플러그 도면: 튜브 내부의 플러그는 내부 직경을 제어하고 외부 다이는 OD를 제어합니다. 긴 코일과 작은 직경의 튜브(28mm 이하)에 이상적입니다.
• 고정 맨드릴 도면: 더 엄격한 ID 공차를 위해 맨드릴 로드가 사용됩니다. OD 25mm 이상의 직선 길이 튜브에 일반적입니다.

현대 구리 튜브 공장의 인발 속도는 다음과 같습니다. 100~400m/분 작은 직경의 튜브용 불 블록(코일) 기계에 사용됩니다. 마찰과 다이 마모를 줄이기 위해 윤활제(일반적으로 오일 기반 또는 유제 유형)가 다이 입구에 도포됩니다.

4단계 - 어닐링: 연성 복원

냉간 인발 작업은 구리를 경화시켜 각 패스마다 구리를 더욱 단단하고 부서지기 쉽게 만듭니다. 어닐링 — 제어된 열처리 — 연성을 복원하고 필요한 템퍼 지정을 달성하기 위해 드로잉 패스 사이 및/또는 최종 드로잉 후에 적용됩니다.

구리 튜브 공장의 일반적인 어닐링 방법은 다음과 같습니다.

• 배치(벨)로 어닐링: 코일 또는 튜브 다발은 보호 대기(일반적으로 질소 또는 질소-수소 혼합물)가 있는 밀봉된 용광로에서 다음 온도로 어닐링됩니다. 400°C ~ 650°C 몇 시간 동안. 표면 산화를 방지합니다.
• 연속 스트랜드 어닐링: 튜브는 인라인 퍼니스를 고속으로 통과합니다. 더 작은 직경의 코일 튜브에 사용됩니다. 온도는 더 높지만(최대 800°C) 노출 시간은 매우 짧습니다(초).
• 유도 어닐링: 전자기 유도는 튜브를 빠르고 균일하게 가열합니다. 정밀한 성미 조절에 적합합니다.

5단계 - 교정, 절단 및 표면 마무리

최종 인발 및 어닐링 후 튜브는 롤러 교정기에서 기계적 교정을 거쳐 굴곡 및 직진도 공차를 충족합니다(일반적으로 미터당 1.5mm 이하 ASTM B88에 따라). 코일 제품은 스풀에 감겨 있거나 팬케이크 코일로 형성됩니다. 표준 코일 길이는 15미터 ~ 50미터 주거용 배관 튜브 용.

직선 길이는 깨끗하고 버(burr) 없는 끝을 남기는 회전식 절단 기계를 사용하여 표준 크기(일반적으로 3m, 4m, 5m 또는 6m)로 절단됩니다. 일부 구리 튜브 공장에서는 특히 압입식 또는 푸시핏식 피팅 시스템에 공급되는 튜브의 경우 디버링 및 끝 모따기 작업을 표준으로 제공합니다.

공장 수준에서 사용할 수 있는 표면 마감 옵션은 다음과 같습니다.

• 밝고 깨끗한 마감: 대부분의 배관 및 HVAC 튜브에 대한 표준입니다. 보호 분위기에서 어닐링하여 달성됩니다.
• 부동태화 마감: 실외 또는 해양 환경에 대한 내식성을 강화하기 위한 화학적 처리.
• 내부 청소 및 캡핑: 오일 잔류물이나 미립자로 인한 오염을 방지하기 위해 의료용 가스, 냉동(ACR) 및 식품 등급 응용 분야에 필요합니다.

6단계 - 품질 테스트 및 검사

평판이 좋은 구리 튜브 공장은 모든 생산 배치를 선적 전에 엄격한 품질 보증 프로토콜에 적용합니다. 주요 테스트에는 다음이 포함됩니다.

• 와전류 테스트(ECT): 인라인으로 표면 및 지하 결함을 100% 검사합니다. 검출 감도는 0.1mm 깊이까지 작은 결함까지 식별할 수 있습니다.
• 정수압 테스트: 튜브는 물로 가압되고(일반적으로 정격 작동 압력의 1.5배 ~ 2배) 누출 무결성을 확인하기 위해 정의된 기간 동안 유지됩니다.
• 치수 검사: OD, 벽 두께(WT), 난형도 및 길이는 레이저 게이지와 접촉식 마이크로미터로 측정됩니다. 예를 들어 ASTM B88 Type K 튜브의 허용 오차는 WT 변화를 허용합니다. ±10% .
• 인장 및 경도 테스트: 기계적 특성(항복 강도, 인장 강도, 신율)은 템퍼당 표준 한계에 따라 확인되었습니다.
• 화학 성분 분석: 구리 순도 및 합금 함량을 확인하는 데 사용되는 OES(광 방출 분광법) 또는 XRF.

인증을 받은 공장 ISO 9001 원료 열수부터 완성된 튜브 로트까지 완전한 추적성을 유지합니다. 또한 주요 제조업체는 NSF/ANSI 61(식수용), EN 1057(유럽 배관) 또는 특정 시장에 대한 DEWA/WRAS 승인과 같은 제품 인증을 보유하고 있습니다.

무봉제 동관과 용접 동관: 생산상의 차이점

모든 구리 튜브가 이음새가 없는 것은 아닙니다. 동안 원활한 구리 튜브 - 위에서 설명한 압출/인발 공정으로 생산됨 - 대부분의 배관, HVAC 및 냉동 시장을 장악하고 있습니다. 용접된 구리 관 특정 용도로 제조되기도 합니다.

용접 구리 튜브는 일련의 성형 롤을 통해 구리 스트립을 공급하여 점진적으로 둥근 단면으로 만든 다음 이음매를 저항 용접 또는 TIG 용접하여 형성됩니다. 용접 후 일반적으로 튜브는 치수 정확도와 솔기 무결성을 향상시키기 위해 냉각됩니다.

공장에서 제작되는 특수 동관 제품

현대의 구리 튜브 공장은 일반 원형 튜브를 넘어 광범위한 특수 튜브 유형을 생산합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

• 내부 홈이 있는(IG) 튜브: 내부 표면은 드로잉 공정 중에 홈이 있는 플러그를 사용하여 나선형 홈으로 롤링됩니다. 공조 및 히트펌프 시스템에 사용되는 IG 튜브는 열 전달 효율을 향상시킵니다. 20% ~ 40% 활강 튜브와 비교.
• 핀 튜브: 열교환기에 사용하기 위해 외부 표면에 세로 방향 또는 나선형 핀이 형성됩니다.
• 모세관: 다중 패스 드로잉으로 생성되는 매우 작은 OD(일반적으로 0.5mm ~ 6mm) 및 엄격한 공차. 냉동 유량 제어 및 의료 기기에 사용됩니다.
• 주름진 유연한 튜브: 가스 및 물 설치의 유연성을 위해 드로잉 후 기계적으로 주름을 형성합니다.
• 합금 튜브: 해양, 산업 및 고온 응용 분야를 대상으로 동일한 장비를 사용하지만 다른 합금 빌렛을 사용하여 생산되는 황동(구리-아연), 백동(구리-니켈) 및 청동 튜브.

동관 공장을 평가할 때 찾아야 할 사항

국내든 해외든 동관 공장에서 소싱할 때 다음 지표를 통해 고품질 제조업체와 저비용이지만 신뢰할 수 없는 제조업체를 구분할 수 있습니다.

1. 수직적 통합: 용해, 주조, 인발 작업을 자체적으로 관리하는 공장은 초기 단계 처리를 아웃소싱하는 공장보다 품질 관리가 더 엄격합니다.
2. 인라인 검사 기술: 100% 와전류 테스트 및 레이저 치수 측정은 선택 사항이 아닌 표준이어야 합니다.
3. 귀하의 시장과 관련된 인증: NSF 61, EN 1057, ASTM B88, GB/T 18033, WRAS - 공장의 인증 범위가 특정 튜브 유형, OD 및 성질을 포함하는지 확인하십시오.
4. 밀 테스트 보고서(MTR): 신뢰할 수 있는 공장에서는 화학적 조성, 기계적 테스트 결과 및 정수압 테스트 확인을 보여주는 열별 MTR을 제공합니다.
5. 용량 및 리드타임: 생산이 가능한 공장 연간 50,000~200,000톤 품질 저하 없이 급증 주문을 처리할 수 있는 규모를 갖추고 있습니다. 실제 장비 수와 비교하여 명시된 용량을 확인하십시오.
6. 포장 및 보호: 수출용 튜브는 PVC 엔드 캡, 폴리에틸렌 필름 포장 및 나무 상자로 보호해야 합니다. 포장이 부실하면 운송 중 손상 및 오염이 발생하여 인증 준수가 무효화될 수 있습니다.