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고주파유도가열에 의한 무 금형 파이프 벤딩

전문가 제언: ○ 설비에 사용되는 파이프의 종류에는 내, 외압용, 또 압력의 크기에 따라 고압, 저압용으로 구분된다. 이 중 일반 주거용 아파트나 사무실용 건축물에는 수도 배관용으로 저압용 파이프가 많이 사용된다. 이런 배관에 경사진 부분이나 모서리로 꺾이는 부분에는 기성품인 주물로 만든 L자나 Y자형의 이음쇠가 사용되고, 이것은 나사로 체결 연결되기 때문에 배관작업에 큰 어려움은 없다.

○ 그러나 산업용 특히 조선이나 원자력 발전소의 설비에 있어 배관은 작업량의 점유율도 높지만 배관 형상도 다양하다. 그리고 내압에 고압이므로 파이프 굽힘 부에는 여러 형태의 응력이 작용하기 때문에 변형에 대비해야한다. 따라서 파이프의 굽힘 가공은 중요하다.

○ 중공인 파이프의 굽힘 가공에서 굽힘 반경이 작은 소반경 굽힘 가공에서는 굽힘 부가 타원형상이 되거나 혹은 굽힘 부 내측에서는 압축에 의한 주름현상이, 외측에서는 인장에 의한 재료의 살 두께감소(감육현상)가 발생하여 내압 저항력에 불균형이 생긴다. 이럴 경우 고압에 의한 파이프 파열로 폭발의 우려도 있어 안전에 문제가 있다.

○ 이런 문제점의 최소화를 위해 파이프 굽힘 작업에서 구부릴 부분을 가열 온간 또는 열간 가공하는 방법이 제안되고 있다. 가열은 가스 토치를 사용하여 구부릴 부분을 선회 혹은 왕복가열하면서 굽힘 가공을 하는 경우로 균일한 가열과 온도유지가 어려워 재료 조직의 변화가 발생하기 쉽다. 그래서 온도조절이 용이하고 균일한 가열도 가능한 국부 고주파 유도코일을 사용한 파이프 열간 굽힘 가공법이 제안되어 효율적인 파이프 굽힘 가공에 적용되고 있다는 보고도 있다.

○ 모든 재료는 열을 가하면 조직 내부에 열응력이 생겨 필요 이외의 조직으로 변화하는 경우가 생긴다. 따라서 파이프의 온간이나 열간 굽힘 가공에 있어 가열원이 가스이더라도 전기 에너지 사용은 역시 가열에 의한 가공이므로 재료 내부의 조직변화 관찰에 세심한 주의가 필요하다.

저자: Katsutoshi MIYASAKA
자료유형: 학술정보