변형성능이 우수한 고강도 강관의 개발

전문가 제언

○ 천연가스나 석유수송용 파이프나 유정용 강관에 사용되는 철강재는 미국석유협회(Amercan Petroleum Institute)가 규정한 라인파이프강으로 통칭되는 API강 규격이 세계적으로 이용된다. 특성으로는 석유산지의 한냉성이나 황화수소에서 유래하는 수소성분을 고려하여 극저온 인성, 내HIC(Hydrogen Induced Crack)성, 내SCC(Stress Corrosion Crack)성 등이 요구되며, 강도수준에 따라 API-X42, X56, X60, X70, X80, X100 등으로 구분하고 있다.

○ 시베리아, 알래스카, 캐나다 등지의 동토지대나 지진지대에서는 지반변동에 의한 라인파이프의 소성변형이 우려되어 최근 변형기반설계(strain-based design)라고 부르는 새로운 파이프라인의 설계법이 개발되었다. 이 설계법의 적용을 위한 강재는 큰 압축변형과 굽힘변형에 견딜 수 있는 높은 변형성능, 즉 내좌굴(anti-buckling) 성능이 요구된다. 압축을 받는 경우의 한계변형률은 정량적 계산이 가능하고, 굽힘변형에 대한 한계변형률은 FEM해석이 가능하여 요구되는 한계변형률에 대응한 API강의 재질선택이 가능하다.

○ 제어압연과 가속냉각을 결합한 통상의 TMCP압연법으로 비교적 용이하게 제조할 수 있는 페라이트+베이나이트 2상 조직강은 연속항복형이어서 파이프라인의 변형기반설계를 적용할 수 있으나 베이나이트 분율의 증대에는 한계가 있으므로 강도가 약한 것이 결점이다. TMCP공정에 마르텐사이트 변태를 위한 온라인 열처리공정(가열 및 공냉)을 추가하여 제조되는 베이나이트+마르텐사이트 복합조직강은 연속항복형이면서 경질조직으로 구성되어 고변형성과 고강도를 겸비한 강으로 판단된다.

○ POSCO에서는 API강 X42급에서 X120급까지 생산하여 국내공급 뿐만 아니라 해외에도 수출하고 있다. 또한 TMCP압연기술도 확립되어 있으므로 파이프라인의 변형기반설계에 적용할 수 있는 복합조직강의 제조기술도 보유하고 있다. 베이나이트+도상 마르텐사이트 조직강과 같이 최근에 개발되는 강종은 특허화 되어 있어 비교우위의 신강종 개발을 위한 연구개발이 필요하다.

저자

Nobuyuki Ishikawa, Nobuhisa Suzuki

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2011

권(호)

16(5)

잡지명

ふぇらむ

과학기술
표준분류

재료

페이지

327~331

분석자

심*동

분석물

• 변형성능이 우수한 고강도 강관의 개발.pdf [310,029 byte]

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