냉간 흡입 이음매 없는(CDS) 튜브는 이음매 없는 튜브 형성(용접을 제거하기 위해)과 냉간 도면(치수, 표면 품질 및 기계적 특성을 정제하기 위해)의 두 가지 핵심 프로세스를 통해 제조된 고정밀 원통형 금속 구성 요소입니다. 용접 또는 열연 튜브와 달리 CDS 튜브는 우수한 강도, 엄격한 공차 및 매끄러운 표면을 제공하므로 신뢰성과 정밀도가 요구되는 산업용 애플리케이션에 필수적입니다. 이 기사에서는 제조 공정,
CDS 튜브의 생산은 매끄럽고 치수 정확도를 보장하기 위해 순차적이고 정밀한 작업 흐름을 따릅니다. 프로세스는 두 가지 주요 단계로 나뉩니다.
1.1 이음새 없는 튜브 형성(예비 단계)
이 단계에서는 두 가지 산업 방법 중 하나를 사용하여 초기 속이 빈 용접이 없는 튜브("마더 튜브"로 알려져 있음)를 생성합니다.
- Mandrel Mill 프로세스: 가열된 강철 빌렛(일반적으로 탄소강, 합금강 또는 스테인리스강)을 피어서를 통해 밀어서 속이 빈 쉘을 만듭니다. 내부 구멍을 유지하기 위해 맨드렐(고체 금속 막대)을 쉘에 삽입한 다음 쉘을 굴려 외경(OD)과 벽 두께를 줄입니다.
- 플러그 밀 프로세스: 직경이 작은 튜브(<100mm OD)의 경우 중공 쉘을 맨드렐 대신 플러그로 굴려 내경(ID)과 OD를 정제합니다.
두 방법 모두 매끄러운 "핫 마감" 튜브를 생성한 다음 콜드 드로잉으로 진행합니다.
1.2 콜드 드로잉(마무리 단계)
냉간 도면은 실온(강철의 재설치 지점 아래, 탄소강의 경우 ~600°C)에서 수행되어 튜브의 특성을 개선합니다.
1. 윤활: 고온 마감 튜브는 마찰을 줄이고 도면 중 표면 손상을 방지하기 위해 윤활유(예: 미네랄 오일, 인산염 코팅)로 코팅됩니다.
2. 도면 작업: 윤활 튜브는 유압 또는 기계식 드로우 벤치를 사용하여 정밀 다이(튜브보다 ID가 작음)를 통해 당겨집니다. 이렇게 하면 튜브의 OD/ID가 감소하고 길이가 증가합니다(드로우 패스당 20-50%).
3. 어닐링(선택 사항): 연성이 개선되어야 하는 튜브(예: 벤딩 또는 가공의 경우)의 경우 중간 어닐링을 수행합니다. 튜브를 600-800°C로 가열하고 천천히 냉각하여 냉간 도면으로 인한 작업 경화를 완화합니다.
4. 마감: 최종 튜브는 면 고르기(0.1 mm/m 직선성 달성), 길이 절단 및 표면 처리(예: 내식성을 위한 아연 도금, 스테인리스강을 위한 정열)를 거칩니다.
2. 냉간으로 그린 이음새 없는 튜브의 핵심 장점
CDS 튜브는 주요 측정 기준에서 용접 및 열연 튜브를 능가하여 수요가 많은 용도로 선호됩니다.
- 우수한 기계적 특성: 냉간 도면은 작업 경화를 유도하여 인장 강도를 20-40% 증가시킵니다(예: 탄소강 CDS 튜브의 인장 강도는 500-700 MPa, 열연 튜브의 경우 400-550 MPa). 따라서 고압 또는 하중 지지 애플리케이션(예: 유압 실린더, 자동차 액슬)에 적합합니다.
- 엄격한 치수 공차: CDS 튜브는 H7-H8의 OD/ID 공차(예: 50mm OD 튜브의 경우 0.015mm)와 벽 두께 공차(5-10%)를 달성하여 열연 튜브(15-20%)보다 훨씬 빡빡합니다. 이 정밀도는 대부분의 경우 2차 가공이 필요하지 않습니다.
- 매끄러운 표면 마감: 냉간 도면 공정은 열연 튜브의 경우 Ra 6.3-12.5 m에 비해 Ra 0.8-3.2 m의 외부 표면 거칠기와 Ra 1.6-6.3 m의 내부 거칠기를 생성합니다. 매끄러운 표면은 마찰을 줄이고(유압 유체 흐름에 중요) 씰 호환성을 향상시킵니다.
- 매끄러움: 용접이 없으면 CDS 튜브는 일반적으로 부식 또는 압력 피로가 시작되는 "약점"을 제거합니다. 따라서 고압 시스템(예: 오일 및 가스 파이프라인) 및 부식성 환경(예: 화학 처리)에 이상적입니다.
3. 산업 응용 프로그램
CDS 튜브는 정밀도, 강도 및 신뢰성을 협상할 수 없는 분야에 걸쳐 널리 채택됩니다.
| 산업 | 일반 응용 프로그램 | CDS 튜브 사용의 주요 이유 |
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| 자동차 | 구동축, 액슬, 서스펜션 구성 요소, 유압 브레이크 라인 | 고강도는 기계적 응력에 저항합니다. 엄격한 공차는 구성 요소의 적합성을 보장합니다. |
| 유압/공압 | 유압 실린더 배럴, 피스톤 로드, 공압 튜브 라인 | 매끄러운 내부 표면은 유체 마찰을 최소화합니다. 매끄러운 내부 표면은 압력 누출을 방지합니다. |
| 오일 및 가스 | 드릴 파이프, 웰 케이스, 고압 유체 운반 라인 | 매끄러움은 30-100 MPa 압력을 견딜 수 있습니다. 내식성 등급(예: 316L 스테인리스강)은 거친 유체를 처리합니다. |
| 제조 | 보일러 튜브, 열 교환기 튜브, 기계 샤프트 | 엄격한 공차는 열 전달 효율을 보장합니다. 작업 강화는 열 피로에 저항합니다. |
| 시공 | 고층 건물의 구조 지지대, 교량 하중 지지 부품 | 높은 강도 대 중량 비율은 구조 중량을 감소시키고 치수 정밀도는 정렬을 보장합니다. |
4. 열간 압연 이음매 없는 튜브와의 비교
둘 다 매끄러운 반면 CDS 튜브와 열연 이음매 없는(HRS) 튜브는 특성과 사용 사례에서 크게 다릅니다. 아래 표는 주요 차이점을 강조합니다.
| 파라미터 | CDS(Cold Drawn Seamless) 튜브 | HRS(Hot Rolled Seamless) 튜브 |
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| 제조 온도 | 실온 (냉간 작업) | 재설치 온도 이상 (~800-1200°C, 고온 작업) |
| 표면 마감 | 부드러운 (Ra 0.8-3.2cm) | 거친 (Ra 6.3-12.5cm) |
| 치수 공차 | 타이트 (OD ± 0.015mm, 벽 두께 5-10%) | 느슨함 (OD 0.1mm, 벽 두께 15-20%) |
| 강도 | 높은 (인장 강도 500-700 MPa) | 중간 (인장 강도 400-550 MPa) |
| 연성 | 낮은 (작업 강화는 유연성을 감소시킵니다) | 높은 (뜨거운 작업은 연성을 유지합니다) |
| 비용 | 더 높은 (추가 콜드 드로잉/어닐링 단계) | 더 낮은 (단순한 제조) |
| 최고의 용도 | 정밀도, 고압 또는 하중 지지 적용 | 저정밀, 저응력 적용(예: 구조 프레임, 일반 배관) |
5. 품질 선택 기준
CDS 튜브가 애플리케이션 요구 사항을 충족하는지 확인하려면 다음 기준의 우선 순위를 지정하십시오.
1. 재료 등급: 환경 및 부하에 따라 등급을 선택합니다.
- 탄소강(1045, ST52): 일반 산업용(가성비, 고강도)
- 합금강(40Cr, 27SiMn): 고압 유압 시스템(우수한 피로 저항성)
- 스테인리스강(304, 316L): 부식성 환경(화학 가공, 해양 응용)
2. 표준 준수: 국제 표준 준수 확인:
- ASTM A106(고온 서비스를 위한 탄소강 CDS 튜브).
- EN 10305-1(기계식 적용을 위한 정밀 CDS 튜브).
- API 5L(석유 및 가스 파이프라인용 CDS 튜브).
3. 치수 및 표면 검사: 다음에 대한 테스트 보고서 요청:
- OD/ID 공차(마이크로미터 또는 보어 게이지를 통해)
- 표면 거칠기(Ra 테스터를 통해).
- 직선성(레이저 정렬 도구를 통해).
4. 공급업체 평판: 다음을 제공하는 공급업체와 파트너:
- 화학 성분 및 기계적 특성을 확인하는 재료 인증서(MTC)
- 비파괴검사(NDT) 결과(예: 내부결함에 대한 초음파검사)
