전기 저항 용접(ERW) 튜브 생산은 중요한 상충 관계에 직면해 있습니다. 생산 속도를 높이면 튜브 직진도가 저하되는 경우가 많지만 두 가지 모두 산업 효율성과 제품 품질에 필수적입니다. 속도가 증가하면 여러 단계에서 문제가 발생합니다. 금속 코일 풀림 및 공급 속도가 빨라지면 장력이 고르지 않게 되어 금속 스트립의 측면 이동이 발생할 수 있습니다. 성형 공정 중 속도가 높을수록 스트립이 점진적으로 원통형 형태로 형성되는 시간이 줄어들어 벽 두께가 고르지 않거나 "타원형"(비원형 단면)이 발생할 위험이 높아집니다. 또한 용접 및 냉각 주기가 빨라지면 열 분포가 고르지 않게 될 수 있습니다. 국부적인 과열이나 불완전한 냉각으로 인해 내부 응력이 발생하여 튜브를 일정 길이로 절단하면 굽힘이나 뒤틀림이 나타날 수 있습니다. 건설(구조용 튜브) 또는 유체 운송(파이프라인 튜브)과 같은 산업의 경우 사소한 직진성 편차(미터당 1mm 초과)라도 튜브를 사용할 수 없게 되므로 이러한 속도-직진성 충돌을 해결하는 밀 기능을 식별하는 것이 필수적입니다.
생산을 가속화하면서 직진성을 유지하기 위해, ERW 튜브 밀 두 가지 주요 코일 처리 및 공급 기능, 즉 장력 제어 언코일링 시스템과 정밀 스트립 레벨링 장치에 의존합니다. 장력 제어 언코일러는 자동화된 센서와 유압 브레이크를 사용하여 최대 60m/분의 속도에서도 코일이 풀릴 때 금속 코일 전체에 일관된 장력을 유지합니다. 이렇게 하면 스트립이 "스네이킹"(좌우로 이동)하거나 고르지 않게 늘어나는 것을 방지할 수 있으며, 그렇지 않으면 성형 중에 정렬 불량이 발생할 수 있습니다. 다중 롤(12-24롤) 시스템이 장착된 정밀 스트립 레벨링 장치는 성형 전에 금속 스트립을 평평하게 만듭니다. 이러한 롤은 코일 보관(예: 스트립이 곡선 모양을 유지하는 "코일 세트")에서 잔류 응력을 제거하고 스트립이 평평하고 일관된 프로파일로 성형 섹션에 들어가도록 균일한 압력을 가합니다. 이러한 레벨링이 없으면 고속 성형으로 인해 기존 스트립 불규칙성이 최종 튜브의 직진성 결함으로 증폭됩니다.
평평한 금속 스트립이 튜브 모양으로 구부러지는 성형 섹션에는 직진도를 유지하면서 속도를 높이기 위해 점진적인 다중 패스 성형 다이, 실시간 형상 모니터링 및 적응형 롤 압력 제어 등 세 가지 특수 기능이 필요합니다. 프로그레시브 멀티 패스 다이는 성형 공정을 8~12개의 점진적인 단계(더 적고 급격하게 굽히는 대신)로 나누어 금속이 응력을 축적하지 않고 고속에서 원통형 모양으로 조정할 수 있도록 합니다. 실시간 형상 모니터링은 고해상도 카메라와 레이저 스캐너를 사용하여 각 성형 패스에서 스트립의 곡률을 추적합니다. 편차(예: 고르지 않은 가장자리 정렬)가 감지되면 시스템은 다이 위치를 조정하기 위해 즉각적인 피드백을 보냅니다. 적응형 롤 압력 제어는 성형 롤에 가변 압력을 적용합니다. 예를 들어 더 빠른 속도로 늘어나기 쉬운 영역에 압력을 증가시켜 균일한 벽 두께를 보장하고 타원화를 방지합니다. 이러한 기능을 함께 사용하면 업계 표준(미터당 0.8mm 이하) 내에서 직진도를 유지하면서 분당 최대 80미터의 성형 속도가 가능합니다.
고르지 못한 열이나 냉각으로 인해 초기 단계의 진행이 취소될 수 있으므로 용접 및 용접 후 공정은 직진성을 유지하는 데 중요합니다. 여기서 두 가지 주요 기능은 정밀한 전력 조절 및 제어된 냉각 시스템을 갖춘 고주파 유도 용접(HFIW)입니다. HFIW는 고주파 전류(300~500kHz)를 사용하여 용접용 스트립 가장자리를 가열합니다. 기존 ERW와 달리 집중적이고 균일한 열을 전달하여 응력이 축적되는 열 영향부(HAZ)를 줄입니다. 정밀한 전력 조절은 스트립 두께와 속도에 따라 전류를 조정하여 과열 없이 일관된 용접 품질을 보장합니다. 미스트 스프레이나 온도 센서가 있는 에어 제트를 사용하는 제어된 냉각 시스템은 용접된 튜브가 용접 섹션에서 나올 때 균일하게 냉각됩니다. 신속하지만 균일한 냉각으로 열 변형을 방지합니다. 예를 들어, 튜브를 800°C에서 200°C로 10~15초 안에 냉각하면(불균일한 냉각 대신) 직선 프로파일이 고정됩니다. 또한 일부 공장에는 절단 전에 사소한 편차를 수정하기 위해 부드러운 압력을 가하는 작은 직경의 롤이 있는 "용접 후 교정 패스"가 포함되어 있습니다.
이러한 기능의 효율성을 검증하려면 인라인 테스트와 오프라인 품질 검사를 함께 수행해야 합니다. 인라인 테스트는 통합 센서를 사용합니다. 레이저 직진도 게이지는 튜브가 밀을 통과할 때 실시간으로 튜브의 편차를 측정하여(0.5초마다 샘플링) 최대 속도에서 직진도가 한도 내로 유지되는지 확인합니다. 공급 섹션의 장력 센서는 고르지 않은 당김을 모니터링하고, 열화상 카메라는 용접 영역에서 고르지 않은 가열을 나타낼 수 있는 핫스팟을 확인합니다. 오프라인 검사에는 샘플 튜브 절단(생산 500m마다)과 정밀 직진도 벤치를 사용한 직진도 측정이 포함됩니다. 이 벤치는 다이얼 표시기를 사용하여 튜브 길이 전체의 편차를 감지합니다. 또한, 벽 두께 측정기(초음파 또는 레이저 기반)는 두께가 고속에서도 균일하게 유지되는지 확인합니다. 두께가 고르지 않으면 직진성 문제의 전조가 되기 때문입니다. 인라인 및 오프라인 테스트 모두에서 일관된 속도와 직진성이 확인되는 경우에만 밀 기능이 효과적인 것으로 간주될 수 있습니다.
가장 진보된 공장 기능이라도 성능을 유지하려면 정기적인 유지 관리가 필요합니다. 성형 롤 및 다이의 주기적인 교정, 용접 구성품의 청소 및 검사, 장력 제어 시스템의 윤활이라는 세 가지 핵심 관행이 중요합니다. 성형 롤과 다이는 작동 1,000시간마다 보정해야 합니다. 마모나 정렬 불량(0.1mm라도)으로 인해 고속에서 성형이 고르지 않게 될 수 있습니다. 이 보정에는 롤 평행도 측정과 스트립 두께에 맞게 다이 위치 조정이 포함됩니다. 용접 부품(예: 유도 코일, 전극 팁)은 열 분포를 방해하고 용접이 고르지 않게 될 수 있는 금속 잔해를 제거하기 위해 매주 청소해야 합니다. 유압 브레이크 및 센서를 포함한 장력 제어 시스템은 마찰로 인한 장력 변동을 방지하기 위해 매월 고온 그리스를 윤활해야 합니다. 또한 마모된 스트립 레벨링 롤을 3,000시간마다 교체하면 금속 스트립의 일관된 평탄화가 보장됩니다. 이러한 관행을 무시하면 시간이 지남에 따라 기능이 저하되어 작업자가 직진성을 유지하기 위해 속도를 줄여 공장의 효율성이 저하될 수 있습니다.