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[KP핸드북] Ⅱ. 덕타일 주철관의 특징 – 1.정의및조직
덕타일 주철관 핸드북. Ⅱ. 덕타일 주철관의 특징. 1.정의및조직. 철(鐵)과 탄소(炭素)의 합금계(合金系)에서 탄소량이 2%이하인 것을 강(鋼)이라 …
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Date Published: 6/9/2021
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닥타일 주철관 KS 규격 – 신안주철
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[쉽게배우는 철강용어]주철관(cast iron pipe)
<편집자주> 주철관은 주조에 의해 만든 철관으로 주철이기 때문에 내식성이 있어 수도관하수관 등에 사용된다. 주철관 종류에는 고급 주철관, 덕타일 …
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- Date Published: 2019. 4. 18.
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[KP핸드북] Ⅱ. 덕타일 주철관의 특징
덕타일 주철관 핸드북
Ⅱ. 덕타일 주철관의 특징
1.정의및조직
철(鐵)과 탄소(炭素)의 합금계(合金系)에서 탄소량이 2%이하인 것을 강(鋼)이라 하고, 2%이상인 것을 주철이라 한다. 주철의 주요 성분은 표1에서 알 수 있는 바와같이 C, Si, Mn, P, S로 되어 있고, 덕타일 주철에는 Mg 또는 Ca 등의 흑연구상화(黑鉛球狀化) 원소(元素)가 미량(微量) 함유되어 있다.
일반적으로 주철은 이들 성분의 함량과 용해조건, 냉각속도에 따라서 주조 조직이 변화하게 된다. 주철사에 있어서 가장 오랜 역사를 갖는 회주철은 일반적으로 ferrite나 pearlite 또는 이들이 혼재한 기지에 흑연이 편상으로 정출(晶出)해 있는 상태로서 파면(破面)이 회색(灰 色)을 띄는 주철을 말한다.
여기서 ferrite는 상온에서 0.01%이하의 탄소가 고용상태(固溶狀 態)로 존재하는 철을 일컫는 것으로 대단히 질긴 성질을 가지며, pearlite는 철탄화물(鐵炭化物)인 cementite(Fe3C)와 ferrite가 층 상으로 집합한 조직으로 대단히 강한 성질을 갖는다.
일반 회주철에 나타나는 흑연의 형상은 여러가지가 있으나 그림1의 (a)에서 보는 바와 같이 편상으로 되어 있는 것이 보통이다. 한편 구상흑연주철(nodular graphite cast iron 또는 spheroidal graphite cast iron)은 주철의 일종이나 용융 상태의 주철에 특수 원소를 첨가하므로서 주방 상태에서 흑연이 구상으로 정출하게 된 주철을 말하며, 회주철에서 볼 수 없는 좋은 강도와 높은 전연성(展 延性)을 가지므로 ductile 주철이라고도 한다.
덕타일 주철은 1948년 영국의 H. Morrogh와 W.J. Williams가 주철용탕에 Ce을 첨가하여 흑연이 구상화하는 것을 발견하므로서 세상에 나오게 되었다. 같은해 미국 A.P.Gagnebin은 Mg의 첨가로 덕타일 주철을 제조하는데 성공하였고, 그후 이에 대한 많은 연구가 수행되어 왔다. 오늘날에는 Mg계 합금을 첨가하여 덕타일 주철을 제조하는 것이 보편화되어 있다.
그림 1의 (b)와 (c)는 덕타일 주철의 현미경 조직 사진이다. 여기에서 그림(b)는 주방 상태의 조직으로 탄소의 일부가 구상으로 정출되어 있고 기지는 pearlite와 소량의 cementite로 되어 있으므로 매우 경한 성질을 가진다. 그러므로 다시 이것을 900℃가량의 높은 온도 에서 충분히 열처리한 다음 노냉하면 그림(c)에서 보는 바와 같이 기지 중의 철탄화물(cementite)이 완전히 분해하여 구상흑연과 ferrite로 됨을 알 수 있다. 특히 이러한 조직의 것을 ferrite 덕타일 주철이라고 부르며, 이는 강도와 연성이 높으므로 수도용 송배수관 으로 가장 많이 사용되고 있다.
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[쉽게배우는 철강용어]주철관(cast iron pipe)
철강업종을 영위하는 사람들에게는 상식적이며 이미 익숙한 용어들을 일반인들은 의외로 잘 모르는 경우가 많다. EBN은 매주 생활 속에서 접하지만 헷갈리는 철강용어와 개념들을 누구나 알기 쉽게 정리한다.
덕타일 주철관. [사진제공 : 한국주철관공업]
주철관은 주조에 의해 만든 철관으로 주철이기 때문에 내식성이 있어 수도관‧하수관 등에 사용된다.
주철관 종류에는 고급 주철관, 덕타일 주철관 등이 있으며 인장 강도는 25~45㎏f/㎟이다. 주철관엔 부식되지 않도록 정제 타르를 가열 인쇄 도장하거나 모르타르를 관 내면에 원심력으로 부착시키는 모르타르 라이닝 도장 등을 실시한다. 이음에는 소켓형, 플랜지형, 메커니컬 조인트 등이 있다.
업계에 다르면 주철관은 1455년 독일의 한 주물공장에서 Dillenburg성의 배수관 설치를 위해 주철관을 제조한 것이 그 시초이다. 그 후 1562년엔 독일의 Longensalya에 주철관이 제조됐고 프랑스엔 약 24km 길이의 배수관이 부설돼 오늘날까지 그 기능을 발휘하고 있다.
1783년 이후 주철관은 코크스를 연료로 사용하는 것이 가능해지면서 급격히 보급되기 시작한다. 특히 덕타일 주철은 1948년 H.Morrogh에 의해 발명되면서 덕타일 주철관으로 사용되기 시작했다.
일본의 경우, 1893년에 처음으로 주철관이 생산됐으며 1940년엔 사형원심주조로 구경 50~2천600mm의 주철관을 제조했고 1957년에 덕타일 주철관을 생산했다.
국내에선 한국주철관공업이 1953년 원심력 회주철관을, 1968년엔 덕타일 주철관을 생산했다.
덕타일 주철관 제조공정. [사진제공 : 한국주철관공업]
덕타일 주철관의 제조방법은 먼저 선철, 고철, 코크스 등을 용선로 내에 장입한 후 용해해 용탕을 만든다. 여기에 마그네슘을 첨가하면 구상흑연주철이 만들어지는데 이는 뛰어난 인장강도와 연성을 가진다.
원심주조 공정에선 원심주조기의 몰드를 고속으로 회전시키면서 용탕을 주입해 덕타일 주철관으로 성형한다. 원심주조된 주철관은 열처리 공정을 통해 경한 성질에서 연성이 높은 덕타일 주철관으로 만들어지게 된다.
이렇게 생산된 관은 나관의 내면을 전처리해 에폭시 분체 도장하거나 시멘트 몰탈라이닝을 하고 외부 도장을 한 후 제조사, 제조일자 등 제품 정보를 마킹한 뒤 최종 제품으로 완성된다.
덕타일 주철관은 관로공사 시절관, 천공 등으로 발생하는 탈락품이나 잔재 등을 자원으로 재활용이 가능하므로 폐기물이 발생하지 않는다는 장점이 있다.
또한 관로사고 비율이 낮아 유지관리비 절감이 가능하며 내면 도장 방법, 호칭 두께, 이형관의 형태에 따라 규격품이 다양함으로서 경제적이고 합리적인 배관망을 구성한다.
더불어 관의 열처리(Annealing)시 관의 외면을 보호하는 산화피막이 형성돼 부식을 방지할 수 있다.
한국철강협회에 따르면 지난해 주철관 생산량은 14만6천895t으로 전년 10만3천986t 대비 41.26% 증가했다. 올해 1~8월 누계 생산량은 전년 동기 7만8천504t 보다 30.34% 늘어난 10만2천323t을 기록했다.
최근 업계는 덕타일 주철관의 품질 및 경제성, 안전성, 친환경성 등을 향상시키기 위해 다양한 신제품을 개발하고 있다.
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