초록 ▼

핵심기술
- 원유수송용 고내식성의 LINED 및 CLAD 강관을 냉·열간 모두 구현이 가능한 인발 성형공법 기술 개발

최종목표
- 인발공법을 통한 압입강도 80kg 이상의 LINED PIPE 개발
- 열간인발공법을 통한 전단강도 140MPa이상의 CLAD PIPE 개발
o Hot Drawing Hybrid 공법 개발
o 고용창출 3명, 지식재산권 2건 확보
o 신뢰성 보장을 위한 공인인증서(성적서) 확보
o 개발대상 제품의 시제품 제작 및 국산화

개발내용 및 결과

핵심기술
- 원유수송용 고내식성의 LINED 및 CLAD 강관을 냉·열간 모두 구현이 가능한 인발 성형공법 기술 개발

최종목표
- 인발공법을 통한 압입강도 80kg 이상의 LINED PIPE 개발
- 열간인발공법을 통한 전단강도 140MPa이상의 CLAD PIPE 개발
o Hot Drawing Hybrid 공법 개발
o 고용창출 3명, 지식재산권 2건 확보
o 신뢰성 보장을 위한 공인인증서(성적서) 확보
o 개발대상 제품의 시제품 제작 및 국산화

개발내용 및 결과
개발 주요 내용
- 이종재료의 동시 인발을 통한 Lined 및 Clad Pipe 제작 기술
- 확산접합 공정 최적화 기술 개발
- 이종재료 냉·열간인발 공정 최적화 기술 개발
- 이종재료 냉간인발을 통한 Lined Pipe 제작 기술 개발
- 이종재료 열간인발을 통한 Clad Pipe 제작 기술 개발
- 냉·열간 모두 구현 가능한 인발기 성형시스템 구축

상세 결과
- 이종재료를 이용한 냉·열간 동시성형 인발장비 구현
o 고정부 및 가동부 개조를 통한 시스템 구축
o 열간가공용 400kw급 고주파 히팅부 설계 제작
o 압축력 전달을 위한 압출부 설계 제작
o 열처리 및 이송을 위한 냉각부 설계 제작
o 리시빙부 설계 제작

- 이종재료간 확산접합 최적화 공정 개발
o 파이프 압하율에 따른 접합강도 테스트 및 검증
o 고주파 출력별 온도에 따른 전단강도 검증
o 인발 공정조건별 확산접합 테스트 및 검증
o 공정 조건별 테스트 시편의 미세조직 분석 검증
o 접합계면 성분 분석 등을 통한 계면 분석 및 검증

- 이종재료 인발기술 개발
o Stainless steel 와 Steel 이종재료의 인발기술 개발
o 두재료의 기계적 결합 및 야금학적 결합방법 개발
o 고품위 인발품을 개발하기 위한 두께압하율, 인발속도, 인발력, 다이각 등 인발공정 조건 CAE해석 기술을 활용한 사전검증 및 공정조건 개발

- 인발 금형 개발
o 금형 종류 및 금형 형상 Design 설계 및 제작개발
o 금형 형상 설계 변수에 따른 소재에 미치는 영향 분석하고 이를 통한 이종재료 인발 금형 개발

- 유한요소 해석을 통한 변수 분석 및 최적화설계
o 금형 형상설계 변수를 이용하여 CAE해석을 통해 변수 분석
o 분석 데이터를 이용한 금형 최적형상 제시
o 열간 인발공정 변수 분석을 통하여 분석 확산접합에 유리한 인발 공정조건을 제시

- 열처리 공정조건 개발
o 국내 최대 무산화열처리 노를 이용한 열처리공정 최적화
o 재료별 특성을 고려한 가공경화에 대한 열처리 공정 최적화
o 후열처리 공정에 따른 계면 특성을 고려한 열처리 기술개발

- 비파괴 검사 기술개발
o 비파괴 UT 장비를 이용한 Full Body 초음파 탐상 진행
o 인공결함 대비시험편을 이용해 UT탐상의 신뢰성을 확인
o 각 재료의 내·외부 결함 및 접합계면의 결함 검출
o 내·외부 재료의 최종 두께 정밀도 측정

기술개발 배경
- 해양플랜트의 국산화율은 20% 미만으로 선진국에 비해 제품의 차별적 기술, 신뢰도, 납품 실적 등의 측면에서 절대적으로 열위인 것으로 분석되며 관련 기자재의 국산화 및 신기술 개발이 시급
- 해양 플랜트 및 고부식성의 물질을 이송하는 PIPE의 재료가 특수합금강의 사용양이 많아짐에 따라 플랜트 및 설비의 투자비용이 급격히 증가
- 특수합금강관의 대체하기 위하여 LINED PIPE 및 CLAD PIPE가 개발되어 제작되지만 압연을 통한 CLAD PLATE를 이용하여 용접된 강관으로 제작공정이 매우 복잡하여 가격이 높고 생산성이 떨어짐
- 이에 동연스틸에서는 LINED PIPE 및 CLAD PIPE의 제작을 이종재료의 동시 인발을 통하여 구현함으로 공정을 단순화 하고 생산성을 높여 가격경쟁력 및 고품질의 제품을 생산하여 플랜트 및 기타 산업에 진출 하고자 함

핵심개발 기술의 의의
- 본 사업은 이종재료를 이용한 CRA PIPE를 개발하는 것에 그 주목적이 있으며, 그 기초 기술로는 파이프의 인발 성형 기술이다. 하지만 본 기술은 내면과 외면의 강관의 재료가 다른 소재를 동시에 인발하는 기술로써 현존하는 이중강관 제조기술과는 전현 다른 기술로 신규개발 기술이다.
- 또한 본 과제를 수행함에 있어 설계 및 제작된 냉·열간 모두 구현이 가능한 인발기는 국내외에서는 최초 구현한, 해외사 대표공법인 열간압연에 대비하여서도 차별화된 우수한 개발공법이며, 개발 제품의 양산화를 통한 제품의 우수성이 확인될 경우 개발기술의 수출 또한 가능 할 것으로 판단된다.

적용 분야
적용분야
- 각종 플랜트의 Pipe Line 분야에 적용가능
- 중장비 및 자동차 산업
o 중장비, 자동차 산업은 에너지 효율을 위한 경량화 시장 추세
o 환봉을 튜브로 전환 및 튜브 제품의 경량화를 위한 파이프의 고강도화 부품개발이 시장의 트렌드
o 중장비용 유압실린더 및 고압튜브의 경우 후육강관으로 부품가공을 위한 인발 패스(pass)수가 5회 이상으로 열간인발을 통한 패스수 3회로 가격 및 제품경쟁력 확보

( 출처: 최종보고서 초록 3. 개발결과 요약 6p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 초록 ... 3
• 2015년 기술이전사업화 사업 주요성과 ... 16
• 목차 ... 18
• 제 1 장 서론 ... 20
• 제 1 절 사업 개요(사업화 대상기술의 중요성 및 필요성) ... 20
• 1. 사업화 추진배경 및 필요성 ... 20
• 제 2 절 국내․외 관련 기술의 현황 ... 35
• 1. 세계시장 경쟁제품 및 경쟁사 개요 ... 35
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적 ․ 경제적 파급 효과 ... 40
• 1. 기술적 파급효과 ... 40
• 2. 경제적 파급효과 ... 43
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 46
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 46
• 1. 최종목표 ... 46
• 2. 사업화제품의 평가방법 및 평가항목 ... 47
• 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 49
• 1. 1차년도 개발 내용 및 개발 범위 ... 49
• 2. 2차년도 개발 내용 및 개발 범위 ... 56
• 제 3 절 수행 결과의 보안등급 ... 64
• 제 4 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리현황 ... 65
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 66
• 제 1 절 기술사업화 최종 결과 ... 66
• 1. 사업화 추진 일정 ... 66
• 2. 사업화 추진 실적 ... 68
• 3. 1차년 기술 사업화 결과 ... 70
• 4. 2차년 기술 사업화 결과 ... 123
• 제 2 절 기술사업화 추진 체계 ... 228
• 1. 각 기관별 역할 체계 ... 228
• 2. 각 기관별 추진 내역 ... 229
• 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 231
• 1. 시장의 정의 ... 231
• 2. 시장의 특징 ... 231
• 3. 시장의 변화 요인분석 ... 233
• 4. 시장의 수요처 및 특성 ... 235
• 5. 관련 정책 및 제도 ... 236
• 6. 시장 전망 ... 238
• 7. 시장 경쟁사 ... 240
• 8. 사업화 전망 ... 245
• 제 4 절 고용 창출 효과 ... 251
• 제 5 절 자체보안관리진단표 ... 252
• 끝페이지 ... 253