해양 및 해양 엔지니어링 주물: 재료, 제품 및 표준

해양 및 해양 엔지니어링 주조는 선박, 해양 플랫폼 및 기타 해양 엔지니어링 장비에 사용되는 주조 부품을 의미합니다. 이러한 주물은 극한의 해양 환경에서 안정적으로 작동해야 하므로 높은 강도, 내식성, 인성 및 피로 저항성을 갖추어야 합니다.

1. 해양 및 해양 엔지니어링 주물의 주요 제품

해양 및 해양 엔지니어링 주조의 유형은 주로 다음 범주를 포함하여 다양합니다.

(1) 선박 및 해양 플랫폼용 구조 부품

선박 선체 구성 요소: 선체 지지 빔, 방향타 블레이드, 프로펠러 샤프트, 방향타 기어 하우징 등과 같은

해양 플랫폼 구성요소: 드릴링 플랫폼 지지 부품, 플랫폼 다리, 기초 구조물 등과 같은

쉘 및 지지 부품: 펌프 하우징, 밸브 본체, 기어 박스 하우징 등

(2) 해양 장비 부품

해양 크레인 부품: 크레인 암, 턴테이블, 기어, 베어링 하우징 등.

앵커 및 앵커 구성요소: 앵커 후크, 앵커 링, 앵커 체인 등과 같은

해양 파이프라인 구성요소: 파이프라인 지지대, 플랜지, 연결 부품 등.

(3) 선박 및 플랫폼용 전력 시스템 구성 요소

엔진 구성 요소: 실린더 헤드, 실린더 블록, 피스톤, 크랭크 샤프트 등과 같은

기어 및 베어링: 나선형 기어, 사이클로이드 기어, 베어링 시트 등

(4) 기타 특수 해양공학 주물

심해 시추 장비 부품: 심해 드릴 헤드 및 시추 플랫폼의 기계 부품 작동 등.

해상 풍력 발전 장비 부품: 풍력 터빈 기지, 타워 구조물 등.

2. 해양 및 해양 엔지니어링 주물에 사용되는 주철 재료의 주요 요구 사항

해양 및 해양 엔지니어링 주조에 사용되는 재료는 가혹한 해양 환경에서 사용되며 높은 내식성, 강도, 인성 및 피로 저항성을 제공해야 하기 때문에 높은 기준을 충족해야 합니다. 주요 요구사항은 다음과 같습니다.

(1) 화학성분 요건

부식 저항성: 해수 부식을 견디기 위해 주조에는 종종 크롬, 니켈, 몰리브덴 등과 같은 더 높은 합금 원소가 필요합니다. 일반적인 재료에는 고크롬 주철, 스테인리스 주철(해수 부식 방지용) 및 고합금강(예: , 12% 크롬강).

탄소 함량: 주철의 탄소 함량은 일반적으로 2.5%-4.0%입니다. 스테인리스 주철의 경우 강도와 내식성의 균형을 맞추기 위해 탄소 함량을 적절한 범위 내로 제어해야 합니다.

합금 원소: 주조에는 특히 해양 환경에서 내식성과 기계적 특성을 향상시키기 위해 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 바나듐(V)과 같은 원소를 첨가해야 할 수도 있습니다.

(2) 물리적 특성 요건

인장 강도: 해양 환경의 혹독한 작업 조건으로 인해 주조품은 일반적으로 350-600MPa 범위의 높은 인장 강도를 요구합니다.

경도: 해양 엔지니어링 주조에는 내마모성을 위해 높은 경도가 필요한 경우가 많습니다. 경도는 일반적으로 HB200-300 범위입니다.

인성: 인성은 특히 파도의 충격, 압력 변동 및 기타 극한 조건을 견뎌야 하는 부품의 경우 매우 중요합니다. 예를 들어, 연성철과 스테인리스 주철은 내충격성과 피로 측면에서 우수한 성능을 가지고 있습니다.

부식 저항성: 해양 환경에서는 주물이 염수 부식 및 염화물 이온 침식에 노출되는 경우가 많으므로 부식 저항성이 핵심 요구 사항이 됩니다. 크롬, 니켈, 몰리브덴과 같은 합금 원소는 주조품의 내식성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

(3) 주조 공정 요건

주조 온도 제어: 양호한 유동성을 보장하고 주조 결함을 방지하려면 용융 금속의 온도를 주의 깊게 제어해야 합니다.

결함이 없어야 함: 주조물에는 균열, 가스 구멍, 모래 함유물 및 기타 결함이 없어 장기간 사용 시 고장이 발생하지 않아야 합니다.

3. 해양 및 해양공학 주물 제품에 대한 표준

해양 및 해양 엔지니어링 주조 제품에 대한 표준은 매우 엄격하며 일반적으로 다음 측면을 다루고 있습니다.

(1) 치수 정밀도 및 표면 품질

치수 정확도: 해양 엔지니어링 주조에는 일반적으로 ISO 8062-3, GB/T 11352 등과 같은 국제 표준에 따라 제어되는 높은 정밀도가 필요합니다. 일반적인 주조 공차 등급은 CT7-CT9입니다.

표면 품질: 주물은 표면이 매끄러워야 하며 균열, 가스 구멍, 모래 함유물과 같은 명백한 주조 결함이 없어야 합니다. 표면 거칠기는 일반적으로 Ra 3.2-6.3μm가 필요합니다.

(2) 기계적 성질

인장 강도: 부품에 따라 인장 강도는 일반적으로 최소 350MPa가 필요하며 일부 고성능 주물은 600MPa 이상에 도달합니다.

충격 인성: 해양 및 해양 엔지니어링 주조에는 특히 저온 또는 고압 조건에서 사용할 때 우수한 충격 인성이 필요합니다. 충격 인성은 종종 10-20 J가 필요합니다.

경도: 경도는 일반적으로 HB200-300 범위 내에서 제어되며 일부 주물은 HB350과 같이 더 높은 경도를 요구합니다.

(3) 내식성

염수 분무 테스트: 많은 해양 주물은 해수 환경에서의 내식성을 평가하기 위해 염수 분무 테스트를 받습니다. 주물의 내식성은 ISO 9227과 같은 특정 표준을 충족해야 합니다.

염화물 저항성: 해양 주물은 바닷물에 고농도의 염화물 이온이 포함되어 있으므로 염화물로 인한 부식에 대한 우수한 저항성이 필요합니다. 주물은 이러한 유형의 부식에 강한 저항성을 보여야 합니다.

(4) 품질관리 및 검사

비파괴 검사: 주물은 가스 구멍이나 균열과 같은 내부 결함이 없는지 확인하기 위해 X선, 초음파, 자분 또는 염료 침투 검사를 거쳐야 합니다.

치수 검사: CMM(좌표측정기), 레이저 스캐너 등과 같은 고정밀 측정 도구를 사용하여 정밀한 치수 검사를 수행합니다.

(5) 열처리 요건

일부 주조품(특히 고강도 부품)은 강도, 인성, 내마모성과 같은 기계적 특성을 개선하기 위해 노멀라이징, 어닐링, 담금질 및 템퍼링과 같은 열처리 공정이 필요할 수 있습니다.