KR100313990B1 - 지중매설배관용파이프부재,지중매설배관및이러한파이프부재의보호방법 - Google Patents

지중매설배관용파이프부재,지중매설배관및이러한파이프부재의보호방법 Download PDF

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Abstract

파이프부재가 외부코팅을 가지며 이는 5-60%의 알루미늄을 함유하는 아연/알루미늄합금으로 구성된 제 1 다공층과, 상기 제 1 층상에 형성되는 세공밀봉층인 제 2층으로 구성된다. 지중매설되는 주철제도관에 적용될 수 있다.

Description

지중매설배관용 파이프부재, 지중매설배관 및 이러한 파이프부재 보호방법
본 발명은 주철과 같은 철제 파이프부재로 구성되는 지중매설배관에 관한 것이다. 본문에 사용된 "파이프부재" 라는 용어는 파이프와 기타 악세사리 , 즉 엘보우, 커플링 등의 악세사리를 의미한다. 특허문헌 JP-A-23010357에는 아연-알루미늄 합금의 희생코팅이 스프레이 피복되고 이어서 에폭시수지의 피복물이 피복되는 강철튜우브 코팅방법이 기술되어 있다. 여기에서 수지코팅은 방수용인 것으로 예상할 수 있다.
이러한 "건조공간용" 튜우브, 즉 공기중에 사용되는 철제 또는 강철제 튜우브의 코팅에 적용된다.
토양에 의한 철제금속의 부식은 대기중 부식과는 상이한 형태의 현상이다.
이러한 현상은 환원영역과 전기적으로 관련되고 이로부터 약간의 거리를 두고 배치되는 산화영역의 생성으로 나타난다. 따라서 국부적인 손상이 일어나며 이는 철제금속에 주요한 영향을 준다.
따라서, 토양마다 성질이 다르고 파이프부재가 상이한 방법으로 사용될 수 있으며 상이한 온도에서 유체를 반송하게 되어 부식조건이 달라질 수 있고 동시에 파이프부재는 이들이 취급될 때에 이들의 외면이 여러 곳에서 손상입을 수도 있으므로 지중매설 파이프부재를 부식방지하여 보호하는 것은 매우 어렵다.
본 발명의 목적은 코스트가 적당하고 급수 및 오수용의 어느 용도로나 이용 하는데 적당하며 다양한 토양에 매설될 수 있는 지중매설 파이프부재의 코팅기술을 제공하는데 있다. 또한 본 발명의 목적은 다음의 코팅을 포함하는 외부 코팅이 구비된 특히 주철제의 지중매설 파이프 배관용 철제 파이프부재를 제공하는데 있다.
- 5%-6%의 알루미늄을 함유하는 아연-알루미늄 합금의 제 1 다공성 코팅
- 상기 제 1 코팅상에 형성되고 액상, 용매상 또는 분말상의 유기 또는 무기 결합제를 주재로 한 제 2 다공성 코팅, 즉 "세공밀봉" 코팅
다른 특징에 따라서,
- 유기 결합제는 비튜멘 와니스, 콜타르피치 또는 합성 유기물이다
- 합성 유기물은 에폭시 수지이다.
- 세공밀봉코팅은 수성 페인트이다.
- 세공밀봉코팅은 두께가 100-140㎛ 이다.
- 합금코팅은 적어도 200 g/㎡ 이상의 표면밀도로 도충된다.
- 코팅계는 또한 제 1 및 제 2 코팅 사이에 크롬산아연 과/또는 인산아연을 포함한다.
또한, 본 발명의 목적은 다음을 포함한다.
- 상기 정의된 바와 같은 파이프부재로 구성되는 지중매설 파이프 시스템
- 적어도 다음 단계로 얻게 되는 상기 정의된 코팅계에 적합한 코팅
(a) 5%-60%의 알루미늄을 함유하는 아연-알루미늄 합금의 제 1 코팅의 전호-스프레이 피복
(b) 토양부식에 대하여 철제, 특히 주철제 파이프부재를 보호하기 위한
제 2 세공밀봉층의 피복
- 토양 부식에 대하여 철제 특히 주철제의 파이프부재를 보호하기 위한 다음 단계를 포함하는 방법
(a) 5-60%의 알루미늄을 포함하는 제 1 아연-알루미늄 합금의 전호-스프
레이 피복
(b) 제 2 세공밀봉코팅의 피복
본 발명은 덕타일 주철제인 상하수 파이프부재에 적용하는 것을 실시예로하여 설명될 것이다.
이 실시 예에서 상기 정의된 코팅이 열처리로를 나와 산화 철피막이 형성된 주철제 파이프부재에 도층된다. 제 1 단계는 전호-스프레이로 5%-60%의 알루미늄, 좋기로는 10%-60%의 알루미늄을 함유하는 아연-알루미늄 합금의 제 1 코팅을 피복 하는 것으로 구성된다. 이러한 아연-알루미늄 합금에서 선택된 알루미늄의 비율은 알루미늄의 함유량이 5% 미만인 경우 부식에 대하여 파이프부재를 보호하는데 만족한 결과를 가져오지 않으며, 60% 이상인 경우에는 전호-스프레이에 사용되는 합금 소재의 제조가 불가능하기 때문이다.
부식성 토양의 효과하에서 이 코팅은 안정된 부식물의 보호코팅으로 변성된다. 이러한 합금코팅은 이것이 주철, 합금 및 토양으로 구성되는 전기화학적 밧데리의 효과하에서 산화에 의해 점진적으로 소모되어 주철에 대하여 "회생"되므로서 보호코팅을 형성하여 아연-알루미늄 합금의 결함으로 노출된 하부층의 주철을 보호하게 된다.
이러한 제 1 코팅은 전호 스프레이로 피복되므로 이 코팅이 고화된 입자들로 구성되어 미세공을 갖게 된다. 미세공의 크기와 코팅 두께를 적당히 선택하므로서 보호코팅이 형성되는 조건과 보호코팅 형성률이 조절될 수 있다. 아연-알루미늄 합금의 이상(二相)구조가 아연 부식물의 고정효과를 높이는 것으로 관찰되었다.
제 1 코팅은 적어도 200 g/㎡ 이상의 밀도로 피복되어야 하는 것으로 판명되었다.
그리고 세공밀봉 마감코팅이 스프레이로 피복된다. 이러한 세공밀봉제는 아연의 부식을 지연시키고 아연 부식물의 층을 강화시켜 이들의 보호효과를 유지한다. 세공밀봉제는 이러한 고정효과를 충분히 유지할 수 있을 정도로 두꺼워야 하나 세공밀봉제가 미세공을 완전히 밀봉치 않는 상태로 얇을 수 있으며 그밖에 상기 언급된 바와 같은 특수 역할을 하도록 활성화학물이 코팅의 제 1 층으로 이동될 수 없도록 하여야 한다. 더욱이 세공밀봉제의 두께가 너무 두꺼우면 이러한 밀봉제에 의하여 수분이 빠져나오지 못하고 갇혀서 수포를 형성하게 될 것이다.
따라서 세공밀봉제의 두께는 100-140㎛ 사이이어야 하는 것으로 판명되었다.
세공밀봉제는 액상, 용매상 또는 분말상의 유기 또는 무기 결합제 베이스이다. 유기 결합제로서는 비튜멘 와니스, 콜타르피치 또는 합성 유기물이 있다.
후자의 경우 에폭시수지가 좋다. 달리, 세공밀봉제 코팅은 수성 페인트일 수도 있다.
제 1 코팅이 피복된 후에 그리고 제 2 코팅이 피복되기 전에 아연-알루미늄 표면은 크롬산화 또는 인산화 표면변성으로 처리될 수 있다. 이러한 처리는 아연- 알루미늄 합금에 단일 또는 이중성분의 크롬산 또는 인산염기 물질을 도포하는 것으로 이루어 진다.
한 예로서 열처리로부터 직접 인출한 주철 파이프가 다음과 같이 코팅되었다.
- 200 g/㎡의 표면밀도로 85%의 아연과 15%의 알루미늄으로 구성된 아연-알루미늄 합금의 피복
- 압축공기를 사용하거나 이를 사용하지 아니하고 페인트 스프레이건을 이용하여 크롬산아연, 폴리비닐부티릴과 인산으로 조성된 표면변성물을 15㎛ 의 두께(건조)로 피복
-압축공기를 사용하거나 이를 사용하지 아니하고 페인트건으로 120㎛ 건조두께의 에폭시수지 세공밀봉 코팅물을 피복

Claims (12)

  1. (정정)5%-60%의 알루미늄을 함유하는 아연-알루미늄 합금의 제 1 다공성 코팅과, 이 제 1 코팅상에 100-l4O㎛ 사이의 두께이고 액상이나 용매상 또는 분말상의 유기 또는 무기 결합제로 구성되는 세공밀봉코팅인 제 2 다공성 코팅을 포함 하는 외부 코팅계를 가짐을 특징으로 하는 지중매설배관용 주철제 파이프부재.
  2. 제 1 항에 있어서 , 유기 결합제가 비튜멘 와니스, 콜타르피치 또는 합성 유기물질임을 특징으로 하는 파이프부재.
  3. 제 2 항에 있어서, 합성 유기물질이 에폭시수지임을 특징으로 하는 파이프부재
  4. 제 1 항에 있어서 , 세공밀봉코팅이 수성 페인트임을 특징으로 하는 파이프부재.
  5. 제 1 항에 있어서 , 합금코팅이 밀도가 200g/㎡ 이상임을 특징으로 하는 파이프부재 .
  6. 제 1 항 - 제 5 항의 어느 한 항에 있어서 , 코팅계가 제 1 및 제 2 코팅 사이에 크롬산아연 또는 인산아연 코팅을 포함함을 특징으로 하는 파이프부재.
  7. 5%-60%의 알루미늄을 함유하는 아연-알루미늄 합금의 제 1 다공성 코팅과, 이 제 1 코팅상에 100-l4O㎛ 사이의 두께이고 액상이나 용매상 또는 분말 상의 유기 또는 무기 결합제로 구성되는 세공밀봉코팅인 제 2 다공성 코팅을 포함 하는 외부 코팅계를 갖는 주철제 파이프부재로 구성됨을 특징으로 하는 지중매설 파이프 시스템 .
  8. 주철제 파이프부재 코팅계를 제조하는 방법에 있어서, 이 방법이 전 호-스프레이를 이용하여 5%-60%의 알루미늄을 함유하는 아연-알루미늄 합금의 제 1합금코팅을 피복하는 단계(a)와, 철제, 특히 주철제 파이프부재를 토양부식으로부터 보호하는 다공성의 제 2 코팅을 피복하는 단계(b)로 구성됨을 특징으로 하는 파이프부재 코팅계의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서 , 합금코팅이 200g/㎡ 이상의 표면밀도로 피복됨을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 제 2 코팅이 스프레이로 피복됨을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 9항 또는 제 10 항에 있어서, 제 2 코팅이 100-l4O㎛ 사이의 두께로 피복됨을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 8 항에 있어서, 크롬산화 또는 인산화에 의한 표면 변성단계가 상기 제 1 합금코팅을 피복하는 단계(a)와 상기 제 2 코팅을 피복하는 단계(b)사이에 포함됨을 특징으로 하는 방법.
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