KR100376612B1 - 파이프라인용파이프공작요소,해당파이프라인과파이프가공요소의피복에의한보호방법 - Google Patents
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Abstract
- 아연의 제일층 : 이 제일층 위에
- 5∼55%의 알루미늄을 함유하는 아연/알루미늄합금의 제이 다공성층;
이 제이층위에
- 유기결합체, 특히 수성페인트, 비투멘 니스 또는 에폭시 수지를 함유하는 다공-차단층이라 불리우는 제3다공성층으로 이루어지는 외부피막을 파이프공작 요소에 공급한다.
매몰 주철 파이프라인에 사용
Description
본 발명은 철제, 특히 주철제 배관부재로 구성되는 파이프라인의 부식방지에 관한 것이다. 본문에서 "배관부재"라 함은 파이프를 비롯하여 엘보우나 커플링 등과 같은 파이프의 여러 부속품을 의미한다. 본 발명은 주로 지중매설용 파이프라인에 적용되나 지상설치용 파이프라인에도 적용될 수 있다.
철금속의 토양에 의한 부식은 대기의 공기에 의한 부식과는 성질이 다른 현상으로서, 특히 이러한 토양에 의한 부식은 어느 정도의 거리를 두고 발생되는 환원영역과 전기적으로 관련이 있는 산화영역의 발생으로 이루어지는 현상이다. 따라서, 철금속의 국소적이고 중대한 열화(劣化)가 일어난다.
토질은 그 성질이 다양하고 불균질하며, 배관부재는 용도에 따라서 상이한 온도에서 유체를 운반하게 되므로 부식조건이 달라질 수 있고 지중에 매설되는 경우에는 그 외면의 여러 곳이 손상될 수 있어 지중매설형 배관부재의 부식방지는 매우 어렵다.
본 발명은 용도에 관계없이, 특히 지중매설용으로서 상하수용 파이프라인용으로 사용될 수 있는 철제 배관부재에 대하여 허용가능한 코스트로 양호한 부식방지가 이루어질 수 있는 피복하는 기술을 제공하는데 그 목적이 있다.
이를 위하여, 본 발명은 아연으로 이루어진 제1내부충, 다공성이고 5~55%의 알루미늄을 함유하는 아연/알루미늄 합금의 제2중간층, 수성 페인트나 아스팔트 와니스 또는 에폭시수지와 같은 유기결합제로 이루어지고 공폐색층(孔閉塞層)인 제3다공성외부층으로 구성되는 외부피복을 갖는 지중매설형 파이프라인의 철제 배관부재를 제공한다.
본 발명의 배관부재는 다음의 하나 이상의 특징을 갖는다.
(a) 제1내부층이 다공성을 갖는다.
(b) 제1내부층의 양은 적어도 130g/m2, 좋기로는 적어도 200g/m2이다.
(c) 합금층인 제2중간층의 양은 적어도 130g/m2, 좋기로는 적어도 150g/m2이다.
(d) 공폐색층인 제3다공성외부층은 두께가 80∼150㎛이다.
또한 본 발명은 철제 특히 주철제 배관부재를 토양부식으로부터 보호하는 방법을 재공하는 바, 이러한 방법은 다음의 단계로 구성된다.
(a) 아연의 제1내부층의 아크 메탈라이징법(arc metallization)에 의한 부착.
(b) 5∼55%의 알루미늄을 함유하는 아연/알루미늄 합금의 제2중간층의 아크메탈라이징법에 의한 부착.
(c) 수성 페인트나 아스팔트 와니스 또는 에폭시수지와 같은 유기결합제로 이루어시고 공폐색층인 제3다공성외부층의 부착.
본 발명은 연성주철제로 된 상하수도 파이프라인용 배관부재에 적용되는 실시예를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
이 실시예에서, 상기 언급된 피복은 열처리로를 통과한 후 주철에 3단계로 형성된다.
제1단계에서, 아연의 제1내부층이 아크 메탈라이징법에 의하여 부착된다.
다음으로, 아연/알루미늄 합금으로 된 제2중간층이 제1내부층상애 아크 메탈라이징법에 의하여 부착된다.
끝으로, 수성 페인트나 아스팔트 와니스 또는 에폭시수지와 같은 유기결합제로 이루어지고 공폐색층으로 불리는 마감층인 제3다공성외부층이 스프레이방식으로 부착된다. 이러한 스프레이작업은 비공기작동식 또는 압축공기작동식의 페인트 건에 의하여 수행된다.
이러한 피복은 다음과 같이 작용한다. 아연으로 된 제1내부층은 주철에 대하여 "희생"된다고 할 수 있다. 그 이유는 제1층의 아연이 주철, 아연 및 토양에 의하여 형성되는 전기화학전지의 효과하에 점진적으로 소모되어 부식생성물이 생성되는 매체에서 안정된 침전물을 형성하는 이들 부식생성물로부터 주철을 보호하는 층을 형성함으로서 결함의 하측부분 또는 이에 노출되거나 손상영역에서 주철을 보호하기 때문이다.
부식생성물은 손상영역을 차단하여 방호하나, 만약 아연이 고갈되면, 아연의 제1층은 보충됨이 없이 시간이 지남에 따라서 점진적으로 파괴되어 주철이 더 이상 보호되지 않는다.
이러한 아연의 고갈을 유도하는 주요 요인은 이러한 금속을 소모시키는 아연의 자기부식작용이다. 아연/알루미늄 합금의 제2중간층은 이러한 현상으로부터 아연층을 보호한다. 아연의 제1내부층과 아연/알루미늄 합금의 제2중간층 사이의 상호작용은 각 금속층을 안정화하여 장기보호층을 형성한다.
아크 메탈라이징법에 의한 부착에 의하여, 아연/알루미늄 합금의 제2중간층은 입자상으로 응고되어 미세공을 갖는 다공신의 성질을 갖는다. 이들 미세공은 아연의 부식에 의하여 생성된 침전물에 의하여 부분적으로 페색되며, 순수 아연층을 향하는 토양전해질의 진행은 합금층에서 저지된다. 더욱이, 이러한 합금층의 다공성은 공폐색층의 양호한 결합이 이루어질 수 있도록 한다.
아연의 제1내부층으로부터 합금의 제2충간층으로 부식생성물의 이동은 제2중간층이 차단될 수 있도록 하여 토양으로부터 주철을 향하는 활성물질의 확산을 감소시킨다. 따라서, 피복의 여러 층의 제어된 변환에 의하여 형성된 보호층은 본 발명에 따른 피복의 아연/합금 금속성분의 어느 하나만으로 제조되는 변환층의 경우보다 장기간에 걸쳐 양호한 보존성이 제공될 수 있도록 한다.
아연층의 다공성은 아연의 활성표면영역을 증가시켜 양극방식효과(陽極防蝕效果)를 증가시키며 아울러 합금층의 양호한 결합이 이루어질 수 있도록 한다.
따라서, 아연의 제1내부층과 아연/알루미늄 합금의 제2중간층은 상호 보완적인 기능을 가지며, 이들이 각각 적어도 200g/m2과 150g/m2의 양으로 중첩되게 부착되이 토양부식으로부터 주철을 효과적으로 보호한다.
제3다공성외부층인 공폐색층은 아연의 자기부식을 지연시키고 치밀한 아연-부식생성물의 층의 생성을 촉진하여 이들의 보호효과를 유지할 수 있도록 한다. 공폐색층의 두께는 아연의 자기부식을 효과적으로 지연시킬 수 있을 정도이면 충분하나, 양극방식효과 및 부식생성물의 생성이 정확히 이루어질 수 있도록 충분히 작아야 한다. 아울러, 공폐색층의 두께가 너무 두꺼우면 그 하측에 물이 고여 물집이 형성될 수 있도록 할 것이다. 따라서, 공폐색층인 제3다공성외부층의 두께는 80∼150㎛사이로 결정되어야 한다.
Claims (10)
- 지중매설형 파이프라인의 철제 배관부재에 있어서, 아연으로 이루어진 제1내부층, 다공성이고 5~55%의 알루미늄을 함유하는 아연/알루미늄 합금의 제2 중간층, 수성 페인트나 아스팔트 와니스 또는 에폭시수지로 구성되는 그룹으로부터 선택된 유기결합제로 이루어지고 공페색층인 제3다공성외부층으로 구성되는 외부피복을 가짐을 특징으로 하는 파이프라인 배관부재.
- 제1항에 있어서, 제1내부층이 다공성임을 특징으로 하는 파이프라인 배관부재.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 아연의 제1내부층의 양이 130∼150 g/m2임을 특징으로 하는 파이프라인 배관부재.
- 제1항에 있어서, 아연/알루미늄 합금의 제2중간층의 양이 130∼150g/m2임을 특징으로 하는 파이프라인 배관부재.
- 제1항에 있어서, 제3다공성외부층이 80∼150㎛의 두께를 가짐을 특징으로 하는 파이프라인 배관부재.
- 제1항에 있어서, 배관부재가 지중매설용 파이프라인에 사용됨을 특징으로 하는 파이프라인 배관부재
- 주철제 배관부재를 토양부식으로부터 보호하는 방법에 있어서, 이 방법이 배관부재상에 차례로 아연의 제1내부층을 아크 메탈라이징법에 의하여 부착하는 단계, 5∼55%의 알루미늄을 함유하는 아연/알루미늄 합금의 제2중간층을 아크메탈라이징법에 의하여 부착하는 단계와, 수성 페인트나 아스팔트 와니스 또는 에폭시수지로 구성되는 그룹으로부터 선택된 유기결합제로 이루어지는 제3다공성외부층을 부착하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 피복에 의한 배관부재의 보호방법.
- 제7항에 있어서, 아연의 제1내부층이 130∼150g/m2의 양으로 부착됨을 특징으로 하는 피복에 의한 배관부재의 보호방법.
- 제7항 또는 제8항에 있어서, 아연/알루미늄 합금의 제2중간층이 130∼150g/m2의 양으로 부착됨을 특징으로 하는 피복에 의한 배관부재의 보호방법.
- 제7항에 있어서, 제3다공성외부층이 80∼150㎛의 두께가 되게 스프레이방식으로 부착됨을 특징으로 하는 피복에 의한 배관부재의 보호방법.
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