KR100913798B1 - 유동침적식 내외면 코팅관, 그 코팅장치 및 그 코팅방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유동침적식 내외면 코팅관, 코팅장치 및 그 코팅방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속관의 내주면과 외주면을 동시에 코팅할 수 있도록 하고, 특히 금속관의 형상에 상관없이 코팅이 가능하도록 함으로써, 코팅하고자 하는 금속관의 형상에 상관없이 그 내주면과 외주면을 동시에 코팅할 수 있는 유동침적식 내외면 코팅관, 코팅장치 및 그 코팅방법을 제공하는데 그 목적이 있다. 이러한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따르는 유동침적식 내외면 코팅방법은, 관(100) 외부의 이물질을 제거하는 제1단계(S100); 관(100)의 내부 이물질을 제거하는 제2단계(S200); 이송수단(20)으로 이송된 관(100)을 제1예열수단(40')으로 예열하는 제3단계(S300); 유동침적코팅수단(30)으로 관(100)의 내외부면을 동시에 코팅하는 제4단계(S400); 관(100)의 유동침적 코팅 후에 잔여 분체를 처리하기 위하여 제2예열수단(40")으로 10~400℃ 범위에서 관(100)을 후열처리하는 제4-1단계(S410); 및 이송수단(20)에 의해 이송된 관(100)을 냉각시켜 주는 제5단계(S500);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

동시코팅, 유동침적, 쇼트블라스트, 예열

Description

유동침적식 내외면 코팅관, 그 코팅장치 및 그 코팅방법{Fluidized Bed Type Coating Apparatus of Inner and Outer side of a Coating Tube, and Method thereof}

유동침적식 내외면 코팅관, 코팅장치 및 그 코팅방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 침적식 코팅방식을 이용하여 금속관의 형상에 상관없이 내외면을 동시에 코팅할 수 있는 유동침적식 내외면 코팅관, 그 코팅장치 및 그 코팅방법에 관한 것이다.

일반적으로 유체를 공급하기 위한 관은 금속 또는 플라스틱 등을 이용하여 제조하고 있다. 이러한 관은 사용 목적에 따라 지하에 매설하여 사용하거나 지상에 노출되게 설치하여 사용된다. 이에 관은 습기라든가 온도 변화 등에 의해 부식되거나 파손되는 경우가 자주 발생한다. 특히, 이러한 부식 또는 파손은 금속관인 경우 더욱 심하게 나타난다.

이에, 금속관은 부식이라든가 충격 등에 의해 파손되는 것을 방지하기 위한 한가지 수단으로서 금속관의 표면에 사용목적에 따라 적절한 코팅제로 코팅하는 방법이 많이 개발되어 있다. 그 중에서 가장 많이 이용되는 것으로 먼저 금속관의 외주면을 코팅한 다음 다시 금속관의 내주면을 코팅하는 방법이 있다.

그러나, 종래의 코팅방법은 다음과 같은 문제가 있다.

1) 금속관의 외주면과 내주면을 각각 별도로 코팅해야 하기 때문에 금속관의 이송 및 회전에 따른 여러 가지 공정을 거쳐야 한다.

2) 이는 공정의 복잡성 뿐만 아니라 작업시간이 많이 걸리게 되는 문제가 발생한다. 또한, 이에 따라 생산 단가가 높아지게 되는 문제가 발생한다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 더욱 상세하게는 금속관의 내주면과 외주면을 동시에 코팅할 수 있도록 하고, 특히 금속관의 형상에 상관없이 코팅이 가능하도록 함으로써, 코팅하고자 하는 금속관의 형상에 상관없이 그 내주면과 외주면을 동시에 코팅할 수 있는 유동침적식 내외면 코팅관, 그 코팅장치 및 그 코팅방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따르는 유동침적식 내외면 코팅관 코팅방법은,

관(100) 외부의 이물질을 제거하는 제1단계(S100);

관(100)의 내부 이물질을 제거하는 제2단계(S200);

이송수단(20)으로 이송된 관(100)을 제1예열수단(40')으로 예열하는 제3단계(S300);

유동침적코팅수단(30)으로 관(100)의 내외부면을 동시에 코팅하는 제4단계(S400);

상기 관(100)의 유동침적 코팅 후에 상기 잔여 분체를 처리하기 위하여 제2예열수단(40")으로 10~400℃ 범위에서 상기 관(100)을 후열처리하는 제4-1단계(S410); 및

이송수단(20)에 의해 이송된 관(100)을 냉각시켜 주는 제5단계(S500);를 포 함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 제1단계(S100) 및 제2단계(S200)는 쇼트블라스트 머신으로 이물질을 제거하는 것을 특징으로 한다.

또한, 이송수단(20)은 호이스트 또는 크레인을 이용할 수 있다.

또한, 유동침적코팅수단(30)은 분체로서 폴리에스테르, 염화비닐, 폴리프로필렌 또는 에폭시를 이용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제3단계(S300)는 관(100)의 두께 및 재질에 따라 예열온도를 결정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제5단계(S500)는 수냉식 또는 공냉식으로 관(100)을 냉각시켜 주는 것을 특징으로 한다.

이때의 관(100)은 금속관인 것을 특징으로 한다.

특히, 제4단계(S400)는 관(100)의 유동침적 코팅 후에 잔여 분체를 처리하기 위하여 제2예열수단(40")으로 관(100)을 후열처리하는 제4-1단계(S410)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 또한, 후열처리는 10~400℃ 범위에서 이루어지는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은 상술한 유동침적식 내외면 코팅관 코팅방법에 의해 제조된 유동침적식 내외면 코팅관을 포함하여 이루어진다.

또한, 본 발명에 따르는 유동침적식 내외면 코팅관 코팅장치는,

소정의 길이로 절단된 관(100)의 내외부면의 이물질을 제거시키기 위한 쇼트블라스트 머신(10);

관(100)을 작업 공정에 따라 이송시켜 주는 이송수단(20);

쇼팅처리된 관(100)을 예열시켜 주는 제1예열수단(40');

관(100)의 내외부를 동시에 코팅시켜 주는 유동침적코팅수단(30);

코팅된 관(100)을 후열처리하기 위한 제2예열수단(40"); 및

후열처리된 관(100)을 냉각시켜 주는 냉각수단(50);을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이때, 쇼트블라스트 머신(10)은 관(100)의 외주면(101) 및 내주면(102)의 이물질을 각각 제거하기 위한 외부쇼트블라스트(11) 및 내부 쇼트블라스트(12)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 이송수단(20)은 크레인 또는 호이스트인 것을 특징으로 한다.

또한, 유동침적코팅수단(30)은,

분체(31a)가 충진되는 분체침적탱크(31);

분체침적탱크(31) 내부의 분체실(31b) 및 유체실(31c)로 구획시켜 분체(31a)의 하중을 지지해 주는 EX메탈망(32);

EX메탈망(32)의 상부에 설치되어 유체를 유동시켜 주는 다공판(33); 및

유체실(31c)로 유체를 공급시켜 주는 적어도 1개의 유체공급수단(34);을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 분체(31a)는 폴리에스테르, 염화비닐, 폴리프로필렌 또는 에폭시를 이용할 수 있다.

또한, 다공판(33)는 부직포, 광목 또는 직물인 것을 특징으로 한다.

또한, 유체공급수단(34)은 에어블로어 또는 에어컴프레셔를 이용할 수 있다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

1) 금속관이 직선일 뿐만 아니라 곡선 등 형상에 상관없이 금속관의 내주면과 외주면을 동시에 코팅할 수 있다.

2) 이에 따라, 금속관의 코팅에 따른 작업시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 공정단축으로 생산 단가를 낮출 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

(구성)

도 1은 본 발명에 따르는 유동침적식 내외면 코팅관 코팅장치의 전체 구성을 개략적으로 나타내는 개략도이다. 여기서, 도면부호 "100"은 강관, 주철관, 동관, 엘보 등을 포함하는 관을 나타낸다.

본 발명에 따르는 코팅장치는, 도 1에서와 같이, 관(100)의 내주면(102)과 외주면(101)에 부식 등으로 형성된 이물질 제거를 위해 쇼트블라스트 머신(10)을 포함하여 이루어진다. 쇼트블라스트 머신(10)은 잘게 쪼갠 쇳가루 또는 모래(S) 등을 철판이나 강관 등의 표면에 분사하여 그 표면에 흠집을 형성하여 도료 등이 잘 부착될 수 있게 한다든가 표면에 발생된 부식, 주물제품의 경우 주물사 제거라든가 이물질을 제거하는데 이용되는 머신을 말한다. 이러한 쇼트블라스트 머신(10)은 최 근 들어 대상물의 내면과 외면의 쇼트피닝용으로도 많이 이용되고 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 쇼트블라스트 머신(10)을 이처럼 외면과 내면을 각각 쇼트피닝할 수 있는 외부쇼트블라스트(11)와 내부 쇼트블라스트(12)를 포함하여 관(100)의 외면과 내면에서 이물질을 제거한다. 도 2a는 외부쇼트블라스트(11)의 일예로, 회전과 직선운동을 하는 관(100)의 외주면(101)에 쇳조각 또는 모래(S)를 분사하는 상태를 보여주고 있다. 또한, 도 2b는 내부 쇼트블라스트(12)의 일예로, 길이방향으로 움직이는 관(100)의 내부에서 쇳조각 또는 모래(S)를 분사하는 상태를 보여주고 있다. 특히, 내부 쇼트블라스트(12)는 임펠러 형태인 것도 이용이 가능하다.

또한, 쇼트블라스트 머신(10)은 스팀세척기(미도시됨)를 더 구성하여, 쇼트피닝을 끝낸 관(100)의 외주면(101) 및 내주면(102)을 보다 청결하게 이물질을 제거할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르는 코팅장치는 제1예열수단(40')과 제2예열수단(40")을 더 포함한다. 제1예열수단(40')은 유동침적을 위해 관(100)을 미리 예열하기 위한 필수적인 구성요소이고, 제2예열수단(40")은 유동침적을 끝낸 관(100)의 분체(30a)를 처리하기 위한 것이다. 이러한 제1예열수단(40')과 제2예열수단(40")로는 전기히터라든가 고주파 가열기 또는 노와 같은 예열기를 이용할 수 있다. 또한, 제1예열수단(40')은 관(100)의 종류와 두께 그리고 코팅제의 종류에 따라 10~400℃ 범위에서 예열시킬 수 있는 것을 이용한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 제2예열수 단(40")은 후술하게 될 유동침적코팅수단(30)의 후공정으로 이용되는 것으로, 선택적으로 이용되는 것으로 생략이 가능하다.

한편, 본 발명에 따르는 코팅장치는 각 구성요소 간의 이동을 위해 이송수단(20)이 구비되어 있다. 이송수단(20)은 관(100)을 각 구성요소간에서 수평으로의 이송 뿐만 아니라 상하 이동이 가능한 것을 이용하게 된다. 이러한 이송수단(20)으로는 크레인이라든가 호이스트 등을 이용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르는 코팅장치는 유동침적코팅수단(30)을 포함한다. 유동침적코팅수단(30)은, 도 3에서와 같이, 내부에 EX메탈망(32)에 의해 분체실(31b)과 유체실(31c)로 구획되는 분체침적탱크(31)와, EX메탈망(32)의 상부에 장착되어 유체를 통과시켜 주는 다공판(33)과, 에어와 같은 유체를 공급하는 유체공급수단(34)을 포함하여 이루어진다.

특히, 분체실(31b)에는 관(100)의 내주면(102) 및 외주면(101)에 코팅제로 이용되는 분체(31a)가 코팅시의 두께 등을 고려하여 일정량이 충진되게 된다. 이때 이용되는 분체(31a)로는, 관(100)의 사용목적에 따라, 폴리에스테르, 염화비닐, 폴리프로필렌 또는 에폭시 등을 이용할 수 있다.

EX메탈망(32)은 분체실(31b)과 유체실(31c)의 구획하여 분체(31a)의 하중을 지지함과 동시에 유체실(31c)로부터 공급되는 유체가 분체실(31b)로 유동시켜 주게 된다.

다공판(33)은 EX메탈망(32)의 상부에 위치하도록 설치되어 유체실(31c)로 공급된 유체를 분체실(31b)로 투과시켜 주게 된다. 다공판(33)은 메쉬 사이로 분체(31a)가 투과되지 않도록 그 구경이 1~100㎛인 것을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 다공판(33)으로는 부직포, 광목 또는 직물을 이용할 수 있다.

유체공급수단(34)은 분체(31a)에 운동력을 주어 분체실(31b) 내에서 요동칠 수 있도록 유체실(31c)을 통해 에어와 같은 유체를 공급한다. 특히, 유체공급수단(34)은 유체를 공급함으로써, 예열된 관(100)의 표면에서 유동침적이 더욱 용이하게 이루어질 수 있게 하는 것이 바람직하다. 도 3에서는 2개의 유체공급수단(34)이 구비된 예가 도시되어 있으며, 이러한 유체공급수단(34)으로는 에어블로어 또는 에어컴프레셔를 이용할 수 있다.

마지막으로, 본 발명에 따르는 코팅장치는 냉각수단(50)을 더 포함하여 이루어진다. 냉각장치(50)는 유동침적을 끝낸 관(100) 또는 유동침적 후에 후열처리를 끝낸 관(100)을 냉각시키는데 이용된다. 이러한 냉각수단(50)은 수냉식 냉각기 또는 공냉식 냉각기를 이용할 수 있으나, 관(100)의 냉각이 단시간에 이루어지게 하여 변형을 최소화하기 위해서는 수냉식 냉각기를 이용하는 것이 바람직하다.

(코팅방법)

도 4는 본 발명에 따르는 유동침적식 내외면 코팅관 코팅방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다. 여기서, 도면부호 "100"은 코팅하고자 하는 관으로 금속관을 예로 든다. 그리고, 각 단계에서 단계로의 이송은 이송수단에 의해 이루어지기 때문에 여기서 각 단계로의 이송에 대한 설명은 생략한다.

제1단계(S100)는 관(100) 외부의 이물질을 제거하는 단계이다. 이때의 이물질은 쇼트블라스트머신(10)을 이용하여 제거한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 관(100)의 외주면(101)에 부착된 이물질은 외부쇼트블라스트(11)를 이용하여 제거하는 것이 바람직하다. 또한, 이물질을 제거한 다음에, 스팀세척기와 같은 클리너를 이용하여 관(100) 외주면(101)를 깨끗하게 클리닝하는 것이 바람직하다.

제2단계(S200)는 관(100) 내주면(102)의 이물질을 제거하는 단계이다. 제2단계(S200)는 제1단계(S100)와 동일한 방법으로 이루어지나, 이물질 제거 도구에서 차이가 있기 때문에 그 제거도구에 대해서만 설명한다. 즉, 제2단계(S200)에서는 관(100)의 내부에서 이물질을 제거해야 하기 때문에 내부 제거용 내부쇼트블라스트(12)를 이용한다. 특히, 제거도구로서 임펠러형의 내부쇼트블라스트(12)를 이용하는 것이 더욱 바람직하다.

제3단계(S300)는 관(100)을 예열하는 단계이다. 이때의 예열 온도는 유동 침적을 위해 분체(31a)를 녹일 수 있는 충분한 온도가 되도록 제1예열수단(40')을 이용하여 예열한다. 이때의 예열온도는 관(100)의 재질과 두께에 따라 결정되며, 10~400℃ 범위 내에서 선택적으로 이용하는 것이 바람직하다.

제4단계(S400)는 관(100)의 내외부면에 대한 동시코팅단계이다. 이러한 동시코팅은 유동침적코팅수단(30)에 의해 이루어진다. 이를 좀 더 상세하게 설명하면, 우선 분체(31a)가 충진된 분체실(31b)에 관(100)을 집어넣게 된다. 그리고, 유체공급수단(34)을 통해 유체, 예를 들어 에어를 유체실(31c)에 공급하게 된다. 이에 따라, 유체가 EX메탈망(32)을 투과하여 분체(31a)를 불규칙적으로 유동시키게 된다. 이렇게 유동되는 분체(31a)는 관(100)의 내주면(102)과 외주면(101)에 부착하게 된다. 이때, 관(100)은 예열에 의해 가열된 상태이기 때문에 분체(31a)가 녹으면서 코팅층을 형성하게 되는 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 유체공급수단(34)은 소정의 온도를 갖는 유체를 공급하여 습기가 제거되어 건조한 유체를 공급하는 것이 바람직하다.

특히, 제4단계(S400)는 동시코팅 과정에서 완전히 녹지 않은 미처리 분체(31a)를 처리할 수 있도록 후열처리하는 제4-1단계(S410)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이때의 후열처리는 제2예열수단(40")에 의해 이루어지게 된다. 그리고, 후열처리는 분체(31a)를 충분히 녹일 수 있는 10~400℃ 범위에서 이루어지게 하는 것이 바람직하다.

제5단계(S500)는 냉각단계이다. 냉각은 냉각수단(50)을 이용하여 제4단계(S400) 또는 제4-1단계(S410)를 끝낸 관(100)의 표면을 단시간 내에 냉각시켜 변형을 최소화하기 위한 것이다. 이때의 냉각방식은 냉각수를 직접 관(100)의 표면에 분사하여 직접 냉각하는 방식을 취하게 된다. 이와 같이 냉각을 끝내게 되면, 도 5 에서와 같이, 관(100)의 외주면(101)과 내주면(102)에 각각 코팅층(110,120)이 형성된 본 발명에 따라 제조된 유동침적식 내외면 코팅관을 얻게 되는 것이다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구의 범위에 속함은 자명하다.

도 1은 본 발명에 따르는 유동침적식 내외면 코팅관 코팅장치의 전체 구성을 개략적으로 나타내는 개략도.

도 2a는 본 발명의 쇼트블라스트 머신 중에서 외부쇼트블라스트의 구성을 보여주는 개략도.

도 2b는 본 발명의 쇼트블라스트 머신 중에서 내부쇼트블라스트의 구성을 보여주는 개략도.

도 3은 본 발명에 따르는 유동침적코팅수단의 구성을 보여주는 단면도.

도 4는 본 발명에 따르는 유동침적식 내외면 코팅관 코팅방법을 설명하기 위한 플로우챠트.

도 5는 본 발명에 따라 제작된 유동침적식 내외면 코팅관을 보여주는 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 쇼트블라스트 머신

11 : 외부쇼트블라스트

12 : 내부쇼트블라스트

20 : 이송수단

30 : 유동침적코팅수단

31 : 분체침적탱크

31a : 분체

31b : 분체실

31c : 유체실

32 : EX메탈망

33 : 다공판

34 : 유체공급수단

40' : 제1예열수단

40" : 제2예열수단

50 : 냉각수단

100 : 관

110, 120 : 코팅층

Claims (6)

1. 관(100)이 회전 이송되면서 외부의 이물질을 외부 쇼트블라스트(11)로 사상처리하여 제거하는 제1단계(S100);

   상기 관(100)이 이송되면서 내부 이물질을 임펠러 형태의 내부 쇼트블라스트(12)로 제거하는 제2단계(S200);

   이송수단(20)으로 이송된 상기 제2단계를 거친 관(100)을 전기히터인 제1예열수단(40')으로 10~400℃ 범위에서 예열하는 제3단계(S300);

   유동침적코팅수단(30)으로 상기 관(100)의 내외부면을 동시에 코팅하는 제4단계(S400);

   상기 이송수단(20)에 의해 상기 제4단계를 거쳐 이송된 상기 관(100)의 표면에 냉각수를 직접 분사하는 수냉식으로 냉각시켜 주는 제5단계(S500);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 유동침적식 내외면 코팅관 코팅방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 유동침적코팅수단(30)은 분체로서 폴리에스테르, 염화비닐, 폴리프로필렌 또는 에폭시를 이용하는 것을 특징으로 하는 유동침적식 내외면 코팅관 코팅방법.
3. 제 1 항 내지 제 2 항중 어느 한 항에 의해 제조된 유동침적식 내외면 코팅관.
4. 관(100)의 외주면(101) 및 내주면(102)의 이물질을 각각 제거하기 위해, 회전 이송되는 상기 관(100)의 외부 이물질을 사상처리 하기 위한 외부 쇼트블라스트(11) 및 이송되는 상기 관(100)의 내부 이물질을 사상처리 하기 위한 임펠러형태의 내부 쇼트블라스트(12)를 포함하여 이루어진 쇼트블라스트 머신(10);

   상기 관(100)을 작업 공정에 따라 이송시켜 주는 이송수단(20);

   쇼팅처리된 상기 관(100)을 전기히터로 예열시켜 주는 제1예열수단(40');

   분체(31a)가 충진되는 분체침적탱크(31)의 내부를 분체실(31b) 및 유체실(31c)로 구획시켜 주는 메쉬 구경이 1~100㎛인 다공판(33)과 상기 다공판(33)의 하부에 설치되어 분체(31a)의 하중을 지지해 주는 EX메탈망(32) 및 상기 유체실(31c)로 유체를 공급시켜 주는 적어도 1개의 유체공급수단(34)을 포함하여 이루어지되, 상기 관(100)의 내외부를 동시에 코팅시켜 주는 유동침적코팅수단(30); 및

   상기 관(100)을 냉각수로 직접 분사하여 냉각시켜 주는 수냉식 냉각수단(50);을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 유동침적식 내외면 코팅관 코팅장치.
5. 삭제
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 다공판(33)은 부직포, 광목 또는 직물인 것을 특징으로 하는 유동침적식 내외면 코팅관 코팅장치.

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