KR100935396B1 - 필름코팅 부직포 펠트링을 이용한 강관 용접 접합부의 부식방지 라이닝공법. - Google Patents

Abstract

본 발명은 수도용 도복장 강관을 부설 연결할 때 강관의 내부와 외부를 용접하여 접합 한 후 관내부의 용접접합 부분의 미도장부분에 플라스틱 필름이 부착된 부직포 펠트링을 이용하여 부식방지도장을 1회에 라이닝하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 용접접합으로 생긴 벨-엔드(Bell-end)부분과 끼워 넣어진 파이프가 용접된 굴곡부분을 상온 경화형 2액형 에폭시 실란트(Sealant)로 채워넣고, 그 위에 필름 부착 부직포 펠트링(이하 '펠트링'이라 칭함)의 부직포 층에 자연경화 무용제 2액형 에폭시 수지액을 함침한 펠트링을 펴서 설치하고, 펠트링 위에 지지판을 펴고, 지지판 양단에 밀착밴드로 조여서 강관 내면의 용접접합부에 밀착시킨 상태로 경화시킨 후 밀착밴드와 지지판을 제거하여 부식방지 라이닝을 하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면 수도용 도복장 강관의 용접접합 부설 공사현장에서 열악한 도장환경을 해소하고 균일한 라이닝 도막으로 시공하여 우수한 라이닝을 얻을 수 있다.

밀착밴드, 펠트링, 강관 용접 접합부

Description

필름코팅 부직포 펠트링을 이용한 강관 용접 접합부의 부식방지 라이닝공법.{An anticorrosion lining method for the inside of the welded pipe by using film coatting nonwoven felt-ring.}

본 발명은 수도용 도복장 강관을 부설공사할 때 강관과 강관을 연결 용접하고, 용접접합부의 미도장 부분을 부식방지 도장을 공사현장에서 시행하는 것으로 강관 내부는 장기간 통수되면서 물에 침적 되므로서 우수한 부식방지 도장성능이 요구되는 강관 용접 접합부의 미도장부분에 대한 부식방지 도장에 관한 것이다.

일반적으로 수도용 도복장 강관은 길이 약 6m로 관의 구경별로 강관제조 공장에서 부식방지 도장을 관 내외부에 한다. 특히 수도용 강관은 관로가 통수되면 장기간 동안 물에 침적되는 환경이 되므로 부식방지도장이 규정에 따라 생산 출고된다. 그러나 강관의 연결은 주로 용접 방법에 의하여 공사가 진행되므로 각관의 양단부는 일정 길이를 미도장 상태로 공장에서 출고되고, 부설 공사현장에서 강관끼리 연결 용접된 후 용접접합부를 부식방지 도장한다. 도장환경은 관들이 연결되어 동굴과 같은 형태로 되어 어둡고 협소하고 습도가 높아 관벽에 이슬 맺힘이 잦 아 도장 공사 환경으로는 매우 부적절하다. 종래에는 용제가 함유된 에폭시수지도료로 붓으로 수작업을 5~6회동안 반복 중첩도장을 하고, 또한 콜타르계 에폭시 페이스트(paste)상태의 도료를 그라스 크로스, 그라스 매트 등과 함께 주걱 또는 미장칼 등으로 수작업을 하여 도장하였다. 이와같은 도장방법은 어두운 환경에서 정밀한 시공이 어렵고 도막의 경화속도가 최소 24시간 이상 소요되어 관의 진동과 작업자의 보행으로 인하여 훼손되기 쉽고, 관로 내부에 습도가 높아 이슬맺힘으로 중복도장시 도막간의 층간 접착이 잘 이루어지지않아 부식방지의 성능을 보장 받기가 어려운 단점이 있었다. 이와같은 단점을 보완하기 위하여 이형고무판링과 밀착밴드를 이용하여 용접접합부에 도장주입 공간을 형성시켜 무용제형 속경화성 에폭시수지도료액을 주입하여 경화시킨 후 이형고무판링을 박리 제거하여 1회에 두꺼운 경화도막을 시공하는 방법이 개발되었다. 그러나 이 방법은 도막 상부와 하부의 두께가 균일하지 않은 단점이 있으므로 필요 이상의 경화도막 두께를 형성시켜야 하는 비경제적인 단점이 있다.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 종래 기술로 부식방지 도장을 하게되면 유기용제를 함유한 용제형 에폭시 수지도료를 사용하여 밀폐된 관로 내부의 작업자의 건강을 저해시키고, 붓도장에 의한 수작업으로 어두운 곳에서 정밀하게 도장작업이 어렵게 되고, 습도가 높은 경우 중첩 재도장시 전회의 경화도막 표면에 생긴 결로로 인해 도막의 층간 접착이 잘되지 않아 부식방지 목적을 달성 할 수 없다. 콜타르계 에폭시수지도료의 페이스트상의 도료를 그라스크로스 등과 혼합하여 주걱 또는 미장칼로 수작업을 하는 방법은 소지 내부에 공기가 혼입되고 기공이 발생할 수 있어 치밀한 경화 도막이 되지 않는 단점이 있으며 원형 강관의 내부도장면의 표면에 그라스크로스 등 화이버(Fiber)를부착시켜 경화도막의 강도를 보강하는 라미네이션(Lamination)보강으로 도막 표면이 치밀한 구조를 형성 할 수 없고, 강관 용접접합부 내면의 부식방지 또는 관의 외압에 의한 변형에 대하여 부식방지도막의 균열 또는 박리등을 방지 할 수 있는 구조가 되지 못하는 단점이 있다. 콜타르계 에폭시 수지 페이스트의 경화속도가 늦어 도막이 자체강도가 유지되기까지 자체의 부착의 힘으로 도포되어 있으므로 관의 부설공사시에 발생하는 진동과 작업자의 관로 내 보행으로 인한 관상부의 도막이 떨어지거나 관 하부의 도막이 밟혀서 완전한 부식방지 라이닝을 하는데 단점이 있다.

상기와 같은 단점들을 보완하기 위해 이형고무판링과 밀착밴드를 이용하여 용접접합부의 미도장 부분에 관의 내경과 동일한 도장공간을 형성하여 공간 내부에 무용제형 에폭시 수지도료를 펌프로 주입하여 경화시킨 후 이형고무판링과 밀착밴드를 분리시켜 1회에 두꺼운 부식방지 라이닝을 완성시키는 기술이 고안되었으나 두꺼운 이형고무판링을 이용하므로 관의 상부와 하부의 두께가 균일하지 않은 단점이 있고, 이형고무판링 외부에 지지판을 설치하여도 지지판의 위치와 설치 조건에 따라 도막 두께가 균일하지 못하여 주입도료의 소요량이 증가하여 시공비를 상승시키는 단점이 있다.
본 발명은 이와같은 단점들을 보완하고 관로 내부의 주어진 환경을 극복하여 안정된 시공방법을 도출함에 의하여 수도용 도복장 강관의 관로 용접접합부의 부설 공사현장 시공성을 향상시키는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 펠트링을 이용하여 강관 내면의 직경과 동일한 펠트링을 만들어 펠트의 부직포 층에 무용제형 2액형 에폭시 수지액을 함침시킨 펠트링을 지지판(9)과 밀착밴드(4)를 이용하여 관 벽에 밀착시켜 자연경화시킨 후 밀착밴드와 지지판을 제거하여 두께가 균일하고 접착력이 우수하고, 표면이 치밀하며, 부식방지 능력이 탁월한 라이닝제를 시공하는 방법에 관한 것이다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명에 사용하는 펠트링(도3)은 시공하고자 하는 관의 내경과 동일하게 제작이 되어 있고, 부직포에 필름이 코팅되어 있는 구조이다. 코팅된 필름은 폴리에칠렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄 중의 어느 하나의 소재로 두께는 1㎜ 이하로 구성되어 있고, 폴리에스텔부직포 또는 그라스크로스 부직포에 열융착코팅되어 있으며, 부직포 두께는 약 3~5㎜ 로 구성되어 있다. 무용제 에폭시수지액의 함침은 부직포층에 충분히 적시도록 함침하여 부직포층이 강관의 내면 즉, 용접접합부에 접촉되게 하고 필름코팅층은 강관 내면의 표면 쪽이 되도록하여 사용한다. 수도용 강관을 부설 배관할 때 일반적으로 사용되는 플레인엔드(Plain-end), 베벨엔드(Bevel-end), 벨엔드(Bell-end) 용접접합방법으로 강관의 내외부를 연결 용접배관한 후 이 용접부분은 미도장 부분으로 되어 있어 이 부분에 상기의 무용제 에폭시 수지액을 함침한 펠트링을 밀착 부착한 상태로 자연경화시킨다. 상기의 플레인엔드와 베벨엔드의 용접은 강관의 끝단과 끝단을 서로 맞대어 용접한 형태로 단면적은 굴곡이 없고 평평한 상태이다.(도2) 이와같은 구조는 미도장 부분을 포함한 직관의 내부 부식방지도막의 일부가 3㎝이상 덮힐 수 있는 폭으로 펠트링을 재단하여 부직포 층에 무용제 에폭시수지액을 함침하여 부직포 층이 강관 내면과 접촉하도록 배치하고, 펠트링 안 쪽에 관경과 같이 벤딩(Bending)되고, 이형제가 도포된 플라스틱 판 또는 금속판으로 구성된 지지판(9)을 끼우고, 지지판 양쪽 끝단 가장자리에 밀착밴드(도1, 도2)로 각면이 들뜸이 없도록 조여 놓은 상태로 자연경화시킨다. 펠트링이 경화가 완료되어 밀착밴드와 지지판을 분리하면 용접접합부에 라이닝 두께가 일정하고, 표면이 치밀한 부식방지 라이닝(도 6) 시공이 완성된다. 또한 상기의 벨엔드(Bell-end) 용접방법에 의한 용접은 직관 일측편을 확관하여 다른관 끝단이 끼워들어가도록 가공되어 있는 관으로 관의 내부와 외부의 용접이 완료되면 관 내부에 직관의 두께보다 큰 굴곡의 홈이 존재하게된다.(도1) 이와같은 굴곡 홈이 존재하면 물이 흐를때 소용돌이(eddy)가 발생하여 유속저항을 발생시켜 동력 비용을 증가시키고, 펠트링의 경화라이닝 후면에 공극을 형성하여 강관의 부식에 원인을 제공하게 되므로 이 굴곡의 홈에 무용제 에폭시수지의 페이스트를 부피 이론 주입량보다 10~20% 과량으로 충분히 채워넣고, 무용제 에폭시 수지액을 함침한 펠트링을 부직포 층이 강관 내면의 용접접합부에 접착되도록 배치한 후 펠트링 안쪽에 지지판을 설치하고 지지판 양 끝단 가장자리에 밀착밴드(도 1)로 각 면이 들뜸이 없도록 조여 놓은 상태로 자연경화시킨다. 상기 부피 이론 주입량은 굴곡홈의 부피를 공극없이 100% 충전할 때 사용되는 페이스트의 부피 량을 의미한다. 이 과정 중에서 홈에 채워진 에폭시 페이스트의 과량이 펠트링 밖으로 밀려 나오며 홈 내부에 공극을 제거하게 되어 치밀한 라이닝을 형성시킨다. 펠트링이 경화가 완료되어 밀착밴드와 지지판을 분리하면 굴곡 홈이 채워지고 직관의 상부와 하부의 두께가 일정하고, 표면이 치밀한 부식방지 라이닝(도6)이 시공된다.

본 발명은 종래에 사용하는 기술에 비교하여 액체 형태 또는 페이스트 상태의 도료들을 경화가 되기까지 외부에 노출시키지 않고 보호되기 때문에 관로 내부의 도장에 열악한 환경을 극복하게되며, 도막이 완전경화한 후에 외부에 노출이 되므로 작업자의 보행 또는 관로내부의 이슬맺힘등에도 영향을 받지 않는 우수한 부식방지라이닝을 시공한다. 본 발명에 사용하는 밀착밴드의 굴절형 스크류 잭(Refraction screw jack)(도5)은 종래의 일자형 스크류 잭이 상부밀착밴드와 하부밀착밴드 사이의 결합(17) 부분에는 밀착력을 가할 수 없는 단점을 해결하기위해 고안된 것으로, 굴절형 스크류잭은 2개의 일자형 스크류 잭의 일측편을 힌지로(도 5) 연결한 구조로 되어 있으며, 상·하부 밀착밴드에 설치된 핀결합고리(14)에 의해 상·하부 밀착밴드와 결합된다. 상기 굴절형 스크류 잭은 핀결합고리(14) 사이에 존재하는 상부밀착밴드와 하부밀착밴드의 결합부(17)를 스크류잭 고정판(6)이 밀착밴드 전체를 관내벽 쪽으로 밀어내는 힘과 동일한 힘을 가하여 관 내부의 지지판(9)에 균일한 힘을 가하는 구조로 구성된 것이다. 본 발명에 사용하는 지지판(9)은 관의 원주곡면으로 벤딩(Bending)가공되어 있는 구조로서 폭은 약 1m 이하의 좁은 형태이므로 원형의 지지판 양단 가장자리에 밀착밴드를 설치하여 강관 내면에 밀착하면 지지판 중간 부분까지 균일하게 밀착력이 가해지는 구조로 된다. 지지판의 재질은 주로 플라스틱 판 또는 금속판으로 되어있고, 관로내의 협소한 곳에서 운반 조립이 용이하도록 2등분 또는 4등분으로 되어있다.

상술한 바와같이 본 발명에 따르면 강관 관로 연결의 용접접합부에 대한 부식방지라이닝은 미리 구성된 펠트링을 사용하기 때문에 관의 상부와 하부에 균일하고 표면이 치밀한 라이닝을 시공할 뿐만 아니라 라이닝이 완전 경화될때까지 지지판과 밀착밴드에 의해 보호되므로 공사중에 발생한 진동, 관벽의 이슬맺힘, 우수의 침수, 작업자의 보행 등에도 보호되며, 굴절형 스크류 잭이 설치되므로 관로내의 통행공간(도 4)에 방해 되지 않아 현장 작업성이 우수하고 관로의 수명을 향상시킬 수 있다.

도 1은 강관의 용접접합의 형태에 따른 관의 단면도로 무용제 자연경화형 에폭시 수지액을 펠트링에 함침하여 용접접합부에 밀착시킨 구조의 도면이며, 이와같이 설치된 상태에서 자연경화를 시킨다. 경화시간은 상온 20℃ 기준하여 24시간 이내에 완성된다. 이와같은 시공을 하기 위해서는 하기의 공정과 같다.

강관의 용접접합이 완성되면 용접부에 있는 스래그와 스파타 또는 도장에 유해한 돌출부를 전동그라인더 등으로 제거하고 도장에 유해한 먼지, 기계유, 토사등을 제거하고 도장부 위의 습기를 건조시켜 강관 내면을 표면처리하는 제 1공정;

표면처리된 강관 내면 위에 무용제형 에폭시 수지도료를 붓 또는 롤러를 이용하여 프라이머(Primer)도장을 하는 제 2공정;

강관의 용접접합부에 굴곡 홈이 존재하는 경우에는 이 부분에 무용제 2액형 에폭시수지의 실란트(8)(Sealant)를 부피 이론 주입양보다 10~20% 정도 과량으로 실란트 충전하는 제 3공정;

실란트 및 프라이머 도장 공정이 완료되면 도 4와 같이 용접접합부 위에 에폭시 수지액이 함침된 펠트링을 배열하고 펠트링 안쪽에 지지판을 설치하고 지지판 양단 가장자리에 상부밀착밴드와 하부밀착밴드를 설치하고, 상·하부 밀착밴드에 있는 핀결합고리(14)에 굴절형 스크류 잭을 고정시킨 후, 굴절형 스크류잭의 스크류잭 너트(19)를 조작하여 지지판과 펠트링을 강관 내면의 용접접합부에 밀착시키되, 지지판과 펠트링의 밀착시 상기 제 3공정에서 과량으로 충전된 실란트가 밀려 나오도록 하여 펠트링의 후면에 기공과 기포가 존재하지 않도록 하는 제 4공정;

펠트링의 밀착공정이 완료되면 함침에폭시 및 실란트가 자연경화 되기까지 방치한 상태로 경화하는 과정과 경화가 완료되면 밀착밴드와 지지판을 해체하여 라이닝을 완성하는 제 5공정의 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 필름코팅부직포링을 이용한 강관 용접접합부의 부식방지 라이닝공법이다.

도 1은 강관용접접합부 내면에 펠트링을 설치 접착시공하는 벨엔드 용접에 의한 단면도.

도 2는 강관 용접접합부의 플레인 엔드와 베벨엔드 용접에 대한 펠트링 설치 단면도.

도 3은 펠트링 사시도.

도 4는 밀착밴드와 굴절형 스크류잭이 설치된 시공 단면도 및 밀착밴드 연결부의 상세도.

도 5는 굴절형 스크류 잭의 구성도.

도 6은 본 발명의 완성 단면도.

<부호설명>

1. 강관 2. 용접접합부 3. 펠트링 4. 밀착밴드

5. 굴절형 스크류 잭 6. 스크류 잭 고정판

7. 힌지 8. 실란트 9. 지지판 10. 기존 내부라이닝

11. 필름코팅부분 12. 부직포 13. 이음부 14. 핀결합고리

15. 상부밀착밴드 16. 하부밀착밴드 17. 상부밀착밴드와 하부밀착밴드 결합

18. 스크류 잭 볼트 19. 스크류 잭 너트 20. 스크류 잭 몸통

Claims (5)

1. 용접접합부에 있는 용접 스라그, 스파타 또는 도장에 유해한 돌출부 및 도장에 유해한 먼지, 기계유, 토사 등을 제거하고 도장부위의 습기를 건조시켜 강관 내면을 표면처리하는 제 1공정;

   표면처리된 강관 내면 위에 무용제형 에폭시수지도료를 붓 또는 롤러를 이용하여 프라이머를 도장하는 제 2공정;

   강관의 용접접합부에 굴곡홈이 존재하는 경우에는 이 부분에 무용제 2액형 에폭시 수지의 실란트를 부피 이론 주입양보다 10~20% 과량으로 충전하는 제 3공정;

   상기 제 3공정이 완료되면 에폭시 수지액이 함침된 펠트링을 용접 접합부 위에 배열하고 부직포 펠트링 안쪽에 지지판을 설치하고 지지판 양단 가장자리에 상부밀착밴드와 하부밀착밴드를 설치하고, 상·하부 밀착밴드에 있는 핀결합고리(14)에 굴절형 스크류잭을 고정시킨 후, 굴절형 스크류잭의 스크류잭 너트(19)를 조작하여 지지판과 펠트링을 강관 내면의 용접접합부에 밀착시키는 제 4공정;

   상기 4공정이 완료되면 함침 에폭시 및 실란트가 자연 경화되기까지 방치한 상태로 경화하는 과정과 경화가 완료되면 상·하부 밀착밴드와 지지판을 해체하여 라이닝을 완성하는 제 5공정으로 이루어져 있고, 상기 제 4공정에서 사용하는 굴절형 스크류 잭은 2개의 일자형 스크류 잭의 일측편을 힌지(7)로 연결하여 2개의 스크류 잭이 굴절되도록 조립되어있고, 힌지부분에는 상부밀착밴드와 하부밀착밴드의 결합(17)부분을 밀착시킬 수 있는 스크류잭 고정판(6)이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 필름코팅 부직포 펠트링을 이용한 강관 용접 접합부의 부식방지 라이닝공법.
2. 제 1항에 있어서 상기의 제 4공정에 사용하는 펠트링은 부직포에 필름이 열융착 코팅되어 있는 구조이며, 시공하고자 하는 관의 내경과 동일하게 제작되어있고, 상기 필름은 폴리에치렌, 폴리프로필렌, 폴리 우레탄의 소재 중의 어느 하나로 되어있으며, 상기 부직포는 폴리에스텔 부직포, 그라스 크로스 부직포 중의 어느 하나로 되어있는 것을 특징으로 하는 필름코팅 부직포 펠트링을 이용한 강관 용접접합부의 부식방지 라이닝공법.
3. 제 1항에 있어서 제 4공정에 사용하는 지지판은 플라스틱판 또는 금속판으로 되어있고, 시공하고자 하는 관의 내경과 동일하게 벤딩(Bending)되어 만들어지고 운반조립이 용이하도록 2등분 또는 4등분으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 필름코팅 부직포 펠트링을 이용한 강관 용접 접합부의 부식방지 라이닝공법.
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