KR100988068B1 - 가스관의 가스누출 시 보수방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

가스관에서 가스누출이 발생하였을 경우 가스를 정상적으로 공급하면서 가스누출 부분을 보수할 수 있는 가스관의 가스누출차단 시 보수방법을 제공하기 위하여, 가스를 공급하는 가스관이 서로 연결된 플랜지부위에서 가스누출이 발생할 경우의 보수 방법으로서, 가스관을 서로 연결하는 플랜지부에 결합된 볼트를 새로운 것으로 교체하면서 플랜지부 양쪽면으로 각각의 어댑터를 설치하는 공정과, 상기 플랜지부들 사이에 개재된 개스켓 외측으로 감겨져 플랜지부들 사이를 완전히 밀폐시키는 보강부재를 설치하는 공정과, 상기 어댑터를 통하여 개스켓 외측으로 실링재를 주입하여 개스켓 외측으로 새로운 보강 실링층을 형성하는 실링재 주입공정을 포함하는 가스관의 가스누출차단 보수방법을 제공한다.

또한 본 발명은, 일측단에 플랜지부가 각각 형성된 복수개의 가스관을 플랜지부를 서로 마주보도록 하여 플랜지부들 사이에 개스켓 또는 절연 개스켓을 개재한 상태로 연결한 가스관의 연결부위에서 가스가 누출될 경우 누출을 차단하는 보수장치로서, 상기 개스켓 또는 절연 개스켓의 외측면에는 가스의 누출을 차단시키는 보강 실링층이 더욱 형성된 가스관의 누출차단 보수장치를 제공한다.

가스관, 가스누출, 실링재, 보강실링층, 보강부재, 동선

Description

가스관의 가스누출 시 보수방법 및 그 장치{METHOD FOR REPAIRING AT GAS LEAKAGE INTERCEPTION IN GAS PIPING AND STRUCTURE THE SAME}

본 발명은 가스관의 가스누출 시 보수 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가스관에서 가스누출이 발생하였을 경우 가스를 정상적으로 공급하면서 가스누출 부분을 보수할 수 있는 가스관의 가스누출차단 시 보수방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 가정이나 건물 등에서 사용되는 LNG(액화천연가스)(이하 가스로 표기함)가스는 LNG기지에서 메인 배관을 통하여 약 70㎏/㎤의 압력으로 공급하고, 이를 각 지역에 설치되어 있는 정압기(Governor Station)에서 공급압력을 약 10㎏/㎤의 정도로 낮춰 각 도시가스 회사로 보낸다. 그리고 도시가스 회사에서 정압기를 통하여 압력을 약 4~5㎏/㎤ 정도로 다시 낮춰 공급하면 각 가정에서는 약 300mm H₂O 압력으로 공급된다.

이와 같은 가스의 공급은 가스 배관을 통하여 공급되는데, 가스관은 일정구간 마다 플랜지로 서로 연결하여 설치되며, 대부분의 경우 도시가스 배관은 지하에 매설되어 있고 각 지점마다 또는 일정한 거리마다 수많은 차단밸브가 설치되며, 차단밸브가 설치되는 곳은 피트(Pit)나 맨홀(Manhole)이 형성된다.

차단밸브의 설치를 위하여 파이프의 일측단에 플랜지를 각각 설치하고, 밸브의 양쪽에도 이와 동일한 플랜지를 설치하여 이들 플랜지 사이에 개스켓(Gasket)을 끼운 상태로 플랜지를 연결하여 밸브를 설치한다.

그러나 이와 같은 가스관은 토압, 개스켓의 물성변화, 계절의 온도변화에 의한 신축작용 등으로 연결부위로 가스가 누출될 수 있는데, 이렇게 가스가 누출되면 가스폭발로 이어질 수 있으므로 신속하게 누출부위를 보수해야만 한다.

가스가 누출될 경우 종래의 보수방법은, 가스누출부위를 확인한 다음 밸브를 닫아 가스의 공급을 중지시키고, 가스배관 내부에 질소(N₂)가스를 투입하여 퍼지(Purge)시키면서 가스를 연소시킨다.

그리고 배관을 산소 등으로 절단하거나 또는 밸브를 해체 한 후, 개스켓을 제거하고 새로운 개스켓으로 교체하고 밸브를 가스관에 다시 연결하거나 용접으로 연결한다.

그러나 이와 같은 작업은 가스공급을 중지한 상태로 작업을 하게되므로 가스 사용자들에게 불편함을 주며, 작업이 번거롭고 작업시간이 많이 소요된다.

또한 퍼지 작업 시 배출된 가스가 완전히 연소되지 않을 경우 폭발사고가 발생될 수 있으며, LNG는 주성분이 메탄(CH₄)이므로 작업자들이 질식할 수도 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가스공급을 차단하지 않은 상태로 가스누출 부분을 신속하고 용이하게 보수할 수 있도록 이루어진 가스관의 가스누출 시 보수방법 및 그 구조를 제공하는데 있다.

본 발명이 제안하는 가스관의 가스누출 시 보수방법은,

가스를 공급하는 가스관이 서로 연결된 플랜지부위에서 가스누출이 발생할 경우의 보수 방법으로서,

가스관을 서로 연결하는 플랜지부에 결합된 볼트를 새로운 것으로 교체하면서 플랜지부 양쪽면으로 각각의 어댑터를 설치하는 공정과, 상기 플랜지부들 사이에 개재된 개스켓 외측으로 감겨져 플랜지부들 사이를 완전히 밀폐시키는 보강부재를 설치하는 공정과, 상기 어댑터를 통하여 개스켓 외측으로 실링재를 주입하여 개스켓 외측으로 새로운 보강 실링층을 형성하는 실링재 주입공정을 포함하는 가스관의 가스누출차단 보수방법을 제공한다.

또한 본 발명은, 가스를 공급하는 가스관이 연결된 플랜지부들 사이에 전류가 흐르지 않도록 플랜지부들 사이를 절연하는 절연 개스켓이 설치된 부위에서 가스누출이 발생할 경우의 보수 방법으로서,

가스관을 서로 연결하는 플랜지부에 결합된 볼트를 새로운 것으로 교체하면서 플랜지부 양쪽면으로 각각의 어댑터를 설치하는 공정과, 상기 플랜지부 및 절연 개스켓의 외둘레면을 감싸는 지그를 설치하는 공정과, 상기 어댑터 및 지그를 통하여 절연 개스켓의 측면부 및 절연 개스켓 외측으로 실링제를 주입하여 절연 개스켓 외측으로 새로운 보강 실링층을 형성하는 실링재 주입공정을 포함하는 가스관의 가스누출차단 보수방법을 제공한다.

또한 본 발명은, 일측단에 플랜지부가 각각 형성된 복수개의 가스관을 플랜지부를 서로 마주보도록 하여 플랜지부들 사이에 개스켓 또는 절연 개스켓을 개재한 상태로 연결한 가스관의 연결부위에서 가스가 누출될 경우 누출을 차단하는 보수장치로서,

상기 개스켓 또는 절연 개스켓의 외측면에는 가스의 누출을 차단시키는 보강 실링층이 더욱 형성된 가스관의 누출차단 보수장치를 제공한다.

상기 개스켓이 제공된 플랜지부들 사이에는 개스켓의 외둘레면과 간격을 유지한 상태로 보강부재가 더욱 제공된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 가스관의 가스누출 시 보수방법 및 장치는, 가스공급을 중지하지 않은 상태로 가스를 계속 공급하면서 가스누출 부위를 보수할 수 있어 사용자에게 불편함을 주지 않는다.

또한 가스관을 절단할 필요가 없으므로 보수작업을 빠르고 용이하게 할 수 있고, 또 퍼지 작업이 필요치 않아 폭발사고의 위험성이 없이 작업자들이 안전하게 작업할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 의한 가스관의 가스누출차단 보수방법을 설명하기 위한 가스관의 연결부위를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시 예에서 누출부를 보수하기 위하여 어댑터를 설치하는 것을 설명하기 위한 사시도이고, 도 3 은 본 발명의 제1실시 예에서 누출부위에 실링제를 주입하기 위하여 어댑터가 설치된 상태의 단면도를 나타낸다.

통상적으로 일반 가정이나 건물 등에서 사용하는 가스(LNG, 액화천연가스)는 가스관(100)을 통하여 공급되며, 이 가스관(100)은 일정한 길이마다 플랜지부(200)로 서로 연결하게 되며, 이 연결부위에는 가스관로의 점검 및 유지보수를 위하여 맨홀이나 피트 등이 설치되고, 그 내부에는 가스관(100)을 개폐하는 밸브(미도시) 등이 설치된다.

상기 플랜지부(200)에는 원주 방향으로 일정한 간격을 유지하며 다수의 홀(210)이 형성되고, 이러한 플랜지부(200)들 사이에는 연결부위의 기밀을 유지하는 개스켓(300)을 개재한 상태로 볼트와 너트로 이루어진 다수의 고정부재(220)를 홀(210)에 체결하는 방법으로 가스관(100)을 연결한다.

이러한 가스관(100)은 대부분이 지중에 매설되는데, 지반의 침하나 온도변화로 인한 가스관로 및 연결부위의 수축과 팽창, 또는 가스관로의 노후 등과 같은 요인으로 인하여 가스누출이 발생될 수 있다.

본 발명은 이와 같은 가스관의 가스누출 발생 시 가스공급을 중지시키지 않 고 가스를 계속 공급하면서 가스누출 부위를 보수할 수 있도록 구성된다.

대부분의 경우 가스누출은 가스관의 연결부위인 플랜지부(200)들 사이에 개재된 개스켓(300)이 시간이 지나면서 물성이 변하여 탄력성이 저하되거나 파손되는 경우에 기인한다.

가스누출이 발생되면, 먼저 가스관의 가스누출 위치를 파악하고 디텍터 등으로 맨홀이나 비트 내부의 누출가스 농도를 확인하여 블로워 등을 이용하여 누출가스를 외부로 배출시킨다.

그 다음 플랜지부(200)들 사이의 틈새간격을 측정하여 이들 사이에 긴밀하게 끼워질 수 있는 보강부재(400)를 마련한다. 이 보강부재(400)는 와이어로 이루어질 수 있으며, 더 바람직하게는 동선(銅線)으로 이루어진 것이 좋은데, 그 이유는 보강부재(400)를 플랜지부(200) 사이에 끼울 때 타격을 가해도 스파크가 발생되지 않아 누출가스가 잔류하여도 가스폭발 가능성을 방지할 수 있기 때문이다.

이렇게 보강부재(400)가 준비되면, 플랜지부(200)에 형성된 홀(210)을 통하여 개스켓(300) 외측으로 실링재를 주입하기 위한 어댑터(500)를 각각의 플랜지부(200) 외측면으로 설치한다.

이를 위하여 플랜지부(200)에 체결된 고정부재(220)를 하나씩 해체하고, 고정부재(220)가 해체된 부분의 홀(210)에 새로운 볼트와 너트로 이루어진 고정부재(510) 중에서 볼트를 끼우고 볼트의 양단부로 어댑터(500)를 삽입하고 너트를 체결하여 플랜지부(200) 양쪽 외측면으로 각각의 어댑터(500)를 설치한다.

이와 같은 방법으로 기존에 체결된 고정부재(220)를 하나씩 해체하면서 새로 운 고정부재(510)로 양쪽으로 각각의 어댑터(500)를 플랜지부(200) 양쪽면으로 각각 설치한다.

이러한 작업 시 교체하고자 하는 고정부재(220)가 조립된 부위의 플랜지부(200)를 클램프(600) 등으로 조인 후에 새로운 고정부재(510)를 체결하면서 어댑터(500)를 설치할 수 있다. 고정부재(220) 교체 시 클램프(600)를 사용하면 고정부재(220)가 해체되었을 때 이 부분의 플랜지부 사이가 벌어지는 것을 방지한다.

어댑터(500)는 중심부가 공간으로 이루어져 고정부재(510)에 끼워질 수 있도록 형성되며 외측면에서 중심부를 관통하여 홀(520)이 뚫린 구조를 갖는다.

상기 홀(520)의 내주면에는 실링재 주입장치와 연결된 실링재 주입구(530)와 연결할 수 있도록 나사부를 형성할 수도 있다.

이렇게 플랜지부(200) 외측면을 따라서 원주 방향으로 다수의 어댑터(500)들이 설치되면, 플랜지부(200)들 사이에 개재된 개스켓(300) 외측으로 보강부재(400)를 감아 고정시켜 플랜지부(200)들 사이의 갭을 완전히 밀폐시킨다.

상기 보강부재(400)는 고정부재(510)를 이루는 볼트에 응력이 가해지지 않도록 약간의 거리를 띄우고서 감아 그 끝단부를 서로 결속하는 방법으로 설치할 수 있다. 이렇게 보강부재(400)를 감으면서 설치할 때 보강부재(400)의 외측면에 치실(Chisel)을 대고서 망치로 타격하여 보강부재(400)를 더욱 치밀하게 설치할 수도 있다. 이때 보강부재(400)는 구리(Copper)로 이루어져 타격을 가해도 스파크가 일어나지 않아 작업공간 내부에 잔류가스가 남아 있어도 폭발 위험성은 없다.

또한 상기 보강부재(400)를 설치할 때 보강부재(400)가 유연해져 설치를 용 이하게 하면서 더욱 치밀하게 설치될 수 있도록 보강부재(400)는 유연성을 갖도록 열처리 된 것이 사용될 수 있다.

이와 같이 보강부재(400)가 설치되면 도 4에서와 같이 어댑터(500)에 형성된 홀(520))에 실링재 주입장치와 연결된 주입구(530)를 연결하여 소정의 압력으로 실링재(700)를 강제로 주입한다.

상기 실링재(700)는 도시가스의 주성분인 메탄(CH₄)가스에 견딜 수 있는 물성을 가진 것이 사용된다. 실링재(700)는 공기와 접촉되어 소정의 시간이 경과하면 경화되는 액상이나 겔 상태의 화합물로 특수하게 제조된 컴파운드 등이 사용될 수 있다.

상기 실링재(700)는 하나의 예로서 쎄라텍코(주)에서 개발한 특수한 실링재가 사용될 수 있는데, 이러한 특수한 실링재의 성분 및 조성비율은 PTFE(Polytetrafluoroetylene) 20%, Antimony Trioxide(Sb₂ O₃) 58%, ZnO(Zinc Oxide) 3%, DoP(Dioctyl Phthalate) 16%, Grease 3%로 구성되어 있으며, 이와 같은 조성에 의하여 실링재는 상온(20ㅀC 이하)에서도 잘 주입 될 수 있으며, 주입 된 후에도 물성변화가 거의 없다.

또한 실링재(700)의 주입순서는 가스누출부위의 반대쪽에서부터 주입하는 것이 바람직하다. 이것은 가스누출부위에서부터 실링재(700)를 주입할 경우 실링재(700)가 가스누출압력에 의하여 주입이 원활하게 이루어지지 않을 수도 있고, 주입성(조밀성)이 떨어지기 때문에 가스누출부위의 반대쪽에서부터 주입하는 것이 좋 다.

실링재(700)가 어댑터(500)의 홀(230)을 통하여 주입되면, 플랜지부(200)들 사이에는 보강부재(400)가 체결되어 있으므로 주입되는 실링재(700)는 플랜지부(200)의 고정부재(510)가 체결된 홀(210)을 따라 흐른 다음 개스켓(300)의 외측면을 따라서 채워진다. 이러한 방법으로 도 4에서 보아 플랜지부(200)의 좌측과 우측에 각각 설치된 어댑터(500)를 통하여 실링재(700)를 각각 주입할 수 있다.

이렇게 가스누출 부분의 반대편 쪽에서부터 실링재(700)를 주입한 후, 인접된 그 다음번의 고정부재에 고정된 어댑터를 통하여 상기와 같은 방법으로 실링재를 주입하면 되는데, 이때 실링재(700) 주입압력은 150~200㎏/㎠ 정도의 압력을 유지하면서 주입하고, 주입 후 압력 게이지의 압력이 떨어지지 않으면 다음 어댑터로 옮겨 실링재를 주입한다. 그리고 주입이 완료된 어댑터(500)의 홀(520)에는 도시되지 않은 플러그로 막아 놓는다.

이와 같은 방법으로 각각의 어댑터(500)를 통하여 실링재(700)를 주입하면 되는데, 최종 주입구인 어댑터(500)에는 다음번 재 작업을 위하여 실링재를 주입하던 주입 밸브를 설치해 두는 것이 바람직하다.

이와 같이 실링재(700)를 주입할 때 보강부재(400)는 실링재(700)의 주입압력을 견뎌내어 실링재(700)가 외부로 유출되는 것을 차단하는 역할을 수행한다.

이와 같은 방법으로 실링재(700)를 개스켓(300) 외둘레면을 감싸도록 주입하게 되는데, 최초 주입후 일정시간이 경과하면서 주입된 순서대로 실링재(700)가 경화되면서 개스켓(300) 외측으로 일정한 두께의 보강 실링층이 형성되므로 가스누출 부위를 폐쇄시켜 가스누출을 멈추게 한다.

그리고 경화된 실링재(700)는 그 외측을 감싸고 있는 보강부재(400)로 인하여 실링재(700)가 가스압력을 받더라도 이를 견고하게 지지하는 역할을 수행한다.

이와 같은 방법으로 가스관의 밸브를 잠그지 않고 가스를 공급하면서 가스누출부위를 완벽하게 보수할 수 있게되며, 이와 같은 작업으로 인하여 가스 사용자에게 불편함을 주지 않으면서 보수작업을 간단하고 빠르게 끝낼 수 있다.

상기한 본 발명의 제1실시 예에서는 가스관로의 플랜지부에 일반적으로 사용되는 개스켓(300)이 제공된 경우를 예로서 설명하였지만, 본 발명의 제2실시 예에서는 개스켓이 절연 개스켓으로 이루어질 경우 가스를 공급하면서 보수하는 것을 설명한다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 제2실시 예를 설명하기 위한 도면으로서, 본 발명의 제2실시 예에서는 상기한 제1실시 예와 비교하여 다른 점만을 설명하고 동일한 부분은 제1실시 예의 설명으로 대치한다.

본 발명의 제2실시 예의 개스켓은 절연 개스켓(350)으로 이루어지며, 이 절연 개스켓(350)은 제1실시 예에 제공된 개스켓(300)에 비하여 두께가 더 두꺼우면서 깨지가 쉬운 베이클라이트 소재로 이루어지고, 플랜지부(200)의 외둘레면과 유사한 높이를 유지하며 설치된다.

이와 같이 플랜지부(200)들 사이로 전류가 흐르지 않도록 절연 개스켓(350)이 설치된 부위에서 가스누출이 발생할 경우, 가스관(100)의 플랜지부(200)에 체결된 고정부재(220)를 새로운 고정부재(510)로 교체하면서 플랜지부(200) 양쪽면으로 어댑터(500)를 각각 설치한다.

그리고 플랜지부(200) 및 절연 개스켓(350)의 외둘레면에 도시되지 않은 스페이서를 설치하고서 그 외측으로 지그(800)를 설치한다. 따라서 지그(800)는 플랜지부(200)와 약간의 간격을 띄우며 설치된다.

상기 지그(800)는 2개의 부재로 이루어지고, 이들 부재는 볼트와 너트로 이루어진 고정부재(810)로 분리 가능하게 조립될 수 있도록 구성된다.

지그(800)에는 원주 방향으로 다수개의 실링재 주입홀(820)이 형성되며, 이 주입홀에는 어댑터(500)가 나사체결 방식으로 체결될 수 있도록 나사부가 형성되어 있다.

이와 같이 지그(800)가 설치되면, 가스누출 부분의 반대편 쪽에서부터 고정부재(510)로 고정된 어탭터(500)를 통하여 실링재(700)를 주입하고, 이와 아울러 그 외측에 설치된 지그(800)의 주입홀(820)을 통하여 실링재(700)를 각각 주입한다.

이렇게 가스누출 부분의 반대편 쪽에서부터 고정부재(510)가 관통되는 홀(210)과 지그(800)의 주입홀(820)을 통하여 실링재(700)를 주입한 후, 인접된 그 다음번의 고정부재에 고정된 어댑터 및 지그의 주입홀을 통하여 실링재를 주입하는 방법으로 작업한다.

이와 같은 방법으로 각각의 어댑터(500) 및 지그(800)의 주입홀(820)을 통하여 실링재(700)를 주입할 때, 지그(800)로 인하여 실링재(700)는 주입압력을 견뎌내어 실링재(700)가 외부로 유출되는 것을 차단하게 된다.

이렇게 실링재(700)를 주입할 때, 최초 주입후 일정시간이 경과하면서 주입된 순서대로 실링재(700)가 경화되면서 절연 개스켓(350) 및 플랜지부(200) 외측 및 고정부재(510)가 삽입된 홀(210)에는 일정한 두께의 보강 실링층이 형성되므로 가스누출부위를 폐쇄시켜 가스누출을 멈추게 한다.

그리고 실링재(700)가 경화되면 지그(800)를 설치된 상태로 그대로 위치시키면 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예가 예시를 목적으로 설명되어 있으나 이에 제한되지는 않으며, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것도 가능하다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 의한 가스관의 가스누출차단 보수방법을 설명하기 위하여 가스관의 연결부위를 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 제1실시 예에 의한 가스관의 가스누출차단 보수방법에 있어서 고정부재를 교체하면서 어댑터를 설치하는 것을 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명의 제1실시 예에 의한 가스관의 가스누출차단 보수방법에 있어서 고정부재 및 어댑터가 설치된 상태의 단면도.

도 4는 본 발명의 제1실시 예에 의한 가스관의 가스누출차단 보수방법을 시행하여 새로운 보강 실링층이 형성된 것을 나타내는 부분확대 단면도.

도 5는 본 발명의 제2실시 예에 의한 가스관의 가스누출차단 보수방법을 설명하기 위하여 가스관의 연결부위를 나타낸 도면.

도 6은 본 발명의 제2실시 예에 의한 가스관의 가스누출차단 보수방법에 있어서 연결부위에 어댑터 및 지그가 설치된 것을 나타내는 사시도.

도 7은 본 발명의 제2실시 예에 의한 가스관의 가스누출차단 보수방법을 시행하여 새로운 보강 실링층이 형성된 것을 나타내는 단면도.

Claims (10)

1. 삭제
2. 가스를 공급하는 가스관이 연결된 플랜지부들 사이에 전류가 흐르지 않도록 플랜지부들 사이를 절연하는 절연 개스켓이 설치된 부위에서 가스누출이 발생할 경우의 보수 방법으로서,

   가스관을 서로 연결하는 플랜지부에 결합된 고정부재를 새로운 것으로 교체하면서 플랜지부 양쪽면으로 각각의 어댑터를 설치하는 공정;

   상기 플랜지부 및 절연 개스켓의 외둘레면을 감싸도록 지그를 설치하는 공정;

   상기 어댑터 및 지그를 통하여 절연 개스켓의 측면부 및 절연 개스켓 외측으 로 실링재를 주입하여 절연 개스켓 외측으로 새로운 보강 실링층을 형성하는 실링재 주입공정;

   을 포함하는 가스관의 가스누출차단 보수방법.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 플랜지부에 결합된 고정부재를 새로운 것으로 교체할 때 플랜지부를 클램프로 조인 후에 작업을 행하는 가스관의 가스누출차단 보수방법.
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 실링재 주입공정은 가스누출부위의 반대쪽에서부터 실링재를 순차적으로 주입하는 가스관의 가스누출차단 보수방법.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제

Images