KR101107305B1 - 케이블 수밀성 시험장치 - Google Patents

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Abstract

케이블에 축방향 및 횡방향으로 힘을 가하며 케이블의 수밀성을 시험할 수 있는 케이블 수밀성 시험장치가 제공된다.
상기 케이블 수밀성 시험장치는: 케이블의 길이방향으로 구비되어 케이블이 내부로 삽입되는 케이블 수용부; 상기 케이블 수용부의 길이방향으로 구비되어 상기 케이블 수용부를 고정하며, 케이블에 축방향 힘이 가해지도록 제공된 축방향 가력유닛; 및 상기 케이블 수용부에 연결되어 상기 케이블 수용부의 내부로 시험액을 공급하는 시험액 공급부;를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 기존에 사용하던 케이블 인장시험기를 활용함으로써 수밀성 전용 시험장치를 별도로 준비할 필요없이 케이블의 수밀성을 시험할 수 있는 개선된 효과를 얻을 수 있다.
케이블, 인장시험, 수밀성, 시험액 공급부

Description

케이블 수밀성 시험장치{APPARATUS FOR TESTING WATER TIGHTNESS OF CABLE}
본 발명은 케이블 수밀성 시험장치에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 케이블에 축방향 및 횡방향으로 힘을 가하며 케이블의 수밀성을 시험할 수 있는 케이블 수밀성 시험장치에 관한 것이다.
케이블은 다수의 강선들이 다발 형태로 마련되어 피복된 것으로서, 이러한 케이블은 건축이나 토목 등 다양한 분야에서 구조용 부재로 널리 사용되고 있다.
따라서, 케이블의 공용 중에는 반복적으로 풍동하중이 작용하기 때문에 케이블의 연결부위인 단부는 시간이 지남에 따라 피복이 찢어지게 되어 강우나 강설 등에 의해 수분이 침투할 가능성이 커지게 된다. 이렇게 케이블의 수밀이 확보되지 못할 경우에는 케이블 내의 강선들이 쉽게 부식하게 되어 케이블의 강성이 유지되지 못하기 때문에 이는 지지하는 구조물의 안전성에 커다란 문제를 발생시킬 수 있다.
이러한 이유로 케이블을 설치하기 전에는 케이블의 수밀성을 시험하는 과정을 통상 거치게 된다. 케이블의 수밀성을 시험하기 위해서는 케이블에 축방향 및 횡방향으로 힘이 동시에 가해져야 하고(축방향 힘은 최대 가력이 대략 0.45GUTS(Guaranteed Ultimate Tensile Strength) 정도로 횡방향 힘에 비해 비교적 매우 큰 힘이 되어야 함), 시험액의 공급이나 온도 조절이 필요하기 때문에 별도의 전용 장치를 제작하여 시험하는 것이 일반적이다.
그러나, 이러한 종래의 케이블 수밀성 시험을 위한 장치는 기존에 케이블 인장시험기가 있는데도 불구하고 별도로 마련되어야 하기 때문에 비용이 증가되고 케이블의 인장시험과 수밀성 시험을 각각 따로 진행해야 하는 등 시험 과정이 번거로워질 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기존에 사용하던 케이블 인장시험기를 활용함으로써 수밀성 전용 시험장치를 별도로 준비할 필요없이 케이블의 수밀성을 시험할 수 있는 케이블 수밀성 시험장치를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 케이블의 길이방향으로 구비되어 케이블이 내부로 삽입되는 케이블 수용부; 상기 케이블 수용부의 길이방향으로 구비되어 상기 케이블 수용부를 고정하며, 케이블에 축방향 힘이 가해지도록 제공된 축방향 가력유닛; 및 상기 케이블 수용부에 연결되어 상기 케이블 수용부의 내부로 시험액을 공급하는 시험액 공급부;를 포함하는 케이블 수밀성 시험장치를 제공한다.
상기 축방향 가력유닛의 일측에 구비되어 케이블에 횡방향 힘이 가해지도록 제공된 횡방향 가력유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 축방향 가력유닛에 구비되어 상기 축방향 가력유닛을 일으켜 세우도록 제공된 기립변위유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 기립변위유닛은: 상기 축방향 가력유닛의 하부에 구비되어 상기 축방향 가력유닛을 밀어올리도록 제공된 기립구동부; 및 상기 축방향 가력유닛의 일측 하부에 힌지 결합된 힌지부;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 케이블 수용부는 양 단부가 밀폐 가능하게 구비된 강재 파이프인 것이 바람직하다.
상기 시험액 공급부에 의해 상기 케이블 수용부의 내부로 공급되는 시험액은 색을 띠며 일정한 온도 범위 내에서 공급되는 염색액인 것이 바람직하다.
상기 축방향 가력유닛은: 상기 케이블 수용부의 중간부를 고정하며, 케이블에 축방향 힘이 가해지도록 제공된 축방향 가력구동부; 상기 축방향 가력구동부를 사이에 두고 구비된 가동블록 및 고정블록;을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 횡방향 가력유닛은: 케이블이 상기 축방향 가력유닛으로부터 노출되는 부위에 구비된 한 쌍의 슬라이딩부; 및 상기 한 쌍의 슬라이딩부 중 어느 하나에 구비된 횡방향 가력구동부;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 기존에 사용하던 케이블 인장시험기를 활용함으로써 수밀성 전용 시험장치를 별도로 준비할 필요없이 케이블의 수밀성을 시험할 수 있다.
또한, 비용이 절감되고 케이블의 인장시험과 수밀성 시험을 하나의 장치에서 진행하기 때문에 시험 과정이 간편해질 수 있다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 케이블 수밀성 시험장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 케이블 수용부(110)와, 축방향 가력유닛(120)과, 횡방향 가력유닛(130)과, 시험액 공급부(140)를 포함한다.
케이블 수용부(110)는 케이블(10)의 길이방향으로 구비되어 케이블(10)이 내부로 삽입되도록 제공된다. 본 발명의 일실시예로서, 케이블 수용부(110)는 양 단부가 밀폐 가능하게 구비된 강재 파이프인 것이 바람직하다. 이에 따라, 케이블 수용부(110)에 케이블(10)이 삽입된 상태에서 시험액 공급부(140)를 통해 케이블 수용부(110)의 내부로 시험액이 공급될 때에 시험액이 외부로 누출되지 않고 케이블 수용부(110)의 내부에 온전히 존재할 수 있고, 케이블 수용부(110)가 축방향 가력유닛(120)에 맞물려 고정될 때에 충분한 강성을 유지할 수 있다.
본 발명의 일실시예로서, 케이블 수용부(110)가 강재 파이프로 마련된 것으로 설명하지만, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 강성이 충분히 보장될 수 있다면 케이블 수용부(110)는 내부에 시험액이 공급되는 상태를 육안으로 확인할 수 있도록 투명한 소재로 마련될 수도 있다.
한편, 케이블 수용부(110)에 삽입되는 케이블(10)은 대략 7개 정도의 강재 소선이 꼬아진 다수의 연선(11)다발이 케이블 외피(13)로 피복되어 마련된다.
축방향 가력유닛(120)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 케이블 수용부(110)의 길이방향으로 구비되어 케이블 수용부(110)를 고정하며, 케이블(10)에 축방향 힘이 가해지도록 제공된다.
본 발명의 일실시예로서, 축방향 가력유닛(120)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 케이블 수용부(110)의 중간부를 고정하며 케이블(10)에 축방향 힘이 가해지도록 제공된 축방향 가력구동부(121)와, 축방향 가력구동부(121)를 사이에 두고 구비 된 가동블록(123) 및 고정블록(125)을 포함할 수 있다.
축방향 가력구동부(121)는 대략 1,000톤 정도까지의 인장력을 가할 수 있는 유공압 실린더로 마련될 수 있고, 가동블록(123)의 하부에는 바퀴가 구비될 수 있다.
이에 따라, 축방향 가력구동부(121)가 가동블록(123)을 밀어내면 가동블록(123)에 연결된 후술할 한 쌍의 슬라이딩부(131)에 앵커헤드(124)에 의해 고정된 케이블(10)의 단부를 밀어내게 됨으로써 케이블(10)에 축방향의 인장력을 가할 수 있다.
횡방향 가력유닛(130)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 축방향 가력유닛(120)의 일측에 구비되어 케이블(10)에 횡방향 힘이 가해지도록 제공된다.
본 발명의 일실시예로서, 횡방향 가력유닛(130)은, 케이블(10)이 축방향 가력유닛(120)으로부터 노출되는 부위, 예컨대 축방향 가력유닛(120)의 가동블록(123) 일측에 구비된 한 쌍의 슬라이딩부(131)와, 한 쌍의 슬라이딩부(131) 중 어느 하나, 예컨대 가장 바깥쪽에 구비된 슬라이딩부(131)에 연결된 횡방향 가력구동부(133)를 포함할 수 있다.
횡방향 가력구동부(133)는 대략 5톤 정도까지의 힘을 가할 수 있는 유공압 실린더로 마련될 수 있고, 한 쌍의 슬라이딩부(131) 사이에는 윤활유가 공급될 수 있다.
이에 따라, 횡방향 가력구동부(133)가 연결된 슬라이딩부(131)를 주기적으로 밀고 당기면서 다른 슬라이딩부(131)에 대해 상대 슬라이딩되도록 구동하면 앵커헤 드(124)에 의해 고정된 케이블(10)의 단부에는 횡방향의 힘이 작용하게 되어 고정블록(125) 측으로 연장된 케이블(10)의 타측 단부가 앵커헤드(124) 측의 케이블(10) 단부에 대해 일정 범위 내에서 반복적으로 회동변위를 일으키도록 할 수 있다. 이는 고정블록(125) 측으로 연장된 케이블(10)의 타측 단부가 케이블(10)이 설치된 후 공용 중에 구조적으로 가장 중요한 지점이 되기 때문이다.
시험액 공급부(140)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 케이블 수용부(110)에 연결되어 케이블 수용부(110)의 내부로 시험액을 공급한다.
본 발명의 일실시예로서, 시험액 공급부(140)에 의해 케이블 수용부(110)의 내부로 공급되는 시험액은 색을 띠며 일정한 온도 범위 내에서 공급되는 염색액인 것이 바람직하다.
이에 따라, 일정한 온도 범위하에서 일정한 기간동안 케이블(10)에 축방향 및 횡방향으로 힘을 지속적으로 가한 후에 케이블(10)의 내부로 염색액이 침투되는 지의 여부를 확인함으로써 케이블(10)의 수밀성을 시험할 수 있다. 이러한 케이블(10)의 수밀성 시험은 대략 20일 정도의 기간동안 수행되며, 이때 공급되는 염색액의 온도 범위는 대략 20℃~70℃ 정도이다. 염색액의 온도는 일정하게 유지되는 것이 아니라 일정한 온도 범위 이내에서 반복적으로 가변될 수 있는데, 대략 8번 정도의 순환주기를 가질 수 있다. 이렇게 염색액의 온도를 일정한 범위 안에서 주기적으로 가변시키는 이유는 보다 가혹한 시험 환경조건하에서 케이블(10)의 수밀성을 보다 엄밀히 수행하기 위해서이다.
따라서, 도시되지는 않았지만, 시험액 공급부(140)에는 염색액의 온도를 조 절할 수 있는 가열부가 연결될 수 있음은 물론이다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 케이블 수밀성 시험장치(100)는 축방향 가력유닛(120)에 구비되어 축방향 가력유닛(120)을 일으켜 세우도록 제공된 기립변위유닛(150)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
기립변위유닛(150)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 축방향 가력유닛(120)의 하부에 구비되어 축방향 가력유닛(120)을 밀어올리도록 제공된 기립구동부(151)와, 축방향 가력유닛(120)의 일측 하부에 힌지 결합된 힌지부(153)를 포함한다.
본 발명의 일실시예로서, 기립구동부(151)는 축방향 가력구동부(121)의 하부에 연결된 유공압 실린더로 마련될 수 있으며, 힌지부(153)는 축방향 가력유닛(120)의 고정블록(125)의 하부에 힌지 결합될 수 있다.
이에 따라, 기립구동부(151)가 축방향 가력구동부(121)를 밀어올려 상승시키면 축방향 가력유닛(120)은 힌지부(153)를 기준으로 회전되어 경사지게 일으켜 세워질 수 있게 됨으로써 시험액 공급부(140)를 통해 케이블 수용부(110)로 공급된 염색액(C)은 고정블록(125) 측으로 연장된 케이블(10)의 타측 단부를 향해 흘러 내려가 케이블 수용부(110) 내에 채워질 수 있다. 이는 상술한 바와 같이, 고정블록(125) 측으로 연장된 케이블(10)의 타측 단부가 케이블(10)이 설치된 후 공용 중에 구조적으로 가장 중요한 지점이 되기 때문이다.
상술한 축방향 가력유닛(120)은 기존에 사용되던 케이블 인장시험기로서, 본 발명에 따른 케이블 수밀성 시험장치(100)는 기존의 케이블 인장시험기에 케이블 수용부(110), 횡방향 가력유닛(130), 시험액 공급부(140) 및 기립변위유닛(150)을 더 구비한 것이다.
이에 따라, 기존에 사용하던 케이블 인장시험기를 활용함으로써 수밀성 전용 시험장치를 별도로 준비할 필요없이 케이블의 수밀성을 시험할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 케이블 수밀성 시험장치(100)를 통하여 케이블(10)의 수밀성을 시험하는 과정을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 축방향 가력유닛(120)이 수평으로 놓인 상태에서 케이블 수용부(110)를 고정시키고, 케이블 수용부(110)의 내부로 케이블(10)을 삽입한다. 이때, 케이블 수용부(110)에는 강연선(11)을 포함한 케이블(10)이 삽입될 수 있다.
다음에, 가동블록(123) 측의 케이블(10) 단부를 앵커헤드(124)로 고정시킨다. 이때, 케이블(10)에 약간의 프리스트레싱(prestressing) 인장력을 가하여 케이블(10)의 강연선(11)을 웨지(wedge) 고정시킨다.
그리고, 기립변위유닛(150)의 기립구동부(151)를 구동하여 축방향 가력유닛(120)이 대략 30°정도의 경사도를 갖도록 축방향 가력유닛(120)을 일으켜 세운다. 이 상태에서 시험액(C)이 케이블 수용부(110)의 소정 높이까지 채워지도록 시험액 공급부(140)를 통하여 케이블 수용부(110)의 내부로 시험액(C)을 공급한다.
정해진 하중 범위 내에서 케이블(10)에 축방향 및 횡방향으로 힘이 반복적으로 가해지도록 축방향 가력유닛(120)의 축방향 가력구동부(121)를 구동하고, 횡방향 가력유닛(130)의 횡방향 가력구동부(133)를 구동한다. 이러한 가력은 대략 20일 정도의 기간동안 수차례에 걸쳐 반복적으로 수행될 수 있다.
마지막으로, 가력이 종료된 후에 기립구동부(151)를 구동하여 축방향 가력유닛(120)이 다시 수평으로 놓여지도록 하고, 케이블 수용부(110)를 축방향 가력유닛(120)으로부터 분리해 내며, 케이블(10)을 케이블 수용부(110)에서 꺼낸 뒤, 케이블(10)의 외피(13)를 길이 방향으로 절단하여 외피(13) 안쪽으로 시험액, 즉 염색액이 침투했는지의 여부를 확인한다.
이에 본 발명에 따르면, 기존에 사용하던 케이블 인장시험기를 활용함으로써 수밀성 전용 시험장치를 별도로 준비할 필요없이 케이블의 수밀성을 시험할 수 있고, 비용이 절감되며, 케이블의 인장시험과 수밀성 시험을 하나의 장치에서 진행하기 때문에 시험 과정이 간편해질 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 케이블 수밀성 시험장치의 구성도,
도 2는 도 1의 케이블 수밀성 시험장치를 일으켜 세운 상태를 나타낸 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110: 케이블 수용부 120: 축방향 가력유닛
121: 축방향 가력구동부 123: 가동블록
124: 앵커헤드 125: 고정블록
130: 횡방향 가력유닛 131: 슬라이딩부
133: 횡방향 가력구동부 140: 시험액 공급부
150: 기립변위유닛 151: 기립구동부
153: 힌지부

Claims (8)

  1. 케이블의 길이방향으로 구비되어 케이블이 내부로 삽입되는 케이블 수용부;
    상기 케이블 수용부의 길이방향으로 구비되어 상기 케이블 수용부를 고정하며, 케이블에 축방향 힘이 가해지도록 제공된 축방향 가력유닛; 및
    상기 케이블 수용부에 연결되어 상기 케이블 수용부의 내부로 시험액을 공급하는 시험액 공급부;
    를 포함하는 케이블 수밀성 시험장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 축방향 가력유닛의 일측에 구비되어 케이블에 횡방향 힘이 가해지도록 제공된 횡방향 가력유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 수밀성 시험장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 축방향 가력유닛에 구비되어 상기 축방향 가력유닛을 일으켜 세우도록 제공된 기립변위유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 수밀성 시험장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기립변위유닛은:
    상기 축방향 가력유닛의 하부에 구비되어 상기 축방향 가력유닛을 밀어올리도록 제공된 기립구동부; 및
    상기 축방향 가력유닛의 일측 하부에 힌지 결합된 힌지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 수밀성 시험장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 케이블 수용부는 양 단부가 밀폐 가능하게 구비된 강재 파이프인 것을 특징으로 하는 케이블 수밀성 시험장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 시험액 공급부에 의해 상기 케이블 수용부의 내부로 공급되는 시험액은 색을 띠며 일정한 온도 범위 내에서 공급되는 염색액인 것을 특징으로 하는 케이블 수밀성 시험장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축방향 가력유닛은:
    상기 케이블 수용부의 중간부를 고정하며, 케이블에 축방향 힘이 가해지도록 제공된 축방향 가력구동부;
    상기 축방향 가력구동부를 사이에 두고 구비된 가동블록 및 고정블록;을 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 수밀성 시험장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 횡방향 가력유닛은:
    케이블이 상기 축방향 가력유닛으로부터 노출되는 부위에 구비된 한 쌍의 슬라이딩부; 및
    상기 한 쌍의 슬라이딩부 중 어느 하나에 구비된 횡방향 가력구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 수밀성 시험장치.
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