KR101226090B1 - Anti-rust treatment method of the transformer enclosure - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전력 수배전 장치의 핵심 구성요소인 변압기의 표면부식 방지용 방청처리에 관한 것으로, 특히, 깊은 요철의 방열외판 구조를 갖는 변압기의 외표면에 방청 금속을 용사코팅하는 것으로 균질한 방청코팅막을 형성하여 표면부식 억제에 따른 변압기의 수명 연장과 변압기의 방열기능 향상에 따른 변압기의 안정성을 개선하게 되는 변압기 외함의 방청 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an anti-corrosion treatment for preventing corrosion of the surface of a transformer, which is a key component of a power distribution system. In particular, a homogeneous anti-corrosion coating film is formed by spray-coating an anti-rust metal on the outer surface of a transformer having a heat dissipation shell structure of deep unevenness. The present invention relates to a method for preventing corrosion of a transformer enclosure to improve the stability of the transformer by extending the life of the transformer according to the suppression of surface corrosion and improving the heat radiation function of the transformer.
전력수배전 장치의 핵심 구성요소인 변압기는 그 표면에 깊은 요철로 이루어진 방열판으로 둘러 쌓고 있으며, 그 변압기 둘레를 따라 표면 부식이 일어나는 것을 방지하기 위해 변압기 외함을 수지나 금속 등으로 코팅하게 된다.The transformer, a key component of the power distribution system, is surrounded by a heat sink made of deep irregularities on its surface, and the transformer enclosure is coated with resin or metal to prevent surface corrosion from occurring along the perimeter of the transformer.
이렇게 표면 둘레에 방열판이 설치된 변압기는 그 표면 부식방지를 위한 방청 코팅 처리하게 되는데, 이때 변압기 표면의 코팅면을 균질하게 유지하기 어려워 부분적으로 코팅이 불충분한 두께로 이루어지질 수 있다.In this way, the heat sink is installed around the surface of the transformer is subjected to the anti-corrosion coating to prevent the corrosion of the surface, at this time it is difficult to maintain a homogeneous coating surface of the transformer surface may be part of the coating is insufficient thickness.
변압기에서 코팅두께가 불충분할 경우 이 부분에서의 부식이 쉽게 일어나 주변으로 파급되게 되고 이로 인하여 변압기 사고로 이어질 가능성이 매우 높으므로 변압기 제작시 이점 매우 중요하게 점검하고 관리하게 된다.Insufficient coating thickness in the transformer can easily cause corrosion in this area and spread to the surroundings, which is very likely to lead to a transformer accident.
보통 변압기 외함의 기능은 변압기 절연유의 기밀유지 기능과 변압기 내부의 열을 방사하는 방열기능 외에, 변압기 내의 압력발생시 이를 견뎌주는 기계적 강도가 요구된다. 따라서 변압기 외함은 위의 요건을 충족할 수 있는 금속재를 이용하여 제작하게 되는데, 금속재는 공기 중에 노출될 경우 부식이 쉽게 일어나게 되고 그 부식상태가 과다하여 기밀상태가 해제될 경우 그곳으로 절연유가 유출되어 대형 변압기 사고가 발생할 수 있다.In general, the function of the transformer enclosure requires a mechanical strength to withstand the pressure in the transformer, in addition to the airtight function of the transformer insulating oil and heat radiation to radiate heat inside the transformer. Therefore, the transformer enclosure is made of a metal material that can satisfy the above requirements, the metal material is easily corroded when exposed to the air, and when the airtight state is released due to the excessive corrosion state, the insulating oil spills there. Large transformer accidents can occur.
이러한 변압기 외함의 부식문제를 최소화하고 수명을 연장시키기 위해 변압기 외함을 아연도금 철판으로 제작하고 있다. 필요에 따라서는 변압기의 외함 중 가장 부식하기 쉬운 방열기 부분만 용융아연 도금처리하는 경우도 있다.In order to minimize the corrosion problem of the transformer enclosure and extend its life, the transformer enclosure is made of galvanized iron plate. If necessary, hot dip galvanizing may be used for only the radiator portion of the transformer enclosure that is most easily corroded.
최근에는 변압기의 부식 문제를 해결하기 위하여 변압기 외함을 스테인레스 스틸로 제작하는 방안과 용융 아연 도금판으로 제작하는 방안이 제안된 바 있으나, 복잡한 변압기 외함구조와 함께 스테인레스 스틸 및 아연도금강판의 두께가 박판인 관계로 인하여 용융아연 도금시 고온으로 인한 구조 전체의 균열 및 비틀림 문제와 도금과정에서 아연철 합금으로 인해 취성이 강하여져 심한 균열 등 문제를 일으킬 수 있다는 단점이 노출되기도 한다.Recently, in order to solve the corrosion problem of the transformer, a method of manufacturing a transformer enclosure made of stainless steel and a hot dip galvanized sheet has been proposed, but the thickness of the stainless steel and galvanized steel sheets together with a complicated transformer enclosure structure Due to the phosphorus relationship, there are also some disadvantages such as cracking and torsional problems of the whole structure due to high temperature during hot dip galvanizing and brittleness due to zinc iron alloy in the plating process, which may cause severe cracking.
특히 전체적으로 변압기 외함을 차폐 피막형의 기존도장방법으로 외부의 부식요인으로부터 차단하여 녹 발생을 방지하는 것은 이론상 가능하더라도 실제 적용상 다음과 같은 문제로 인하여 적용이 어렵다. 즉, 변압기 형상의 복잡성과 더불어 변형문제로 인해 변압기 표면의 불순물제거가 곤란하여 높은 도장 접착력을 얻을 수 없고 도료의 도포두께를 균질하게 유지하는 것이 쉽지 않다.In particular, it is difficult to apply the transformer enclosure to the existing coating method of the shielded coating type to prevent rust from being prevented from corrosion by external corrosion factors due to the following problems. That is, it is difficult to remove impurities on the surface of the transformer due to the deformation of the transformer and the complexity of the transformer, so that it is difficult to obtain high paint adhesion and to maintain a uniform coating thickness of the paint.
게다가, 기존의 분체도장 처리공정에서 분체 도포후에 열경화 과정에서 분체가 일단 용융점까지 온도가 상승하여 분체간의 응 집피막을 형성하게 되는데, 이때 끝이 예각을 이루는 모서리 부위 등에서는 용융 수지의 흘러내림 현상이 발생하여 요구하는 피막두께에 훨씬 못 미치는 결과를 가져오므로 이러한 취약부분에서는 필연적으로 녹이 발생하게 된다.In addition, in the conventional powder coating process, after the powder is applied, the temperature of the powder rises to the melting point once in the thermosetting process, thereby forming a cohesive film between the powders. As phenomena occur and result in far less than the required film thickness, inevitably rust occurs in these weak areas.
이와 같은 문제점들은 선발명 특허 제10-0744156호, 아연 피막제를 이용한 변압기 외함의 방청 방법을 통해서 해결하고 있다.These problems are solved through the invention patent method No. 10-0744156, the antirust method of the transformer enclosure using a zinc coating agent.
선발명 특허 제10-0744156호는 복잡한 구조와 도포하기가 어려운 후미진 부분을 많이 갖고 있는 변압기 외함에 적용하기에 용이하고 음극보호기능으로 철재를 보호함과 동시에 차폐피막을 형성하여 모재를 이중으로 보호해줄 수 있는 금속의 부식방지 코팅제로서의 고순도, 고함량의 아연피막제를 이용하여 변압기의 외함을 방청하는 방법을 제시하고 있으며, 더불어, 손상을 가진 도막에서도 희생부식기능 등의 강력한 내부식성을 가지며 외함의 제조단가를 낮출 수 있고 철의 온도 팽창율과 거의 같아 용융아연도금시 아연철 합금 등에 취성부분의 발생을 방지할 수 있는 방법을 제시하고 있다.Patent No. 10-0744156 is easy to apply to a transformer enclosure having a complicated structure and a lot of trailing parts that are difficult to apply, and protects the steel with a cathode protection function and simultaneously forms a shielding film to double the base material. It suggests how to rust-proof transformer's enclosure by using high purity and high zinc coating as corrosion protection coating of metal, and also has strong corrosion resistance such as sacrificial corrosion function even in damaged coating. It is possible to reduce the manufacturing cost of and is almost equal to the temperature expansion rate of iron, suggesting a method for preventing the occurrence of brittle parts in the zinc iron alloy during hot dip galvanizing.
그 기술내용을 보면, 금속의 부식방지 코팅제로서의 고순도, 고함량의 아연피막제를 이용하는 변압기 외함의 방청방법으로, 변압기의 외함의 표면처리로서 각형이고 1,000 ~ 1,190 ㎛의 크기를 갖는 규사 또는 금강사의 작은 입자를 함께 분사하여 앵커패턴이 각형으로 형성되게 샌드브라스트 처리하는 단계; 희석제를 아연피막제 전체에 대해 10중량%로 첨가하여 점도를 포드컵 4번으로 15 ~ 50초 되게 조정하고, 도전성 첨가제와 이소부탄올을 각각 전체에 대해 2중량%를 첨가한 후 고유저항치는 1 ~ 500MΩ·cm가 되게 하여 에어리스 스프레이로 피도체와의 거리를250 ~ 300 mm를 유지한 상태에서 적어도 8만 볼트 내지 9만 볼트 범위의 전압하에서 변압기 외함에 대해 정전 도장을 실시하고 방열판과 판 사이는 전기를 차단하고 폴건을 이용하여 도포하는 단계; 및 상도로서 2액형 세라믹 콤포지트 에폭시 코팅제인 세라믹 도료를 200 ~ 400 ㎛의 두께로 반복해서 도포하고 20 ~ 25℃에서 18 시간 내지 48시간 동안 경화시키는 단계를 실행하고 있다.The technical content of the present invention is a method of rust prevention of transformer enclosures using a high purity and high zinc coating as a metal anti-corrosion coating, and is a small type of silica sand or diamond steel having a square shape and a size of 1,000 to 1,190 μm as a surface treatment of the transformer enclosure. Sandblasting the particles together to form an anchor pattern in a square shape; Diluent is added in 10% by weight of the total zinc coating agent to adjust the viscosity to 15 to 50 seconds with the Pod Cup No. 4, 2% by weight of the conductive additive and isobutanol are added to the total, respectively, and the resistivity is 1 ~. Apply 500MΩ · cm and apply electrostatic painting to the transformer enclosure under a voltage ranging from 80,000 volts to 90,000 volts with airless spray to maintain the distance from the conductor to 250 to 300 mm. Cutting off electricity and applying with a pole gun; And repeatedly applying the ceramic paint, which is a two-component ceramic composite epoxy coating agent, to a thickness of 200 to 400 μm as a top coat and curing at 20 to 25 ° C. for 18 to 48 hours.
이로 인하여 일상적인 장소는 물론 염해지역 및 해안가에 설치된 변압기 외함의 부식으로 인한 절연유 누출시의 환경오염을 방지할 수 있고, 변압기의 내부식성으로 인하여 산화를 억제하고, 교체 주기를 연장함으로써 교체비용을 대폭적으로 절감할 수 있는 효과가 있음을 발표하고 있다.This prevents environmental pollution in case of leakage of insulating oil due to corrosion of transformer enclosures installed in not only ordinary places but also salt areas and seasides, and prevents oxidation by prolonging replacement cycles by suppressing oxidation due to the corrosion resistance of transformers. It is announced that there is a significant savings effect.
그러나 위와 같은 기존의 선발명 특허기술에 따를 경우, 정전도장을 실시하기 위한 분위기 유지와 함께 희석재, 도전성 첨가제, 이소부탄올 등 복잡한 소요재가 필요하게 되고, 최종적으로 에폭시를 이용한 표면보호용 탑코팅을 추가로 실시해야 하므로 작업과정이 복잡하여 변압기의 생산성에 있어 불이익이 따르게 된다.However, in accordance with the existing patented prior art as described above, a complex material such as diluent, conductive additive, isobutanol, etc. is required along with maintaining the atmosphere for electrostatic coating, and finally, a top coating for surface protection using epoxy is added. Since the work process is complicated, the productivity of the transformer is disadvantageous.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명의 목적은 깊은 요철의 방열 외판 구조를 갖는 변압기의 외 표면에 방청 금속을 용사 코팅하는 것으로 균질한 방청 코팅막을 형성하여 표면부식 억제에 따른 변압기의 수명 연장과 변압기의 방열기능 향상에 따른 변압기의 안정성을 개선하게 되는 변압기 외함의 방청 처리 방법을 제공하는 데 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, the object of the present invention is to form a homogeneous anti-corrosive coating film on the outer surface of the transformer having a heat dissipation shell structure of deep uneven surface to form a homogeneous anti-corrosion coating surface corrosion The present invention provides a method for preventing corrosion of a transformer enclosure that improves the stability of a transformer by extending the life of the transformer and suppressing the heat radiation of the transformer.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 변압기 외함의 방청 처리 방법은 금속판재를 가공하여 방열용 요철판이 마련된 변압기 외함을 완성하는 단계와, 완성된 변압기 외함의 표면을 세척하는 단계와, 세척된 변압기 외함을 회전 지그에 장착한 후 내부식성 및 고 열전도성의 금속을 용사장치를 이용하여 회전하는 변압기의 외함에 용사 코팅하여 방청 도막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The anti-rust treatment method of the transformer enclosure of the present invention for achieving the above object is a step of completing a transformer enclosure provided with a heat dissipation plate by processing a metal plate, and washing the surface of the completed transformer enclosure, and the washed transformer After mounting the enclosure to the rotary jig characterized in that it comprises the step of thermally coating the corrosion-resistant and high thermal conductivity of the metal to the spray of the transformer by rotating the thermal spraying coating to form an anti-corrosion coating film.
본 발명에 따른 변압기 외함의 방청 처리 방법은 깊은 요철의 방열외판 구조를 갖는 변압기의 외 표면에 방청 금속을 용사 코팅함으로써 균질한 방청 코팅막을 형성하여 표면부식 억제에 따른 변압기의 수명 연장과 변압기의 방열기능 향상에 따른 변압기의 안정성을 개선할 수 있게 된다.The antirust treatment method of the transformer enclosure according to the present invention forms a homogeneous antirust coating film by thermally coating an antirust metal on the outer surface of a transformer having a deep heat dissipation shell structure of deep unevenness, thereby extending the life of the transformer and suppressing heat dissipation due to surface corrosion inhibition. It is possible to improve the stability of the transformer according to the improved function.
또한 본 발명은 변압기 외함 별로 그 고유의 방청특성 또는 전도도특성을 변경시키고자 할 경우 간단히 용사 코팅재만 바꾸어 주면 되므로 다양한 특성을 갖는 변압기 손쉽게 제작할 수 있다.In addition, the present invention can easily manufacture a transformer having a variety of properties because if you want to change its own anti-rust properties or conductivity properties for each transformer enclosure simply by changing the spray coating material.
또한 본 발명에 따른 변압기 외함의 방청용 금속 용사 코팅 방법은 방청도막의 두께 조절이 용이하고 요철이 깊은 방열부에 대해서도 고른 분포의 방청도막을 형성할 수 있다.In addition, the metal spray coating method for the rust prevention of the transformer enclosure according to the present invention can easily control the thickness of the rustproof coating and can form an even distribution of the rustproof coating even in the heat dissipation deep.
또한 본 발명에 따른 변압기 외함의 방청용 금속 용사코팅 방법은 변압기 외함의 방청도막 형성공정을 극단적으로 단순화시키므로 방청기능을 갖는 변압기 외함 제품의 제조원가를 절감시킬 수 있게 된다.In addition, the metal spray coating method for rust prevention of the transformer enclosure according to the present invention greatly simplifies the formation process of the rustproof coating of the transformer enclosure, thereby reducing the manufacturing cost of the transformer enclosure product having a rust prevention function.
도 1은 본 발명에 따른 변압기 외함의 방청 처리 설비의 블록구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 변압기 외함의 방청 처리 방법의 과정 설명도이다.1 is a block diagram of a rust prevention treatment facility of a transformer enclosure according to the present invention.
2 is a process explanatory diagram of a method for preventing corrosion of a transformer enclosure according to the present invention.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 변압기 외함의 방청 처리 설비의 블록구성도로서, 용사장치(14)에 직류전원을 투입하여 용사용 금속선재(15)의 종단부에서 아크가 일어나 해당 선재가 용융되게 하고 이렇게 용융된 금속물은 용사장치(14)의 노즐을 통해 전방의 변압기 외함의 표면에 분사 용착되게 구성하고 있다.1 is a block diagram of a rust preventive treatment facility for a transformer enclosure according to the present invention, in which a DC power is input to a
이를 구체적으로 살펴보면, 와이어릴로부터 공급되는 용사용 금속선재(15)는 선재 공급기(도시생략)내의 구동롤러에 의해 각각의 도관(도시생략)에 안내되게 구성하고, 이렇게 도관을 따라 안내된 용사용 금속선재(15)는 그 도관의 단부에서 노출되어 근접 위치하게 구성하여 여기에서 이들 도관을 통해 공급되는 +,-극성의 직류전류에 의해 아크(19)가 일어나게 구성하고 있다.Specifically, the thermal
이후, 아크의 발생에 의해 용융된 금속선재는 고압노즐을 통해 회전하는 전방의 변압기 외함에 스프레이 되어 변압기 외함 전체가 금속으로 코팅되게 된다.Then, the molten metal wire by the generation of the arc is sprayed on the transformer enclosure in front of the rotating through the high-pressure nozzle to coat the entire transformer enclosure with metal.
용사용 금속선재(15)를 용융시켜 분사시키는 용사장치(14)는 용사장치 드라이버(12)를 거친 콘트롤러(11) 조작자의 제어값 또는 자동프로그램 제어값에 따른 작동하게 구성한다. 특히, 상기 콘트롤러(11)는 드라이버(12)를 거쳐 출력되는 용사장치(14)의 용융속도 및 분사세기 등의 구동값에 연동하여 변압기 외함을 회전시키는 모터블록(13)의 회전속도를 제어하도록 구성한다.The
상기 콘트롤러(11)에는 변압기 외함의 방청용 금속 용사속도 및 용사금속의 피착두께 등을 결정하고 제어하는 자동 용사제어값 프로그램과 원격제어를 위한 컴퓨터(10)를 결합시켜 구성한다.The
이와 같은 장치를 이용한 변압기 외함의 방청용 금속도막 형성과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Referring to the formation process of the anti-rust metal coating film of the transformer enclosure using such a device in detail.
도 2는 본 발명에 따른 변압기 외함의 방청용 금속도막 형성방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다.2 is a process flowchart illustrating a method of forming a metal coating film for preventing corrosion of a transformer enclosure according to the present invention.
여기에서 참고되는 바와 같이, 먼저 금속판재를 가공하여 방열용 요철판이 마련된 변압기 외함을 제작 완성한다.As referred to here, first, the metal plate is processed to complete a transformer enclosure provided with a heat dissipation plate.
이후, 완성된 변압기 외함의 표면을 세척한다. 이때 변압기 외함의 표면 세척은 샌드브래스터 기법을 이용하여 변압기 외함에 붙은 불순물들을 제거할 수 있다. 또한 필요에 따라서 상기 샌드브래스팅 세척시 그 샌딩 세기를 조절하는 것으로 변압기 외함의 표면에 미세한 요철을 형성시켜 후속 공정에서의 용융금속의 피착강도를 증진시킬 수도 있다.The surface of the completed transformer enclosure is then cleaned. At this time, the surface cleaning of the transformer enclosure may remove impurities attached to the transformer enclosure by using sandblasting technique. In addition, by adjusting the sanding strength when the sandblasting cleaning, if necessary, fine unevenness may be formed on the surface of the transformer enclosure to increase the deposition strength of the molten metal in subsequent processes.
다음 단계에서는 세척된 변압기 외함을 콘트롤러에 의해 제어되는 모터블록의 회전 지그에 장착하고 이어서 금속 용사장치를 작동시켜 상기 금속용사장치로부터 용사되는 금속이 회전하는 변압기의 외함에 순차 코팅되어 방청도막을 형성하도록 한다. 이때 변압기 외함에 용사되는 금속재는 방청목적의 내부식성과 방열효과가 높은 고 열전도성 특성을 가지는 스테인레스 스틸재, 아연재 등을 이용할 수 있다.In the next step, the cleaned transformer enclosure is mounted on the rotary jig of the motor block controlled by the controller, and then the metal spraying device is operated to sequentially coat the enclosure of the transformer with the metal sprayed from the metal spraying device to form a rustproof coating. Do it. In this case, as the metal material sprayed on the transformer enclosure, stainless steel material and zinc material having high thermal conductivity characteristics having high corrosion resistance and heat dissipation effect can be used.
한편, 상기 변압기 외함의 표면을 세척후 용사코팅 전에 용접촉진용 플럭스재를 사전 도포하는 단계를 더 실시할 수 있다. 이는 변압기 외함에 피착될 방청도막의 피착도를 증진시켜 제품의 내구성을 강화시키게 된다.On the other hand, after cleaning the surface of the transformer enclosure it may be further carried out the step of pre-coating the flux-promoting flux material before the spray coating. This enhances the durability of the product by increasing the adhesion of the anti-corrosion coating film to be deposited on the transformer enclosure.
10 : 컴퓨터 11 : 콘트롤러
12 : 드라이버 13 : 모터블록
14 : 용사장치 15 : 용사용 금속선재10 computer 11: controller
12: driver 13: motor block
14: thermal spraying equipment 15: thermal spray metal wire
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