KR101291256B1 - 액화천연가스 화물창 방벽의 접착 방법 - Google Patents

액화천연가스 화물창 방벽의 접착 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101291256B1
KR101291256B1 KR1020110015220A KR20110015220A KR101291256B1 KR 101291256 B1 KR101291256 B1 KR 101291256B1 KR 1020110015220 A KR1020110015220 A KR 1020110015220A KR 20110015220 A KR20110015220 A KR 20110015220A KR 101291256 B1 KR101291256 B1 KR 101291256B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal foil
adhesive
surface treatment
barrier
adhesive layer
Prior art date
Application number
KR1020110015220A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120095727A (ko
Inventor
방창선
Original Assignee
삼성중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성중공업 주식회사 filed Critical 삼성중공업 주식회사
Priority to KR1020110015220A priority Critical patent/KR101291256B1/ko
Publication of KR20120095727A publication Critical patent/KR20120095727A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101291256B1 publication Critical patent/KR101291256B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J5/00—Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers
    • C09J5/02—Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers involving pretreatment of the surfaces to be joined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/12—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by using adhesives
    • B32B37/1284—Application of adhesive
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J9/00—Adhesives characterised by their physical nature or the effects produced, e.g. glue sticks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34—Methods of heating
    • C21D1/52—Methods of heating with flames
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/28—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases more than one element being applied in one step

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

액화천연가스 화물창 방벽의 접착 방법이 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 화물창 방벽의 접착 방법은 액화천연가스 화물창 방벽으로서 제 1 금속포일과 제 2 금속포일을 접착하되, 제 1 금속포일과 제 2 금속포일에 대해 화염 표면 처리를 진행하여 제 1 금속포일과 제 2 금속포일에 표면 산화층을 형성하는 화염 표면 처리 단계와, 상기 제 1 금속포일과 제 2 금속포일에 형성된 상기 표면 산화층 사이에 접착제층을 형성하는 접착제층 형성 단계를 포함할 수 있다.

Description

액화천연가스 화물창 방벽의 접착 방법{BONDING METHOD FOR BARRIER OF LNG CARGO}
본 발명은 액화천연가스 화물창 시공에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 액화천연가스 화물창 방벽의 접착 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액화천연가스(LNG)는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 섭씨 -163도로 냉각해 그 부피를 6백분의 1로 줄인 무색 투명한 초저온 액체를 말한다.
이러한 액화천연가스를 수송하는 액화천연가스 운반선이나, 액화천연가스를 생산 저장하는 부유식 해상구조물 등은 초저온상태로 액화시킨 액화천연가스를 보관 및 저장할 수 있는 화물창을 구비하고 있다.
이런 액화천연가스 화물창은 일반적으로1차 방벽으로서 코러게이티드 멤브레인 시트를 사용하고, 2차 방벽으로서 금속과 유리섬유로 적층재료[일예로 트리플렉스(triplex)] 또는 금속포일을 사용한다.
예컨대, 2차 방벽으로서 사용되는 트리플렉스는 기본적으로 알루미늄시트의 양면에 유리섬유시트가 접착되어 만들어진 형태로서, 알루미늄시트의 두께나 사용되는 수지에 따라 강성이 상이하게 된다.
이런 트리플렉스에는 RSB(Rigid Secondary Barrier)와, FSB(Flexible Secondary Barrier)와 SRT(Semi Rigid Triplex) 등이 있다.
RSB는 알루미늄시트와 유리섬유시트의 접착 전에 우선적으로 열경화성 수지를 반경화 상태로 유리섬유시트에 함침시켜 프리프레그(prepreg) 상태로 만들어 알루미늄시트와 고온에서 압착하여 제조함에 따라 상대적으로 고강성을 가지고 있어서, 리지드 트리플렉스라고도 호칭된다.
FSB는 유리섬유시트와 접착제 그리고 상대적으로 얇은 알루미늄시트를 사용하여 만든 연성이 있고, 서플 트리플렉스라고도 호칭된다.
SRT는 FSB에 비해 상대적으로 알루미늄시트가 두껍고 연성이 덜한 트리플렉스를 의미한다.
이러한 트리플렉스를 이용한 2차 방벽은 강성이 상이한 2개의 트리플렉스와 에폭시 접착제를 사용하여 본딩 핸드북(Bonding Handbook)에서 규정된 압력, 온도 및 시간에 따라 압착하여 접착함으로써 이루어진다.
그러나, 트리플렉스와 같은 복합재료는 트리플렉스에 함침되어 있는 접착제의 점도가 높을 경우 밀폐 효과를 저하시키는 문제점을 가지고 있다.
특히, 트리플렉스와 같은 복합재료는 반복적인 열하중, 즉 반복적인 열충격을 받을 경우, 유리섬유시트의 내부 보강 섬유와 접착제 수지간의 열팽창 계수 차이로 인하여 균열이 발생되고, 이로 인하여 가스 누설을 야기할 수도 있다.
아울러, 액화천연가스 운반선의 화물창 또는 저장탱크에 액화천연가스를 선적하기 전, 후의 상온에서 초저온으로의 급격한 온도변화에 따라, 트리플렉스들이 수축과 팽창을 반복하게 되고, 그러한 트리플렉스들이 초저온에서 장시간 사용되므로, 트리플렉스들 사이의 접착력이 감소하는 문제점이 발생할 수 있다.
이렇게 트리플렉스들 사이의 접착 강도가 약해지면, 그 사이의 경계면에서 접착 불량부가 발생하고, 이러한 접착 불량부를 통해 가스가 누출될 가능성이 있다.
한편, 2차 방벽은 앞서 언급한 바와 같이 금속포일을 이용하여 구성될 수 있다.
예컨대, 종래 기술에 따른 액화천연가스 운반선 화물창의 단열구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 액화천연가스 운반선의 선체(1) 내측면에 에폭시 매스틱(2)와 스터드 볼트(3)에 의해 부착 고정된 하부 인슐레이션 패널(4)과, 하부 인슐레이션 패널(4)의 상측에 설치된 상부 인슐레이션 패널(5)을 포함한다.
또한, 종래 기술에 따른 액화천연가스 운반선 화물창의 단열구조는 하부 인슐레이션 패널(4)의 사이 공간인 갭 (A)에 삽입 설치되는 글라스 울 재질의 플랫 조인트(6)와, 2차 방벽을 구성하기 위해 상부 인슐레이션 패널(5)과 하부 인슐레이션 패널(4) 사이에 부착 설치되는 제 1 금속포일(7)을 포함한다.
또한, 종래 기술에 따른 액화천연가스 운반선 화물창의 단열구조는 갭(A) 주변의 제 1 금속포일(7)의 상면에 형성되는 접착제층(8)과, 갭(A) 상측으로 위치되고 상기 접착제층(8)을 이용하여 제 1 금속포일(8)에 부착 설치되는 제 2 금속포일(9)을 포함한다.
또한, 종래 기술에 따른 액화천연가스 운반선 화물창의 단열구조는 제 2 금속포일(9)의 상측에 부착 설치되는 탑 브리지 패널(10)과, 상부 인슐레이션 패널(5)과 탑 브리지 패널(10)의 상부의 동일 평면상에 설치되는 코러게이티드 멤브레인 시트(11)를 포함할 수 있다.
그러나, 종래 기술에 따른 액화천연가스 운반선 화물창의 단열구조도 역시 접착제층을 통해 금속포일들이 접합되는 방식이므로, 금속포일의 표면 처리 조건 및 접착 두께 등에 따라 금속포일간 접착력이 영향을 받기 때문에, 금속포일을 사용하여 2차 방벽을 구성함에도 불구하고, 반복적인 열하중에 대한 금속포일의 접착 강도에 대한 신뢰도를 구축하기 매우 어려운 단점을 갖는다.
본 발명의 실시예는 열충격을 고려한 2차 방벽의 표면 처리 방법을 제공하고, 최적화된 접착 두께를 제시하여 열충격에 의한 접착력 감소 문제를 해결할 수 있고, 반복적인 열하중에 대하여도 접착 강도를 확보하여 밀폐력의 향상을 가져올 수 있는 액화천연가스 화물창 방벽의 접착 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화천연가스 화물창 방벽으로서 제 1 금속포일과 제 2 금속포일을 접착하는 방법에 있어서, 상기 제 1 금속포일과 제 2 금속포일에 대해 화염 표면 처리를 진행하여 제 1 금속포일과 제 2 금속포일에 표면 산화층을 형성 및 금속 포일 표면에 남아 있는 압연유 등의 오염물질을 제거하는 화염 표면 처리 단계와, 상기 제 1 금속포일과 제 2 금속포일에 형성된 상기 표면 산화층 사이에 접착제층을 형성하는 접착제층 형성 단계를 포함하는 액화천연가스 화물창 방벽의 접착 방법이 제공될 수 있다.
또한, 화염 표면 처리 단계는, 상기 제 1 금속포일과 제 2 금속포일에 화염 표면 처리를 5초 ~ 10초의 화염 표면 처리 시간 동안 진행하여, 상기 제 1 금속포일과 제 2 금속포일에 상기 표면 산화층을 형성할 수 있다.
또한, 화염 표면 처리 단계는, 화염 표면 처리용 화염원으로서 순수 메탄(pure methane) 또는 프로판(propane) 가스를 사용할 수 있다.
또한, 화염 표면 처리 단계는, 화염 표면 처리 온도를 800도 ~ 1000도로 적용 할 수 있다.
또한, 제 1 금속포일 및 제 2 금속포일은 알루미늄 재질로 이루어지고, 상기 제 1 금속포일 또는 상기 제 2 금속포일의 두께는 0.2 ~ 0.4㎜로 형성될 수 있다.
또한, 제 1 금속포일 및 제 2 금속포일은 스테인레스 재질로 이루어지고, 상기 제 1 금속포일 또는 상기 제 2 금속포일의 두께는 0.1 ~ 0.3㎜로 형성될 수 있다.
또한, 접착제층 형성 단계에서 상기 접착제층의 두께는 0.1 ~ 0.3 mm로 형성될 수 있다.
또한, 접착제층 형성 단계에서는 액상형 접착제 또는 접착 필름을 적용하여 상기 접착제층을 형성할 수 있다.
또한, 접착제층 형성 단계 이후에는 접착지그를 이용하여 상기 제 1 금속포일과 제 2 금속포일을 접착하는 접착 단계가 더 진행될 수 있다.
또한, 접착 단계 이후에는 접착 부위를 검사 및 보수하는 검사 단계가 더 진행될 수 있다.
본 발명의 실시예는 트리플렉스와 같은 복합재료를 사용하지 않으므로, 초저온에서 장시간 사용됨에 따른 트리플렉스들 사이의 접착력이 감소하는 문제, 또는 유리섬유시트의 내부 보강 섬유와 접착제 수지간의 열팽창 계수 차이로 인한 균열 발생 문제 및 가스 누설 문제를 원천적으로 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 반복적인 열충격에도 불구하고 2차 방벽이 요구하는 액밀 및/또는 기밀의 기능을 신뢰성 있게 수행할 수 있는 접착 강도를 발휘할 수 있는 표면 처리 방법과 접착 두께를 제공하여, 금속포일의 접착 강도에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있고, 결과적으로 기체 및/또는 액체가 누설 되지 않는 신뢰성 있는 2차 방벽을 실현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 300회 정도의 반복적인 열충격에도 불구하고 접착 강도가 급격하게 감소되지 않거나 밀폐 특성 변화가 급격하게 이루어지지 않는 뛰어난 기밀 및 액밀 특성을 액화천연가스 화물창의 방벽에게 제공할 수 있는 장점이 있다. 여기서, 300회는 일반적인 액화천연가스 운반선, 또는 액화천연가스를 생산 저장하는 부유식 해상구조물 등의 선박이 20년간 운용되는 조건으로 모사(simulation) 하였을 때 화물창에 가해질 수 있는 정도의 열충격 회수를 의미할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 기존 표면 처리 대비 경제적 또는 기계적 물성 대비 최적화된 표면 처리 조건을 제공할 수 있어서, 비용 측면이나 생산성 측면에 매우 합리적인 접착 방법을 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 제작 및 취급상 손상의 우려를 불식시키고 2차 방벽 시공시 유연성을 확보할 수 있고, 접착 처리를 용이하게 할 수 있는 금속포일의 소재별 최적화된 두께 수치를 제공함으로써, 금속포일의 취급을 용이하게 하면서 2차 방벽의 접착 시공 품질을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 액화천연가스 운반선 화물창의 단열구조를 보인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 화물창 방벽의 접착 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 접착 방법이 적용된 방벽의 분리 단면도이다.
도 4는 금속포일의 표면 처리별 접착 강도를 보인 그래프이다.
도 5는 금속포일의 열하중 회수에 따른 접착 강도를 고려한 접착 두께를 보인 그래프이다.
이하, 첨부한 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 화물창 방벽의 접착 방법에 대하여 상세히 설명하기로 할 수 있다.
이하의 구체적인 실시예는 본 발명에 따른 액화천연가스 화물창 방벽의 접착 방법에 대하여 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 화물창 방벽의 접착 방법의 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 접착 방법이 적용된 방벽의 분리 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 실시예는 액화천연가스 화물창 방벽용 제 1 금속포일과 제 2 금속포일에 대한 화염 표면 처리 단계(S100)와, 제 1 금속포일과 제 2 금속포일의 표면 산화층 사이의 접착제층 형성 단계(S110)와, 접착지그를 이용한 제 1 금속포일과 제 2 금속포일 접착 단계(S120)와, 접착 부위를 검사 및 보수하는 검사 단계(S130)를 포함할 수 있다.
도 2 또는 도 3을 참조하면, 제 1 금속포일(100)과 제 2 금속포일(300)은 액화천연가스 화물창의 방벽, 더욱 상세하게는 2차 방벽으로 형성될 수 있다.
제 1 금속포일(100)에는 화염 표면 처리 단계(S100)에 의해 표면 산화층(101)이 형성되어 있을 수 있다.
제 2 금속포일(300)에도 화염 표면 처리 단계(S100)에 의해 표면 산화층(301)이 형성되어 있을 수 있다.
제 1 금속포일(100)은 인슐레이션 패널(40)에 설치되어 사용될 수 있고, 제 2 금속포일(300)은 접착제층(200)을 개재한 상태로 제 1 금속포일(100)에 접착될 수 있는 것으로 설명될 수 있다.
이런 본 실시예는 상기 단계(S100 ~ S130)를 통해, 구체적이고도 신뢰성 있는 표면 처리 방법 또는 조건을 제시하고, 제 1 금속포일(100)과 제 2 금속포일(300)간 접착제층(200)의 두께에 대한 최적의 범위를 제시함으로써, 반복적인 열충격에도 2차 방벽의 접착 시공 품질을 확보할 수 있다.
일반적으로 인슐레이션 패널(40)의 크기는 1m x 3m 크기를 가짐에 따라, 2차 방벽으로서 시공성과 접착 강도를 종합적으로 고려한 바, 제 1 금속포일(100)과 제 2 금속포일(300)에는 앞서 언급한 화염 표면 처리가 적용되었다.
즉, 일반적인 금속재 표면처리로 사용되는 기계적 처리 방법이나 화학적 처리 방법은 실제로 액화천연가스 화물창 방벽용 제 1 금속포일(100)과 제 2 금속포일(300)과 같이 큰 크기를 갖는 곳에서 전체 표면적을 균일하게 처리하기 매우 어려울 수 있다.
예컨대, 황산 에칭과 같은 화학적 표면처리 방법의 경우 산세조(acid bath)가 필요한데, 1m x 3m 크기보다 작은 일반적인 규모의 산세조로는 상기 제 1 금속포일(100)과 제 2 금속포일(300)에 적용이 힘들기 때문에, 비용측면이나 생산성 측면에 매우 불합리 할 수 있다.
또한, 기계적 처리 방법 중 일반적으로 적용되는 그리트 블라스팅(grit blasting)의 경우에는 그리트(grit)를 강한 압력으로 분사하기 때문에 큰 크기의 제 1 금속포일(100) 또는 제 2 금속포일(300)이 쉽게 변형되거나, 국부적으로 표면 처리 상태의 차이가 발생되고, 또한 표면 전체에 걸쳐 균일한 거칠기(Rz) 깊이를 형성하기 어렵고, 제 1 금속포일 또는 제 2 금속포일에 대한 그리트 블라스팅 조건을 최적화 하는 것이 어렵다.
따라서, 도 2를 참조하면, 본 실시예에서는 비용 측면이나 생산성 측면에 매우 합리적인 제 1 금속포일과 제 2 금속포일에 대한 화염 표면 처리 단계(S100)가 제공될 수 있다.
화염 표면 처리 단계(S100)에서는 금속포일 표면에 화염(flame) 표면 처리를 수행할 수 있는 장비(예: 대형 갠트리 장치에 탑재된 멀티 화염건)를 이용하여, 상대적으로 심플한 장비 구성 및 프로세싱이 가능할 수 있다.
이때, 화염 표면 처리 시간에 따라 반복적인 열충격에 견딜 수 있는 접착 품질을 발휘하기 위한 표면 산화층이 제 1 금속포일과 제 2 금속포일에 생성되거나, 최적의 탄화가 이루어질 수 있는 최적의 시간을 찾는 것이 매우 중요하다.
이를 위해, 본 출원인 관련 종사자 및 발명자들은 일반적인 액화천연가스 운반선, 또는 액화천연가스를 생산 저장하는 부유식 해상구조물 등의 선박이 20년간 운용되는 조건으로 모사(simulation) 하였을 때 화물창에 가해질 수 있는 정도의 열충격 회수가 300회 정도임을 밝혀냈고, 또한, 화염 표면 처리 시간에 따른 표면 성분 분석을 실시하였다.
그 결과, 아래의 [표 1]에서와 같이, 화염 표면 처리 시간별 제 1 금속포일과 제 2 금속포일의 표면 성분을 분석할 수 있었다.
Figure 112011012401295-pat00001
상기, [표 1]에서는 7초에서 탄소와 질소값이 최소값을 가지게 되며, 이때 접착 강도(예: 접착력)이 최대가 될 수 있다.
즉, 화염 표면 처리 단계(S100)는 반복적인 열충격에도 접착 강도의 급격한 감소를 방지하도록, 다른 화염 표면 처리 시간별 성분값에 비해 탄소와 질소값이 최소가 되는 것을 고려한 5초 ~ 10초의 화염 표면 처리 시간 동안 제 1 금속포일과 제 2 금속포일에 화염 표면 처리를 진행하여 제 1 금속포일과 제 2 금속포일에 표면 산화층을 형성시키는 단계일 수 있다.
도 4는 금속포일의 표면 처리별 접착 강도를 보인 그래프이다.
도 4를 참조하면, 금속포일은 앞서 언급한 제 1 금속포일 또는 제 2 금속포일 중 어느 하나를 이용하여 표면 처리별 접착 강도를 보인 그래프일 수 있다.
이때, 화염 표면 처리 온도는 섭씨 800도 ~ 1000도를 적용하였다.
여기서, 비교예로서 표면 처리가 없거나, 사포를 이용한 마모, 그리트 블라스팅, 황산 에칭, 5초 미만(예: 3초간)의 화염 표면 처리 등에 비해, 금속포일에 대한 화염 표면 처리 시간은 5초 ~ 10초일 때 최적화된 접착 강도가 발휘됨을 알 수 있다.
여기서, 최적화된 접착 강도란, 접착 강도와 함께 시공성을 종합적으로 고려한 것일 수 있다.
즉, [표 1], 도 4 및 도 5를 참조하여 검토할 때, 반복적인 열충격에도 접착 강도의 급격한 감소를 방지할 수 있다.
여기서, 다른 화염 표면 처리 시간별 성분값에 비해 탄소와 질소값이 최소가 되는 화염 표면 처리 시간은 5초 ~ 10초인 것으로 확인될 수 있다.
만일, 5초 미만의 화염 표면 처리일 경우, 결과적으로 접착 강도가 저하될 수 있고, 10초 초과의 화염 표면 처리일 경우, 탄소와 질소값이 과도하게 커져서 결과적으로 접착 강도가 역시 저하될 수 있으므로, 상기 5초 ~ 10초의 수치는 일반적인 표면 처리 또는 표면 처리 시간에 비해 월등한 기계적 물성을 발휘할 수 있는 임계적 수치에 해당함이 당연하다.
또한, 800도 ~ 1000도의 화염 표면 처리 온도도 역시, 5초 ~ 10초 내에 최적화된 탄소와 질소값을 갖는 표면 산화층을 형성시킬 수 있는 임계적 수치로 이해될 수 있다.
제 1 금속포일 및 제 2 금속포일은 각각 알루미늄 또는 스테인레스 재질로 이루어질 수 있고, 시공상 취급과 접착 품질 유지를 위한 두께 범위 내에서 선택된 두께와 재질을 갖도록 제작될 수 있다.
예컨대, 제 1 금속포일 및 제 2 금속포일은 알루미늄 재질로 이루어지고, 각각의 제 1 금속포일 또는 제 2 금속포일의 두께는 0.2 ~ 0.4㎜로 형성될 수 있다.
또한, 제 1 금속포일 및 제 2 금속포일은 스테인레스 재질로 이루어지고,
각각의 제 1 금속포일 또는 제 2 금속포일의 두께는 0.1 ~ 0.3㎜로 형성될 수 있다.
이렇게 제 1 금속포일 및 제 2 금속포일의 두께가 각각 미소하지만 차이를 가질 수 있기 때문에, 그 차이에 대응하게 화염 표면 처리 온도와 화염 표면 처리 시간이 각각 적용될 수 있음은 물론이다.
또한, 최적화된 탄소와 질소값을 가질 수 있도록, 화염 표면 처리용 화염원도 그을음이 상대적으로 많이 생기는 부탄(butane)보다, 무미, 무취, 무색의 순수 메탄(pure methane) 또는 프로판(propane) 가스를 사용하는 것이 바람직하다.
도 5는 금속포일의 열하중 회수에 따른 접착 강도를 고려한 접착 두께를 보인 그래프이다.
도 5를 참조하면, 제 1 금속포일과 제 2 금속포일을 부착시키는데 사용되도록, 제 1 금속포일과 제 2 금속포일 사이의 접착제층의 두께와 관련하여 일반적으로 접착 두께가 두꺼울 수록 접착력이 감소하는 연구결과들은 있지만 반복적인 열충격에 의한 접착력 감소를 고려한 접착 두께에 대해서는 정의된 내용이 없는 상황이다.
따라서, 본 실시예에서는 반복적인 열충격(예: 열하중) 시험을 수행하여 최적의 접착제층의 두께를 개시한다.
여기서, 열충격은 액체 질소를 이용하여 -196도와 상온(25도)을 반복적으로 인가하여 극한적인 열 하중을 모사하였다.
이런 열충격 시험 결과, 접착제층의 두께는 0.1 ~ 0.3 mm 에서 선택된 두께일 수 있고, 실험상 최적화된 수치는 0.15 mm임을 알 수 있었다.
즉, 0.15mm 접착 두께시, 300회 열충격까지 점차적으로 접착력이 감소됨을 알 수 있으나, 이에 비해, 두께가 두꺼운 경우(예: 비교예로서 0.5mm 또는 1.0mm), 1회 열충격 만으로 30% ~ 50%이상 접착력이 감소될 수 있음을 확인할 수 있다.
이때, 접착 두께가 0.1mm 미만일 경우, 액상형 접착제를 시공할 때 제 1 금속포일 또는 제 2 금속포일에 액상형 접착제가 균일하게 도포되기 어렵게 될 수 있고, 0.3mm 초과일 경우, 접착 강도가 급격히 저하될 수 있으므로, 상기 0.1 ~ 0.3 mm의 수치도 일반적인 접착제층의 두께에 비해 월등한 기계적 물성을 발휘할 수 있는 임계적 수치에 해당함이 당연하다.
따라서, 도 2 또는 도 3을 참조하면, 제 1 금속포일(100)과 제 2 금속포일(300)의 표면 산화층(101, 301) 사이의 접착제층 형성 단계(S110)에서는 액상형 접착제 또는 접착 필름을 적용하여 상기 언급한 수치의 두께를 갖도록 접착제층(200)이 형성될 수 있다.
여기서, 접착제층(200)이 접착 필름으로 구성되는 경우에는, 접착 필름이 제 1 금속포일(100) 또는 제 2 금속포일(300) 중 어느 하나의 표면 산화층(101, 301)에 부착되고, 보호 필름(도시 안됨)이 접착 필름 상 또는 상기 표면 산화층(101, 301) 중 어느 하나에 설치되어 이물질의 부착을 방지할 수 있다.
또한, 접착제층이 액상형 접착제로 구성되는 경우에는, 액상형 접착제가 제 1 금속포일 또는 제 2 금속포일 중 어느 하나의 표면 산화층에 부착되고, 보호 필름(도시 안됨)이 액상형 접착제 상 또는 상기 표면 산화층(101, 301) 중 어느 하나에 설치되어 이물질의 부착을 방지할 수 있다.
도 2를 참조하면, 접착지그를 이용한 제 1 금속포일과 제 2 금속포일 접착 단계(S120)가 진행될 수 있다.
접착 단계(S120)에서는 제 2 금속포일에 하방향으로 압력을 가할 수 있는 가압수단 및 가압수단의 하부에 설치되는 가열패드를 포함한 접착지그를 이용하여 제 1 금속포일과 제 2 금속포일 사이의 접착제층이 경화됨에 따라, 제 1 금속포일과 제 2 금속포일이 접합될 수 있다.
여기서, 가압수단에는 에어백이 포함될 수 있다. 그리고, 가열패드는 가요성 있는 평판형상을 가질 수 있는 전열코일이나 세라믹 히터와 같은 면상발열체(面像發熱體)를 내장하여 형성될 수 있다.
접착지그에 의해 열 및 압력을 가한지 일정시간이 경과된 후에는, 접착지그는 해체될 수 있다.
이런, 접착 단계(S120) 이후에는 검사 단계(S130)가 진행될 수 있다.
검사 단계(S130)에서는 제 1 금속포일과 제 2 금속포일이 접착제층의 두께 0.1 ~ 0.3 mm 에서 선택된 어느 하나의 두께를 갖도록 접착이 완료되었는지 접착 부위를 검사하고, 오류가 발생시 보수 작업이 더 진행될 수 있고, 오류가 없이 접착 품질을 만족하는 경우, 접착 작업을 완료할 수 있다.
접착 부위 검사는 일반적인 방벽 관련 수리 또는 유지 보수에 관한 기술 규정을 통해 수행될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예는 LNG 화물창의 2차 방벽을 구성함에 있어 제 1 금속포일과 제 2 금속포일을 적용하되, 각 금속포일의 표면이 화염 표면 처리를 적용하고, 이때 화염 표면 처리 시간을 5초 ~ 10초로 최적화하고, 접착시에 사용하는 접착제층의 두께를 0.1mm ~ 0.3mm로 적용하고, 화염 표면 처리용 화염원으로서 순수 메탄 또는 프로판 가스를 사용하고, 화염 표면 처리 온도를 800도 ~ 1000도로 적용하고, 취급 및 시공성 향상을 위해 제 1 금속포일 및 제 2 금속포일이 알루미늄 재질로 이루어질 때 두께 범위 0.2 ~ 0.4㎜에서 선택된 어느 하나의 두께를 각각 가질 수 있고, 제 1 금속포일 및 제 2 금속포일이 스테인레스 재질로 이루어질 때 두께 범위 0.1 ~ 0.3㎜에서 선택된 어느 하나의 두께를 각각 가질 수 있는 액화천연가스 화물창 방벽의 접착 방법을 제공할 수 있다.
이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 제 1 금속포일 101, 301 : 표면 산화층
200 : 접착제층 300 : 제 2 금속포일

Claims (10)

  1. 액화천연가스 화물창 방벽용으로서, 알루미늄 재질일 경우 두께 0.2 ~ 0.4㎜를 갖거나, 스테인레스 재질일 경우, 두께 0.1 ~ 0.3㎜를 갖는 제 1 금속포일과 제 2 금속포일을 접착하는 방법에 있어서,
    상기 제 1 금속포일과 제 2 금속포일에 대해 화염 표면 처리를 진행하여 제 1 금속포일과 제 2 금속포일에 표면 산화층을 형성하는 화염 표면 처리 단계와,
    상기 제 1 금속포일과 제 2 금속포일에 형성된 상기 표면 산화층 사이에 접착제층을 형성하는 접착제층 형성 단계를 포함하고,
    상기 화염 표면 처리 단계는,
    상기 제 1 금속포일과 제 2 금속포일에 대하여 온도 800도 ~ 1000도, 시간 5초 ~ 10초의 화염 표면 처리를 진행하여, 상기 제 1 금속포일과 제 2 금속포일에 상기 표면 산화층을 형성하고,
    상기 화염 표면 처리용 화염원으로서 순수 메탄(pure methane) 또는 프로판(propane) 가스만을 사용하는
    액화천연가스 화물창 방벽의 접착 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착제층 형성 단계에서 상기 접착제층의 두께는 0.1 ~ 0.3 mm로 형성되는
    액화천연가스 화물창 방벽의 접착 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 접착제층 형성 단계에서는 액상형 접착제 또는 접착 필름을 적용하여 상기 접착제층을 형성하는 것을 특징으로 하는
    액화천연가스 화물창 방벽의 접착 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착제층 형성 단계 이후에는 접착지그를 이용하여 상기 제 1 금속포일과 제 2 금속포일을 접착하는 접착 단계가 더 진행되는 것을 특징으로 하는
    액화천연가스 화물창 방벽의 접착 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 접착 단계 이후에는 접착 부위를 검사 및 보수하는 검사 단계가 더 진행되는 것을 특징으로 하는
    액화천연가스 화물창 방벽의 접착 방법.
KR1020110015220A 2011-02-21 2011-02-21 액화천연가스 화물창 방벽의 접착 방법 KR101291256B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110015220A KR101291256B1 (ko) 2011-02-21 2011-02-21 액화천연가스 화물창 방벽의 접착 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110015220A KR101291256B1 (ko) 2011-02-21 2011-02-21 액화천연가스 화물창 방벽의 접착 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120095727A KR20120095727A (ko) 2012-08-29
KR101291256B1 true KR101291256B1 (ko) 2013-07-30

Family

ID=46886105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110015220A KR101291256B1 (ko) 2011-02-21 2011-02-21 액화천연가스 화물창 방벽의 접착 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101291256B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000281118A (ja) 1999-03-29 2000-10-10 Kobe Steel Ltd キャップ用アルミニウム板およびその製造方法
US6884206B2 (en) 2000-05-08 2005-04-26 Tetra Laval Holdings & Finance S.A. Method of producing a packaging material
KR100643457B1 (ko) * 2002-02-13 2006-11-10 야스히로 모리 고체물질의 표면 개질방법, 표면 개질된 고체물질 및고체물질의 표면 개질장치
KR20090132534A (ko) * 2008-06-19 2009-12-30 삼성중공업 주식회사 액화천연가스 운반선 화물창의 단열구조 및 그것의 시공방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000281118A (ja) 1999-03-29 2000-10-10 Kobe Steel Ltd キャップ用アルミニウム板およびその製造方法
US6884206B2 (en) 2000-05-08 2005-04-26 Tetra Laval Holdings & Finance S.A. Method of producing a packaging material
KR100643457B1 (ko) * 2002-02-13 2006-11-10 야스히로 모리 고체물질의 표면 개질방법, 표면 개질된 고체물질 및고체물질의 표면 개질장치
KR20090132534A (ko) * 2008-06-19 2009-12-30 삼성중공업 주식회사 액화천연가스 운반선 화물창의 단열구조 및 그것의 시공방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120095727A (ko) 2012-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101122292B1 (ko) 액화천연가스 운반선 화물창의 단열구조 및 그것의 시공방법
KR101751838B1 (ko) 앵커 스트립이 제거된 액화가스 화물창의 인슐레이션 구조, 그 인슐레이션 구조를 구비하는 화물창, 및 그 화물창을 구비하는 액화가스 운반선
KR101195605B1 (ko) 액화 가스 수송 선박의 화물창
KR101784833B1 (ko) 액화가스 화물창 및 이에 사용되는 패널 고정유닛
EP2597026B1 (en) Liquefied natural gas cargo hold partition structure and partition sheet
Prabhu et al. Uniaxial tensile failure of multi-core asymmetric sandwich composite structures with bonded repair
KR101454616B1 (ko) 액화천연가스 저장탱크의 펌프타워 설치구조
Yoon Design of the composite sandwich panel of the hot pad for the bonding of large area adhesive films
KR101291256B1 (ko) 액화천연가스 화물창 방벽의 접착 방법
KR101792482B1 (ko) 액화가스 화물창 및 이에 사용되는 패널 고정유닛
KR100855126B1 (ko) Ｌｎｇ 운반선 화물창용 고신뢰 단열시스템과 그 건조공법
KR101393004B1 (ko) 액화천연가스 운반선의 화물창
KR20110061018A (ko) 극저온 액체 저장탱크의 단열 구조체
KR101194297B1 (ko) 극저온 액화가스 누출방지막
Bang et al. Optimum glass fiber volume fraction in the adhesive for the Al-SUS adhesively bonded joints at cryogenic temperatures
KR101625867B1 (ko) 액화가스 화물창 및 그 제조방법
KR20140052381A (ko) 액화천연가스 운반선 인슐레이션 판넬의 본딩 테스트용 적층체
KR101259059B1 (ko) 액화천연가스 화물창의 단열구조물과 그 시공방법 및 이를 포함하는 선박
KR101060000B1 (ko) 액화천연가스 운반선 화물창의 2차 방벽 검사치구
KR101784835B1 (ko) 액화가스 화물창 및 이에 사용되는 패널 고정유닛
KR100955419B1 (ko) 액화천연가스 저장시스템의 방벽용 금속판의 시공방법
KR20110006020A (ko) 가압보드 및 이를 구비하는 가압장치
KR102084995B1 (ko) 액화가스 화물창
KR20170015792A (ko) 액화천연가스 화물창의 단열 구조
KR101687814B1 (ko) 저온 액화 가스가 저장될 수 있는 저장 탱크용 단열 패널

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant