KR101564364B1 - 크랙 식별을 위한 격자 채널 코팅 방법 - Google Patents

Abstract

크랙 식별을 위한 격자 채널 코팅 방법 및 크랙 식별 기능을 가지는 해상구조물이 개시된다. 해상구조물의 헐(hull) 표면에 친수 도료층을 적층하는 단계; 및 친수 도료층이 적층된 헐 표면에 방수 도료를 코팅하여 외부 코팅층을 적층하는 단계를 포함하는 크랙 식별을 위한 격자 채널 코팅 방법이 제공된다.

Description

크랙 식별을 위한 격자 채널 코팅 방법{Gird channel coating method for crack identification having crack identification function}

본 발명은 크랙 식별을 위한 격자 채널 코팅 방법에 관한 것이다.

최근 선박이나 해상플랜트 등의 해상구조물의 전복이나 절단 사고사례를 검토하면 대부분이 구조물의 크랙(crack) 등의 결함 발생을 사전에 미리 인지하지 못하여 그에 대한 대응이 늦어진 것에 기인하는 것으로 볼 수 있다.

보통 정기적인 비파괴 검사나 구조물의 안전점검, 사전 설계기준 마련 등을 통해 사고를 미연에 방지하기도 하지만 항시 검사를 하는 것이 불가능하며, 구조물의 전 구역에 걸쳐 장시간 검사를 진행하기에는 제약이 많은 실정이다.

한국공개특허공보 10-2011-0037435호에도 선박 손상을 평가하고 통제하는 시스템 및 그 동작방법이 개시되어 있는데, 여기서 선박 손상을 감지센서를 이용하여 감지하게 되는 것처럼, 응력 등을 모니터링하는 센싱 장비를 부착하여 사전 인지를 하기도 한다. 하지만, 이 경우 비용은 물론 데이터 수집 및 분석과 같은 작업에 시간이 많이 소요되어 신속한 대응이 불가능하다는 단점이 있다.

특히 물에 잠겨 있는 부분은 해상구조물이 유체로부터 지속적으로 피로하중을 받는 부분으로, 이 부분에 대한 모니터링 작업은 더더욱 어려운 문제점이 있다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

한국공개특허공보 10-2011-0037435호

본 발명은 해상구조물 중 물 속에 잠긴 구조체 부분에서 이상이 발생한 경우 이를 물 밖에서 용이하게 식별할 수 있도록 하여 해상구조물 운영 측면에서 신속하고 효율적으로 대응할 수 있는 크랙 식별을 위한 격자 채널 코팅 방법 및 크랙 식별 기능을 가지는 해상구조물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 선박이나 해상플랜트 등의 해상구조물에 도료를 입히는 과정을 변형하여, 구조체 표면에 생긴 결함을 육안으로 바로 식별이 가능하게 하고, 위험을 사전에 인지, 조치할 수 있도록 하는 크랙 식별을 위한 격자 채널 코팅 방법 및 크랙 식별 기능을 가지는 해상구조물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 해상구조물의 헐(hull) 표면에 친수 도료층을 적층하는 단계; 및 친수 도료층이 적층된 헐 표면에 방수 도료를 코팅하여 외부 코팅층을 적층하는 단계를 포함하는 크랙 식별을 위한 격자 채널 코팅 방법이 제공된다.

상기 친수 도료층은 친수 도료로 이루어진 격자 채널(grid channel) 형태로 적층될 수 있다.

상기 헐 표면에 방수 도료를 코팅하여 내부 코팅층을 적층하는 단계가 선행할 수 있다.

상기 친수 도료층을 적층하는 단계는 수분 침투 시에 용해되며 평상 시에는 건조 상태로 테이프 형태인 친수 도료를 격자 채널 형태로 테이핑(taping)할 수 있다.

상기 격자 채널은 모세관 채널로서, 상기 헐 표면의 크랙에 의해 수분이 침투되면 상부방향으로 모세관 현상에 의해 수분이 이동될 수 있다.

상기 격자 채널은 상기 헐 표면 전체에 걸쳐 가로세로를 일정한 간격으로 직각이 되게 만든 격자무늬 형상을 가질 수 있다.

또는 상기 격자 채널은 하부에서는 간격이 좁고 상부에서는 간격이 넓어지는 트리 구조의 변형 격자무늬 형상을 가질 수 있다.

상기 격자 채널의 상부 끝단은 상기 해상구조물의 흘수 상부에 위치할 수 있다.

상기 친수 도료는 수분 침투에 의해 색상이 발현되거나 색상이 변화될 수 있다.

이 때 상기 수분 침투에 의해 발현되거나 변화되는 색상은 상기 헐 표면의 색상의 보색에 해당할 수 있다.

한편 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 크랙 식별을 위한 격자 채널 코팅 방법에 의해 헐 표면에 상기 격자 채널이 형성되어 있는 크랙 식별 기능을 가지는 해상구조물이 제공된다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 해상구조물 중 물 속에 잠긴 구조체 부분에서 이상이 발생한 경우 이를 물 밖에서 용이하게 식별할 수 있도록 하여 해상구조물 운영 측면에서 신속하고 효율적으로 대응할 수 있는 효과가 있다.

또한, 선박이나 해상플랜트 등의 해상구조물에 도료를 입히는 과정을 변형하여, 구조체 표면에 생긴 결함을 육안으로 바로 식별이 가능하게 하고, 위험을 사전에 인지, 조치할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상구조물 크랙의 식별 원리를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상구조물 크랙의 식별을 위한 격자 채널 코팅 방법의 순서도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상구조물 크랙의 식별을 위한 격자 채널 코팅 방법을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 격자 채널 코팅이 이루어진 선박의 정상 상태와 손상 상태를 비교한 도면.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상구조물 크랙의 식별 원리를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에서는 선박이나 해상플랜트 등의 해상구조물에 도료를 입히는 과정을 변형하여, 크랙 등으로 인해 구조체의 표면에 생긴 결함을 육안으로 식별이 가능하게 하고자 한다.

이러한 육안 식별이 가능하게 하는 원리는 도 1에 도시된 바와 같다.

물에 잘 녹는 친수 성분의 도료(친수 도료층(22))가 물과 직접 닿는 선체의 방수성분의 코팅재가 도포된 외부 코팅층(23)과 구조체의 표면(10) 사이에 격자 채널(grid channel) 형태로 발라지도록 한다.

정상 상태에서는 외부 코팅층(23)의 방수 도료에 의해 외관상 변화가 없지만((a) 참조), 구조체의 표면에 크랙(30)이 발생하는 경우 외부 코팅층(23)에도 손상이 가 물이 유입되는 과정에서 친수 도료층(22)이 물과 만나 본연의 색이 발현됨으로써((b) 참조) 크랙 발생 위치를 육안으로 식별가능하게 한다.

친수 도료는 임의의 색을 지닌 콜로이드 입자들로 만들어진 얇은 필름(예를 들어, 녹말테이프 등) 혹은 실의 형태로 만들어질 수 있다.

여기서, 친수 도료가 물에 접촉한 경우 발현되는 색은 육안 식별이 용이한 형광색 혹은 구조체의 표면 바탕색에 비해 확연히 드러날 수 있는 색(예를 들어, 검정 vs 노랑과 같은 보색 계열)일 수 있다.

해상구조물의 표면(10)에 친수 도료층(22) 및 외부 코팅층(23)이 도포된 경우를 설명하였지만, 실시예에 따라 친수 도료층(22)과 해상구조물의 표면(10) 사이에 방수 도료로 이루어진 내부 코팅층(21)이 더 도포되어 2중 방수가 되도록 할 수도 있을 것이다.

이하에서는 해상구조물 크랙의 식별을 위한 코팅 방법에 관하여 관련 도면을참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상구조물 크랙의 식별을 위한 격자 채널 코팅 방법의 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상구조물 크랙의 식별을 위한 격자 채널 코팅 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 해상구조물이 선박이고, 선박 표면에 내부 코팅층, 친수 도료층, 외부 코팅층 순으로 3중 코팅이 이루어진 경우를 가정하여 설명하기로 한다.

우선, 선체를 방수 도료로 1차 코팅하여(단계 S110), 헐(hull) 표면(10) 상에 내부 코팅층(21)을 적층한다(도 3의 (a) 참조). 필요에 따라 선체를 방수 도료로 1차 코팅하는 본 과정은 생략될 수도 있다.

다음으로, 격자 채널 형태로 친수 도료를 테이핑(taping)하여(단계 S120) 친수 도료층(22)을 적층한다(도 3의 (b) 참조). 여기서, 친수 도료는 물에 닿으면 용해되며, 평상 시에는 건조 상태로 테이프 형태일 수 있으며, 이로 인해 격자 채널 형태로 테이핑이 가능하게 된다.

친수 도료의 테이핑이 완료되면, 선체를 방수 도료로 재코팅하여(단계 S130) 친수 도료층(22) 상에 방수 도료로 이루어진 외부 코팅층(23)을 적층한다(도 3의 (c) 참조). 이를 통해 선박이 손상되지 않은 경우에는 외부 코팅층(23)의 방수 도료에 의해 수분 침투가 억제되어 친수 도료가 건조 상태로 유지될 수 있게 된다.

여기서, 격자 채널은 내부 코팅층(21)과 외부 코팅층(23) 사이에서 친수 도료로 이루어진 모세관 채널로서, 하부에서 크랙이 발생하여 수분(예를 들어, 해수)의 침입이 있는 경우 상부에까지 모세관 현상에 따라 수분이 침투할 수 있게 된다.

격자 채널은 선박의 표면 전체에 걸쳐 가로세로를 일정한 간격으로 직각이 되게 만든 격자무늬 형상을 가질 수 있다.

또는 하부에서는 그 간격이 좁고 상부로 갈수록 그 간격이 넓어지는 트리 구조와 유사한 변형 격자무늬 형상을 가질 수도 있다. 변형 격자무늬 형상을 가지는 경우 크랙 발생이 의심되는 지점에 대해서 친수 도료 테이핑을 집중시키고 그 외 지점에서는 친수 도료 테이핑을 완화시킴으로써 친수 도료의 양을 줄여 비용 절감이 가능하게 된다.

선박의 흘수 상부에까지 격자 채널을 구성하여, 선박이 물에 잠겨 있는 상태에서도 육안으로 격자 채널의 상부측 확인이 가능하도록 함으로써, 모세관 현상에 따라 수분이 침투하여 격자 채널의 색상이 발현되거나 변화가 발생한 경우 물 밖에서도 육안으로 선박 하부에 크랙이 발생하였음을 식별할 수 있게 된다.

또한, 격자 채널의 색상이 발현 혹은 변화된 경로, 즉 물이 침투한 경로를 역추적하게 되면 크랙이 발생한 지점을 찾아낼 수 있어 신속한 대응이 가능한 장점도 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 격자 채널 코팅이 이루어진 선박의 정상 상태와 손상 상태를 비교한 도면이다.

도 4의 (a)는 정상 상태의 선박을 나타내고 있고, 도 4의 (b)는 선저에 크랙이 발생한 경우를 나타낸 도면이다.

정상 상태일 경우에는 일반적인 선박과 마찬가지로 외양에 아무런 표시가 되지 않는다.

하지만, 물에 잠긴 선박의 표면에서 크랙과 같은 결함이 발생한 경우, 갈라진 표면 및 코팅막 사이로 물이 유입되고, 유입된 물에 의해 용해가 가능한 친수성분 도료로 이루어진 격자 채널로 이루어진 친수 도료층(22)을 따라 모세관 현상에 의해 수분이 이동하면서 채널 색상을 변화시켜 선체 밖에서도 이상 징후를 용이하게 식별하도록 한다.

여기서, 격자 채널 코팅이 이루어진 선박에서 격자 채널의 끝은 물에 잠기지 않은 부분, 즉 선박의 흘수 상부에 위치하도록 하여 물 밖에서도 육안으로 구별이 쉽게 할 수 있다.

혹은 격자 채널을 따라 올라온 수분에 의해 색상 변화된 친수 도료를 용이하게 확인할 수 있는 뷰 포인트(view point)를 외부(예를 들어, 선박의 갑판 등)에 설치할 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 격자 채널 코팅된 해상구조물에서는 구조체의 도장에 결함이 생겼을 경우에도 사전 인지가 가능하게 되어, 부식 등의 예방 조치를 사전에 취할 수 있게 되며, 이로 인해 도장 상태의 건전성 파악을 용이하게 하는 장점도 있다.

또한, 격자 채널 코팅된 해상구조물에서 친수 도료로 이루어진 격자 채널의 형태, 크기, 위치 등의 설계는 친수 도료의 특성, 모세관 현상이 잘 발현될 수 있도록 물이 잠기는 시간, 물이 잠기는 위치, 응력의 집중도 혹은 피로의 빈도 등과 같은 여러가지 사항을 고려하여 이루어질 수 있을 것이다. 예를 들어, 격자 채널의 위치는 통상 구조체가 가장 취약한 용접부 등을 주요 위치로 선정될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 해상구조물의 헐 표면 21: 내부 코팅층
22: 친수 도료층 23: 외부 코팅층

Claims (10)

1. 해상구조물의 헐(hull) 표면에 친수 도료층을 적층하는 단계; 및
   친수 도료층이 적층된 헐 표면에 방수 도료를 코팅하여 외부 코팅층을 적층하는 단계를 포함하되,
   상기 친수 도료층은 친수 도료로 이루어진 격자 채널(grid channel) 형태로 적층되며,
   상기 격자 채널은 모세관 채널로서, 수분이 침투되면 상부방향으로 모세관 현상에 의해 수분이 이동되고,
   상기 격자 채널의 상부 끝단은 상기 해상구조물의 흘수 상부에 위치하는 크랙 식별을 위한 격자 채널 코팅 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 헐 표면에 방수 도료를 코팅하여 내부 코팅층을 적층하는 단계가 선행하는, 크랙 식별을 위한 격자 채널 코팅 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 친수 도료층을 적층하는 단계는 수분 침투 시에 용해되며 평상 시에는 건조 상태로 테이프 형태인 친수 도료를 격자 채널 형태로 테이핑(taping)하는, 크랙 식별을 위한 격자 채널 코팅 방법.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 격자 채널은 상기 헐 표면 전체에 걸쳐 가로세로를 일정한 간격으로 직각이 되게 만든 격자무늬 형상을 가지는 크랙 식별을 위한 격자 채널 코팅 방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 격자 채널은 하부에서는 간격이 좁고 상부에서는 간격이 넓어지는 트리 구조의 변형 격자무늬 형상을 가지는 크랙 식별을 위한 격자 채널 코팅 방법.
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,
   상기 친수 도료는 수분 침투에 의해 색상이 발현되거나 색상이 변화되는 크랙 식별을 위한 격자 채널 코팅 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 수분 침투에 의해 발현되거나 변화되는 색상은 상기 헐 표면의 색상의 보색에 해당하는 크랙 식별을 위한 격자 채널 코팅 방법.

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