KR101587831B1 - 액츄에이터 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터 제조방법은 액츄에이터 바디를 성형하는 몸체 성형단계와, 상기 액츄에이터 바디를 샌딩하는 전처리 공정단계와, 상기 전처리된 액츄에이터 바디를 세척하는 세정단계와, 테프론과 전용 용매제를 분산 합성하는 테프론 합성단계와, 세척된 상기 액츄에이터 바디를 상기 합성된 테프론으로 코팅하는 테프론 코팅단계와, 상기 코팅된 액츄에이터 바디를 히팅하는 드라이 단계 및 상기 액츄에이터 바디에 도료를 도포하는 단계를 포함한다.

Description

액츄에이터 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING AN ACTUATOR}

본 발명은 액츄에이터 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내 부식 사용 환경 등의 조건에서 부식을 방지 및 최소화시켜 액츄에이터의 수명을 향상시킬 수 있는 액츄에이터 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 액츄에이터는 가스, 석유, LPG, 화공약품 등의 유동성을 지닌 액체, 기체를 수송시켜주는 관의 유동량, 압력, 속도 등을 제어해주는 역할을 하는 제어시스템이다.

액츄에이터는 유동량 및 속도, 적용 분야에 따라서 기계식, 전자식 등으로 구분되어진다. 또는 대형 해양, 산업 플랜트 적용 시 여러 액츄에이터의 동작을 정밀하게 제어하기 위하여 네트워크 시스템을 구축하여 운용되고 있다.

그러나 금속으로 제작된 액츄에이터는 예를 들어, 해양 플랜트의 염수, 정밀산업에 이용될 시 산성 등의 환경에서 사용됨에 따라 표면에 녹이 발생하는 문제가 있다. 이같이 발생되어진 녹, 부식과 같은 표면 이물질에 의하여 액츄에이터의 구동 정밀도가 하락하고 수명 또한 줄어들게 된다.

이를 해소하기 위해 종래 액츄에이터의 경우 일반 도료를 이용하여 S45C 재질의 외형에 도료피막을 형성하여 가혹환경에서의 부식, 녹방지 등에 대응하고자 하였으나, 도료피막으로 액츄에이터를 코팅함에 내구성이 낮아 코팅이 벗겨지고 이에 따라 녹이 슬고 부식되어 수명을 연장시킬 수 없다.

이에 따라 내구성이 높고 부식을 최소화시켜 수명을 연장시킬 수 있는 액츄에이터의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 그 목적은 액츄에이터의 바디를 테프론 코팅함으로써 테프론 코팅 레이어가 부식 환경에서의 노출을 원천적으로 차단하여 내부식성 및 내구수명을 향상시키는 기술을 제공하는데 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터 제조방법은 액츄에이터 바디를 성형하는 몸체 성형단계와, 상기 액츄에이터 바디를 샌딩하는 전처리 공정단계와, 상기 전처리된 액츄에이터 바디를 세척하는 세정단계와, 테프론과 전용 용매제를 분산 합성하는 테프론 합성단계와, 세척된 상기 액츄에이터 바디를 상기 합성된 테프론으로 코팅하는 테프론 코팅단계와, 상기 코팅된 액츄에이터 바디를 히팅하는 드라이 단계 및 상기 액츄에이터 바디에 도료를 도포하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터 제조방법에 따르면, 기존 액츄에이터의 내 부식 사용 환경에서 발생된 피팅(Pitting), 산화부식(Red corrosion) 및 조기 파손, 동작 오류를 원천적으로 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터 제조방법의 순서도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터 바디의 예시 사진.
도 3은 S45C의 내식성 시험 결과를 나타내는 사진.
도 4는 일반 도료가 코팅된 S45C의 내식성 시험 결과를 나타내는 사진.
도 5는 테프론 합성재가 코팅된 S45C의 내식성 시험 결과를 나타내는 사진.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액츄에이터 및 이의 제조방법에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터 제조방법의 순서도를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터 바디의 예시 사진이다.

도 1에서 도시한 바와 같이 액츄에이터 제조방법은 몸체 성형단계(S110)와 전처리 공정단계(S120), 세정단계(S130), 테프론 합성단계(S140), 테프론 코팅단계(S150), 드라이 단계(S160) 및 도료 도포단계(S170)로 구성된다.

몸체 성형 단계(S110)에서 액츄에이터는 해양플랜트, 조선소, 제철, 석유화학 및 중공업 산업 등에서 유체, 가스, 공기압의 방향 전환이나 유량 제어를 목적으로 사용되는 부품으로서, 도 2에 도시된 바와 같이 그 용도에 맞는 모형으로 성형될 수 있다. 즉, 액츄에이터는 제어 유량 및 적용분야에 따라 크기와 모양이 다양하다. 본 발명의 실시예에서는 액츄에이터 바디의 재질로서 기계구조용 탄소강 S45C를 예로 든다.

전처리 공정단계(S120)에서 액츄에이터 바디 표면을 연마하고, 연마시 분사 압력을 6.5bar 정도로 설정한다.

세정 단계(S130)에서 전처리된 액츄에이터 바디를 에탄올(Ethanol)을 이용하여 세정한다.

다음, 테프론 합성 단계(S140)에서는 액츄에이터를 코팅하기 위한 테프론을 합성한다. 이때 테프론 합성은 교반기(agitator)를 이용하여 테프론과 테프론 전용 용매제인 NMP(N-Methyl Pyrroidone)의 비율을 7:3으로 합성하고, 교반속도는 200~300rpm, 교반시간은 10~15min, 기포제거 시간은 10min으로 설정하는 것이 바람직하다.

테프론 코팅단계(S150)에서는 테프론 합성 단계(S140)에서 합성된 테프론을 세정 단계(S130)에서 세정된 액츄에이터에 코팅한다. 이때 테프론 합성재에 액츄에이터를 담그는 딥핑(Dipping) 방법이나 테프론 합성재를 액츄에이터 바디에 분사하는 스프레이(Spray) 방법을 이용할 수 있다. 테프론 코팅 횟수는 1~3회로 설정하는 것이 바람직하다. 여기서 테프론 코팅을 1회 실행하여 두께를 5~25㎛로 형성하고, 2회 실행으로 두께를 25~45㎛로 형성할 수 있으며, 3회 실행으로 두께를 45~65㎛로 형성할 수 있다.

건조(드라이) 단계(S160)에서는 테프론 코팅된 액츄에이터를 일반로에 집어넣고 건조시킨다. 이때 건조 온도를 100~150℃로 하고, 드라이 시간을 10~30min로 설정하는 것이 바람직하다.

도료 도포단계(S170)에서는 색상을 입히기 위해 테프론 코팅이 건조된 액츄에이터에 색상 도료를 도포하여 건조시킨다.

이와 같이 액츄에이터를 테프론 코팅함으로써, 기존 액츄에이터의 내 부식 사용 환경, 예를 들어 염소(Cl^-)가 존재하는 환경에서 발생된 피팅(Pitting), 산화부식(Red corrosion) 및 조기 파손, 동작 오류를 원천적으로 제어할 수 있다.

한편, 테프론 코팅의 농도 (Concentration) 및 용매제 합성, 전처리, 건조 온도(Dry Temperature)의 최적화 구현을 통해 코팅 두께를 균일하게 제어할 수 있다. 또한, 테프론 코팅의 두께는 실험실의 온도 및 습도, 건조로의 승온 속도, 테프론 코팅시 원재료의 표면 온도, 희석제 NMP와의 희석비율에 의한 고형물 함유량의 변화에 따라 영향을 받을 수 있다.

이하 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따라 제조된 액츄에이터의 테프론 코팅 내식성 시험 및 시험 결과를 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 테프론 코팅의 내식성 시험 장치 및 시험 조건을 도시하는 그래프이고, 도 4는 S45C의 내식성 시험 결과를 나타내는 사진이며, 도 5는 일반 도료가 코팅된 S45C의 내식성 시험 결과를 나타내는 사진이고, 도 6은 테프론 합성재가 코팅된 S45C의 내식성 시험 결과를 나타내는 사진이다.

액츄에이터에 시행한 테프론 코팅의 내식성을 시험하기 위해 액츄에이터 바디인 S45C와, 일반 도료를 코팅한 S45C 및 테프론 합성물을 코팅한 S45C를 준비한다.

테프론 코팅의 내식성 시험을 위해 CCT 가속부식시험 장비를 이용하고, 시험 규격은 IEC60068-2-52 (Severities-2)을 따르며, 염수분무 스프레이 온도(Spray Temp.)는 35℃ 정도로 유지하고, 습기축적환경은 40℃(ㅁ2%), 습도 93%(ㅁ2%)를 유지하며, 테스트 솔루션(Test Solution)은 NaCl 5%를 이용한다.

액츄에이터 바디인 S45C와, 일반 도료를 코팅한 S45C 및 테프론 합성물을 코팅한 S45C를 각각 5개씩 준비하여 상기 내식성 시험 조건 하에서 내식성 시험을 실행한다. 예컨대, 1사이클을 24시간으로 하고, 총 테스트 시간을 72시간으로 하여 3사이클로 시험할 수 있으며, 각 사이클당 액츄에이터 주변환경에 습기가 축적된다.

시험 결과, 도 3 및 도 4를 참조하면 액츄에이터 바디인 S45C와, 일반 도료를 코팅한 S45C는 표면의 부식 정도가 심한 반면에 도 5의 테프론 합성재가 코팅된 S45C는 표면이 거의 부식되지 않았음을 알 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 액츄에이터 및 이의 제조방법의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (8)

1. 해양 플랜트의 염수의 환경에서 녹, 부식을 방지할 수 있는 액츄에이터 제조방법에 있어서,
   액츄에이터 바디를 성형하는 몸체 성형단계;
   상기 액츄에이터 바디를 샌딩하는 전처리 공정단계;
   상기 전처리된 액츄에이터 바디를 세척하는 세정단계;
   테프론과 전용 용매제를 분산 합성하는 테프론 합성단계;
   세척된 상기 액츄에이터 바디를 상기 합성된 테프론으로 코팅하는 테프론 코팅단계;
   상기 코팅된 액츄에이터 바디를 히팅하는 드라이 단계; 및
   상기 액츄에이터 바디에 도료를 도포하는 단계;를 포함하고,
   상기 몸체 성형단계는,
   S45C의 재질을 이용하여 상기 액츄에이터 몸체를 성형하며,
   상기 전처리 공정단계는,
   스프레이 샌딩(Sanding)시 분사 압력을 5~7bar로 설정하고,
   상기 세정단계는,
   에탄올(Ethanol)을 이용하며,
   테프론 합성단계는,
   테프론과 NMP(N-Methyl Pyrroidone)의 비율을 7:3으로 하고, 교반속도는 200~300rpm, 교반시간은 10~15min으로 설정하고,
   상기 테프론 코팅 공정은,
   코팅 횟수는 1~3회로 설정하고, 상기 테프론 코팅을 1회 실행하여 두께를 5~25㎛로 형성하고, 2회 실행으로 두께를 25~45㎛로 형성하며, 3회 실행으로 두께를 45~65㎛로 형성하는 것을 특징으로 하는, 액츄에이터 제조방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 테프론 코팅 공정은,
   상기 액츄에이터를 상기 테프론에 딥핑(dipping)하거나 스프레이(spray) 공법으로 코팅하는 것을 특징으로 하는, 액츄에이터 제조방법.
7. 삭제
8. 제1항에 있어서, 상기 드라이 공정은,
   드라이 온도를 100~150℃로 하고, 드라이 시간을 10~30min로 설정하는 것을 특징으로 하는, 액츄에이터 제조방법.

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