KR101599335B1

KR101599335B1 - 메탈라이징 시공방법

Info

Publication number: KR101599335B1
Application number: KR1020150003627A
Authority: KR
Inventors: 고경호
Original assignee: 케이엠에스(주)
Priority date: 2015-01-09
Filing date: 2015-01-09
Publication date: 2016-03-03

Abstract

본 발명은 메탈라이징 시공방법에 관한 것으로, 대상물(T)을 금속으로 코팅하는 메탈라이징 시공방법에 있어서, 연마제(13)를 이용하여 상기 대상물(T)의 표면 거칠기를 조절하고, 상기 대상물(T) 표면의 이물질(W)을 제거하는 표면처리단계(S10); 상기 대상물(T) 표면에 금속층(100)을 형성시키는 메탈코팅단계(S20); 상기 금속층(100)에 봉공처리를 하는 봉공처리단계(S30)를 포함하여 구성되고, 상기 표면처리단계(S10)는, 상기 대상물(T)의 표면에 상기 연마제(13)를 고압으로 분사시키는 블라스팅단계(S12); 상기 블라스팅단계(S12) 진행 중 상기 대상물(T)의 표면으로부터 분리되는 상기 이물질(W) 및 사용된 상기 연마제(13)를 회수하는 제1-1 회수단계(S14); 및 상기 블라스팅단계(S12) 진행 중 발생되는 먼지(D)를 회수하는 제1-2 회수단계(S19)를 포함하여 구성되며, 상기 블라스팅단계(S12), 상기 제1-1, 제1-2 회수단계(S14, S19)는 동시에 진행된다.
이에 따라, 사용되는 연마제의 양이 감소되어 친환경적이고, 경제성이 좋으며, 블라스팅단계에서 발생되는 이물질과 먼지를 즉시 회수하여 작업환경을 개선시킬 수 있다.

Description

메탈라이징 시공방법 {METHOD FOR CARRYING OUT METALIZING}

본 발명은 메탈라이징 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 블라스팅단계 시 연마제 및 각종 이물질을 회수하고, 연마제는 재활용하는 메탈라이징 시공방법을 제공하는 것이다.

강재는 수분이나 산소에 의해 산화되어 부식되기 쉬우므로, 일반적으로 강재가 사용된 구조물 등의 겉면에는 도장 처리를 한다. 이러한 강재 구조물 중에서도 특히, 선박이나 해상에 설치되는 강교(鋼橋)는 해상에서의 특징인 높은 습도 및 파도에 의한 충격 등으로 인하여 도장이 2 ~ 3년 내에 벗겨지고, 이에 따라 유지·보수관리 비용이 증가하며, 효율적인 부식방지가 어려운 문제가 있다. 근래에는 위와 같은 일반 도장의 취약점을 보완하고자 강재의 표면에 알루미늄이나 아연과 같은 금속을 코팅하여 강재의 부식을 효율적으로 방지할 수 있는데, 이것을 메탈라이징(Metalizing)이라 부르고, 종래의 메탈라이징 시공방법이 '특허문헌 1'에 개시되어 있다.

그러나 종래의 메탈라이징 시공방법은 메탈로 코팅하기 전 블라스팅단계를 거칠 시 별도의 회수과정을 거치지 않아 소요되는 연마재의 양이 많기 때문에 경제성이 떨어진다. 그리고 연마재로 인해 발생되는 먼지량이 크므로 작업장에 먼지발생률이 높고, 이로 인해 작업자의 작업환경이 열악한 문제점이 있다.

KR 10-1991-0014531 A 1991. 8. 31.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 블라스팅 시 연마제 및 각종 이물질을 회수하고, 연마제는 재활용하는 메탈라이징 시공방법을 제공하는 것이다.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 메탈라이징 시공방법은 대상물을 금속으로 코팅하는 메탈라이징 시공방법에 있어서, 연마제를 이용하여 상기 대상물의 표면 거칠기를 조절하고, 상기 대상물 표면의 이물질을 제거하는 표면처리단계; 상기 대상물 표면에 금속층을 형성시키는 메탈코팅단계; 및 상기 금속층에 봉공처리를 하는 봉공처리단계를 포함하여 구성되고, 상기 표면처리단계는, 상기 대상물의 표면에 상기 연마제를 고압으로 분사시키는 블라스팅단계; 상기 블라스팅단계 진행 중 상기 대상물의 표면으로부터 분리되는 상기 이물질 및 사용된 상기 연마제를 회수하는 제1-1 회수단계; 및 상기 블라스팅단계 진행 중 발생되는 먼지를 회수하는 제1-2 회수단계를 포함하여 구성되며, 상기 블라스팅단계, 상기 제1-1, 제1-2 회수단계는 동시에 진행되는 것을 기술적 특징으로 한다.

본 발명에 따른 메탈라이징 시공방법은 사용되는 연마제의 양이 감소되어 친환경적이고, 경제성이 좋으며, 블라스팅단계에서 발생되는 이물질과 먼지를 즉시 회수하여 작업환경을 개선시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 메탈라이징 시공방법의 순서도
도 2는 표면처리단계의 순서도
도 3은 메탈코팅단계의 순서도
도 4는 블라스팅단계를 도시한 모식도
도 5는 메탈코팅단계를 도시한 모식도

아래에서는 본 발명에 따른 메탈라이징 시공방법을 첨부된 도면을 통해 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 메탈라이징 시공방법에 관한 것으로, 도 1은 본 발명에 따른 메탈라이징 시공방법의 순서도, 도 2는 표면처리단계의 순서도, 도 3은 메탈코팅단계의 순서도, 도 4는 블라스팅단계를 도시한 모식도 및 도 5는 메탈코팅단계를 도시한 모식도이다.

본 발명에 따른 메탈라이징 시공방법은 연마제(13)를 이용하여 대상물(T)의 표면 거칠기를 조절하고, 대상물(T) 표면의 이물질(W)을 제거하는 표면처리단계(S10); 대상물(T) 표면에 금속층(100)을 형성시키는 메탈코팅단계(S20); 및 금속층(100)에 봉공처리를 하는 봉공처리단계(S30)를 포함하여 구성된다.

아래에서는 각 구성요소에 대하여 상세히 설명한다.

표면처리단계(S10)는 대상물(T)의 표면을 정리하고, 표면 거칠기를 조절하는 단계로서, 구체적으로는 대상물(T)의 표면에 연마제(13)를 고압으로 분사시키는 블라스팅단계(S12); 블라스팅단계(S12) 진행 중 대상물(T)의 표면으로부터 분리되는 이물질(W) 및 사용된 연마제(13)를 회수하는 제1-1 회수단계(S14); 블라스팅단계(S12) 진행 중 발생되는 먼지(D)를 회수하는 제1-2 회수단계(S19)를 포함하여 구성된다.

블라스팅단계(S12)는 연마제(13)를 대상물(T) 표면에 분사시켜 표면에 붙어있는 이물질(W)을 제거하고, 압력 및 분사량을 조절하여 표면의 거칠기를 조절한다. 이러한 블라스팅을 위해서 블라스팅건(10)이 사용되는데, 블라스팅건(10)은 연마제(13)가 저장되는 블라스트유닛(12); 블라스트유닛(12)과 연결되어 공기를 공급하는 에어컴프레셔(14); 상기 블라스트유닛(12)과 연결되어 상기 연마제(13)가 분사되는 노즐(16)로 구성된다. 그리고 연마제(13)로는 스틸 그리트, 알루미늄 옥사이드, 가네트 및 탄성 스폰지 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 이 중에서 탄성 스폰지로 이루어진 연마제(13)는 우레탄과 철 또는 우레탄과 알루미늄을 결합시킨 것으로, 블라스팅단계(S12)에서 발생하는 먼지를 현저히 감소시킬 수 있고, 작업자의 안전을 도모할 수 있는 장점이 있다. 그리고 블라스팅단계(S12)는 습도가 85% 이하에서 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 블라스팅단계(S12)는 연마제(13)의 압력 및 분사량을 조절하여 대상물(T) 표면의 거칠기를 조절하는데, 이때 거칠기는 10점 평균 거칠기 기준(Rz)으로 75 내지 125㎛의 범위에서 형성되는 것이 바람직하다. 이는 후술할 메탈코팅단계(S20)에서 형성될 금속층(100)이 대상물(T) 표면과 잘 결합될 수 있도록 하기 위함으로, 만약 거칠기가 75㎛ 미만일 경우 후술할 메탈코팅단계(S20)에서 코팅된 금속층(100)이 일반적인 수준의 충격을 받았을 시 대상물(T) 표면으로부터 쉽게 떨어지는 문제가 발생한다. 즉, 단단한 물체로부터 부딪쳤을 시 받을 수 있는 정도의 충격인 약 6.05 N·s(무게 2.5Kg의 다짐봉을 이용하여 0.3m 높이에서 자유낙하시 발생되는 충격량)의 충격량으로 충격을 가했을 시 금속층(100)이 대상물(T)로부터 분리되는 것을 확인하였다. 반대로 거칠기가 125㎛를 초과할 경우 블라스팅(S12) 시간이 지나치게 소요되어 시공 효율이 떨어지는 문제가 발생하고, 이로 인해 경제성이 떨어지는 문제가 있다.

제1-1 회수단계(S14)는 블라스팅단계(S12)가 진행되는 도중 대상물(T) 표면으로부터 분리되는 이물질(W) 및 사용된 연마제(13)를 회수하여 이물질(W)은 버리고, 연마제(13)는 재활용하는 단계로서, 구체적으로 대상물(T)의 표면으로부터 분리되는 이물질(W) 및 사용된 연마제(13)를 흡입하는 흡입단계(S15); 흡입된 이물질(W) 및 연마제(13)를 분리하는 분리단계(S16); 분리된 이물질(W)을 원심분리하여 가라앉은 것은 폐기물로 처리하고, 가라앉지 않은 것은 공기중으로 배출시키는 이물질처리단계(S17); 분리된 연마제(13)를 가열하여 수분을 제거하는 수분제거단계(S18)를 포함하여 구성된다.

흡입단계(S15)는 대상물(T) 표면으로부터 분리되는 이물질(W)과 사용된 연마제(13)를 흡입하는 단계로, 대상물(T)의 표면 주변에 제1-1 석션호퍼(20a)가 위치되어 블라스팅단계(S12) 진행 중 대상물(T) 표면에서 떨어져 나오는 이물질(W)과 사용된 연마제(13)를 흡입한다. 또한, 제1-1 석션호퍼(20a)는 블라스팅건(10)의 노즐(16)과 일체로 형성될 수 있는데, 이 경우 작업자가 이물질(W)과 연마제(13)에 노출되는 것을 최소화시킬 수 있어 높은 안정성을 기대할 수 있다.

분리단계(S16)는 혼합된 이물질(W) 및 연마제(13)를 분리하는 단계로, 이물질(W)은 주로 먼지와 페인트 조각인 반면, 연마제(13)는 금속 가루이므로 무게 차이를 이용하여 분리한다. 즉, 제1-1 석션호퍼(20a)와 연결된 혼합물수집박스(22) 내부의 상부에서 흡입력을 발생시켜 상대적으로 가벼운 무게의 이물질(W)은 이물질분리박스(24)로 빨려들어가도록 하고, 가라앉은 무거운 연마제(13)는 연마제수집박스(26)로 빠져나가도록 하여 분리시킨다.

이물질처리단계(S17)는 분리단계(S16)에서 분리되어 이물질분리박스(24)에 저장된 이물질(W)을 원심분리를 통해 가벼운 이물질(W)인 먼지와 무거운 이물질(W)인 페인트 조각으로 분리시킨다. 이 과정에서 분리된 먼지와 같은 가벼운 이물질(W)은 공기중으로 배출되고, 가라앉은 무거운 이물질(W)은 폐기처분된다.

수분제거단계(S18)는 분리단계(S16)에서 분리되어 연마제수집박스(26)에 저장된 연마제(13)를 가열하여 수분을 제거하는 단계이다. 수분제거단계(S18)를 거친 연마제(13)는 블라스트유닛(12)으로 이동하여 블라스팅단계(S12)에서 재사용된다. 따라서 본 발명은 이와 같은 재활용과정을 통해 폐처리되는 폐기물의 양을 줄일 수 있고, 환경오염을 줄이며, 경제성을 높일 수 있는 장점이 있다.

제1-2 회수단계(S19)는 블라스팅단계(S12)가 진행되는 과정에서 발생하는 먼지(D)를 회수하는 단계이다. 블라스팅단계(S12) 중 발생하는 먼지(D)는 작업자의 위생 및 건강에 치명적이므로 신속히 회수하여 외부로 배출시키는 것이 바람직하다. 제1-1 회수단계(S14)와 마찬가지로 먼지(D)를 회수하기 위한 제1-2 석션호퍼(20b)가 작업장 내부에 위치되고, 회수된 먼지(D)는 필터링박스(28)에서 걸러져 깨끗한 공기를 외부로 배출한다. 제1-2 회수단계(S19)에서 제1-2 석션호퍼(20b)의 위치는 제1-1 회수단계(S14)와는 달리 작업 부위로부터 약간 떨어진 위치에 배치되어 작업장에서 흩날리는 먼지를 제거하는 것을 주목적으로 한다.

한편, 제1-1, 제1-2 회수단계(S19)는 블라스팅단계(S12)와 동시에 진행되어 작업자를 보호하고, 사용된 연마제(13)를 신속히 회수하여 재활용할 수 있으므로 사용되는 연마제(13)의 양을 줄일 수 있는 장점이 있다.

메탈코팅단계(S20)는 블라스팅된 대상물(T)의 표면에 금속층(100)을 형성시키는 단계로서, 구체적으로 선단이 접촉된 두 개의 금속와이어(32)의 접촉된 부분에 아크열이 발생되면, 아크열에 의해 용융된 금속와이어(32)의 선단에 압축공기(35)를 공급하여 대상물(T)의 표면에 분사시키는 분사단계(S22); 및 분사단계(S22) 중 발생되는 먼지를 회수하는 제2 회수단계(S24)를 포함하여 구성된다.

분사단계(S22)는 스퍼터건(30)을 이용하여 두 개의 금속와이어(32)의 선단을 접촉시키고 상기 접촉된 부분에 아크열을 발생시킨 뒤 압축공기(35)를 불어 넣는다. 금속와이어(32)는 알루미늄, 아연, 알루미늄 및 아연 합금, 갈바륨 등이 사용될 수 있다. 그리고 스퍼터건(30)은 압축공기(35)를 불어넣기 위한 에어컴프레셔(34), 아크열을 발생시키기 위한 제네레이터(36)와 파워서플라이(38)가 구비된다.

분사단계(S22)는 대상물(T)의 표면에 금속층(100)을 두 번에 걸쳐 형성하는 것이 금속층(100) 내 금속 간의 결합력에 유리하다. 그리고 금속층(100)의 두께는 다양하게 실시가 가능한데, 기본적으로 100㎛씩 두 번에 걸쳐 금속층(100)을 형성한다.

제2 회수단계(S24)는 제1-2 회수단계(S19)와 마찬가지로 분사단계(S22)에서 발생되는 먼지를 회수하기 위한 단계로서, 먼지(D)를 회수하기 위한 제2 석션호퍼(40)가 작업장 내부에 위치되고, 회수된 먼지(D)는 필터링박스(42)에서 걸러져 깨끗한 공기를 외부로 배출한다. 이때 제2 석션호퍼(40)는 작업되고 있는 대상물(T)의 상부에 위치하는 것이 바람직하다.

또한, 제2 회수단계(S24)는 먼지 외에 메탈코팅단계(S20)에서 분사된 금속 중 대상물(T)에 부착되지 못한 금속이 같이 회수될 수 있는데, 이를 별도로 분리하기 위한 추가적인 공정이 진행될 수 있다. 즉, 제2 석션호퍼(40)에 먼지(D)와 금속이 함께 유입되면, 분리단계(S16)에서와 같이 상부에 흡입력을 발생시켜 상대적으로 가벼운 먼지(D)는 회수시키고, 가라앉은 금속은 분리시킨다. 이렇게 분리된 금속들은 별도의 가공과정을 거쳐 재사용한다.

봉공처리단계(S30)는 메탈코팅단계(S20)에서 금속층(100)에 형성되는 핀홀을 막기 위한 단계이다.

도막형성단계(S40)는 금속층(100)에 색을 입히는 부가적인 단계로서, 3단층으로 도막을 형성한다. 도막형성단계(S40)를 시행할 경우, 도막층을 형성하기에 앞서 분사단계(S22)에서 형성되는 금속층(100)의 두께를 조절해야 한다. 즉, 도막형성단계(S40)가 없을 경우의 금속층(100)은 200㎛의 두께를 이용하는 반면, 도막형성단계(S40)가 부가될 경우 금속층(100)은 150㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 이는 도막층의 두께로 인해 코팅층 전체의 두께가 두꺼워지는 것을 방지하기 위함이다.

10: 블라스팅건 12: 블라스트유닛
13: 연마제 14: 에어컴프레셔
16: 노즐 20a: 제1-1 석션호퍼
20b: 제1-2 석션호퍼 22: 혼합물수집박스
24: 이물질분리박스 26: 연마제수집박스
28: 필터링박스 30: 스퍼터건
32: 금속와이어 34: 에어컴프레셔
35: 압축공기 36: 제네레이터
38: 파워서플라이 40: 제2 석션호퍼
42: 필터링박스 100: 금속층

Claims

대상물(T)을 금속으로 코팅하는 메탈라이징 시공방법에 있어서,
연마제(13)를 이용하여 상기 대상물(T)의 표면 거칠기를 조절하고, 상기 대상물(T) 표면의 이물질(W)을 제거하는 표면처리단계(S10);
상기 대상물(T) 표면에 금속층(100)을 형성시키는 메탈코팅단계(S20) 및
상기 금속층(100)에 봉공처리를 하여 상기 금속층(100)에 형성되는 핀홀을 막는 봉공처리단계(S30)를 포함하여 구성되고,
상기 표면처리단계(S10)는,
습도 85% 이하의 조건에서 노즐(16)을 이용하여 상기 대상물(T)의 표면에 상기 연마제(13)를 고압으로 분사시켜 상기 대상물(T)의 표면의 거칠기를 75 내지 125㎛로 블라스팅 하는 블라스팅단계(S12);
상기 블라스팅단계(S12) 진행 중 상기 대상물(T)의 표면으로부터 분리되는 상기 이물질(W) 및 사용된 상기 연마제(13)를 회수하는 제1-1 회수단계(S14) 및
상기 블라스팅단계(S12) 진행 중 발생되는 먼지(D)를 회수하는 제1-2 회수단계(S19)를 포함하여 구성되며,
상기 블라스팅단계(S12), 상기 제1-1, 제1-2 회수단계(S14, S19)는 동시에 진행되고,
상기 제1-1 회수단계(S14)는,
상기 노즐(16)과 일체로 형성되는 제1-1 석션호퍼(20a)를 이용해 상기 대상물(T)의 표면으로부터 분리되는 상기 이물질(W) 및 사용된 상기 연마제(13)를 흡입하여 혼합물수집박스(22)에 저장하는 흡입단계(S15); 상기 혼합물수집박스(22) 상부에 흡입력을 발생시켜 상대적으로 가벼운 무게의 이물질(W)은 이물질분리박스(24)로 빨려들어가도록 하고, 가라앉은 상대적으로 무거운 연마제(13)는 연마제수집박스(26)로 빠져나가도록 함으로써 상기 이물질(W) 및 상기 연마제(13)를 무게 차이를 이용하여 분리하는 분리단계(S16); 상기 이물질분리박스(24)에 저장된 상기 이물질(W)을 원심분리하여 가라앉은 것은 폐기물로 처리하고, 가라앉지 않은 것은 공기중으로 배출시키는 이물질처리단계(S17); 및 분리된 상기 연마제(13)를 가열하여 수분을 제거하는 수분제거단계(S18)를 포함하여 구성되고,
상기 수분제거단계(S18)를 거친 상기 연마제(13)는 상기 블라스팅단계(S12)로 재공급되며,
상기 연마제(13)는 스틸 그리트, 알루미늄 옥사이드, 가네트, 탄성 스폰지 중 어느 하나이고,
상기 메탈코팅단계(S20)는,
선단이 접촉된 두 개의 금속와이어(32)의 상기 접촉된 부분에 아크열이 발생되면, 상기 아크열에 의해 용융된 상기 금속와이어(32)의 선단에 압축공기(35)를 공급하여 상기 대상물(T)의 표면에 분사시키는 분사단계(S22); 상기 분사단계(S22) 중 발생되는 먼지와 상기 대상물(T)에 부착되지 못한 금속을 함께 회수하여 혼합물수집박스에 저장하는 제2 회수단계(S24); 및 상기 혼합물수집박스 상부에 흡입력을 발생시켜 상대적으로 가벼운 무게의 먼지는 회수시키고, 가라앉은 상대적으로 무거운 금속은 분리시켜 재사용하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 메탈라이징 시공방법.
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