KR101654893B1

KR101654893B1 - 상수도관 긴급보수 방법

Info

Publication number: KR101654893B1
Application number: KR1020150057147A
Authority: KR
Inventors: 신현관
Original assignee: 주식회사 비앤비
Priority date: 2015-04-23
Filing date: 2015-04-23
Publication date: 2016-09-06

Abstract

본 발명은 상수도관(10)의 누수부(15)를 대상으로 하여 보수하는 방법에 있어서: (a) 상기 대상 영역의 누수부(15)에 막음부재(20)를 끼운 후에 노출된 부분을 절단하는 단계; (b) 상기 대상 영역에 이물질 제거를 위한 표면처리 후에 방식제(30)를 도포하는 단계; 및 (c) 상기 대상 영역에 보강부재(40)를 감아서 마무리하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 관로의 급수를 중단하지 않더라도 누수가 진행중인 상수도 관로의 누수부 외면에 막음, 표면처리, 급결제 보수, 테이핑을 순차적으로 수행하여 편리하고 신속하게 차수하면서 보수된 부분의 수밀성과 내구성을 향상하는 효과가 있다.

Description

상수도관 긴급보수 방법{Method for rapid repair of water supply pipe}

본 발명은 상하수도관 보수 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 누수가 진행중인 관로의 급수를 중단하지 않고, 외면을 편리하고 신속하게 차수하여 상수도관을 보수할 수 있도록 한 상하수도관 긴급보수 방법에 관한 것이다.

급격한 도시화ㆍ산업화와 더불어 상수도 인프라의 양적ㆍ질적 성장이 중요시되는 바, 급수기능의 지속성 및 수질의 안정성 등에 대한 사회적 요구수준도 높아진다. 이에 상수도의 누수 방지, 파손사고 방지, 탁수 방지, 통수능력 저하방지, 안정성 향상 등을 위한 노력이 지속적으로 이루어지고 있다. 근래에는 누수 발생 후 대처보다는 누수 우려 지점에 대한 비굴착 보수가 시도되고 있다.

이와 같은 상수도관의 보수와 관련되는 선행기술문헌으로서 한국 등록특허공보 제0639777호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제0923027호(선행문헌 2) 등을 참조할 수 있다.

선행문헌 1은 필름에 열압착 방식으로 합판된 폴리에스터 또는 나일론 재질의 부직포로 이루어진 펠트 형태의 라이너를 준비하고, 상하수도관의 부분 보수에는 상기 라이너를 필요로 하는 폭만큼 절단하여 통상의 부분 보수 공법과 동일하게 라이너를 폴리우레탄 또는 실리콘계 수지 등에 함침하여 캐리지에 장착하고 상하수도관 내부에 삽입하여 공기압 튜브를 팽창시킴으로써 경화시킨다. 이에 따라, 표면이 깨끗하고 양호한 수밀상태를 유지하는 효과를 기대한다.

그러나, 선행문헌 1과 같이 필름을 열압착하여 공기압으로 팽창시키기 위해서는 보수부위를 굴착하여 절단하고, 급수를 중단한 상태로 관로 내부에 고여 있는 물을 제거해야 하는 단점이 있다. 보수 후에는 절단된 관로를 신설 연결해야 하는 불편도 초래된다.

선행문헌 2는 대구경 노후 상수관을 스크레이핑 청소하는 청소과정과, 노후 상수관을 예비 가온하는 상수관 가온과정과, 상기 청소되고 가온된 노후 상수관 내면에 도료 용재가 첨가되지 않은 폴리우레아 및 경화제를 고압으로 회전 믹싱분사하여 도포하는 폴리우레아 도포과정으로 구성된다. 이에 따라, 폴리우레아 및 경화제의 흘러내림 없이 신속경화가 이루어져 그 작업이 신속하고 용이하게 완료되는 효과를 기대한다.

그러나, 보수하고자 하는 관로의 시점부와 종점부를 굴착하여 급수를 중단한 상태로 관로 내부에 고여 있는 물을 제거하여야 하며, 관로 내부에 스크레이퍼나 회전믹싱 도포부 기계장치를 이송하면서 보수한 후 절단된 관로는 신설 연결하여야 하는 단점이 있다.

한국등록특허공보 제10-0639777호
한국등록특허공보 제10-0923027호

상기와 같이 종래의 관로 급수 중단에 따른 문제점, 관로 내부에 고여 있는 물을 제거하는 불편, 관로 내부의 보수에 따른 불편, 보수후 절단된 관로의 신설 연결 문제점을 해소하기 위하여,

본 발명의 목적은, 관로의 급수를 중단하지 않은 상태일지라도 국부적 누수가 진행중인 관로의 손상부에 대한 막음, 표면처리, 급결제 보수, 보강 테이핑 등을 순차적으로 수행하여 편리하고 신속하게 차수하면서 보수된 부분의 수밀성과 내구성을 향상하는 상하수도관 긴급보수 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상수도관의 누수부를 대상으로 하여 보수하는 방법에 있어서: (A) 상기 대상 영역의 누수부에 막음부재를 끼운 후에 노출된 부분을 절단하는 단계; (B) 상기 대상 영역에 이물질 제거를 위한 표면처리 후에 방식제를 도포하는 단계; 및 (C) 상기 대상 영역에 보강부재를 감아서 마무리하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 단계 (A)의 막음부재는 인체무해성, 신축성, 방청성, 내마모성을 지닌 소재를 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 단계 (B)는 대상 영역의 일단과 양단에 작업경계를 표시하는 접착밴드를 더 부착하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 단계 (B)의 방식제(30)는 세라믹 분말이 조성물 전체 중량을 기준으로30~50%가 포함되며;

폴리머수지는 조성물 전체 중량을 기준으로 15 내지 40 중량%가 포함되며;

금속분말은 입도 분포가 0.1 내지 50 ㎛ 범위이며, 조성물 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%로 포함되는 층상 실리케이트와 조성물 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%로 포함되는 판상 유리 플레이크로 구성된 기본재에 경화제를 혼합한 2액형을 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 단계 (A)는 절단된 막음부재의 주변으로 실링을 위한 급결제 및;

상기 단계 (A)는 절단된 막음부재(20)의 주변으로 실링을 위한 급결제(35) 및;

(a) 에폭시 당량이 195∼205g/eq, 점도가 150∼13,500cps로 조절된 비스페놀 A형 에폭시수지 25 내지 40 중량부, 반응성 희석제 (Cardura E-10P) 1 내지 5 중량부, 평균입경 100∼1200㎛ 으로 조절된 실리콘카바이드40 내지 55 중량부, 평균입경이 10∼100㎛으로 조절된 알루미늄 분말 10 내지 30 중량부 및 요변성제 (ThixogelMP250) 1 내지 5중량부가 포함된 주제 ; 및 (b) 전아민가가 280∼310mgKOH/g으로 조절된 폴리아마이드 50 내지 85 중량부, 아민가 630mgKOH/g인 경화촉진제(Ancamine K-54) 1 내지 8 중량부, 흐름 방지제 (Pangel B20) 1 내지 8 중량부, 요변성제 (Thixogel MP250) 1내지 8 중량부 및 평균입경이 10∼100㎛으로 조절된 알루미늄 분말 5 내지 25 중량부를 혼하여 제조한 경화제; 를 중량대비 (a):(b)가 6:1의 비율로 혼합되며, 주제부의 에폭시수지와 경화제부의 폴리아마이드의 당량비가 1:1로 혼합된 보수제(37)를 더 부가하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 관로의 급수를 중단하지 않더라도 누수가 진행중인 상수도 관로의 누수부 외면에 막음, 표면처리, 급결제 보수, 테이핑을 순차적으로 수행하여 편리하고 신속하게 차수하면서 보수된 부분의 수밀성과 내구성을 향상하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 방법의 주요 단계를 순차적으로 나타내는 흐름도
도 2는 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 준비상태를 나타내는 사진
도 3은 도 2에 의한 방법으로 실험하는 주요 단계를 나타내는 사진

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 상수도관(10)의 누수부(15)를 대상으로 하여 보수하는 방법에 관하여 제안한다. 상수도관(10)은 상수도 인프라로서 지중에 매설된 다양한 규격의 강관 등을 의미한다. 상수도관(10)의 누수부(15)는 노후화 등으로 인하여 천공된 상태를 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 대상 영역은 누수부(15)를 중심으로 일정한 거리로 설정한다.

본 발명의 단계 (A)는 상기 대상 영역의 누수부(15)에 막음부재(20)를 끼운 후에 노출된 부분을 절단하는 과정을 거친다. 막음부재(20)는 누수부(15)의 천공된 형태와 크기를 고려하여 선택하고 해머를 이용하여 적절한 깊이로 끼운다. 막음부재(20)를 쐐기 모양으로 형성하면 용이하고 견실한 끼움에 유리하다. 이어서 누수부(15)에 박힌 막음부재(20)의 노출된 부분을 톱으로 절단하여 표면에 돌출된 부분이 없도록 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 단계 (A)의 막음부재(20)는 인체무해성, 신축성, 방청성, 내마모성을 지닌 소재를 사용하는 것을 특징으로 한다. 막음부재(20)는 SUS, Ti 등의 금속재를 사용하는 경우 탄성계수가 높으므로 다공체로 형성하는 것이 좋다. 금속재의 다른 예로서 접착과 경화 성능이 좋은 세라믹 메탈의 형태가 적용 가능하다. 특히 상수도 관로에 있어서 막음부재(20)로 적정의 기계적 강도를 지닌 쐐기 모양의 세라믹메탈계 보수제를 사용하는 것이 좋다. 이외에 부틸 고무, 실리콘 고무 등을 기반으로 폴리머를 배합한 비금속 소재를 대체적/병용적으로도 사용할 수 있다.

본 발명의 단계 (B)는 상기 대상 영역에 이물질 제거를 위한 표면처리 후에 방식제(30)를 도포하는 과정으로 진행된다.

보수 대상의 영역에 그라인더, 사포, 또는 경우에 따라 샌드블라스터로 이물질을 제거하여 매끄러운 상태로 표면처리 작업을 실시한다. 이어서 나무나 수지재의 성형주걱(32)을 사용하여 방식제(30)를 대상 영역에 도포한다.

특히 누수부(15)를 중심으로 하는 주변부에서 상대적으로 도포 두께를 증대한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 단계 (B)는 대상 영역의 일단과 양단에 작업경계를 표시하는 접착밴드(25)를 더 부착하는 것을 특징으로 한다. 접착밴드(25)는 대상 영역을 명확하게 구분하는 역할을 하는 것으로, 이물질 제거 이전에 부착할 수도 있고 이물질 제거가 완료된 후에 부착할 수도 있다. 접착밴드(25)의 부착 두께를 증대시키면 차수를 위한 가스켓(패킹)의 역할도 기대된다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 단계 (B)의 방식제(30)는 세라믹 분말, 폴리머, 금속분말로 구성된 기본재에 경화제를 혼합한 2액형을 사용하는 것을 특징으로 한다. 방식제(30)는 기본재와 경화제로 구성된 2액형의 세라믹 코팅제로서 기본재로 세라믹 외에 특수 폴리머와 금속분말을 합성한다. 금속분말은 보수 대상의 상수도관(10)과 동질의 소재가 선호되지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이에 방식제(30)는 세라믹과 금속분말 간의 화학적 결합에 의한 물성을 보유하여 내구성이 높은 무변질의 접합 성능을 유지하는 것이 바람직한 것으로, 상기 단계 (B)의 방식제(30)는 세라믹 분말이 조성물 전체 중량을 기준으로30~50%가 포함되며;

금속분말은 입도 분포가 0.1 내지 50 ㎛ 범위이며, 조성물 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%로 포함되는 층상 실리케이트와 조성물 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%로 포함되는 판상 유리 플레이크로 구성된 기본재에 경화제를 혼합한 2액형을 사용한다.

상기 방식제(30)는 조성물은 첨가된 충진재가 코팅면에 평행하게 배열되어 우수한 방식 성능을 제공하고, 코팅층 내의 핀홀과 같은 결함의 발생을 방지하고, 코팅층 내에 첨가되는 무기질 재료의 함량을 낮춤으로써 밀도 감소 및 점도 감소에 의한 코팅층의 흐림 결함을 방지하여, 생산성의 증가 및 방식 코팅의 우수한 종합 성능을 제공할 수 있다.

이때, 방식제(30)의 경화제로 친환경성을 높일 필요가 있는 경우 인체에 무해한 무독성의 하이드록실 알킬 아미드계, 폴리아민계, 구아니딘 화합물류, 이미다졸 화합물류 등을 사용할 수도 있다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 단계 (A)는 절단된 막음부재(20)의 주변으로 실링을 위한 급결제(35)를 더 부가하는 것을 특징으로 한다. 급결제(35)는 전술한 막음부재(20)처럼 인체무해성, 방청성, 내마모성을 기반으로 하되 수중 유동성, 신속 경화성, 높은 결합강도를 요한다.

즉, 급결제(35)는 무용제형 수중경화성 급속보수제를 사용하는 것이 좋다. 특히 누수부(15)가 막음부재(20)로 충분히 실링되지 않는 경우 급결제(35)를 사용하는 것이 좋다. 급결제(35)로 전술한 막음부재(20)와 동종의 세라믹메탈계 보수제를 사용하는 경우 경화 성분을 강화하는 방식으로 적용한다.

또한 이때 급결제와 함께 보수제(37)를 절단된 막음부재(20)의 주변으로 실링을 위하여 부가하는 것을 특징으로 한다. 이때 사용하는 보소제(37)는 (a) 에폭시 당량이 195∼205g/eq, 점도가 150∼13,500cps로 조절된 비스페놀 A형 에폭시수지 25 내지 40중량부, 반응성 희석제 (Cardura E-10P) 1 내지 5 중량부, 평균입경 100∼1200㎛ 으로 조절된 실리콘카바이드40 내지 55 중량부, 평균입경이 10∼100㎛으로 조절된 알루미늄 분말 10 내지 30 중량부 및 요변성제 (ThixogelMP250) 1 내지 5중량부가 포함된 주제 ; 및 (b) 전아민가가 280∼310mgKOH/g으로 조절된 폴리아마이드 50 내지 85 중량부, 아민가 630mgKOH/g인 경화촉진제(Ancamine K-54) 1 내지 8 중량부, 흐름 방지제 (Pangel B20) 1 내지 8 중량부, 요변성제 (Thixogel MP250) 1내지 8 중량부 및 평균입경이 10∼100㎛으로 조절된 알루미늄 분말 5 내지 25 중량부를 혼하여 제조한 경화제;를 중량대비 (a):(b)가 6:1의 비율로 혼합되며, 주제부의 에폭시수지와 경화제부의 폴리아마이드의 당량비가 1:1로 혼합된다.

본 발명의 보수제(37)는 내마모성 실리콘 카바이드와 내열성, 내산성, 내알카리성 및 방청기능을 지닌 알루미늄 분말을 사용하여 종래의 금속 보수제에 비하여 부착강도, 방식성 및 내마모성이 매우 우수하다. 특히 내마모성이 우수하여 장기간 보수가 필요없는(maintenance free) 상태가 가능하며 sagging성이 우수하여 3mm 이상의 두께에서도 수직면에서 전혀 흘러내리지 않는 특성을 지니고 있다. 또한 사용된 재료는 무용제형의 친환경적인 보수제로서 상기 모든 물성을 만족하기 때문에 산업용 기계, 탱크류, 파이프류, 밸브류, 배수갑문, 교량, 항만, 선박, 해양시설물, 발전시설물 등과 같이 고온, 해수, 마모환경에 의한 부식이 심한 금속시설물에 장기간 방식이 가능하여 환경보호에도 이바지할 수 있다.

본 발명의 단계 (C)는 상기 대상 영역에 보강부재(40)를 감아서 마무리하는 과정으로 진행된다. 보강부재(40)는 신축성과 함께 수중에서 높은 접착성을 지닌 보강테이프를 사용하는 것이 바람직하다.

보강부재(40)는 상수도관(10)의 외주면에서 누수부(15)를 중심으로 좌우로 걸치도록 중첩된 나선형으로 감싼다. 나선형의 피치는 상수도관(10)의 직경에 따라 달라지나 적어도 보강테이프의 폭의 10~20% 이상 중첩되도록 한다.

이때, 보강부재(40)를 감기 전에 1차적으로 방식제(30)를 도포한 상태에서 보강부재(40)를 감는 과정에서 2차적으로 보강부재(40)에 방식제(30)를 도포하는 것이 바람직하다.

한편, 보강부재(40)는 세라믹코팅제로 함침된 보강테이프를 사용하는 구성도 가능하다. 세라믹코팅제는 나노플레이크와 세라믹 분말을 함유한 수지계 도료를 사용한다. 보강테이프는 내열성을 지닌 망사형 직물과 수지로 성형되고 수중 작업이 편리하도록 롤상에 권취된 상태로 사용된다. 직물은 면과 같은 천연섬유는 물론 폴리올레핀섬유류, 나일론 등을 사용할 수 있다. 수지재로 테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 폴리프로필렌을 사용할 수 있다. 보강부재(40)는 상수도관(10)의 외주면에서 누수부(15) 및 그 주변부에 밀착되며, 지중에 매립된 상태에서도 발열로 수분을 제거하면서 방식제(30)의 경화를 촉진한다.

도 2는 시험 대상의 상수도관(10)에 대한 보수를 위한 그라인더, 해머, 성형주걱(32), 방식제(30), 보강부재(40) 등을 나타낸다.

도 3을 참조하면, 작업자가 상수도관(10)의 대상 영역에 이물질을 제거하면서 표면조도를 양호하게 하고, 누수부(15)에 막음부재(20)를 박아 누수를 방지하면서 필요에 따라 급결제(35)를 주변에 부착하고, 누수부(15)를 비롯한 대상 영역에 방식제(30)를 성형주걱으로 1차 도포하고, 보강부재(40)로서 보강테이프를 대상 영역의 외주면에 돌려 감으면서 방식제(30)를 2차 도포하여 보수를 완료된다. 이와 같은 일련의 작업은 1~2인의 작업자가 간편하고 신속하게 수행할 수 있다.

이때, 기본재와 경화제를 혼합한 방식제(30)는 화학적 발열반응을 유발하면서 자체 발열에 기인한 분자간 가교결합으로 3차원 망상구조를 형성하여 강한 부착력을 발생한다. 물론 보강부재(40)의 보강테이프를 외주면에 돌려 감으면 방식제(30)와의 상승작용으로 누수부(15) 상의 방식재료의 경화가 촉진된다.

시공이 완료된 후에 핀홀탐지기 등의 탐상기기를 이용하여 검사를 수행한 결과 상수도관(10)에서 누수부(15)의 결함이 발견되지 않았다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 상수도관 15: 누수부
20: 막음부재 25: 접착밴드
30: 방식제 32: 성형주걱
35: 급결제 37 : 보수제
40: 보강부재

Claims

상수도관(10)의 누수부(15)를 대상으로 하여 보수하는 방법에 있어서:
(A) 상기 대상 영역의 누수부(15)에 인체무해성, 신축성, 방청성, 내마모성을 지닌 소재의 막음부재(20)를 끼운 후에 노출된 부분을 절단하고,
절단된 막음부재(20)의 주변으로 실링을 위한 급결제(35) 및;
(a) 에폭시 당량이 195∼205g/eq, 점도가 150∼13,500cps로 조절된 비스페놀 A형 에폭시수지 25 내지 40 중량부, 반응성 희석제 (Cardura E-10P) 1 내지 5 중량부, 평균입경 100∼1200㎛ 으로 조절된 실리콘카바이드40 내지 55 중량부, 평균입경이 10∼100㎛으로 조절된 알루미늄 분말 10 내지 30 중량부 및 요변성제 (ThixogelMP250) 1 내지 5중량부가 포함된 주제 ; 및 (b) 전아민가가 280∼310mgKOH/g으로 조절된 폴리아마이드 50 내지 85 중량부, 아민가 630mgKOH/g인 경화촉진제(Ancamine K-54) 1 내지 8 중량부, 흐름 방지제 (Pangel B20) 1 내지 8 중량부, 요변성제 (Thixogel MP250) 1내지 8 중량부 및 평균입경이 10∼100㎛으로 조절된 알루미늄 분말 5 내지 25 중량부를 혼합하여 제조한 경화제;를 중량대비 (a):(b)가 6:1의 비율로 혼합되며, 주제부의 에폭시수지와 경화제부의 폴리아마이드의 당량비가 1:1로 혼합된 보수제(37)를 충진하는 단계;
(B) 상기 대상 영역의 일단과 양단에 작업경계를 표시하는 접착밴드(25)를 부착하고 이물질 제거를 위한 표면처리 후에 세라믹 분말이 조성물 전체 중량을 기준으로30~50%가 포함되며, 폴리머수지는 조성물 전체 중량을 기준으로 15 내지 40 중량%가 포함되며, 금속분말은 입도 분포가 0.1 내지 50 ㎛ 범위이며, 조성물 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%로 포함되는 층상 실리케이트와 조성물 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%로 포함되는 판상 유리 플레이크로 구성된 기본재에 경화제를 혼합한 2액형의 방식제(30)를 도포하는 단계; 및
(C) 상기 대상 영역에 2차적으로 보강부재(40)에 방식제(30)를 더 도포하고 보강부재(40)를 감아서 마무리하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상수도관 긴급보수 방법.
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