KR101705985B1 - 쐐기형 밀착부재를 이용한 배관의 보수 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화학물질, 스팀 및 가스, 상수도 등의 유체가 이동하는 배관의 양단에 연속적인 연결을 위해 형성되는 플랜지부를 통한 유체의 누출을 방지하기 위한 보수 공사시 주입되는 실링재가 플랜지부 테두리 방향으로 누수되는 것을 최대한 억제할 수 있어 안정적인 실링재 주입이 가능하도록 쐐기형 밀착부재를 이용한 배관의 보수 공법에 관한 것으로; 몸체에 실링재를 주입할 수 있는 유로가 형성되는 실링재 투입용 볼트를 배관의 제1 및 제2 플랜지부에 형성된 제1 및 제2 체결공에 체결하고, 상기 실링재 투입용 볼트의 단부에 너트를 체결하는 제1공정; 상기 제1 및 제2 플랜지부 사이의 틈새에 선형(線型)의 몸체 양 측면에 길이방향으로 쐐기부가 형성되는 쐐기형 밀착부재를 가압하여 쐐기부를 제1 및 제2 플랜지부 사이의 틈새에 밀착시키는 제2공정; 상기 유로에 실링재 주입장치와 연결된 어댑터를 연결하여 실링재를 주입하는 제3공정; 상기 제3공정 후, 마감구를 상기 유로의 입구에 결합하여 밀봉하는 제4공정;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 배관의 보수 공법을 제공한다.

Description

쐐기형 밀착부재를 이용한 배관의 보수 공법 {METHOD OF REPAIRING A PIPELINE USING WEDGE TYPED CONTACT MEMBER}

본 발명은 화학물질, 스팀 및 가스, 상수도 등의 유체가 이동하는 배관의 양단에 연속적인 연결을 위해 형성되는 플랜지부를 통한 유체의 누출을 방지하기 위한 보수 공사시 주입되는 실링재가 플랜지부 테두리 방향으로 누수되는 것을 억제할 수 있어 안정적인 실링재 주입이 가능한 쐐기형 밀착부재를 이용한 배관의 보수 공법에 관한 것이다.

일반적으로 발전소, 소각장, 화학공장, 도시가스, 상수도 등에서는 고압용 배관을 통해 각종 화학물질, 스팀 및 가스, 상수도 등의 유체(이하, '유체'라 한다.)가 수송된다.

이와 같은 배관은 연속적으로 연결되는데, 배관은 일정한 길이마다 플랜지부로 서로 연결되어 유체를 공급한다. 이때, 배관의 연결부위인 플랜지 부분은 유체의 높은 온도와 압력의 유체는 물론, 화학물질 등에 의해 오랜 시간동안의 온도의 변화, 가스겟의 경화, 물질의 변화 등 배관의 신축작용도 하게 되면서 유체가 누출된다.

이에 종래에는 관체의 플랜지 부분에서 유체의 누출이 발생하는 경우 유체의 공급을 중단한 상태에서, 배관 내 유체와 화학물질들을 수거하거나 가스등을 태우고 나서 배관을 산소 용접하여 누출부위를 보수하였으나, 이는 작업자가 가스 폭발이나 유독가스에 노출되어 인사사고의 위험이 높고, 유체의 공급중단으로 인한 민원발생 우려 및 중단 후 제가동에 다른 운영 비용이 상승하는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해소하기 위해 용접 등을 수행하지 않아 유체의 공급을 중단하지 않고서도 배관의 플랜지 부분의 누출을 차단하는 보수 공법이 등록특허 제10-0749550호(이하, '참고문헌 1'이라 한다.), 등록특허 제10-0988068호(이하, '참고문헌 2'라 한다.)에서 제안된 바 있다.

이때, 상기 참고문헌 1에는 수돗물을 공급하는 송수관이 서로 연결된 플랜지부에서 누수가 발생할 경우 보수방법으로서, 송수관을 서로 연결하는 플랜지부에 볼트 홀과 통하도록 구멍을 형성하는 공정, 상기 단계에서 형성된 구멍에 체결부를 형성하는 공정, 상기 플랜지부들 사이에 개재된 개스켓 외측으로 감겨져 그 내부의 압력에도 견딜 수 있도록 하면서 플랜지부들 사이를 완전히 밀폐시키는 보강부재 설치공정, 상기에서 형성된 체결부에 어댑터를 연결하고 개스켓 외측으로 누수 차단제를 주입하는 공정을 포함하는 수도관의 누수차단 보수방법이 제안되어 있지만, 이는 플랜지부에 구멍을 형성해야 하므로 대체로 배관이 설치된 공간이 협소해 드릴가공을 통한 구멍 형성에 많은 시간과 노력이 소요됨은 물론, 플랜지부들 사이에 개재된 개스켓 외측으로 보강부재를 감지만, 보강부재의 단면이 원형으로 이루어져 플랜지부들 사이의 간격이 일정하지 않으면 보강부재와 플랜지부 사이에 간극이 발생하여 누수차단제가 유실될 우려가 높다.

한편, 상기 참고문헌 2에는 가스관에서 가스누출이 발생하였을 경우 가스를 정상적으로 공급하면서 가스누출 부분을 보수할 수 있는 가스관의 가스누출차단 시 보수방법을 제공하기 위하여, 가스를 공급하는 가스관이 서로 연결된 플랜지부위에서 가스누출이 발생할 경우의 보수 방법으로서, 가스관을 서로 연결하는 플랜지부에 결합된 볼트를 새로운 것으로 교체하면서 플랜지부 양쪽면으로 각각의 어댑터를 설치하는 공정과, 상기 플랜지부들 사이에 개재된 개스켓 외측으로 감겨져 플랜지부들 사이를 완전히 밀폐시키는 보강부재를 설치하는 공정과, 상기 어댑터를 통하여 개스켓 외측으로 실링재를 주입하여 개스켓 외측으로 새로운 보강 실링층을 형성하는 실링재 주입공정을 포함하는 가스관의 가스누출차단 보수방법이 제안되어 있지만, 이 역시 보강부재의 단면이 원형으로 이루어져 플랜지부들 사이의 간격이 일정하지 않으면 보강부재와 플랜지부 사이에 간극이 발생하여 누수차단제가 유실될 우려가 높다.

따라서 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 각종 화학물질, 스팀 및 가스, 상수도 등의 유체의 공급중에도 배관의 보수공사를 수행하면서도 유체의 누출 방지를 위한 실링재 투입과정중에 배관의 플랜지부 틈새를 통해 고가(高價)인 실링재의 유실을 막을 수 있도록 쐐기형 밀착부재를 이용하 는 배관의 보수 공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;

몸체에 실링재를 주입할 수 있는 유로가 형성되는 실링재 투입용 볼트를 배관의 제1 및 제2 플랜지부에 형성된 제1 및 제2 체결공에 체결하고, 상기 실링재 투입용 볼트의 단부에 너트를 체결하는 제1공정; 상기 제1 및 제2 플랜지부 사이의 틈새에 선형(線型)의 몸체 양 측면에 길이방향으로 쐐기부가 형성되는 쐐기형 밀착부재를 가압하여 쐐기부를 제1 및 제2 플랜지부 사이의 틈새에 밀착시키는 제2공정; 상기 유로에 실링재 주입장치와 연결된 어댑터를 연결하여 실링재를 주입하는 제3공정; 상기 제3공정 후, 마감구를 상기 유로의 입구에 결합하여 밀봉하는 제4공정;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 쐐기형 밀착부재를 이용한 배관의 보수 공법을 제공한다.

이때, 상기 쐐기형 밀착부재는 동(銅) 또는 황동(黃銅) 재질인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 쐐기부는 상기 몸체 양 측면에 길이방향으로 복수가 형성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 실링재 투입용 볼트는 몸체 외주면에 수나사산이 형성되고 상기 몸체의 일단에서 길이방향을 따라 유로가 형성되고, 상기 유로의 입구에는 암나사산이 형성되며, 상기 몸체의 중간에는 상기 유로와 연통되는 배출구가 형성된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 유로 입구에는 마감구가 체결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 수도나 가스 등의 배관의 플랜지부 연결부위 누수로 인한 보수작업시 배관의 제1 및 제2 플랜지부 사이의 틈새로 실링재가 누수되는 것을 막기 위해 끼워 압입하는 밀착부재를 선형(線型)의 몸체의 양 측면에 길이방향으로 쐐기부가 형성되는 쐐기형 밀착부재를 사용함으로서 제1 및 제2 플랜지부 사이의 틈새에 밀착부재를 끼우고 가압하면 제1 및 제2 플랜지부 사이의 틈새 벽면에 쐐기부가 밀착 지지되어 제1 및 제2 플랜지부 사이의 틈새로 실링재 누출을 방지할 수 있음은 물론 쐐기형 밀착부재의 이탈 역시 막을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 쐐기형 밀착부재를 이용한 배관의 보수 공법을 설명하기 위해 도시한 관체의 이음부위를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 쐐기형 밀착부재를 이용한 배관의 보수 공법을 설명하기 위해 도시한 관체의 이음부위의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배관의 보수 공법을 설명하기 위해 도시한 관체의 이음부위의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 배관의 보수 장치를 이용한 실링재 주입 상태를 도시한 단면도이다.

이하 본 발명에 따른 쐐기형 밀착부재를 이용한 배관의 보수 공법을 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시 예들에 의해 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 실시 예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1 내지 도 4에 의하면, 발전소, 소각장, 화학공장, 도시가스 및 상수도 설비를 통해 각종 화학물질, 스팀 및 가스, 상수도 등의 유체를 수송하기 위한 통상의 배관(1)은 길이방향으로 중공부가 관통 형성되며, 제1 및 제2 플랜지부(12,22)가 형성되는 제1 및 제2 배관(10,20)들이 서로 연결된다.

이때, 상기 제1 및 제2 플랜지부(12,22)에는 원주 방향으로 일정한 간격을 유지하며 다수의 제1 및 제2 체결공(12a,22a)이 형성되고, 상기 제1 및 제2 플랜지부(12,22) 사이에는 연결부위의 기밀을 유지하는 가스켓()을 개재한 상태로 볼트부재를 상기 제1 및 제2 플랜지부(12,22)의 제1 및 제2 체결공(12a,22a)에 끼운 상태에서 너트부재로 체결함으로서 제1 및 제2 배관(10,20)을 연결한다.

한편, 배관(1)은 주변 온도, 습도, 유체 압력 변화로 인한 배관 및 연결부위의 수축과 팽창, 또는 가스관로의 노후 등과 같은 요인으로 인하여 유체의 누출이 발생될 수 있다.

이에 본 발명은 유체의 누출시 이를 차단하기 위한 보수 공사를 진행시 유체의 공급을 중지시키지 않고 계속 공급하면서 유체의 누출 부위를 신속하게 보수할 수 있도록 하기 위해, 제1 및 제2 플랜지부(12,22)의 제1 및 제2 체결공(12a,22a)에 관통지지되는 실링재 투입용 볼트(100)와, 상기 실링재 투입용 볼트(100)의 단부에 체결되는 너트체(200)로 구성되는 보수 장치를 사용한다.

상기 실링재 투입용 볼트(100)는 수나사산이 외주면에 형성되며 몸체(110)의 일단에서 길이방향을 따라 유로(120)가 형성되고, 상기 유로(120)의 입구(122)에는 암나사산(122a)이 형성되며, 상기 몸체(110)의 중간에는 상기 유로(120)와 연통되는 배출구(130)가 형성된다.

이 경우 상기 실링재 투입용 볼트(100)는 몸체(110)의 일단에 헤드부(111)가 형성되고, 헤드부(111)에서 길이방향으로 원형의 유로(120)를 형성한다. 이때 상기 유로는 몸체(110)를 관통형성하고 일단을 마감할 수도 있다.

물론 도 3에 도시된 바와 같이 실링재 투입용 볼트(100)의 헤드부(111)가 아닌 몸체(110)의 단부(112)에서 드릴가공을 통해 유로를 형성함도 가능하다.

한편, 상기 유로(120)의 입구(122)에는 실링재를 투입할 수 있는 실링재 주입장치와 연결된 어댑터(2)를 연결하여 소정의 압력으로 실링재(2a)를 강제로 주입한다. 그리고 상기 어댑터(2)를 통한 실링재의 투입이 완료된 후에는 마감구(300)를 상기 유로(120)의 입구(122)에 결합하여 밀봉함이 바람직하다. 또한 상기 몸체(110)의 중간에 형성되는 배출구(130)는 몸체(110)의 표면에 복수가 형성될 수 있다.

이 경우 상기 마감구(300)는 원기둥 형태로 이루어지며 외주면에 상기 유로(120)의 입구(122)에 형성된 암나사산(122a)에 나사결합되는 수나사산(302)이 형성되며, 일단에는 일자 또는 십자 드라이버나 렌치를 이용해 마감구(300)를 회전시킬 수 있도록 조정홈(304)이 형성된다.

또한, 상기 제1 및 제2 플랜지부(12,22) 사이의 틈새에는 선형의 쐐기형 밀착부재(400)가 끼워진다. 이때, 상기 쐐기형 밀착부재(400)는 금속재 선형상으로 이루어질 수 있으며, 재질은 특히 동(銅) 또는 황동(黃銅)을 사용함이 바람직하다. 특히 상기 쐐기형 밀착부재(400)는 유연성을 갖도록 열처리한 것을 사용하여 용이하게 설치할 수 있도록 함이 바람직하다.

특히 상기 쐐기형 밀착부재(400)는 상기 제1 및 제2 플랜지부(12,22) 사이의 틈새에 끼워진 후 이탈이 방지될 수 있도록 선형(線型)의 몸체(410)의 양 측면에 길이방향으로 쐐기부(412)가 형성된다. 이 같은 구조에 의하면 상기 제1 및 제2 플랜지부(12,22) 사이의 틈새에 쐐기형 밀착부재(400)를 끼우고 망치 등으로 가압하면 제1 및 제2 플랜지부(12,22) 사이의 틈새로 파고들면서 쐐기부(412)가 제1 및 제2 플랜지부(12,22) 사이의 틈새에 밀착 지지된다.

이에 따라 추후 실링재(2a)를 투입시 쐐기부(412)에 의해 제1 및 제2 플랜지부(12,22) 사이의 틈새로 실링재 누출이 방지됨은 물론, 쐐기형 밀착부재(400)의 이탈 역시 막을 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 4를 참고로 본 발명에 따른 쐐기형 밀착부재를 이용한 배관의 보수 과정을 상세히 설명한다.

우선 유체가 누출되는 배관(1)의 플랜지부(12,22)에 체결된 기존의 볼트부재 및 너트부재를 분리 해체하고, 그 해체된 부분의 제1 및 제2 체결공(12a,22a)에 실링재 투입용 볼트(100)를 관통시키고, 실링재 투입용 볼트(100)의 단부에 너트체(200)를 견고하게 체결한다. 즉 현장에서 실링재 투입을 위한 홀을 가공하기 위한 드릴작업 등이 필요없어 작업이 간단하고 협소한 작업공간에서도 간편하게 작업할 수 있다.

이와 같은 방법으로 기존에 체결된 볼트부재 및 너트부재를 하나씩 해제하면서 새로운 실링재 투입용 볼트(100) 및 너트체(200)를 플랜지부(12,22)에 설치한다.

이 경우 기존의 볼트부재 및 너트부재를 그대로 해제하는 경우 플랜지부 사이가 벌어질 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 클램프(3)로 기존의 볼트부재 및 너트부재가 조립된 부위의 플랜지부(12,22) 양측을 조인 후에 새로운 실링재 투입용 볼트(100) 및 너트체(200)를 체결할 수 있다. 이와 같은 작업은 반복적으로 수행할 수 있다. 물론 상기 실링재 투입용 볼트(100)는 마감구(300)를 상기 유로(120)의 입구(122)에 결합하여 밀봉한 상태로 설치함이 바람직하다.

그리고, 상기 배관(1)의 플랜지부(12,22)의 틈새 간격을 측정하고 적절한 길이의 쐐기형 밀착부재(400)를 선정하여 플랜지부(12,22) 사이에 끼우고 망치 등의 공구를 이용해 타격하여 끼워 플랜지부(12,22)들 사이에 개재된 개스켓(4) 외측으로 감아 고정시켜 플랜지부(12,22)들 사이의 틈새를 밀폐시킨다.

이후, 실링재 투입용 볼트(100)의 몸체(110) 일단에 길이방향을 따라 형성되는 유로(120) 입구(122)의 마감구(300)를 해제한 후 실링재 주입장치와 연결된 어댑터(2)를 연결하여 소정의 압력으로 실링재(2a)를 강제로 주입한다.

좀 더 구체적으로 설명하면 실링재 투입용 볼트(100)의 유로(120) 입구(122)에 실링재 주입장치와 연결된 어댑터(2)를 연결하여 소정의 압력으로 실링재(2a)를 강제로 주입한다.

이때, 상기 실링재(2a)는 공기와 접촉되어 소정의 시간이 경과하면 경화되는 액상이나 겔 상태의 화합물로 특수하게 제조된 다양한 형태의 컴파운드 등이 사용될 수 있으며, 상황에 따라 고온, 고압, 가스, 화학물질 등에 견딜 수 있는 물성을 가진 것을 선택적으로 사용할 수 있다. 일 예로 상기 실링재(2a)는 petroseal sealing compound를 사용할 수 있으며, 가스 배관인 경우에는 PTFE(Polytetrafluoroetylene) 20%, Antimony Trioxide(Sb₂O₃) 58%, ZnO(Zinc Oxide) 3%, DoP(Dioctyl Phthalate) 16%, Grease 3%로 구성되는 것을 사용할 수 있으며, 이는 상온에서도 잘 주입 될 수 있고, 주입 된 후에도 물성변화가 거의 없는 특징이 있다.

이와 같이 실링재를 주입하는 경우 실링재는 막힘이나 우회함이 없이 실링재 투입용 볼트(100)의 유로(120)를 따라 안내되며 실링재 투입용 볼트(100)의 몸체(110) 중간에 관통되는 배출구(130)를 통해 배출되어 플랜지부(12,22) 사이의 틈새로 유입되어 개스켓(4)과 쐐기형 밀착부재(400) 사이의 공간으로 이동해 채워진다.

즉, 실링재 투입용 볼트(100)에 직접 형성된 유로(120)를 통해 실링재(2a)를 주입할 수 있어 실링재(2a) 주입압력을 낮출 수 있음은 물론, 실링재의 이동거리가 짧아 주입시간을 대폭 절감할 수 있다.

이와 같이 실링재를 주입한 후 마감구(300)를 실링재 투입용 볼트(100)의 유로(120) 입구(122)에 나사결합시켜 마감시켜 주어 실링재가 역류 또는 누출되는 것을 막을 수 있다.

이때, 실링재를 주입시 유체가 누출되는 배관(1)의 압력에 따라 실링재의 주입 압력을 조정하게 되는데, 상수도나 가스의 경우에는 150~200bar로 유지 시키면서 주입하며, 증기, 에어는 누수압력의 2배로 주입함이 바람직하다.

한편, 유체가 누출되는 배관(1)에 적합한 압력으로 실링재를 주입하면서 인접한 실링재 투입용 볼트(100)로 컴파운드가 새어나오면 현재 주입하는 홀은 모두 주입 되었으므로 마감구(300)로 막고 인접한 실링재 투입용 볼트(100)로 컴파운드를 주입하는 작업을 반복할 수 있다.

이때, 실링재(2a)가 빈공간을 채우면서 실링층을 형성하게 되며, 실링이 빈 공간을 90%정도 채우게 되면 유체의 누출 부분이 서서히 멈추게 되고 주입하는 압력게이지도 떨어지지 않고 200bar정도에서 멈추게 되는데 이때 200bar에 압력을 맞춰 10분정도 유지시킨 후, 더 이상 압력게이지가 떨어지지 않으면 실링재 주입장치와 연결된 어댑터(2)를 풀어 실링재 투입용 볼트(100)에서 분리시킨다.

이후, 실링재 투입용 볼트(100)의 입구(120)를 마감구(300)로 막아준다.

이와 같은 방법으로 배관의 밸브를 잠그지 않고 가스, 상수도 등의 유체를 공급하면서 유체의 누출부위를 간단하면서도 단시간 내에 보수할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.

100: 실링재 투입용 볼트 110: 몸체
120: 유로 130: 배출구
200: 너트체 300: 마감구
400: 쐐기형 밀착부재 412: 쐐기부

Claims (5)

1. 몸체(110)에 실링재를 주입할 수 있는 유로(120)가 형성되는 실링재 투입용 볼트(100)를 배관(1)의 제1 및 제2 플랜지부(12,22)에 형성된 제1 및 제2 체결공(12a,22a)에 체결하고, 상기 실링재 투입용 볼트(100)의 단부에 너트체(200)를 체결하는 제1공정;
   상기 제1 및 제2 플랜지부(12,22) 사이의 틈새에 선형(線型)의 몸체(410) 양 측면에 길이방향으로 쐐기부(412)가 형성되는 쐐기형 밀착부재(400)를 가압하여 쐐기부(412)를 제1 및 제2 플랜지부(12,22) 사이의 틈새에 밀착시키는 제2공정;
   상기 유로(120)에 실링재 주입장치와 연결된 어댑터(2)를 연결하여 실링재(2a)를 주입하는 제3공정;
   상기 제3공정 후, 마감구(300)를 상기 유로(120)의 입구(122)에 결합하여 밀봉하는 제4공정;으로 구성되며,
   상기 실링재 투입용 볼트(100)는 몸체(110) 외주면에 수나사산이 형성되고 상기 몸체(110)의 일단에서 길이방향을 따라 유로(120)가 형성되고, 상기 유로(120)의 입구(122)에는 암나사산(122a)이 형성되며, 상기 몸체(110)의 중간에는 상기 유로(120)와 연통되는 배출구(130)가 형성되며,
   상기 쐐기부(412)는 몸체(410) 양 측면에 길이방향으로 복수가 형성된 것을 특징으로 하는 쐐기형 밀착부재를 이용한 배관의 보수 공법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 쐐기형 밀착부재(400)는 동(銅) 또는 황동(黃銅) 재질인 것을 특징으로 하는 쐐기형 밀착부재를 이용한 배관의 보수 공법.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 유로(120) 입구에는 마감구(300)가 체결되는 것을 특징으로 하는 쐐기형 밀착부재를 이용한 배관의 보수 공법.
   
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