KR101804486B1 - 폴리우레탄 수지를 사용한 미완성 경화방법으로 발생 우려가 있는 에어포켓과 종방향 들뜸 발생을 방지 및 이를 동시에 제거하는 상수도 관로 갱생공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노후된 관로를 보수하기 위한 상수도 관로 갱생 공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 증기열 경화 및 자연 경화 방식으로 튜브를 경화시키되, 종래에 비해 증기열 경화시간을 줄여 에너지를 절약하고, 경화시 튜브 내측면에 발생되는 다수의 에어포켓 및 종방향 들뜸에 천공홀을 형성한 후 상기 에어포켓 및 종방향 들뜸 내부를 진공상태로 만듬과 동시에 튜브 내측의 공기압을 상승시킴으로써, 관로를 보수한 튜브의 불량시공에 의한 강도 저하를 미연에 방지할 수 있는 폴리우레탄 수지를 사용한 미완성 경화방법으로 발생 우려가 있는 에어포켓과 종방향 들뜸 발생을 방지 및 이를 동시에 제거하는 상수도 관로 갱생공법에 관한 기술분야가 개시된다.
또한, 본 발명은 폴리우레탄 수지가 함침된 수지층을 포함하는 튜브를 반전 삽입시켜 종래에 비해 짧은 시간동안 증기열 경화시킨 뒤 자연 경화 방식으로 경화시킴으로써, 증기열을 발생시키기 위한 에너지를 절약할 수 있는 효과 및 에어포켓 및 종방향 들뜸이 형성되는 것을 최소화할 수 있는 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 발생된 에어포켓 및 종방향 들뜸에 천공홀을 형성하고 상기 에어포켓 및 종방향 들뜸의 기포를 동시에 제거하여 진공상태를 만듬과 동시에 튜브 내부에 공기압을 상승시킴으로써, 에어포켓 및 종방향 들뜸의 제거가 용이하고, 이에 따라 보강된 관로의 현장경화용 보수튜브가 에어포켓 및 종방향 들뜸에 의해 부착력이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

폴리우레탄 수지를 사용한 미완성 경화방법으로 발생 우려가 있는 에어포켓과 종방향 들뜸 발생을 방지 및 이를 동시에 제거하는 상수도 관로 갱생공법{Air pockets that may be generated by incomplete curing method using ployurethane resin and prevention of horizntal lift and rehabilitation method of water pipe to be removed at the same time}

본 발명은 노후된 관로를 보수하기 위한 상수도 관로 갱생공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 증기열 경화 및 자연 경화 방식으로 튜브를 경화시키되, 종래에 비해 증기열 경화시간을 줄여 에너지를 절약하고, 경화시 튜브 내측면에 발생되는 다수의 에어포켓 및 종방향 들뜸 부위에 천공홀을 형성한 후 상기 에어포켓 및 종방향 들뜸 내부를 진공상태로 만듬과 동시에 튜브 내측의 공기압을 상승시킴으로써, 관로를 보수한 튜브의 증기열에 의한 기존관벽이 가열되어 수지의 기화 현상으로 부착이 안되고 기존관 내벽과 현장경화 완료 보수튜브가 분리되어 강도 저하를 미연에 방지할 수 있는 폴리우레탄 수지를 사용한 미완성 경화방법으로 발생 우려가 있는 에어포켓과 종방향 들뜸 발생을 방지 및 이를 동시에 제거하는 상수도 관로 갱생공법에 관한 기술분야이다.

일반적으로, 지중에 매설되어 있는 각종 상수도 관로는 재질의 특성상 시간이 경과됨에 따라 점차 노후될 수 밖에 없으며, 이로 인해 부식, 균열 및 파손이 될 우려가 있다.

부가하여 설명하면, 상수관로가 노후에 의해 부식되거나 파손될 경우에는 막대한 양의 물이 누수되는 문제점이 야기될 수 있을 뿐만 아니라 상수관로로 녹물이 발생될 수 있어 식수가 오염될 수 있다. 따라서, 노후화에 의해 부식, 균열 및 파손 등의 손상이 발생된 상수도 관로는 적절한 시점에서 보수해야만 한다.

상수도 관로를 보수하기 위한 여러 방법 중에서 땅을 파지 않는 대신, 노후화에 의해 부식, 균열 및 파손 등의 손상이 발생된 상수도 관로 내로 보강 튜브를 삽입시켜 상수도 관로 내에 새로운 관을 형성시키는 공법이 있는데, 이를 상수도 관로 갱생공법이라 한다.

상기 상수도 관로 갱생공법은 용어 그대로 도로를 팔 필요가 없을 뿐더러 보수 작업 후, 도로 복구공사 등이 불필요하기 때문에, 시공성, 신뢰성, 경제성 면에서 많은 장점을 제공한다.

간략하게 상기 상수도 관로 갱생공법을 살펴보면, 상기 상수도 관로 갱생공법은 방수 피복층과 접착수지 함침 펠트층으로 형성된 보강 튜브를 노후한 상수도 관로 내로 삽입하여 고정시키는 공법이다.

즉, 접착수지 함침 펠트층이 내면으로 배치되고, 방수 피복층이 표면으로 배치되도록 한 상태에서 보강 튜브를 상수도 관로 내에 반전시켜 진입시킴에 따라 내면이었던 접착수지 함침 펠트층이 표면으로 반전되어 상수도 관로의 내벽에 접착되도록 함으로써, 상하수도 관로의 내벽에 보강 튜브를 덧입히는 공법이다.

이와 같은 상수도 관로 갱생공법 중에서도 수압 반전 삽입 후 온수열로 보강 튜브를 경화시키는 공법과, 공기압 반전 삽입 후 증기열로 보강 튜브를 경화시키는 공법이 가장 널리 알려져 있다.

전자의 수압 반전 삽입 후 온수열로 보강 튜브를 경화시키는 공법은, 온수열로 경화하기위한 물을 가열하기 위하여 많은 시간 보일러를 가동하여 에너지를 소비할 뿐만 아니라 소음으로 민원이 발생될 수 있으며, 온수 가열에 필요한 물공급과 경화 완료 후 경화에 사용된 온수처리에 비용이 추가적으로 발생한다.

그리고 후자의 공기압 반전 삽입 후 증기열로 보강 튜브를 경화시키는 공법은, 수압 공법에 비해 자중이 없고 오랜시간 보일러를 가동하면 시간에 비례하여 응축수 발생량이 증가되어 응축수로 인한 열 전달이 안되어 관로 하단부의 미경화 발생소지가 있을 수 있고, 또한 작업구 협소로 인한 관로 입구에 주름이 발생될 수 있는 문제점이 있다.

최근 수압 반전 삽입 후 온수열로 보강 튜브를 경화시키는 공법은 경화시간이 장시간 소요되어 공기압 반전 삽입 후 증기열로 보강 튜브를 경화시키는 공법을 많이 사용하고 있는 실정이다.

이때, 상기 공기압 반전 삽입 후 증기열로 보강 튜브를 경화시키는 공법은 앞서 설명한 함침 펠트층 즉, 수지층이 비스페놀A, 페놀 등 기초물질을 사용하는 에폭시 수지를 일반적으로 사용하고 있는데, 상기 에폭시 수지로 구성된 수지층을 포함하는 보강 튜브는 경화시 높은 온도에 의해 끓어 기화되는 현상이 발생되어 에어포켓이 형성됨으로써, 상기 에어포켓에 의해 새로 형성된 관로의 강도가 저하되거나, 연신율 관계로 취성파괴가 이루어지는 문제점이 있었고, 이를 방지하기 위해 짧은 시간에 높은 온도로 경화시키면 경화되는 시간이 너무 적어 경화에 의한 설계 강도에 미치치 못하는 문제점이 있었다.

즉, 종래의 에폭시 수지로 이루어진 수지층을 포함하는 보강 튜브는 경화시 수지가 끓어 기화 현상이 발생되고, 이에 따라 에어포켓과 종방향 들뜸이 형성되는 것을 예방하기 어려운 문제점이 있었고, 상기 에어포켓을 제거하기 위해 에어포켓에 구멍을 천공하고 부착시키는 방법이 있으나, 경화 완료된 라이닝의 부착이 어렵고 다수의 에어포켓과 종방향 들뜸을 모두 완벽하게 부착시키기 어려운 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제0914748호 대한민국 등록특허 제0986199호

본 발명은 상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자 안출된 기술로서, 종래의 에폭시 수지 계열로 이루어진 수지층을 포함하는 보강 튜브는 경화시 기화 현상이 발생되어 에어포켓과 종방향 들뜸이 발생되어 보강된 관로의 박리현상으로 강도가 저하되는 문제가 있었고, 이에 대한 해결점으로, 종래에 비해 짧은 시간동안 높은 온도로 경화시키되, 60℃ 이하의 저온에서도 경화가 이루어지는 폴리우레탄 수지층을 포함하는 보강 튜브를 이용함으로써, 증기열 공급을 하는 보일러와 발전기 가동시간을 크게 단축하여 에너지 절약형으로 친환경 공법이며, 에어포켓과 종방향 들뜸의 발생을 최소화하고, 폴리우레탄 수지를 사용한 미완성 경화방법에 의해 발생된 에어포켓과 종방향 들뜸에 천공홀을 형성하여 기포를 제거함과 동시에 보강 튜브 내부에 공기압을 상승시켜 상기 에어포켓과 종방향 들뜸을 제거하여 부착력을 증대시키는 상수도 관로 갱생공법을 통하여 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자, 관에 폴리우레탄이 함침된 수지층을 포함하는 튜브를 반전 삽입하는 제1단계와 상기 제1단계 이후, 증기열 경화 및 자연 경화 방식으로 튜브를 경화시키는 제2단계와 상기 제2단계 이후, 튜브 내측면에 발생된 어느 하나 또는 현장여건에 맞게 다수의 에어포켓 및 종방향 들뜸 부위에 천공홀을 형성하는 제3단계와 상기 제3단계 이후, 천공홀에 진공패스를 부착하고, 상기 진공패스를 진공펌프에 연결하며, 튜브 내측을 부분 보수 패커 또는 수밀시험기구용 패커를 이용하거나, 기타 밀폐시킬 수 있는 기구를 포함한 밀폐부재로 밀폐시키는 제4단계 및 상기 제4단계 이후, 진공펌프를 작동시킴과 동시에 튜브 내측의 공기압을 상승시키는 제5단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 수지를 사용한 미완성 경화방법으로 발생 우려가 있는 에어포켓과 종방향 들뜸 발생을 방지 및 이를 동시에 제거하는 상수도 관로 갱생공법을 제시한다.

기존에는 에어포켓 또는 종방향 들뜸이 발생시 들뜸 부분에 결로현상으로 스케일이 재발생되어 경화완료된 라이닝이 장기간 경과 후 기존관 내벽으로부터 박리되어 이를 해결하기 위하여 관로에 밀착시켜 반전하므로 반전속도가 느리고 반전시간이 많이 소요되었고, 반전기의 용량 관계로 최대 150M 전후였으나 에어포켓 또는 종방향 들뜸을 해결하여 1회 반전거리가 기존 100~200m에서 최대 400~500m로 연장되어 작업구 감소와 공사기간 단축으로 공사비용 절감과 민원발생을 최소화하는 갱생공법이다.

또한, 본 발명의 상기 제2단계는 튜브 내측에 증기를 공급하여 온도를 100~110℃로 상승시킨 후 20~30분간 유지하고, 60℃까지 냉각시키는 것을 특징으로 하며, 미완성 경화 상태로 갱생코저 하는 관로 시,종점에 현장 경화완료된 라이닝을 절단하는 과정을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 제5단계는 튜브 내측의 공기압을 반전압력보다 높게 최대 1.5~2.0㎏/㎠ 이상으로 상승시키고, 7~17시간 동안 유지하는 것을 특징으로 하고, 상기 제5단계 이후, 제거되지 않은 에어포켓과 종방향 들뜸에 천공홀을 형성하여 상기 에어포켓 내부 및 종방향 들뜸의 기포를 제거 한 다음, 부분보수 패커 또는 수밀기구 패커를 이용하거나, 기타 밀폐시킬 수 있는 기구를 포함한 밀폐부재를 상기 천공홀에 위치시켜 30분 동안 공기를 주입한 상태를 유지시키거나, 튜브의 내경에 맞게 제작된 턴버클을 이용하여 30분 동안 압착하는 제6단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 폴리우레탄 수지를 사용한 미완성 경화방법으로 발생 우려가 있는 에어포켓과 종방향 들뜸 발생을 방지 및 이를 동시에 제거하는 상수도 관로 갱생공법은 폴리우레탄 수지가 함침된 수지층을 포함하는 튜브를 반전 삽입시켜 종래에 비해 짧은 시간동안 증기열 경화시킨 뒤 자연 경화 방식으로 경화시킴으로써, 증기열을 발생시키기 위한 에너지를 절약할 수 있는 효과 및 에어포켓과 종방향 들뜸이 형성되는 것을 최소화할 수 있는 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 발생된 에어포켓 및 종방향 들뜸에 천공홀을 형성하고 상기 에어포켓의 기포를 제거하여 진공상태를 만듬과 동시에 튜브 내부에 공기압을 상승시킴으로써, 에어포켓과 종방향 들뜸의 제거가 용이하고, 이에 에어포켓 및 종방향 들뜸을 완벽하게 제거하므로 부착이 확실하게 이루져 보강된 관로의 현장경화 완료된 보수튜브가 관로 내벽으로부터 박리되지 않으므로 강도가 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 갱생공법을 나타낸 개략적인 작업도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 튜브를 나타낸 단면도.
도 3은 경화 작업에 따라 튜브 내측면에 형성된 에어포켓 및 종방향 들뜸을 나타낸 부분 확대 단면도.
도 4는 도 3의 "A"부분 확대도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 제5단계를 나타낸 부분 확대 단면도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 갱생공법을 나타낸 개략적인 순서도.

본 발명은 노후된 관로(이하, '관(1)'이라 한다.)를 보수하기 위한 상수도 관로 갱생공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 증기열 경화 및 자연 경화 방식으로 튜브(100)를 경화시키되, 종래에 비해 증기열 경화시간을 줄여 에너지를 절약 할 수 있고, 경화시 튜브(100) 내측면에 발생된 다수의 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205)에 천공홀(210)을 형성한 후 상기 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205) 내부를 진공상태로 만듬과 동시에 튜브(100) 내측의 공기압을 상승시킴으로써, 관(1)을 보수한 튜브(100)의 강도 저하를 미연에 방지할 수 있는 폴리우레탄 수지를 사용한 미완성 경화방법으로 발생 우려가 있는 에어포켓과 종방향 들뜸 발생을 방지 및 이를 동시에 제거하는 상수도 관로 갱생공법에 관한 기술이다.

아울러, 본 발명의 상수관로는 대부분이 주철관 및 강관 등으로 제작되고, 외압은 기존관에서 충분히 지탱하므로 보수두께를 가장 얇은 치수로 하는 것이 통수단면과 경제적으로 좋으나 본 발명에서는 스케일로부터 보호할 수 있는 최소두께 3m/m로 이루어지되, 상기 최소두께는 관경에 따라 차이가 날 수 있음은 자명할 것이다.

부가하여 설명하면, 본 발명은 종래의 에폭시 수지가 함침된 수지층을 포함하는 보강튜브는 자연 경화 방식이 불가능하여 본 발명보다 상대적으로 긴 증기열 경화시간에 의한 에너지 소모가 크고, 상기 수지층이 끓어 기화 현상이 발생함으로써, 생성되는 다수의 에어포켓 및 종방향 들뜸에 의해 경화 후 강도가 저하됨은 물론, 에폭시 수지의 경화제가 아민, 폴리아미드 성분으로 수분과 접촉시 급경화가 이루어져 부착이 불량으로 부착되며, 기존관 내벽과 박리되어 통수 후 결로 현상으로 스케일이 재발생 되는 문제점을 해결하는 것을 주된 목적으로 한다.

상기와 같은 본 발명을 달성하기 위한 구성은 본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자, 관(1)에 폴리우레탄이 함침된 수지층(130)을 포함하는 튜브(100)를 반전 삽입하는 제1단계(S10);와 상기 제1단계(S10) 이후, 증기열 경화 및 자연 경화 방식으로 튜브(100)를 경화시키는 제2단계(S20);와 상기 제2단계(S20) 이후, 튜브(100) 내측면에 발생된 어느 하나 또는 현장여건에 맞게 다수의 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205)에 천공홀(210)을 형성하는 제3단계(S30);와 상기 제3단계(S30) 이후, 천공홀(210)에 진공패스(300)를 부착하고, 상기 진공패스(300)를 진공펌프에 연결하며, 튜브(100) 내측을 부분 보수 패커 또는 수밀 시험용기구 패커를 이용하거나, 기타 밀폐시킬 수 있는 기구를 포함하는 밀폐부재(2)를 이용하여 밀폐시키는 제4단계(S40); 및 상기 제4단계(S40) 이후, 진공펌프를 작동시킴과 동시에 튜브(100) 내측의 공기압을 상승시키는 제5단계(S50);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 제2단계(S20)는 튜브(100) 내측에 증기를 공급하여 온도를 100~110℃로 상승시킨 후 20~30분간 유지하고, 60℃까지 냉각시키는 것을 특징으로 하고, 갱생하고자 하는 관로의 시,종점에 미완성 경화관을 절단하는 과정을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 제5단계(S50)는 튜브(100) 내측의 공기압을 반전압력보다 높은 1.5~2.0㎏/㎠ 이상으로 상승시키고, 7~17시간 동안 유지하는 것을 특징으로 하고, 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205) 발생 방지 및 상기 에어포켓(200)과 종방향 들뜸을 동시에 제거하여 완벽한 부착을 하므로 보수 후 스케일 재발생을 방지하는 상기 제5단계(S50) 이후, 제거되지 않은 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205)에 천공홀(210)을 형성하여 상기 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205) 내부의 기포를 제거 한 다음, 부분보수 패커 또는 수밀시험용기구 패커를 이용하거나, 기타 밀폐시킬 수 있는 기구를 포함하는 밀폐부재(2)를 상기 천공홀(210)에 위치시켜 30분 동안 공기를 주입한 상태를 유지시키거나, 튜브(100)의 내경에 맞게 제작된 턴버클을 이용하여 30분 동안 압착하는 제6단계(S60);를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 도시한 도면 1 내지 6을 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 튜브(100)는

도 2에 도시된 바와 같이, 필름층(110), 펠트(120) 및 수지층(130)이 외부에서 내부로 순차적으로 적층되어 이루어진다. 이때, 도 2에 도시된 튜브(100)는 함침된 상태로서, 향후 관(1) 보수 작업이 반전되어 관(1)에 삽입된다.

상기 펠트(120)는 폴리에스테르 장섬유를 2중 구조로 짠 직포이다. 종래에 주로 이용된 부직포를 직포로 대체하고, 또한 이 직포는 폴리에스테르 장섬유가 2중 구조로 짜여져 이루어진다. 또한, 펠트(120)가 폴리에스테르 단섬유로 짜여진 경우도 있는데, 단섬유로 짜여진 경우, 집진 효율이나 방수성이 우수하지만, 물리적 강도가 장섬유보다 떨어진다.

따라서, 고압의 압축공기에 의해 반전되는 튜브(100)의 강도 보강을 위해 폴리에스테르 장섬유로 짜여지고, 이 상태에서 강도 향상을 위해 2중 구조로 짜여진다. 이로 인해, 본 발명의 튜브(100)가 단일 피(皮)로 이루어지지만, 그 강도는 고압의 압축공기에 견딜 수 있을 만큼 충분히 강하다. 또한, 펠트(120)의 일면에 함침되는 수지에 대해 2중 구조로 짜여진 직포는 함침된 수지가 흘러내리지 않도록 머금는 기능이 월등하다.

상기 필름층(110)은 펠트(120)의 일면에 코팅되는 부재로서, 메탈로센을 촉매로 하여 획득한 폴리에틸렌이다. EU 및 USA(FDA)에 승인된 수지로서, 상수도를 포함한 관(1, 도 5 참조) 내부에 흐르는 물을 음용하여도 인체에 무해한 환경 친화적인 수지이다. 또한, 용융점이 높지만 가요성이 월등하여 현장에서 튜브(100)를 반전 삽입할 때 작업성이 우수하다. 또한, 내수성, 내열성, 내구성이 우수하고, 특히 폴리에스테르로 제작된 펠트(120)와의 접착력이 우수하다.

상기 수지층(130)은 펠트(120)에서 필름층(110)의 반대측 일면에 함침되는 것으로, 폴리우레탄의 2액형 구조의 수지가 함침되어 이루어진다. 이 폴리우레탄의 2액형 수지는 내가수분해성이 매우 뛰어나고, 내열성 및 내구성이 우수하며, 종래에 애용되었던 에폭시 수지에 사용되는 비스페놀A, 페놀 등 기초물질이 전혀 사용되지 않은 친환경 수지이다. 여기서, 종래에는 튜브(100)를 증기열로 경화시킬 때 에폭시에서 대량의 페놀이 방출되었다.

또한, 폴리우레탄 2액형 수지는 종래의 수지로 애용되었던 에폭시 수지와 같이 증기열을 사용하지 않고도 상온의 상태에서 자연 경화가 활발히 이루어짐에 따라 이산화탄소가 발생하지 않는 자연 경화가 가능하고, 피착물과의 접착강도 역시 매우 우수하다. 이렇듯, 폴리우레탄 2액형 수지는 에폭시 수지에 비해 경화 시간이 비교적 짧으면서도 별도의 증기열이 배제된 상태에서도 경화가 활발히 이루어짐으로써, 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸의 발생을 미연에 방지하거나 최소화할 수 있는 효과를 실현케 한다.

상기와 연관하여, 본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 제1단계(S10)는

관(1)에 폴리우레탄이 함침된 수지층(130)을 포함하는 튜브(100)를 반전 삽입하는 것으로서, 튜브드럼(미도시)에 내장된 튜브(100)에 공기압축기(미도시)로부터 발생된 압축 공기가 주입되어 튜브(100)가 관(1) 내부에 삽입된다.

여기서, 튜브(100)의 종단부가 튜브드럼 외면에 장착된 장착돌기(미도시)에 고정되어 있으므로, 튜브드럼에서 배출되는 튜브는 반전되어 배출되고, 반전되어 배출되는 튜브(100)는 보수가 요구되는 관(1)에 삽입되면서 관(1) 내면에 밀착된다.

이때, 관(1)의 내면에는 튜브(100)의 수지층(130)과 접촉되고, 튜브(100)의 수지층(130)은 도 2에서 내면을 이루고 있지만, 반전배출되면서 외면을 이루게 됨에 따라 관(1)의 내면과 밀착된다.

본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 제2단계(S20)는

상기 제1단계(S10) 이후, 증기열 경화 및 자연 경화 방식으로 튜브(100)를 경화시키는 것으로서, 보일러(미도시)에서 배출된 고온의 증기에 의하여 튜브(100)가 관(1)의 내면에 고착되고, 상기 튜브(100)의 열경화 시간을 단축시키기 위해 대략 25분 동안 100~110℃까지 급속으로 튜브(100)의 내부 온도를 상승시키도록 작동된 후 중단하고 보일러에 남아 있는 잔열 까지만 증기열을 공급한다.

상기 튜브(100) 내부에 고온의 증기가 충전되어 열경화되는 시간은 갱생구간의 종점부 온도가 100℃에 도달 후 20~30분이며, 가장 바람직하게는 대략 25분이고, 상기 시간동안 공기압축기(미도시)는 튜브(100) 내부의 누출되는 압력만 보충하게 된다.

이와 같이, 보일러의 작동은 고온의 증기를 제공하기 위한 시간만 작동하게 되고, 공기압축기의 작동은 튜브(100) 내부의 압력 보충을 위해 간헐적으로 작동함으로써, 종래에 비해 증기열에 의한 경화시간이 단축되어 에너지를 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 제2단계(S20)는 앞서 설명한 증기열을 이용하여 대략 25분 동안 튜브(100)를 경화시킨 후 자연 경화시키는 것을 특징으로 하는데, 상기 자연 경화는 증기열로 상승된 튜브(100) 내부의 온도를 공기압축기를 이용하여 약 60℃까지 냉각시키고, 튜브(100)가 관(1) 내면에 밀착된상태로 자연스럽게 경화되면서 고착된다.

부가하여 설명하면, 상기 자연 경화는 상기 튜브(100)의 수지층(130)과 관(1)의 내면이 밀착된 상태 즉, 증기열 경화 이후의 상태에서 관경에 따라 대략 1~3시간 동안 압축공기가 제공되고, 이는 수지층(130)과 관(1) 내면의 밀착된 상태를 유지시킴으로써, 수지층(130)이 자연경화되면서 관(1) 내면에 고착되는 것을 조력하기 위함이다. 이때, 앞서 사용된 고온의 증기 및 이를 발생시키는 보일러가 완전 배제되고, 튜브(100)에서 폴리우레탄 수지로 함침된 수지층(130)이 상온까지 자연스럽게 냉각되며 자연 경화되어 관(1)의 내면에 고착된다.

덧붙여, 종래의 에폭시 수지가 함침된 보강튜브의 증기열 경화의 일예로는 열경화를 위해 대략 3.5~6.5시간 동안 보일러가 작동하여 고온의 증기가 제공되고, 이후 대략 6~8시간 정도의 시간 동안 공기압축기가 작동하여 튜브(100)의 내부에 압축공기를 제공하였으며, 이에 따라 보강튜브 내측면에 에어포켓 및 종방향 들뜸이 다수 형성되었지만, 본 발명은 종래에 비해 적은 시간동안 증기열을 이용하여 경화한 후 자연경화시킴으로써, 종래에 비하여 적은 수의 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸이 형성된다.

즉, 본 발명의 제2단계(S20)는 튜브(100) 내측에 증기를 공급하여 온도를 100~110℃로 상승시킨 후 20~30분간 유지하여 증기열로 경화시고, 60℃까지 냉각시켜 자연 경화시킴으로써, 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205)의 발생을 최소한으로 억제할 뿐만 아니라 종래에 비해 작업소요 시간이 적으며, 안정적으로 튜브(100)를 경화시키는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 제3단계(S30)는

상기 제2단계(S20) 이후, 튜브(100) 내측면에 발생된 어느 하나 또는 다수의 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205) 중 어느 하나 이상에 천공홀(210)을 형성하는 것으로서, 이후 자세히 언급될 제4단계(S40)와 함께 튜브(100)의 경화가 이루어진 직후에 수행되는 것을 특징으로 하고, 보다 상세하게 설명하면, 관경에 따라 제2단계(20)의 자연 경화가 끝나는 시점인 1~3시간 후 바로 수행되는 것이 이후에 자세히 설명될 제4단계(S40) 및 제5단계(S50)와 더불어 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205)을 제거하기 유리하다.

부가하여 설명하면, 관경에 따라 자연 경화가 끝나는 시점인 1~3시간 후 바로 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205)의 제거가 진행되면 제2단계(S20)와 연속적으로 자연 경화가 이루어지는 것이고, 이는 더욱더 견고한 상태의 새로운 관로를 얻을 수 있다.

즉, 본 발명의 제3단계(S30)는 이후에 자세히 설명될 제4단계(S40) 및 제5단계(S50)에서 수행되는 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205)에 진공형성 및 튜브(100) 내부 공기압 상승 전에 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205) 내부의 기포를 배출할 수 있도록 천공홀(210)을 형성하는 것을 특징으로 한다.

부가하여 설명하면, 상기 천공홀(210)은 다수의 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205) 중 어느 하나에 형성하는 것이 바람직한데, 이는 이후 제4단계(S40) 수행시 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205)이 가압되면 천공홀(210)이 형성된 곳으로 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205) 내부의 기화된 기포가 이동되어 제거될 뿐만 아니라 천공홀(210)을 많이 형성하지 않음으로써, 이후에 상기 천공홀(210)을 매우는 작업공정의 소요시간이 적게 걸려 시공비용 및 시간을 단축할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

특히, 상기 천공홀(210)은 튜브(100) 내측면에 발생된 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205) 중 일측 또는 타측 말단에 가장 가까운 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205)에 형성하는 것이 바람직한데, 이는 폴리우레탄 수지의 연신율을 고려하여 일측 또는 타측 말단으로 밀려나거나 수축됨으로써, 매끈한 표면을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 이후 천공홀(210)을 매우는 작업이 용이하게 이루어질 수 있는 효과를 실현케 한다.

본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 제4단계(S40)는

상기 제3단계(S30) 이후, 천공홀(210)에 현장여건에 맞게 진공패스(300)를 부착하고, 상기 진공패스(300)를 진공펌프에 연결하며, 튜브(100) 내측을 부분보수 패커 또는 수밀시험기구용 패커를 이용하거나, 기타 밀폐시킬 수 있는 기구인 밀폐부재(2)로 밀폐시키는 것으로서, 상기 진공패스(300)를 이용하여 천공홀(210)의 상부를 덮어 기밀을 유지하여 이후의 제5단계(S50)에서 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205) 내부의 진공형성을 준비하는 과정이고, 상기 진공패스(300)는 고무 등과 같은 유연한 재질로 이루어지되 합성수지 재질로 이루어져 이후에 진공펌프(미도시) 작동시 천공홀(210)의 상부에 흡착된다.

아울러, 본 발명의 제4단계(S40)는 상기 튜브(100) 내측을 밀폐시키기 위해 전후방이 절단된 튜브(100)의 각각의 말단에 부분보수 패커 또는 수밀시험기구용 패커를 이용하거나, 기타 밀폐시킬 수 있는 기구인 밀폐부재(2) 등을 이용하여 밀폐시키고, 상기 진공패스(300)는 상기 밀폐부재(2)를 통해 외부의 진공펌프와 연결되고, 이후의 제5단계(S50)에서 상기 밀폐부재(2)를 통해 튜브(100) 내부의 공기압을 상승시킨다.

본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 제5단계(S50)는

상기 제4단계(S40) 이후, 진공패스(300)와 연결된 진공펌프를 작동시킴과 동시에 튜브(100) 내측의 공기압을 상승시키는 것으로서, 공기압축기를 작동시켜 밀폐부재(2)를 통해 밀폐된 튜브(100) 내측에 압축공기를 공급하여 공기압을 상승시키고, 진공펌프를 이용하여 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205)을 진공상태로 만들어 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205)이 효율적으로 제거되도록 하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 본 발명의 제5단계(S50)는 진공펌프를 작동시켜 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205)을 진공 형성함과 동시에 공기압축기를 이용하여 튜브(100) 내측의 공기압을 1.5~2.0㎏/㎠ 이상으로 상승시키고, 7~17시간 동안 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205)의 진공상태와 튜브(100) 내측의 공기압 상태를 유지시켜 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205)이 제거되며 고착되도록 한다.

즉, 본 발명의 제5단계(S50)는 폴리우레탄 수지층에 의해 형성된 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205)이 경화 직후에 제거되기 때문에 충분한 고착을 위해 장시간 동안 진행되는 것이 바람직하다.

아울러, 본 발명은 상기 제5단계 이후, 미처 제거되지 않은 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205)을 제거하는 제6단계(S60)를 더 포함하여 구성될 수 있는데, 상기 제6단계(S60)는 제거되지 않은 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205)에 천공홀(210)을 형성하여 상기 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205) 내부의 기포를 제거한 다음, 속경화성 폴리우레탄 수지를 충진 후 부분보수 패커(미도시)를 상기 천공홀(210) 즉, 에어포켓(200) 및 종방향 들뜸(205)에 위치시켜 30분 동안 공기를 주입한 상태를 유지시키거나, 튜브(100)의 내경에 맞게 제작된 턴버클(미도시)을 이용하여 30분 동안 압착하여 에어포켓(200)을 제거하는 것을 특징으로 한다.

상기와 연관하여, 본 발명의 튜브(100)가 관(1)에 삽입되기 전, 관(1) 내부의 스케일 제거 및 튜브(100) 삽입을 위해 관(1)이 2개 지점 정도에서 절단된 경우, 관(1)의 절단면에 폴리우레탄 수지가 도포되고, 이때의 폴리우레탄 수지는 자연 경화되며, 필요에 의해 증기열 경화될 수도 있다.

상수도에 함유된 염소 및 지반의 습기 등과 관(1)의 화학작용에 의해 절단면 부위에 스케일이 발생될 수 있는 현상이 폴리우레탄 수지에 의해 방지되고, 이러한 절단면 부위의 스케일은 향후 튜브(100)와의 고착력이 급감되어 초기 박리지점이 됨으로써, 궁극적으로 튜브(100)와 관(1) 내면 전체의 박리현상의 원인이 되기 때문에 절단면 부위에 도포되는 폴리우레탄 수지는 스케일 생성을 방지하여 튜브(100)와 관(1) 내면 간의 부착력을 장시간 동안 지속시켜주게 된다.

또한, 관로 보수가 장거리로 연속진행될 때, 종래에는 절단 부위에 대해 이음관 또는 신축이음관을 관(1)과 접합하여 마무리하였다. 하지만 본 발명의 튜브(100)로 보수된 이음관 또는 신축이음관과 관(1) 또는 갱생관 사이의 이음매에 튜브(100)를 개재한 다음 고주파 용접기로 용접함으로써 이음 부위의 스케일 발생 및 이에 따른 박리현상이 미연에 방지된다.

상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

1 : 관
2: 밀폐부재
100 : 튜브
110 : 필름층
120 : 펠트
130 : 수지층
200 : 에어포켓
205 : 종방향 들뜸
210 : 천공홀
300 : 진공패스

Claims (5)

1. 관(1)에 폴리우레탄이 함침된 수지층(130)을 포함하는 튜브(100)를 반전 삽입하는 제1단계(S10);와
   상기 제1단계(S10) 이후, 증기열 경화 및 자연 경화 방식으로 튜브(100)를 경화시키는 제2단계(S20);와
   상기 제2단계(S20) 이후, 튜브(100) 내측면에 발생된 어느 하나 또는 다수의 에어포켓(200) 또는 종방향 들뜸(205) 중 어느 하나 이상에 천공홀(210)을 형성하는 제3단계(S30);와
   상기 제3단계(S30) 이후, 천공홀(210)에 진공패스(300)를 부착하고, 상기 진공패스(300)를 진공펌프에 연결하며, 튜브(100) 내측을 밀폐시키는 제4단계(S40); 및
   상기 제4단계(S40) 이후, 진공펌프를 작동시킴과 동시에 튜브(100) 내측의 공기압을 상승시키는 제5단계(S50);를 포함하여 구성되고,
   상기 제2단계(S20)는
   튜브(100) 내측에 증기를 공급하여 온도를 100~110℃로 상승시킨 후 20~30분간 유지하고, 상기 증기에 의한 증기열로 상승된 튜브(100) 내부의 온도를 공기압축기를 이용하여 60℃까지 냉각시키며, 1~3시간 동안 압축공기가 제공되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 수지를 사용한 미완성 경화방법으로 발생 우려가 있는 에어포켓과 종방향 들뜸 발생을 방지 및 이를 동시에 제거하는 상수도 관로 갱생공법.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 천공홀(210)은
   튜브(100) 내측면에 발생된 에어포켓(200) 또는 종방향 들뜸(205) 중 일측 또는 타측 말단에 가장 가까운 에어포켓(200) 또는 종방향 들뜸(205) 중 어느 하나 또는 다수에 형성하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 수지를 사용한 미완성 경화방법으로 발생 우려가 있는 에어포켓과 종방향 들뜸 발생을 방지 및 이를 동시에 제거하는 상수도 관로 갱생공법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제5단계(S50)는
   튜브(100) 내측의 공기압을 1.5~2.0㎏/㎠ 이상으로 상승시키고, 7~17시간 동안 유지하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 수지를 사용한 미완성 경화방법으로 발생 우려가 있는 에어포켓과 종방향 들뜸 발생을 방지 및 이를 동시에 제거하는 상수도 관로 갱생공법.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제5단계(S50) 이후,
   제거되지 않은 에어포켓(200) 또는 종방향 들뜸(205)에 천공홀(210)을 형성하여 상기 에어포켓(200) 또는 종방향 들뜸(205) 내부의 기포를 제거 한 다음, 속경화성 폴리우레탄 수지를 충진 후 부분보수 패커를 상기 천공홀(210)에 위치시켜 30분 동안 공기를 주입한 상태를 유지시키거나, 튜브(100)의 내경에 맞게 제작된 턴버클을 이용하여 30분 동안 압착하는 제6단계(S60);를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 수지를 사용한 미완성 경화방법으로 발생 우려가 있는 에어포켓과 종방향 들뜸 발생을 방지 및 이를 동시에 제거하는 상수도 관로 갱생공법.
   

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