KR102161589B1 - 이형관내부가열장치 및 이를 이용한 이형관 분말 에폭시 라이닝 공정 - Google Patents

이형관내부가열장치 및 이를 이용한 이형관 분말 에폭시 라이닝 공정 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내면에 분말 에폭시(Fusion Bonded Epoxy, FBE) 라이닝된 이형관의 내부로, 온도 냉각 방지용 온도 유지 장치인 이형관내부가열장치에서 나오는 열풍을 통과 순환시켜 키면서 동시에 분말 에폭시, 접착제, 폴리에틸렌 순서로 외면을 3층 라이닝 코팅을 행하는 이형관내부가열장치 및 이를 이용한 이형관 분말 에폭시 라이닝 공정에 관한 것이다.

Description

이형관내부가열장치 및 이를 이용한 이형관 분말 에폭시 라이닝 공정{deformed fittings intersuface heating device and method of coating powder epoxy lining the same}
본 발명은 내면에 분말 에폭시(Fusion Bonded Epoxy, FBE) 라이닝된 이형관의 내부로, 온도 냉각 방지용 온도 유지 장치인 이형관내부가열장치에서 나오는 열풍을 통과 순환시켜 키면서 동시에 분말 에폭시, 접착제, 폴리에틸렌 순서로 외면을 3층 라이닝 코팅을 행하는 이형관내부가열장치 및 이를 이용한 이형관 분말 에폭시 라이닝 공정에 관한 것이다.
종래 이형관 분말 에폭시 라이닝 공정으로서 특허문헌(한국등록특허공보 제10-0729535호)에 개시된 것이 제안되어 있다.
특허문헌의 통상적인 이형관용 강관의 코팅공정은 도 5에 도시된 바와 같이, 먼저 쇼트 블라스팅에 의해 직관의 내외면에서 녹을 제거하는 전처리를 행한다. 다음, 이형관을 형성하기 위해 입고된 상기 직관을 적당한 길이로 절단한다. 그리고, 상기 직관의 단부를 확대하는 수구성형을 실시한다. 이는 통상적인 파이프 확경장치를 이용한다. 다음, 이형관을 형성하기 위해, 상기 직관을 경사지게 절단한 후 용접을 실시한다. 그리고, 상기 용접부위를 청소한다. 용접 완료된 이형관을 가열로에 넣어 200∼300℃로 균일하게 가열한다. 다음, 정전기 도장법에 의해 FBE(Fusion Bonded Epoxy)를 에어건을 이용하여 3방향으로 분사하여 강관의 온도에 의해 융착되도록 한다. 이를 위해, 크레인으로 상기 강관을 인양한 상태에서 분사하도록 한다. 그리고, 상기 에폭시 도장면 위에 수작업으로 개질 폴리에틸렌 분말을 살포한다. 이를 위해, 크레인으로 상기 강관을 인양한 상태에서 부삽과 같은 적당한 도구를 사용하여 수작업으로 표면에 뿌리게 되는데, 강관의 표면 온도에 의해 자연스럽게 융착하게 된다. 상기 개질 폴리에틸렌층은 후술하는 폴리에틸렌층의 접착제로서 역할한다. 다음, 상기 이형관용 강관의 표면에 개질 폴리에틸렌 분말의 살포와 유사하게 수작업을 통해 폴리에틸렌 분말을 살포하여 코팅처리를 완료한다. 다음, 3차에 걸쳐서 코팅처리된 이형관을 물탱크에 침지시켜 냉각함으로써 코팅층을 응고시킨다. 그리고, 쇼트 블라스팅에 의해 상기 이형관의 내부를 청소한다. 마지막으로, 상기 이형관의 내부를 에어건 등에 의해 액상 에폭시 수지로 도장한다.
이러한 종래 이형관의 라이닝 코팅이 외면 후 내면을 코팅하는 이유는, 통상 외면 코팅 후 이형관의 온도가 내면 코팅 작업의 온도 조건을 만족시킬 수 없다. 만약 코팅 후 재가열을 할 경우 내부 코팅 온도 조건인 230℃~240℃까지 재가열을 해야 하나, 재가열시 외부 코팅 폴리에틸렌의 손상을 피할 수 없다(폴리에틸렌의 용융점 약 135℃).
한국등록특허공보 제10-0729535호
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여, 내면 라이닝 코팅 후 외면 라이닝 코팅 시 내면에 가열 및 온도를 유지할 수 있는 장치를 설치하여 외면 라이닝 코팅 시 온도 조건을 만족시킬 수 있는 이형관내부가열장치 및 이를 이용한 이형관 분말 에폭시 라이닝 공정을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 청구항 1에 기재된 이형관내부가열장치는, 열풍 입구와, 이형관의 내부와 통하게 일측이 놓이는 열풍 출구와, 상기 열풍 입구와 상기 열풍 출구를 연결하는 연결통로를 갖는 바닥; 및 상기 열풍 입구로 열풍을 제공하여 상기 이형관의 타측으로 열풍을 회수하는 이형관내부가열기구를 포함하되, 상기 이형관내부가열기구는, 보일러 및 블로워; 상기 블로워의 토출구와 상기 열풍 입구를 연결하는 열풍 가이드 덕트; 상기 보일러의 주입구와 상기 이형관의 타측을 연결하는 폐열 회수 덕트;를 포함한다.
본 발명의 청구항 2에 기재된 이형관내부가열장치에 있어서, 상기 폐열 회수 덕트는 상기 보일러의 주입구에 일측이 연결되는 고정형 폐열 회수 덕트와, 상기 고정형 폐열 회수 덕트의 타측에 연결되는 자바라관을 포함한다.
본 발명의 청구항 3에 기재된 이형관내부가열장치에 있어서, 상기 이형관의 타단을 막는 관끝단캡이 더 포함하되, 상기 관끝단캡은 중앙이 관통한 도넛 관끝단캡과, 상기 도넛 관끝단캡의 중앙에서 돌출되어 상기 자바라관이 끼워지는 끼움관을 포함한다.
본 발명의 청구항 4에 기재된 이형관 분말 에폭시 라이닝 공정은, 간접 가열식 오븐 내에서 이형관을 열풍으로 가열하는 공정; 상기 가열된 이형관을 상기 간접 가열식 오븐에서 꺼낸 후, 상기 이형관의 내면에 분말 에폭시(FBE)를 분사하여 라이닝 코팅하는 공정; 상기 내면에 분말 에폭시가 도포된 이형관의 일측을, 이형관내부가열장치와 통하는 열풍 출구가 있는 바닥에 놓는 공정; 상기 바닥에 놓인 이형관의 타측을 상기 이형관내부가열장치와 연결한 채 상기 이형관의 내부로 열풍을 통과 순환시키면서 가열하는 동시에 외면에 분말 에폭시, 접착제, 폴리에틸렌 순서로 분사하여 3층 라이닝 코팅하는 공정;을 포함한다.
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
외면 라이닝 코팅시 온도 조건(약 150℃~200℃)을 만족시킬 수 있는 이형관내부가열장치를 둠으로써, 내면 코팅후 외면 코팅시 내면에 가열 및 온도를 유지하여 외면 피복 두께의 불량을 차단할 수 있다.
즉, 이형관의 내부로 가열하면서 온도 냉각 방지용 온도 유지를 행함과 동시에 외면을 코팅하기 때문에, 품질저하(외면피복두께 불량)을 방지할 수 있다.
또한, 이형관내부가열장치를 이형관의 형태에 따른 열풍의 순환을 용이하게 하는 바닥과 이형관내부가열기구로 나누어 적용함으로써, 어떠한 형상의 이형관도 바닥에 놓고 내부 가열을 하면서도 외면 3층 라이닝 코팅을 동시에 안정적으로 행할 수 있다.
또한, 이형관의 일측과 타측이 막힌 상태로 외면을 코팅하기 때문에, 먼저 코팅된 내면으로 외면의 FBE, 접착제, 폴리에틸렌 등이 들어가는 방지한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이형관 분말 에폭시 라이닝 공정 순서를 나타낸 개략도 및 흐름도.
도 3 및 도 4는 도 1(c) 및 도 1(d)의 이형관내부가열장치를 확대 도시한 정면도.
도 5는 통상적인 이형관용 강관의 코팅방법을 나타내는 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 설명하는데, 종래의 것과 동일한 부분은 동일한 참조부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이형관 분말 에폭시 라이닝 공정 순서를 나타낸 개략도 및 흐름도이고, 도 3 및 도 4는 도 1(c) 및 도 1(d)를 확대 도시한 도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이형관 분말 에폭시 라이닝 공정은 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 간접 가열식 오븐(10) 내에서 이형관(1)을 열풍으로 가열하는 공정{도 1(a)}과, 간접 가열된 이형관(1)을 간접 가열식 오븐(10)에서 꺼낸 후, 이형관(1)의 내면에 분말 에폭시(FBE)를 분사하여 라이닝 코팅하는 공정{도 1(b)}과, 내면에 분말 에폭시(FBE)가 도포된 이형관(1)의 일측을 이형관내부가열기구(300)와 통하는 열풍 출구(230)가 있는 바닥(200)에 놓는 공정{도 1(c)}과, 바닥(200)에 놓인 이형관(1)의 타측을 이형관내부가열기구(300)와 연결된 채 이형관(1)의 내부로 열풍을 통과 순환시키면서 외면에 분말 에폭시, 접착제, 폴리에틸렌 순서로 분사하여 3층 라이닝 코팅하는 공정{도 1(d)}을 포함한다.
이형관(1)의 내면과 외면을 다 라이닝 코팅한 후 도 1(e)와 같이 이형관(1)의 온도에 따라 공냉 또는 수냉을 행한다.
원관의 내외면 전처리하고 검사한 이형관(1)은 레일을 따라 이동하는 대차(3)에 실린 채 간접식 가열 오븐(10) 내로 들어가게 된다.
도 1(a)와 같이, 본 실시예에서는 이형관(1)이 30°엘보 타입으로서, ㄱ자에 가깝게 그 일측이 대차(3)에 놓인다.
이 상태에서 간접식 가열 오븐(10)에서 나오는 열풍으로 이형관(1)의 내외면을 예열한다.
간접식 가열 오븐(10)은 아래 가장자리에서 열풍이 나와 위쪽 가장자리로 석션하는 열풍 순환로를 형성한다. 이러한 배치는 뜨거운 공기가 위로 올라가는 성질이 있어, 위에서 열풍을 토출하면 이형관(1)을 전체적으로 골고루 예열하기 어렵기 때문이다.
전체적으로 열풍으로 예열을 한 이형관(1)은 도 1(b)와 같이 내면 분말 에폭시(FBE) 라이닝 작업장에 옮겨 놓는다.
즉, 전체적으로 예열된 이형관(1)은 내면 라이닝 코팅을 용이하게 하기 위하여 위로 볼록한 형태로 바닥의 받침대에 올려 놓는다.
그 다음에 이형관(1)의 내면에 노즐을 넣고 분말 에폭시(FBE)를 분사 도포하여 정전 용착시킨다.
내면 분말 에폭시(FBE) 라이닝이 완료된 이형관(1)은 도 1(c) 및 도 3에 도시한 바와 같이, 크레인을 이용해서 이형관내부가열장치(100)의 작업장으로 옮긴다.
이형관내부가열장치(100)는 열풍 입구(210)와 열풍 출구(230), 열풍 입구(131)와 열풍 출구(133)를 연결하는 연결통로(135)를 갖는 바닥(200)과, 열풍 입구(131)로 열풍을 제공하여 이형관(1)의 타측으로 열풍을 회수하는 이형관내부가열기구(300)를 포함한다.
이형관(1)은 크레인에 의해 일측이 열풍 출구(133) 쪽에 놓인다.
바닥(200)은 열풍 입출구(210)(230)와 서로 통하게 내부에 연결통로(250)가 U자로 형성되어 있다.
이형관내부가열기구(300)는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 보일러(310) 및 블로워(320), 블로워(320)의 토출구(321)와 열풍 입구(210)를 연결하는 열풍 가이드 덕트(330), 보일러(310)의 주입구(311)와 이형관(1)의 타측을 연결하는 폐열 회수 덕트(350)를 포함한다.
보일러(310)의 출구와 블로워(320)의 입구 사이에는 열풍 덕트(315)로 연결된다.
이때, 폐열 회수 덕트(350)는 보일러(310)의 주입구(311)에 일측이 연결되는 고정형 폐열 회수 덕트(351)와, 고정형 폐열 회수 덕트(351)의 타측에 연결되는 자바라관(353)을 포함한다.
따라서, 폐열 회수 덕트(350)를 통해 회수된 폐열이 보일러(310)의 주입구(311)로 들어가 재사용되어 열효율을 높이게 된다.
자라바관(353)은 이형관(1)의 형상에 따라 연결이 용이한 플렉서블 형태의 관이다.
내면 분말 에폭시 라이닝 코팅한 이형관(1)이 이형관내부가열장치(100)의 작업장에 놓이면, 도 4와 같이 이형관(1)의 타단을 관끝단캡(370)으로 막는 게 바람직하다.
즉, 이형관(1)의 일단은 열풍 출구(230)에 통하게 놓여 받침대에 놓이고, 타단은 관끝단캡(370)으로 막고 있기 때문에, 외면에 3층 라이닝 코팅할 때 이형관(1)의 내부로 들어가는 것을 방지하다.
관끝단캡(370)은 중앙이 관통한 도넛 관끝단캡(371)과, 도넛 관끝단캡(371)의 중앙에서 돌출되어 자바라관(353)이 끼워지는 끼움관(373)을 포함한다.
이와 같이, 이형관(1)에 관끝단캡(370)에 자바라관(353)을 끼운 후 도 4와 같이 열풍을 순환시킨다.
즉, 보일러(310)의 열풍(간접 가열)을 블로워(320)로 강제로 토출시켜, 열풍 가이드 덕트(330), 열풍 입구(210), 연결통로(25) 및 열풍 출구(230)로 나오게 된다.
그러면, 열풍 출구(230)에서 토출되는 열풍은 이형관(1)의 내부를 통과하면서 나오는 폐열이 관끝단캡(370), 자바라관(353), 주입구(311) 및 보일러(310)로 들어가는 순환 구조를 취한다.
특히 이형관(1)의 내부를 열풍을 통과시키면서 가열한 상태로 외면을 분말 에폭시(FBE), 접착제, 폴리에틸렌 순서로 분사시켜 라이닝 코팅을 행한다.
이러한 이형관(1)의 내부를 열풍으로 통과시키면서 외면을 3층 라이닝 코팅하는 것은, 이형관(1)의 온도 냉각 방지를 위한 온도 유지 차원에서 행한다.
즉, 외면은 내면과 달리 3층으로 라이닝 코팅하기 때문에 시간적으로 더 걸리기 때문에, 이형관의 냉각으로 인한 품질저하(코팅 두께의 불량 등)을 방지하기 위함이다.
또한, 외면을 내면보다 나중에 코팅하기 때문에, 통상의 외면 코팅 시의 온도 조건인 약 150℃~200℃로 유지시킬 수 있어서, 폴리에틸렌의 손상도 피할 수 있다.
이형관(1)의 외면에 폴리에틸렌 3층 코팅이 완료되면, 자바라관(353)과 관끝단캡(370)을 분리한 이형관(1)을 크레인으로 공냉 또는 수냉 장소로 옮긴다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 됨을 부언한다.
1 : 이형관 3 : 대차
10 : 간접식 가열 오븐 100 : 이형관내부가열장치
200 : 바닥 210,230 : 열풍 입출구
250 : 연결통로 300 : 이형관내부가열기구
310 : 보일러 320 : 블로워
330 : 열풍 가이드 덕트 350 : 폐열 회수 덕트
351 : 고정형 폐열 회수 덕트 353 : 자라바관
370 : 관끝단캡 371 : 도넛 관끝단캡
373 : 끼움관

Claims (4)

  1. 열풍 입구와, 이형관의 내부와 통하게 일측이 놓이는 열풍 출구와, 상기 열풍 입구와 상기 열풍 출구를 연결하는 연결통로를 갖는 바닥;
    및 상기 열풍 입구로 열풍을 제공하여 상기 이형관의 타측으로 열풍을 회수하는 이형관내부가열기구를 포함하되,
    상기 이형관내부가열기구는,
    보일러 및 블로워;
    상기 블로워의 토출구와 상기 열풍 입구를 연결하는 열풍 가이드 덕트;
    상기 보일러의 주입구와 상기 이형관의 타측을 연결하는 폐열 회수 덕트;를 포함하는 이형관내부가열장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 폐열 회수 덕트는 상기 보일러의 주입구에 일측이 연결되는 고정형 폐열 회수 덕트와, 상기 고정형 폐열 회수 덕트의 타측에 연결되는 자바라관을 포함하는 이형관내부가열장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 이형관의 타단을 막는 관끝단캡이 더 포함하되,
    상기 관끝단캡은 중앙이 관통한 도넛 관끝단캡과, 상기 도넛 관끝단캡의 중앙에서 돌출되어 상기 자바라관이 끼워지는 끼움관을 포함하는 이형관내부가열장치.
  4. 간접 가열식 오븐 내에서 이형관을 열풍으로 가열하는 공정;
    상기 가열된 이형관을 상기 간접 가열식 오븐에서 꺼낸 후, 상기 이형관의 내면에 분말 에폭시(FBE)를 분사하여 라이닝 코팅하는 공정;
    상기 내면에 분말 에폭시가 도포된 이형관의 일측을, 이형관내부가열장치와 통하는 열풍 출구가 있는 바닥에 놓는 공정;
    상기 바닥에 놓인 이형관의 타측을 상기 이형관내부가열장치와 연결한 채 상기 이형관의 내부로 열풍을 통과 순환시키면서 가열하는 동시에 외면에 분말 에폭시, 접착제, 폴리에틸렌 순서로 분사하여 3층 라이닝 코팅하는 공정;을 포함하는 이형관 분말 에폭시 라이닝 공정.
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