KR102209404B1 - 복합 보호관, 해상지지구조물 및, 복합 보호관의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부가 중공된 관본체부; 상기 관본체부와 함께 충전공간을 형성하고, 상기 관본체부를 둘러싸도록 설치되어 관본체부를 보호하는 보호관부; 및, 상기 관본체부의 내부와 상기 충전공간을 연통시키도록 설치되고, 상기 충전공간에 가스를 인출입시키는 경로를 형성하는 가스주입부;를 포함하는 복합 보호관을 제공한다.

Description

복합 보호관, 해상지지구조물 및, 복합 보호관의 제조방법{COMPLEX PROTECTION PIPE AND OFFSHORE SUBSTRUCTURE AND MANUFACTURING METHOD FOR COMPLEX PROTECTION PIPE}

본 발명은 복합 보호관, 해상지지구조물 및, 복합 보호관의 제조방법에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아님을 밝혀둔다.

해마다 부식으로 인한 산업용 설비의 손상과 그로 인한 재산상의 손실이 커지고 있으며, 이 중에서도 상당한 부분이 해양 부식에 의한 것으로 알려져 있다.

이는 해양은 육상과는 비교할 수 없을 정도의 심한 부식 환경을 가지고 있기 때문으로서, 해양 구조물의 장수명화를 위한 내구성의 확보를 위해서는 해양 부식 환경에 대한 이해를 근간으로 하여 각 구조물에 적합한 방청 및 방식 대책이 필요하다.

즉, 종래의 해양 구조물의 방식 방법은 내구년수가 짧은데다가 빈번한 보수를 요구하고 이러한 작업에 많은 경비가 소모되고 있다. 해수의 경우, 담수에 비해 부식성이 심하며 이는 해수에 포함된 NaCl의 함량에 의해 주로 결정되는 것으로서, 해수 내의 NaCl 농도인 3.5 wt%에서 금속에 대한 부식성이 가장 강한 경향을 나타내는 것이 특징이다.

우리나라의 경우, 선진국의 최근 기술 개발 동향과 유사한 방법으로 연안 해역 공간의 활용이 계획, 추진되고 있으며 이에는 선박 및 이동식 채유 시설 등의 운송을 목적으로한 구조물 뿐만 아니라, 해상 공항, 해저 터널, 해상 교량, 대형 항만 시설 등의 해상 고정용 또는 해상 부유 구조물이 활발하게 제작 중에 있거나 계획 단계에 있다.

해양 분위기에 노출되는 구조물의 해양 부식 현상은 해수에 잠기는 해양 구조물 및 선박류의 손상, 해수를 냉각 및 기타 산업용 목적으로 취급하는 기계류 및 배관재의 부식 및 해양 대기에 의한 부식 등을 포함한다.

차세대에 개발이 기대되고 있는 해양 구조물의 경우 대부분이 대형 구조물이고 내구연한도 50년 내지 100년이라는 긴 기간을 요구하고 있기 때문에 기존의 방식 기술을 최적화하고 나아가 새로운 방식 기술을 개발하는 것이 중요한 과제가 되고 있다.

강관말뚝은 수평하중에 대한 저항력이 뛰어나며 용접에 의하여 쉽게 연결할 수 있기 대문에 항만 구조물 및 교량 기초로 꾸준히 사용하고 있다.

강관말뚝을 해양환경에서 사용할 경우에는 부식에 취약하기 때문에 적절한 방식처리가 필수적이다. 현재 여러가지 다양한 방식처리 기법들이 있으며 각기 장단점이 있다.

특히, 대구경 현장타설말뚝에서 희생강관을 구조용 부재로 활용하는 강관합성 말뚝을 위해서는 방식 성능뿐만 아니라 경제성도 중요한 요소이다.

즉, 방식처리 비용이 희생강관을 구조부재로 활용함으로써 얻어지는 경제적 이익을 넘어서는 안된다.

강관말뚝의 방식은 바닷물에 위치되는 형태에 따라 다른 형태로 방식이 이루어진다. 바닷물에 침적되는 부위는 희생양극을 적용한 방식 기술이 사용되고, 파도가 치는 비말대영역 및 해상부영역은 코팅 형태의 방식 기법을 적용한다.

희생양극의 경우 적용되는 강재가 가지는 고유 물성인 부식 전위값에 의해 양극 소모량을 계산하여 적용되므로 강관말뚝 소재로 어떤 강재를 적용하는지에 결정된다고 할 수 있으므로 크게 개선의 여지가 없으나, 코팅 기법으로 방식되는 영역은 적용 현장, 성능 및 경제성에 따라 매우 많은 방법들이 개발되어 있다.

국내의 경우는 주로 패트로레이텀 방식 기법이 가장 많이 사용되는데, 이 기법은 강관 파일을 현장에 항타 시공 후 필요 부위를 잠수부가 직접 현장에서 시공하는 방식으로 최종 마감을 HDPE cover를 씌우는 형태로 마감되므로 외관품질이 우수하고 상대적으로 장수명이 보장된다는 장점으로 널리 사용되고 있으나, 잠수부에 의한 현장 시공 방식이므로 시공 단가가 매우 비싸다는 단점이 있다.

해외의 경우는 일본을 중심으로 초고내식성 도장 방식이 널리 사용되고 있다.

KR 10-1993-0002968 B1

본 발명은 일 측면으로서, 내식성이 크게 향상될 수 있는 복합 보호관, 해상지지구조물 및, 복합 보호관의 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 일 측면으로서, 용접라인의 건전성의 평가를 매우 간단하게 실시할 수 있는 복합 보호관, 해상지지구조물 및, 복합 보호관의 제조방법을 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 내부가 중공된 관본체부; 상기 관본체부와 함께 외부와 밀폐되는 충전공간을 형성하고, 상기 관본체부를 둘러싸도록 설치되어 관본체부를 보호하는 보호관부; 및, 상기 관본체부의 내부와 상기 충전공간을 연통시키도록 상기 관본체부를 관통하여 설치되고, 상기 충전공간에 가스를 인출입시키는 경로를 형성하는 가스주입부;를 포함하고, 상기 가스주입부는, 일측에는 상기 충전공간으로 가스를 유입시키는 가스유입라인이 설치되고, 나머지 일측에는 상기 충전공간에서 가스가 유출되는 가스유출라인이 설치되고, 상기 가스유입라인을 통해 유입되는 가스와 상기 가스유출라인에서 유출되는 가스의 유량을 상호 비교하여 상기 충전공간으로 유입된 가스의 누설여부를 평가하는 복합 보호관을 제공한다.

바람직하게, 관본체부와 상기 보호관부는 상호 용접 접합이 가능한 금속소재로 구성되고, 상기 보호관부는 상기 관본체부에 비해 상대적으로 내식성이 큰 소재로 구성될 수 있다.

바람직하게, 관본체부는 강재로 구성되고, 상기 보호관부는 스테인레스 소재로 구성되고,
바람직하게, 상기 관본체부는 강재로 구성되고, 상기 보호관부는 스테인레스 소재로 구성되고, 상기 관본체부는 상기 보호관부에 비해 상대적으로 두꺼운 두께를 가지는 관으로 구성될 수 있다.

바람직하게, 보호관부는, 스테인레스판이 굴곡 가공되고, 길이방향 용접라인이 형성되며 상기 관본체부를 둘러싸도록 설치되는 스테인레스관체; 및, 상기 스테인레스관체와 상기 관본체부의 둘레방향으로 용접되어 상기 스테인레스관체의 내주면과 상기 관본체부의 외주면 사이의 충전공간을 밀폐시키는 둘레방향 용접라인;을 구비할 수 있다.

바람직하게, 적어도 상기 보호관부에 의해 둘러싸이는 외주면에 형성되어, 상기 관본체부를 보호하는 보호도장부;를 더 포함할 수 있다.

바람직하게, 가스주입부는, 상기 관본체부의 내주면에서 외주면 방향으로 관통하여 설치될 수 있다.

바람직하게, 가스주입부는, 상기 관본체부의 외주면에서 내주면 방향으로 관통하여 설치될 수 있다.

바람직하게, 가스주입부는, 상기 관본체부의 주입홀에 고정되는 체결볼트; 및, 상기 체결볼트를 관통하여 설치되고, 상기 관본체부의 내부와 상기 충전공간을 연통시켜 가스의 인출입경로를 형성하는 가스주입관;을 구비할 수 있다.

바람직하게, 상기 관본체부의 주입홀과 상기 가스주입부의 사이에 배치되고, 상기 가스주입부의 체결압력에 의해 변형되면서 상기 주입홀과 상기 가스주입부의 사이를 밀폐하는 메탈실링부;를 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 다른 일 측면으로서, 본 발명은 해상구조물; 및, 해저지반에 관입되어 상기 해상구조물을 지지하는 지지파일;을 포함하고, 상기 지지파일은, 해수면 주변의 적어도 일부가 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 복합 보호관으로 구성되는 해상지지구조물을 제공한다.

바람직하게, 복합 보호관은, 적어도 해상의 파도가 치는 비말대영역 전체에 걸쳐서 상기 보호관부가 설치될 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 또 다른 일 측면으로서, 본 발명은 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 복합 보호관의 제조방법이고, 상기 관본체부, 상기 보호관부, 상기 가스주입부를 준비하는 부품준비단계; 상기 부품준비단계 이후에, 상기 가스주입부를 상기 관본체부의 주입홀에 설치하는 가스주입부 설치단계; 상기 관본체부를 둘러싸도록 상기 보호관부를 용접 접합하는 보호관부 설치단계; 상기 가스주입부를 통해 상기 충전공간에 유입된 가스의 유입량과 유출량을 비교하여 상기 보호관부의 용접라인의 건전성을 확인하는 용접라인 확인단계;를 포함하는 복합 보호관의 제조방법을 제공한다.

바람직하게, 복합 보호관의 제조방법은 보호관부 설치단계 이전에, 상기 관본체부의 외주면 중 적어도 상기 보호관부에 의해 둘러싸이는 부분에 보호도장부를 형성하는 보호도장부 형성단계;를 더 포함할 수 있다.

바람직하게, 보호관부 설치단계는, 관본체부의 외주면을 둘러싸게 배치되도록 절단된 스테인레스판을 롤밴딩하여 형상을 제어하는 롤벤딩단계; 롤딩된 스테인레스판의 양단부를 용접하여 스테인레스관체를 형성하는 길이방향 용접라인 형성단계; 및, 상기 스테인레스관체와 상기 관본체부의 둘레방향으로 용접하여, 상기 스테인레스관체의 내주면과 상기 관본체부의 외주면 사이의 충전공간을 밀폐하는 둘레방향 용접라인 형성단계;를 구비할 수 있다.

이상에서와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 내식성이 크게 향상될 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 용접라인의 건전성의 평가를 매우 간단하게 실시할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 보호관의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 보호관의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 복합 보호관의 단면도이다.
도 4a 및, 도 4b는 도 3의 'A' 부분에 설치된 메탈실링부의 변형 전과 후를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 보호관이 적용된 해상지지구조물을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 보호관의 제조방법을 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 보호관(10)에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 복합 보호관(10)은 관본체부(100), 보호관부(200), 가스주입부(300)를 포함하고, 추가적으로 보호도장부(400), 메탈실링부(500)를 포함할 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 복합 보호관(10)은 내부가 중공된 관본체부(100)와, 상기 관본체부(100)와 함께 충전공간(S)을 형성하고, 상기 관본체부(100)를 둘러싸도록 설치되어 관본체부(100)를 보호하는 보호관부(200) 및, 상기 관본체부(100)의 내부와 상기 충전공간(S)을 연통시키도록 설치되고, 상기 충전공간(S)에 가스를 인출입시키는 경로를 형성하는 가스주입부(300)를 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 관본체부(100)는 길이방향으로 연장된 관상의 부재로 구성될 수 있다.

관본체부(100)는 보호관부(200)의 내측에 배치될 수 있고, 보호관부(200)는 관본체부(100)를 둘러싸고 길이방향의 일부영역에 설치될 수 있다.

일례로, 관본체부(100)는 스틸소재로 구성될 수 있다.

보호관부(200)는 관본체부(100)의 보호대상부분을 둘러싸도록 설치되어, 보호대상부분이 염수 등에 의해 부식되는 것을 방지할 수 있다.

보호관부(200)는 관본체부(100)의 부식을 방지하도록 내식성 소재로 구성될 수 있다.

일례로, 보호관부(200)는 스테인레스 소재로 구성될 수 있다.

도 2 및, 도 3을 참조하면, 가스주입부(300)는 관본체부(100)를 관통하여 적어도 2개 이상이 설치되어, 충전공간(S)에 가스를 인출입시키는 경로를 형성할 수 있다.

가스주입부(300)는 관본체부(100)의 상단부분과 하단부분을 관통하여 2개가 설치될 수 있다.

2개의 가스주입부(300) 중 일측에는 충전공간(S)으로 가스를 유입시키는 가스유입라인이 설치되고, 나머지 일측에는 충전공간(S)에서 가스가 유출되는 가스유출라인이 설치될 수 있다.

일례로, 가스주입부(300)를 통해 충전공간(S)에 질소가스가 유출입될 수 있다.

2개의 가스주입부(300) 중 어느 일측을 통해 질소가스가 유입되고, 나머지 일측을 통해 질소가스가 유출될 수 있다.

본 발명의 복합 보호관(10)은 2개의 가스주입부(300)를 통해 충전공간(S)으로 유출입되는 가스의 유량을 체크하고 상호 비교하여, 충전공간(S)으로 유입된 가스가 누설되는 부분이 있는지를 평가할 수 있어 매우 간단한 방법에 의해 용접라인의 건전성을 평가할 수 있는 효과가 있다.

물론, 보호관부(200)에 직접 가스주입부(300)를 설치하는 것을 고려할 수 있으나, 이 경우, 0.4 ~ 0.8 mm 범위의 두께를 가지는 얇은 스테인레스강판으로 제작되는 가스주입부(300)를 설치하는 것이 어렵고, 설치를 위해 홀을 관통시키고 추후에 다시 홀을 메꾸어야 하는 문제점 등이 있을 수 있다.

본 발명의 복합 보호관(10)에 적용되는 관본체부(100)는 강관으로 구성되고, 보호관부(200)는 스테인레스관으로 구성되고, 관본체부(100)는 보호관부(200)에 비해 상대적으로 두꺼운 두께를 가지는 관으로 구성될 수 있다.

일례로, 관본체부(100)는 12 ~ 20 mm 범위의 두께를 가지는 강관으로 구성되고, 보호관부(200)는 0.4 ~ 0.8 mm 범위의 두께를 가지는 스테인레스관으로 구성될 수 있다.

본 발명의 복합 보호관(10)은 스틸소재 강관 등으로 구성되는 관본체부(100)에 가스주입부(300)를 미리 설치하고, 가스주입부(300)를 제거할 필요가 없다는 점에서, 가스주입부(300)의 설치가 곤란한 보호관부(200)에 홀 등을 형성할 필요가 없고, 보호관부(200)에 손상이 발생하지 않아 복합 보호관(10)의 내구성능이 향상될 수 있는 효과가 있다.

관본체부(100)와 상기 보호관부(200)는 상호 용접 접합이 가능한 금속소재로 구성되고, 상기 보호관부(200)는 상기 관본체부(100)에 비해 상대적으로 내식성이 큰 소재로 구성될 수 있다.

일례로, 관본체부(100)는 스틸소재로 구성되고, 보호관부(200)를 스테인레스 소재로 구성될 수 있다.

본 발명의 복합 보호관(10)은 해상 환경에서 가지는 내식성을 보호관부(200)가 관본체부(100)를 둘러싸도록 구성함으로써, 내식성이 강한 보호관부(200)에 의해 관본체부(100)가 보호되면서 장기간의 내구수명을 가질 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 복합 보호관(10)은 공장에서 제조과정을 거칠 수 있어 품질의 균일화가 가능하고, 공장에서 미리 제작된 상태로 시공현장에 운송되어 작업이 이루어질 수 있어 현장에서의 작업량이 감소되면서 시공성이 향상될 수 있는 효과가 있다.

도 2 및, 도 3을 참조하면, 관본체부(100)는 강재로 구성되고, 상기 보호관부(200)는 스테인레스 소재로 구성되고, 상기 관본체부(100)는 상기 보호관부(200)에 비해 상대적으로 두꺼운 두께를 가질 수 있다.

관본체부(100)는 스틸 등의 강재로 구성된 강관로 구성되고, 보호관부(200)는 스테인레스판이 원주방향 및, 길이방향으로 용접 접합되어 관본체부(100)와 보호관부(200)의 사이에 충전공간(S)을 형성할 수 있다.

일례로, 관본체부(100)는 12 ~ 20 mm 범위의 두께를 가지는 강관으로 구성되고, 보호관부(200)는 0.4 ~ 0.8 mm 범위의 두께를 가지는 스테인레스관으로 구성될 수 있다.

물론, 보호관부(200)는 길이방향 용접라인(230)과 둘레방향 용접라인(250)을 포함하는 스테인레스관으로 구성될 수 있다.

도 1을 참조하면, 상기 보호관부(200)는, 스테인레스판이 굴곡 가공되고, 길이방향 용접라인(230)이 형성된 상기 관본체부(100)를 둘러싸도록 설치되는 스테인레스관체(210) 및, 상기 스테인레스관체(210)와 상기 관본체부(100)의 둘레방향으로 용접되어 상기 스테인레스관체(210)의 내주면과 상기 관본체부(100)의 외주면 사이의 충전공간(S)을 밀폐시키는 둘레방향 용접라인(250)을 구비할 수 있다.

스테인레스관체(210)는 관본체부(100)의 외주면을 둘러싸게 배치되도록 절단된 스테인레스판을 롤밴딩하여 일측이 개방된 원형의 단면에 가까운 형상으로 가지도록 형상을 제어하고, 벤딩된 스테인레스판의 양단부를 길이방향 용접라인(230)을 형성하면서 용접 접합할 수 있다.

이때, 길이방향 용접라인(230)과 둘레방향 용접라인(250)은 보호관부(200)와 같이 관본체부(100)에 비해 내식성이 강한 소재로 구성될 수 있다.

길이방향 용접라인(230)의 주변에는 유리섬유가 본딩형태로 부착될 수 있다.

바람직하게, 길이방향 용접라인(230)의 주변에는 길이방향 용접라인(230)을 따라 폭 10 ~ 12 cm, 두께 2 ~ 2.5 mm의 유리섬유가 본딩형태로 부착될 수 있다.

길이방향 용접라인(230)의 주변에는 길이방향 용접라인(230)을 따라 폭 10 cm, 두께 2 mm의 유리섬유가 본딩형태로 부착될 수 있다.

일례로, 용접 방식은 GTAW(Gas Tungsten Arc Welding)로 진행하고, 거스 용접(girth welding) 및 심 용접(seam weld)은 전용 용접봉을 사용하였으며, 용접 전류는 100A로 하고 차폐가스는 Ar 100%로 분단 10리터의 유량으로 제조하였다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 복합 보호관(10)은 적어도 상기 보호관부(200)에 의해 둘러싸이는 외주면에 형성되어, 상기 관본체부(100)를 보호하는 보호도장부(400)를 더 포함할 수 있다.

보호도장부(400)는 적어도 보호관부(200)에 의해 둘러싸이는 부분 전체에 걸쳐서 형성될 수 있다.

본 발명의 복합 보호관(10)은 관본체부(100)가 보호도장부(400)에 의한 관본체부(100)의 도장코팅에 의해 1차적으로 부식이 방지되고, 관본체부(100)가 내식성이 강한 스테인레스 소재로 구성된 보호관부(200)에 의해 둘러싸이면서 중첩적으로 부식이 방지되면서 내구성능을 향상될 수 있는 효과가 있다.

도 2를 참조하면, 가스주입부(300)는, 상기 관본체부(100)의 내주면에서 외주면 방향으로 관통하여 설치될 수 있다.

가스주입부(300)는, 상기 관본체부(100)의 내주면에서 상기 충전공간(S) 방향으로 관통되도록 설치되고, 충전공간(S)으로 가스의 인출입경로를 형성할 수 있다.

이 경우, 가스주입부(300)를 관본체부(100)의 내주면에서 설치해야 하는 불편은 있으나, 공장 등에서 관본체부(100)에 주입홀(110)을 미리 형성하고, 관본체부(100)에 보호관부(200)를 미리 용접 접합한 상태에서 시공현장으로 운송하여 작업을 할 수 있어 현장에서의 작업량을 감소시켜 시공성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 3을 참조하면, 가스주입부(300)는, 상기 관본체부(100)의 외주면에서 내주면 방향으로 관통하여 설치될 수 있다.

가스주입부(300)는, 상기 관본체부(100)의 내주면에서 상기 충전공간(S) 방향으로 관통되도록 설치되고, 상기 충전공간(S)으로 가스의 인출입경로를 형성할 수 있다.

이 경우, 관본체부(100)의 외측에서 주입홀(110)에 가스주입부(300)를 설치할 수 있어 작업자의 작업성이 향상될 수 있는 효과가 있다.

도 4a 및, 도 4b를 참조하면, 가스주입부(300)는, 상기 관본체부(100)의 주입홀(110)에 고정되는 체결볼트(310) 및, 상기 체결볼트를 관통하여 설치되고, 상기 관본체부(100)의 내부와 상기 충전공간(S)을 연통시켜 가스의 인출입경로를 형성하는 가스주입관(330)을 구비할 수 있다.

가스주입관(330)은 관본체부(100)의 내부와 충전공간(S)을 관통하여 설치되고, 가스가 인출입하는 경로를 형성할 수 있다.

체결볼트(310)는 가스주입관(330)의 외부를 둘러싸도록 설치되어, 상기 관본체부(100)의 주입홀(110)에 고정될 수 있다.

도 4a 및, 도 4b를 참조하면, 체결볼트(310)는, 상기 주입홀(110)의 나사체결영역(111)에 결합되는 체결나사산(311) 및, 상기 주입홀(110)의 헤드체결영역(113)에 설치된 상기 메탈실링부(500)를 가압 변형시키는 헤드부분(313)을 구비할 수 있다.

도 4a 및, 도 4b를 참조하면, 복합 보호관(10)은 주입홀(110)과 상기 가스주입부(300)의 사이에 배치되고, 상기 가스주입부(300)의 체결압력에 의해 변형되면서 상기 주입홀(110)과 상기 가스주입부(300)의 사이를 밀폐하는 메탈실링부(500)를 더 포함할 수 있다.

메탈실링부(500)는 주입홀(110)과 상기 체결볼트(310)의 사이에 배치되고, 상기 체결볼트(310)의 체결압력에 의해 변형되면서 상기 주입홀(110)과 상기 가스주입부(300)의 사이를 밀폐할 수 있다.

주입홀(110)은 체결볼트(310)의 체결나사산(311)이 결합되는 나사체결영역(111) 및, 체결볼트(310)의 헤드부분(313)이 결합되는 헤드체결영역(113)이 형성될 수 있다.

도 4a를 참조하면, 메탈실링부(500)는 주입홀(110)의 헤드체결영역(113)에 미리 설치될 수 있다.

메탈실링부(500)는 헤드체결영역(113)의 둘레방향 외측으로 갈수록 단면이 증가하는 테이펴형의 단면을 가지도록 헤드체결영역(113)에 설치될 수 있다.

도 4b를 참조하면, 주입홀(110)에 가스주입부(300)가 체결되면서 가스주입부(300)의 체결볼트(310)가 메탈실링부(500)를 가압하여 변형되면서 적어도 체결볼트(310)의 헤드부분(313)과 주입홀(110)의 헤드체결영역(113)의 사이를 실링하여 가스의 누설을 방지할 수 있다.

물론, 주입홀(110)에 가스주입부(300)가 체결되는 강도가 강할 경우, 체결볼트(310)의 헤드부분(313)과 주입홀(110)의 헤드체결영역(113)의 사이뿐만 아니라, 변형된 메탈실링부(500)가 나사체결영역(111)으로 유입되면서 체결볼트(310)의 체결나사산(311)과 주입홀(110)의 나사체결영역(111) 사이를 함께 실링하여 가스의 누설을 방지할 수 있다.

다음으로, 도면을 참조하여 해상지지구조물에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 내지 도 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해상지지구조물은 해상구조물(2) 및, 지지파일(1)을 포함하고, 추가적으로 희생양극장치(5)를 포함할 수 있다.

도 5를 참조하면, 해상지지구조물의 해상구조물(2) 및, 해저지반(T)에 관입되어 상기 해상구조물(2)을 지지하는 지지파일(1)을 포함하고, 상기 지지파일(1)은, 해수면(U) 주변의 적어도 일부가 상기 복합 보호관(10)으로 구성될 수 있다.

해상구조물(2)은 해수면(U)에서 상측으로 이격 설치되는 본구조물(미도시)과, 본구조물(미도시)의 하측을 지지하고 지지파일(1)과 결합되는 베이스판(4)를 구비할 수 있다.

일례로, 본구조물(미도시)은 해상에 설치되는 풍력타워 등으로 구성될 수 있다.

베이스판(4)는 본구조물(미도시)의 설치부분을 제공할 수 있다.

일례로, 베이스판(4)은 철근콘크리트 구조의 판상형의 부재로 구성되고, 베이스판(4)에 지지파일(1)의 상단부분이 매립되면서 양자는 고정될 수 있다.

지지파일(1)은 강관으로 구성될 수 있고, 해저지반(T)에 항타설비에 의해 항타되어 지반 내부로 근입될 수 있다.

이때, 지지파일(1)은 강관으로 구성될 수 있다. 이때, 지지파일(1)은 12 ~ 20 mm 범위의 두께를 가지는 강관으로 구성될 수 있다.

도 5를 참조하면, 복합 보호관(10)은 해수면(U)의 주변에 설치될 수 있다.

여기서, 해수면(U)은 염수가 채워진 바닷가 및, 호숫가 등의 표면을 포함하는 개념이다.

복합 보호관(10)은 해수면(U)의 주변에 설치되어 적어도 일부가 설치되어, 지지파일(1)의 내식성을 향상시키는 역할을 한다.

도 5를 참조하면, 해상지지구조물은 지지파일(1)에 설치되어, 해수면(U) 아래의 지지파일(1)의 부식을 방지하는 희생양극장치(5)가 설치될 수 있다.

희생양극장치(5)는 지지파일(1)의 외주면에 둘레방향으로 용접 등의 방식에 의해 설치될 수 있다.

희생양극장치(5)는 해수면(U) 아래에 위치하는 지지파일(1)의 부식을 방지하도록 방식전류를 흘려보내는 적어도 하나 이상의 희생양극을 포함할 수 있다.

일례로, 복합 보호관(10)은 해상에서 파도가 치는 비말대영역에 걸쳐서 설치될 수 있다.

희생양극장치(5)는 부식의 방지를 위해 염수가 필수적인바, 희생양극장치(5)로 해수면(U) 아래의 지지파일(1)의 부식을 방지할 수는 있으나, 공기중으로 주기적으로 노출되는 비말대영역의 경우는 희생양극장치(5)로 부식을 방지하는데 한계가 있다.

따라서, 본 발명의 해상지지구조물은 해수면(U)이 아래는 희생양극장치(5)로 지지파일(1)의 부식을 방지하고, 해수면(U) 주변은 복합 보호관(10)을 활용하여 지지파일(1)의 부식을 방지하고자 한다.

도 5를 참조하면, 복합 보호관(10)은, 적어도 해상의 파도가 치는 비말대영역 전체에 걸쳐서 상기 보호관부(200)가 설치될 수 있다.

여기서, 해상이란 염수가 채워진 바닷가 및, 호숫가 등을 포함하는 개념이다.

비말대는 바닷가나 호숫가에서 파도가 칠 때 물방울이 미치는 범위를 의미한다.

복합 보호관(10)이 보호관부(200)는 적어도 염수가 닿는 비말대의 상단부와 최하단부를 포함하는 영역에 설치될 수 있다.

보다 바람직하게는, 보호관부(200)의 설치범위는 비말대를 포함하여, 비말대의 상단부에서 0.5 ~ 1.2 m 이격된 영역까지 설치될 수 있다.

보호관부(200)는 비말대의 하측영역 대해서는 별도의 설치제한이 없는데, 이는 비말대의 하측영역은 바닷물 등의 염수에 침수된 영역으로 지지파일(1)에 설치된 희생양극장치(5)에 의해 지지파일(1)을 구성하는 관본체부(100)의 부식이 방지될 수 있기 때문이다.

물론, 지지파일(1) 중 보호관부(200) 상측의 해상부영역에는 도장층을 형성하여 부식을 방지할 수 있다.

이러한 도장작업은, 지지파일(1)이 항타되어 설치된 이후에 실시될 수 있어 항타전에 도장층을 형성하는 경우와는 달리 도장층이 손상되는 문제가 없고, 해상에서 작업이 용이한 효과가 있다.

본 발명의 해상지지구조물에는 앞서 설명한바 있는 다양한 실시형태를 가지는 복합 보호관(10) 다양한 실시형태가 적용될 수 있음은 물론이다.

따라서, 해상지지구조물에서 활용되는 복합 보호관(10)의 관본체부(100), 보호관부(200), 가스주입부(300), 보호도장부(400), 메탈실링부(500) 등의 구성은 이미 설명한 바와 같이 복합 보호관(10)의 구성과 동일한바 이에 대한 자세한 설명은 중복을 피하기 위해 생략한다.

다음으로, 도면을 참조하여 복합 보호관(10)의 제조방법에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 내지 도 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 보호관(10)의 제조방법은 부품준비단계, 가스주입부(300) 설치단계, 보호관부(200) 설치단계 및, 용접라인 확인단계를 포함하고, 추가적으로 를 포함할 수 있다.

본 발명은 복합 보호관(10)의 제조방법이고, 상기 관본체부(100), 상기 보호관부(200), 상기 가스주입부(300)를 준비하는 부품준비단계와, 상기 부품준비단계 이후에, 상기 가스주입부(300)를 상기 관본체부(100)의 주입홀(110)에 설치하는 가스주입부(300) 설치단계와, 상기 관본체부(100)를 둘러싸도록 상기 보호관부(200)를 용접 접합하는 보호관부(200) 설치단계와, 상기 가스주입부(300)를 통해 상기 충전공간(S)에 유입된 가스의 유입량과 유출량을 비교하여 상기 보호관부(200)의 용접라인의 건전성을 확인하는 용접라인 확인단계를 포함할 수 있다.

도 3을 참조하면, 가스주입부(300) 설치단계는 보호관부(200) 설치단계 이후에 실시될 수 있다.

즉, 관본체부(100)에 보호관부(200)가 용접 접합된 이후, 가스주입부(300)가 관본체부(100)의 내주면에서 외주면 방향으로 설치될 수 있다.

도 4를 참조하면, 가스주입부(300) 설치단계는 부품준비단계 이후에 실시될 수 있다.

즉, 관본체부(100)에 보호관부(200)가 용접 접합되기 이전에, 가스주입부(300)가 관본체부(100)의 외주면에서 내주면 방향으로 설치될 수 있다.

보호관부(200) 설치단계 이전에 관본체부(100)에 가스주입부(300)의 설치를 위한 주입홀(110)을 형성하는 주입홀(110) 형성단계가 실시될 수 있다.

복합 보호관(10)의 제조방법은 보호관부(200) 용접 단계 이전에, 상기 관본체부(100)의 외주면 중 적어도 상기 보호관부(200)에 의해 둘러싸이는 부분에 보호도장부(400)를 형성하는 보호도장부(400) 형성단계를 더 포함할 수 있다.

보호도장부(400)는 적어도 보호관부(200)에 의해 둘러싸이는 부분 전체에 걸쳐서 형성될 수 있다.

본 발명의 복합 보호관(10)의 제조방법은 관본체부(100)가 보호도장부(400)에 의한 관본체부(100)의 도장코팅에 의해 1차적으로 부식이 방지되고, 관본체부(100)가 내식성이 강한 스테인레스 소재로 구성된 보호관부(200)에 의해 둘러싸이면서 중첩적으로 부식이 방지되면서 내구성능을 향상될 수 있는 복합 보호관(10)을 제공할 수 있는 효과가 있다.

보호관부(200) 설치단계는, 관본체부(100)의 외주면을 둘러싸게 배치되도록 절단된 스테인레스판을 롤밴딩하여 형상을 제어하는 롤벤딩단계와, 롤딩된 스테인레스판의 양단부를 용접하여 스테인레스관체(210)를 형성하는 길이방향 용접라인(230) 형성단계 및, 상기 스테인레스관체(210)와 상기 관본체부(100)의 둘레방향으로 용접하여, 상기 스테인레스관체(210)의 내주면과 상기 관본체부(100)의 외주면 사이의 충전공간(S)을 밀폐하는 둘레방향 용접라인(250) 형성단계를 구비할 수 있다.

본 발명의 복합 보호관(10)의 제조방법에는 앞서 설명한바 있는 다양한 실시형태를 가지는 복합 보호관(10) 다양한 실시형태가 적용될 수 있음은 물론이다.

따라서, 복합 보호관(10)의 제조방법에서 활용되는 복합 보호관(10)의 관본체부(100), 보호관부(200), 가스주입부(300), 보호도장부(400), 메탈실링부(500) 등의 구성은 이미 설명한 바와 같이 복합 보호관(10)의 구성과 동일한바 이에 대한 자세한 설명은 중복을 피하기 위해 생략한다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

1: 지지파일 2: 해상구조물
4: 베이스판 5: 희생양극장치
10: 복합 보호관 100: 관본체부
110: 주입홀 111: 나사체결영역
113: 헤드체결영역 200: 보호관부
210: 스테인레스관체 230: 길이방향 용접라인
250: 둘레방향 용접라인 300: 가스주입부
310: 체결볼트 311: 체결나사산
313: 헤드부분 330: 가스주입관
400: 보호도장부 500: 메탈실링부
S: 충전공간 T: 해저지반
U: 해수면

Claims (14)

1. 내부가 중공된 관본체부;
   상기 관본체부와 함께 외부와 밀폐되는 충전공간을 형성하고, 상기 관본체부를 둘러싸도록 설치되어 관본체부를 보호하는 보호관부; 및,
   상기 관본체부의 내부와 상기 충전공간을 연통시키도록 상기 관본체부를 관통하여 설치되고, 상기 충전공간에 가스를 인출입시키는 경로를 형성하는 가스주입부;를 포함하고,
   상기 가스주입부는,
   일측에는 상기 충전공간으로 가스를 유입시키는 가스유입라인이 설치되고, 나머지 일측에는 상기 충전공간에서 가스가 유출되는 가스유출라인이 설치되고,
   상기 가스유입라인을 통해 유입되는 가스와 상기 가스유출라인에서 유출되는 가스의 유량을 상호 비교하여 상기 충전공간으로 유입된 가스의 누설여부를 평가하는 복합 보호관.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 관본체부와 상기 보호관부는 상호 용접 접합이 가능한 금속소재로 구성되고,
   상기 보호관부는 상기 관본체부에 비해 상대적으로 내식성이 큰 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 보호관.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 관본체부는 강재로 구성되고, 상기 보호관부는 스테인레스 소재로 구성되고,
   상기 관본체부는 상기 보호관부에 비해 상대적으로 두꺼운 두께를 가지는 관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 보호관.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 보호관부는,
   스테인레스판이 굴곡 가공되고, 길이방향 용접라인이 형성되며 상기 관본체부를 둘러싸도록 설치되는 스테인레스관체; 및,
   상기 스테인레스관체와 상기 관본체부의 둘레방향으로 용접되어 상기 스테인레스관체의 내주면과 상기 관본체부의 외주면 사이의 충전공간을 밀폐시키는 둘레방향 용접라인;을 구비하는 복합 보호관.
   
5. 제1항에 있어서,
   적어도 상기 보호관부에 의해 둘러싸이는 외주면에 형성되어, 상기 관본체부를 보호하는 보호도장부;를 더 포함하는 복합 보호관.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 가스주입부는,
   상기 관본체부의 내주면에서 외주면 방향으로 관통하여 설치되는 것을 특징으로 하는 복합 보호관.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 가스주입부는,
   상기 관본체부의 외주면에서 내주면 방향으로 관통하여 설치되는 것을 특징으로 하는 복합 보호관.
   
8. 제1항에 있어서, 상기 가스주입부는,
   상기 관본체부의 주입홀에 고정되는 체결볼트; 및,
   상기 체결볼트를 관통하여 설치되고, 상기 관본체부의 내부와 상기 충전공간을 연통시켜 가스의 인출입경로를 형성하는 가스주입관;을 구비하는 복합 보호관.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 관본체부의 주입홀과 상기 가스주입부의 사이에 배치되고, 상기 가스주입부의 체결압력에 의해 변형되면서 상기 주입홀과 상기 가스주입부의 사이를 밀폐하는 메탈실링부;를 더 포함하는 복합 보호관.
   
10. 해상구조물; 및,
    해저지반에 관입되어 상기 해상구조물을 지지하는 지지파일;을 포함하고,
    상기 지지파일은,
    해수면 주변의 적어도 일부가 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 복합 보호관으로 구성되는 해상지지구조물.
    
11. 제10항에 있어서, 상기 복합 보호관은,
    적어도 해상의 파도가 치는 비말대영역 전체에 걸쳐서 상기 보호관부가 설치되는 것을 특징으로 하는 해상지지구조물.
    
12. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 복합 보호관의 제조방법이고,
    상기 관본체부, 상기 보호관부, 상기 가스주입부를 준비하는 부품준비단계;
    상기 부품준비단계 이후에, 상기 가스주입부를 상기 관본체부의 주입홀에 설치하는 가스주입부 설치단계;
    상기 관본체부를 둘러싸도록 상기 보호관부를 용접 접합하는 보호관부 설치단계;
    상기 가스주입부를 통해 상기 충전공간에 유입된 가스의 유입량과 유출량을 비교하여 상기 보호관부의 용접라인의 건전성을 확인하는 용접라인 확인단계;를 포함하는 복합 보호관의 제조방법.
    
13. 제12항에 있어서, 상기 보호관부 설치단계 이전에,
    상기 관본체부의 외주면 중 적어도 상기 보호관부에 의해 둘러싸이는 부분에 보호도장부를 형성하는 보호도장부 형성단계;를 더 포함하는 복합 보호관의 제조방법.
    
14. 제12항에 있어서, 상기 보호관부 설치단계는,
    관본체부의 외주면을 둘러싸게 배치되도록 절단된 스테인레스판을 롤밴딩하여 형상을 제어하는 롤벤딩단계;
    롤딩된 스테인레스판의 양단부를 용접하여 스테인레스관체를 형성하는 길이방향 용접라인 형성단계; 및,
    상기 스테인레스관체와 상기 관본체부의 둘레방향으로 용접하여, 상기 스테인레스관체의 내주면과 상기 관본체부의 외주면 사이의 충전공간을 밀폐하는 둘레방향 용접라인 형성단계;를 구비하는 복합 보호관의 제조방법.
    

Images