KR102326822B1

KR102326822B1 - 관로탐지 기능을 구비한 코팅 강관과 성형장치 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR102326822B1
Application number: KR1020210087192A
Authority: KR
Inventors: 윤영주
Original assignee: 주성이엔지 주식회사
Priority date: 2021-07-02
Filing date: 2021-07-02
Publication date: 2021-11-17

Abstract

본 발명은 관로탐지 기능을 구비한 코팅 강관과 성형장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지중에 매설되는 강관의 외주면에 하나 또는 복수개가 일정한 간격에서 압출 방향을 따라 선 저항을 낮추고 전기전도도의 향상을 위해 매설위치 감지부를 일체형으로 코팅시켜 감지부가 발생시키는 전자파를 측정하여 지중에 매설된 코팅 강관의 위치 탐지가 가능하고, 발열에 의한 동파를 방지할 수 있도록 하는 관로탐지 기능을 구비한 코팅 강관과 성형장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 금속강관의 외경에 에폭시 코팅층과 접착제층 및 폴리에틸렌 수지층을 코팅하고 상기 금속강관의 내경에 코팅하는 에폭시수지 코팅층을 포함하며, 상기 폴리에틸렌 수지층의 외경에 용융노즐로 가열해 용융시키며 매설위치 감지부를 공급하고, 상기 매설위치 감지부가 매립되도록 폴리에틸렌으로 감지부 보호층을 코팅해 폴리에틸렌 수지층과 일체형으로 고정하며, 상기 매설위치 감지부를 매립하여 전기 전도도의 향상과 선 저항을 감소시켜 관로 탐지기능을 갖도록 하는 관로탐지 기능을 구비한 코팅 강관으로 이루어지되;
상기 매설위치 감지부는 금속도금 탄소섬유로 이루어지며 카본 화이바로 이루어진 매설위치 감지봉의 외경으로 내경 코팅부재와 외경 코팅부재를 코팅하며;
상기 내경 코팅부재와 외경 코팅부재의 코팅두께는 0.25∼0.4 ㎛가 바람직하고, 전기전도도는 9×10²∼2×10⁴S/cm, 선 저항은 1∼2Ω/m, 인장강도는 4∼5 GPa, 밀도는 2.4∼2.7 g/㎤ 이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

관로탐지 기능을 구비한 코팅 강관과 성형장치 및 그 제조방법{Coated steel pipes and molding devices equipped with pipe detection functions, and their manufacturing methods}

본 발명은 관로탐지 기능을 구비한 코팅 강관과 성형장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지중에 매설되는 강관의 외주면에 하나 또는 복수개가 일정한 간격에서 압출 방향을 따라 선 저항을 낮추고 전기전도도의 향상을 위해 매설위치 감지부를 일체형으로 코팅시켜 감지부가 발생시키는 전자파를 측정하여 지중에 매설된 코팅 강관의 위치 탐지가 가능하고, 발열에 의한 동파를 방지할 수 있도록 하는 관로탐지 기능을 구비한 코팅 강관과 성형장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

관로탐지란 지중에 매설된 상, 하수도용 관(파이프)의 위치 및 깊이를 측정하는 것으로, 주로 매설된 관이 파손되거나 기타 문제로 인해 관의 재시공이 필요할 경우나, 관이 지중에 매설된 지역에 다른 토목공사를 진행할 경우 관의 위치를 특정하여 관의 손상을 피하려고 할 때 사용된다.

상기 관은 코팅을 수행하는 강관 또는 합성수지를 압출과 와인딩하는 방법으로 성형한 각종 하수관, 수도관, 가스관, 오수관 등의 다양한 관종을 포함하는 것이다.

최근 들어 싱크 홀과 같은 지면 침하 현상이 증가함에 따라 지하에 매설된 관의 위치를 파악하는 것이 매우 어렵고, 관을 탐지하는 관로탐지 기술에 대한 관심이 증가하는 추세이다.

이에 따라 관로탐지를 하기 위하여 다양한 방법들이 사용되고 있다 초기에는 직접 땅을 굴착한 후 관의 위치를 확인하며 도면을 작성하였으나, 근래에는 전자기술의 발달로 인해 땅을 굴착할 필요 없이, 지중 레이더 및 음파에 의한 탐지방법이나 전자유도를 사용하여 관로탐지를 하는 방법 등이 사용되고 있다.

지중 레이더 및 음파에 의한 탐지방법은 지하에 고주파의 전자파를 발사해 지하매설관로에 반사되어 온 전자파를 수신한 후 단면을 영상처리 하여 위치를 탐지하는 방법으로, 지하 매질이 공기보다 매우 불균질해 반사체의 형태와 위치가 복잡하고 잡음이 많아 정밀 측정이 어렵다는 단점이 있다.

그리고 음파에 의한 탐지방법은 수도관 등 물이 흐르는 관로에 음파신호를 보내어 관내에서 발생하는 음파를 탐지하는 방법으로, 배관의 깊이 측정이 불가능하고 물이 흐르는 수도관일 경우에만 사용이 가능하다는 단점이 있다.

다른 방법인 전자유도를 사용하는 방법은 매설된 관이나 전선에 전류를 흘리고, 그 주변에 형성되는 자장의 세기를 측정하여 그 세기에 따라 매설된 관의 깊이와 위치를 측정하는 방법으로, 주로 전류가 흐르는 통신선을 탐지하는데 사용되어 왔다.

한국공개특허 제2011-0114251호("위치 탐지선 및 이를 고정하는 클램프를 설치한 지중 매설용 파이프", 2011. 10. 19.)와 같이 통신선이 아닌 수도관이나 파이프에 전류를 임의로 흐르게 하는 장치를 설치하고, 그 전류가 형성시키는 자장을 탐지하여 관로탐지를 하는 방법이 사용되고 있다.

그러나 선행기술은 기존의 관에 탐지선과 클램프를 설치함으로서 관로탐지용 관으로 사용할 수 있다는 장점이 있지만, 탐지선과 클램프의 시공이 불편하고, 탐지선에 흐르는 전류로 관로탐사만을 수행할 뿐 다른 역할을 못한다는 문제점이 있다.

그리고 일본 도레이(Toray)사에서 생산된 탄소섬유를 이용하려 하였으나, 상기 탄소섬유만으로 이루어진 경우에는 전기전도도가 6.25×10²S/cm로 전기 전도도가 낮아 지중에 매설하여 매설위치를 측정하는 것이 매우 어려워서 적용이 불가능하였고, 선 저항이 35Ω/m로 높은 저항을 갖고 있으므로 탐지위치에서 먼곳까지 탐지하는 것이 불가능하여 먼곳까지 측정하는 것이 어려웠다.

(문헌 1) 특허등록번호 제1690530호(2016.12. 22. 등록) (문헌 2) 특허등록번호 제1598760호(2016. 02. 23. 등록) (문헌 3) 특허등록번호 제1373826호(2014. 03. 04. 등록) (문헌 4) 특허등록번호 제0537356호(2005. 12. 12. 등록)

따라서 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 해결과제는, 지중에 매설되는 코팅 강관의 내경과 외경에 코팅을 수행한후 외경에 하나 또는 일정한 간격으로 매설위치 감지부가 일체형으로 설치되어 감지부가 발생시키는 전자파를 측정하여 지중에 매설된 코팅 강관의 위치 탐지가 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 해결과제는, 전기전도도 향상을 위한 다양한 금속재질 이외에도 금속도금 탄소섬유 및 구리와 니켈을 코팅함으로써 전기전도도를 20배 정도 향상시키고, 선 저항을 낮추어 먼곳까지 측정이 가능하도록 하는 코팅강관과 성형장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 금속강관의 외경에 에폭시 코팅층과 접착제층 및 폴리에틸렌 수지층을 코팅하고 상기 금속강관의 내경에 코팅하는 에폭시수지 코팅층을 포함하며, 상기 폴리에틸렌 수지층의 외경에 용융노즐로 가열해 용융시키며 매설위치 감지부를 공급하고, 상기 매설위치 감지부가 매립되도록 폴리에틸렌으로 감지부 보호층을 코팅해 폴리에틸렌 수지층과 일체형으로 고정하며, 상기 매설위치 감지부를 매립하여 전기 전도도의 향상과 선 저항을 감소시켜 관로 탐지기능을 갖도록 하는 관로탐지 기능을 구비한 코팅 강관으로 이루어지되;
상기 매설위치 감지부는 금속도금 탄소섬유로 이루어지며 카본 화이바로 이루어진 매설위치 감지봉의 외경으로 내경 코팅부재와 외경 코팅부재를 코팅하며;
상기 내경 코팅부재와 외경 코팅부재의 코팅두께는 0.25∼0.4 ㎛가 바람직하고, 전기전도도는 9×10²∼2×10⁴S/cm, 선 저항은 1∼2Ω/m, 인장강도는 4∼5 GPa, 밀도는 2.4∼2.7 g/㎤ 이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 것이다.

삭제

본 발명은 금속강관의 외경에 에폭시층과 폴리에틸렌 접착제층 및 폴리에틸렌 수지층을 코팅하는 금속강관 외경 코팅단계;

상기 금속강관의 내경에 에폭시수지 코팅층을 코팅하는 금속강관 내경 코팅단계;

금속재질 또는 금속도금 탄소섬유로 이루어지는 매설위치 감지부를 공급하는 매설위치 감지부 공급단계;

상기 매설위치 감지부를 이루기 위한 매설위치 감지봉을 코팅해 감도를 향상시키는 매설위치 감지부 코팅단계;

내경과 외경이 코팅된 금속강관을 코팅장치에 공급해 강관 고정부재에 고정시킨 후 이송베드에 설치한 외경 용융장치를 이동시켜 폴리에틸렌 수지층의 외경에 용융노즐을 통하여 130∼220℃의 열풍을 공급해 표면이 용융되도록 하는 금속강관 외경 가열단계;

폴리에틸렌 수지층의 외경이 용융되는 부분을 따라 감지부 공급장치가 외경 용융장치와 함께 이동하면서 매설위치 감지부를 공급해 매설위치에 공급되는 매설위치 감지부 공급단계;

감지부 공급장치와 함께 이동하는 압출장치로부터 하측의 압출노즐을 통하여 폴리에틸렌이 용융되어 압출되면서 매설위치 감지부의 외측으로 공급해 감지부 보호층을 코팅하는 보호층 압출과 감지부 코팅단계; 를 수행하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 지중에 매설되는 강관을 공급해 외경을 폴리에틸렌 3층으로 코팅하고, 내경을 에폭시코팅한 강관을 성형한 후 외경에 하나 또는 일정한 간격으로 매설위치 감지부를 고정할 수 있도록 가열해 매설위치를 용융시키고 매설위치 감지부를 공급하면서 외측에 용융 폴리에틸렌을 공급해 일체형으로 고정되어 매설된 매설위치 감지부에 전류를 통전시켜 발생되는 전자파를 측정하여 지중에 매설된 코팅 강관의 위치 탐지와 특정이 간편하게 이루어지도록 하는 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 다양한 금속재질 이외에도 금속도금 탄소섬유 및 구리와 니켈을 이중으로 코팅시켜 전기전도도를 9×10³∼2×10⁴S/cm로 20배 이상 향상시켜 관로의 매설위치 탐지가 가능하며, 선 저항을 1∼2Ω/m로 저항을 낮추어 탐지위치에서 먼곳까지 탐지하는 것이 가능한 효과를 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 코팅 강관의 완성상태를 나타낸 일부단면 사시도
도 2 는 본 발명의 코팅 강관에 매설위치 감지부를 고정하기 위한 코팅장치 대한 설치상태 정면도
도 3 은 본 발명의 코팅 강관과 매설위치 감지부를 고정하기 위한 코팅장치에 대한 설치상태 측면도
도 4 는 본 발명의 코팅장치에 대한 주요 부분의 확대 측면도
도 5 는 본 발명의 코팅 강관 외경을 용융시키는 상태를 나타낸 요부확대 단면도
도 6 은 본 발명의 코팅 강관 외경의 용융 부분에 매설위치 감지부를 공급하는 상태를 나타낸 요부확대 단면도
도 7 은 본 발명의 코팅 강관 외경에 매설위치 감지부를 공급하며 용융 폴리에틸렌을 공급해 코팅하는 상태를 나타낸 요부확대 단면도
도 8 은 본 발명의 코팅 강관에 매설위치 감지부를 설치하는 과정을 나타낸 단면도
도 9 는 본 발명의 매설위치 감지부를 코팅하는 상태를 나타낸 단면도
도 10 은 본 발명의 코팅 강관을 연결하는 연결 커넥터의 설치상태를 나타낸 요부 확대 단면도
도 11 은 본 발명의 코팅 강관에 대한 다른 실시예를 나타낸 측면 단면도
도 12 는 본 발명의 코팅 강관에 대한 또 다른 실시예를 나타낸 측면 단면도
도 13 은 본 발명의 코팅 강관에 매설위치 감지부를 4곳에 설치한 상태를 나타낸 측면 단면도
도 14 는 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 나타낸 블럭도

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서 "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

본 발명의 실시예는 코팅 강관을 기준으로 설명하고 있으나, 동일한 과제해결 원리가 적용되는 하수관, 수도관, 농업용수관, 오수관, 유공관, 가스관을 포함하는 배관에도 적용될 수 있으며, 이러한 단순 변형 적용의 경우 균등론에 따라 해석될 수 있다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부시킨 도면에 따라 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 코팅 강관의 완성상태를 나타낸 일부단면 사시도를 나타낸 것으로,

수도관, 농업용수관, 하수관, 유공관, 가스관과 같이 지중에 매설되며 강관을 공급해 내경과 외경을 다양한 층으로 코팅해 성형하는 매설위치 탐지용 강관(100)은 금속강관(110)의 외경에 에폭시층(130)과 폴리에틸렌 접착제층(140) 및 폴리에틸렌 수지층(150)을 코팅하고 내경에 에폭시수지 코팅층(120)을 코팅하는 것이다.

상기 에폭시수지 코팅층(120)은 주제부와 경화제부를 구분하여 제조하고, 상기 주제부와 경화제부를 부피단위로 1 : 0.2 ∼0.4의 비율로 배합하며 5 ∼15분간 숙성한 후 도장하는 것으로 이루어지는 카본나노튜브 및 항균제를 포함하는 것으로 이루어진다.

a). 변성 비스페놀F 타입의 에폭시수지 및 고무변성 에폭시수지를 중량단위로 1 대 0.8 ~ 2의 비율로 조성된 바인더수지 10 ~ 35중량부, 반응성 희석제 5 ~ 15중량부 및 실란계 커플링제 0.5 ~ 5중량부를 혼합하는 제 1단계,

b). 상기 제 1 단계의 혼합물과, 순도 98.5wt% 이상의 카본나노튜브 0.1 ~ 10중량부, 제올라이트 0.3 ~ 5중량부, 침강방지제 0.5 ~ 5중량부, 채색안료로 이산화티타늄 1 ~ 10중량부와 카본블랙 0.1 ~ 5중량부, 체질안료 0.1 ~ 30중량부 및 방청안료 0.1 ~ 15중량부를 혼합하여 입경 70㎛ 이하의 연화도로 균일하게 혼합하는 제 2단계,

c). 상기 제 2 단계의 혼합물과 흐름방지제로 폴리아미드유도체 1 ~ 5중량부를 60 ~ 75℃에서 혼합하고 냉각하는 제 3 단계를 포함하는 주제부(1)의 제조단계와,

d). 경화제 13 ~ 33중량부 및 경화촉진제 0.5 ~ 5중량부를 혼합한 다음, 체질안료 5 ~ 15중량부 및 방청안료 1~ 5중량부와 혼합하여, 입경 50㎛ 이하의 연화도 균일하게 혼합한 후, 흐름방지제 0.1 ~ 5중량부와 혼합하는 경화제부(2)의 제조단계를 포함하는 것이다.

상기 내용은 신뢰성(RS) 인증을 받은 다양한 도료의 적용이 가능하여 다양한 실시예로 적용할 수 있으므로 본 발명에서는 구체적인 일 실시예를 표시한 것에 불과함을 밝힌다.

상기 매설위치 탐지용 강관(100)은, 내경과 외경의 코팅을 수행한 후 폴리에틸렌 수지층(150)의 외경으로 코팅장치(200)를 적용해 매설위치 감지부(310)를 공급한 후 감지부 보호층(170)을 압출 공급함으로써 일체형이 되도록 코팅 성형하는 것이다.

도 2는 본 발명의 코팅 강관에 매설위치 감지부를 고정하기 위한 코팅장치 대한 설치상태 정면도이고, 도 3은 본 발명의 코팅 강관과 매설위치 감지부를 고정하기 위한 코팅장치에 대한 설치상태 측면도, 도 4는 본 발명의 코팅장치에 대한 주요 부분의 확대 측면도, 도 5는 본 발명의 코팅 강관 외경을 용융시키는 상태를 나타낸 요부확대 단면도, 도 6은 본 발명의 코팅 강관 외경의 용융 부분에 매설위치 감지부를 공급하는 상태를 나타낸 요부확대 단면도, 도 7은 본 발명의 코팅 강관 외경에 매설위치 감지부를 공급하며 용융 폴리에틸렌을 공급해 코팅하는 상태를 나타낸 요부확대 단면도, 도 8은 본 발명의 코팅 강관에 매설위치 감지부를 설치하는 과정을 나타낸 단면도를 나타낸 것이다.

매설위치 탐지용 강관(100)을 성형한 후 연속작업으로 성형하거나, 독립되게 성형할 수 있는 것이며, 매설위치 탐지용 강관(100)을 독립되게 성형하는 경우에는 코팅장치(200)에 공급해 외경의 한 부분 또는 원하는 간격을 갖도록 다수개의 범위에서 선택적으로 설치할 수 있도록 하되;

코팅장치(200)는 본체(240)에 양쪽으로 설치되는 강관 고정부재(230)의 내부에 매설위치 탐지용 강관(100)을 공급해 고정하거나 회전시켜 외경의 원하는 부분에 선택적으로 매설위치 감지부(310)를 공급할 수 있도록 설치하는 것이다.

상기 강관 고정부재(230)의 상측에는 이송베드(220)가 설치되고, 이송베드(220)에는 압출장치(210)가 설치되어 일정한 속도로 왕복이동하도록 설치하는 것이다.

상기 매설위치 탐지용 강관(100)을 공급하고, 압출장치(210)의 일측에는 감지부 공급장치(300)와 외경 용융장치(400)를 더 설치해 함께 왕복이동하는 것을 포함한다.

상기 외경 용융장치(400)는 하측으로 용융노즐(410)이 설치되어 매설위치 감지부(310)가 공급될 위치에 가장 앞에서 이동하면서 130∼220℃의 열풍을 공급해 폴리에틸렌 수지층(150)이 용융되도록 하는 것이다.

상기 감지부 공급장치(300)는 매설위치 감지부(310)가 열풍에 의해 용융된 위치를 따라 이동하면서 폴리에틸렌 수지층(150)의 외측에 수평방향으로 공급되도록 하는 것이다.

상기 압출장치(210)는 하측에 압출노즐(211)이 설치되어 용융 폴리에틸렌을 공급해 매설위치 감지부(310)의 외측을 감싸며 폴리에틸렌 수지층(150)에 일체형으로 고정되는 감지부 보호층(170)으로 공급되는 것이다.

상기 감지부 보호층(170)은 폴리에틸렌 수지층(150)의 외경이 용융노즐(410)을 통하여 용융된 상태의 후방을 따라 매설위치 감지부(310)가 감지부 공급장치(300)를 통하여 공급될 때 매설위치 감지부(310)를 감싸 수평형태로 매립되도록 하는 것이다.

상기 감지부 보호층(170)은 폴리에틸렌 수지층(150)의 외측으로 돌출되므로 폴리에틸렌 수지층(150)과 같은 색채를 갖기 보다는 구별되는 흰색과, 노랑색, 파랑색 중 어느 하나의 칼라로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 매설위치 감지부(310)는 매설위치 감지용 강관(100)의 선단에서 일정한 길이가 돌출되도록 공급한 후 절단함으로써 커넥터를 통하여 인접하는 강관과 연결될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

도 9는 본 발명의 매설위치 감지부를 코팅하는 상태를 나타낸 단면도에 관한 것으로,

매설위치 감지부(310)는 금속재질로 이루어지거나, MCF(Metal carted Carbon Fiber)인 금속도금 탄소섬유로 이루어지며, 카본 화이바(320)의 외경으로 원자번호 28의 Ni(니켈)과 원자번호 29의 Cu(구리)의 합금과 이들 중 어느 하나를 코팅하는 내경 코팅부재(330)와, 상기 내경 코팅부재(330)의 외경으로 원자번호 28의 Ni(니켈)을 외경 코팅부재(340)로 코팅하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 내경 코팅부재(330)와 외경 코팅부재(340)의 코팅두께는 0.25∼0.4 ㎛가 바람직하고, 전기전도도는 9×10²∼2×10⁴S/cm, 선 저항은 1∼2Ω/m, 인장강도는 4∼5 GPa, 밀도는 2.4∼2.7 g/㎤ 이 바람직하다.

매설위치 감지용 강관(100)의 외측에 함께 매립되도록 공급하거나, 그 외측으로 이송베드(220)를 따라 이동하면서 외경 용융장치(400)로부터 용융노즐(410)에서 열풍이 공급되어 용융되며 감지부 공급장치(300)로부터 1∼4개의 범위에서 매설위치 감지부(310)를 공급하고, 압출장치(210)의 압출노즐(211)에서 감지부 보호층(170)을 용융 폴리에틸렌으로 공급해 일체형으로 코팅되도록 하는 것이다.

도 10 본 발명의 코팅 강관을 연결하는 연결 커넥터의 설치상태를 나타낸 요부 확대 단면도에 관한 것으로,

매설위치 탐지용 강관(100)의 한쪽 확관부(550)와 반대편에서 매설위치 탐지용 강관(100)을 요철형이 되도록 결합한 후 만나는 부분에서 외경 용접부(450)와 내경 용접부(460)와 같이 용접을 통하여 일체형으로 용접 연결하는 것이다.

매설위치 탐지용 강관(100)을 연결한 후에는 선단으로 노출된 매설위치 감지부(310)를 연결 커넥터(500)로 연결하는 것으로 마무리 한다.

상기와 같이 도 10에 설명한 기술내용은 탐지용 강관(100)을 금속재질로 성형한 후 한쪽 선단을 확관한 확관부(550)를 성형한 상태로 납품된 후, 제조공장에서 제조되어 현장에 납품하여 용접 커넥터를 연결하는 단계를 수행하는 것으로 기재된 내용 이외에 다양한 방법으로 실시할 수 있으며, 본 실시예는 하나의 실시예를 설명한 것에 불과하다.

도 11은 본 발명의 코팅 강관에 대한 다른 실시예를 나타낸 측면 단면도이고, 도 12는 본 발명의 코팅 강관에 대한 또 다른 실시예를 나타낸 측면 단면도, 도 13은 본 발명의 코팅 강관에 매설위치 감지부를 4곳에 설치한 상태를 나타낸 측면 단면도를 나타낸 것이다.

매설위치 탐지용 강관(100)의 외경에 설치하는 매설위치 감지부(310)는 도 11과 같이 양쪽에 대칭되게 2개를 설치할 수 있으며, 도 12와 같이 필요에 따라 3곳에 대칭되게 설치할 수 있고, 도 13과 같이 4곳에 대칭되게 설치하는 것과 같이 매설위치와 상황에 따라 설치개수를 다양하게 조절할 수 있는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 관로탐지 기능을 구비한 코팅 강관과 성형장치 및 그 제조방법은, 금속강관(110)의 외경에 에폭시층(130)과 접착제층(140) 및 폴리에틸렌 수지층(150)을 코팅하고 내경에 에폭시수지 코팅층(120)을 코팅해 성형한 후 외경에 코팅 설치되는 매설위치 감지부(310)는 금속재질이나 전기전도도를 갖는 다양한 재질로 이루어지며, MCF(Metal carted Carbon Fiber)인 금속도금 탄소섬유를 외경으로 1∼4개의 범위에서 공급해 일체형이 되도록 감지부 보호층(170)으로 코팅해 공급함으로써 전기전도도를 향상시키고 저항을 낮춤으로써 먼곳까지 측정이 가능하도록 하는 것이다.

매설위치 감지부(310)는 금속재질로 이루어지거나 금속도금 탄소섬유로 이루어지는 것을 포함하며, 금속도금 탄소섬유는 카본 화이바로 이루어지는 매설위치 감지봉(320)의 외경으로 원자번호 28의 Ni(니켈)과 원자번호 29의 Cu(구리)의 합금과 이들 중 어느 하나를 코팅하는 내경 코팅부재(330)와, 상기 내경 코팅부재(330)의 외경으로 원자번호 28의 Ni(니켈)을 외경 코팅부재(340)로 코팅하여 이루어지는 것이며, 내경 코팅부재(330)와 외경 코팅부재(340)의 코팅두께는 0.25∼0.4 ㎛가 바람직하고, 인장강도는 4∼5 GPa, 밀도는 2.4∼2.7 g/㎤ 이 되도록 함으로써 구리와 니켈을 이중으로 코팅하여 전기 전도도는 9×10²∼2×10⁴S/cm가 되어 일본 도레이 탄소섬유와 대비할 때, 20배 이상의 차이가 나므로 매우 뛰어난 전기 전도도를 제공하여 지상에서 지중에 매설된 매설위치 탐지용 강관(100)의 위치를 탐지할 수 있게 되는 것이다.

그리고 선 저항은 1∼2Ω/m이 되도록 함으로써 35Ω/m로 전기저항이 높아 수미터 정도밖에 탐지할 수 없는 단점을 해소하여, 저항을 크게 낮추어 수십미터에서 수백미터에 이르는 탐지범위를 갖도록 하므로 탐지능력을 크게 향상시키는 효과를 제공하는 것이다.

또한, 금속도금 탄소섬유가 구리와 니켈의 이중 코팅으로 전기 전도도를 향상시키고 선 저항을 줄여 넓은 측면이 가능해 측정 면적을 크게하는 효과를 제공하는 것이다.

상기 내경 코팅부재(330)는 Ni(니켈)과 Cu(구리) 및 Ni와 Cu의 합금 중 어느 하나로 코팅하여 이루어지고,

상기 외경 코팅부재(340)는 Ni(니켈)을 코팅하여 이루어지는 것을 포함한다.

본 발명의 코팅장치(200)는 금속강관(110)의 내경과 외경의 코팅이 완료된 상태의 매설위치 탐지용 강관(100)을 공급해 강관 고정부재(230)의 내부에 고정되도록 설치하는 것이다.

외경 용융장치(400)와 감지부 공급장치(300) 및 압출장치(210)를 구동시켜 이송베드(220)를 통하여 동시에 이동되도록 하면, 외경 용융장치(400)의 하측에 설치한 용융노즐(410)로부터 가열된 130∼220℃의 열풍이 공급되어 폴리에틸렌 수지층(150)이 부드럽게 용융되도록 하고, 상기 용융된 폴리에틸렌 수지층(150)의 외측으로 감지부 공급장치(300)에서 매설위치 감지부(310)를 공급하며 매립이 가능하도록 이동하게 된다.

상기 매설위치 감지부(310)가 공급되는 후방으로 압출장치(210)가 이동하면서 하측의 압출노즐(211)에서 용융 폴리에틸렌이 공급되어 매설위치 감지부(310)를 매립시키면서 감지부 보호층(170)으로 외경에 돌출되도록 공급 해 매설위치 탐지용 강관(100)의 두께에 손상을 주지않고 외경에 추가하는 것을 통하여 탐지효과를 향상시키도록 성형할 수 있는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 도면과 도 14의 블럭도를 통하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

가. 금속강관 외경 코팅단계

금속강관(110)의 외경에 에폭시층(130)과 폴리에틸렌 접착제층(140) 및 폴리에틸렌 수지층(150)을 코팅하는 금속강관 외경 코팅단계(S10)를 수행하는 것이다.

나. 금속강관 내경 코팅단계

금속강관(110)의 내경에 에폭시수지 코팅층(120)을 코팅하는 금속강관 내경 코팅단계(S20)를 수행하는 것이다.

다. 매설위치 감지부 공급단계

금속재질 또는 금속도금 탄소섬유로 이루어지는 매설위치 감지부(310)를 공급하는 매설위치 감지부 공급단계(S30)를 수행하는 것이다.

상기 금속재질 또는 금속도금 탄소섬유로 이루어지는 매설위치 감지부(310)는 1∼4개의 범위에서 공급하는 것이 바람직하다.

라. 매설위치 감지부 코팅단계

매설위치 감지부(310)를 이루기 위한 매설위치 감지봉(320)을 코팅해 감도를 향상시키는 매설위치 감지부 코팅단계(S40)를 수행하는 것이다.

상기 매설위치 감지봉(320)을 형성하는 금속도금 탄소섬유는 MCF(Metal carted Carbon Fiber)이고, 카본 화이바로 이루어지는 매설위치 감지봉(320)의 외경으로 원자번호 28의 Ni(니켈)과 원자번호 29의 Cu(구리)의 합금과 이들 중 어느 하나를 코팅하는 내경 코팅부재(330)와, 상기 내경 코팅부재(330)의 외경으로 원자번호 28의 Ni(니켈)을 외경 코팅부재(340)로 코팅하되;

상기 내경 코팅부재(330)와 외경 코팅부재(340)의 코팅두께는 0.25∼0.4 ㎛가 바람직하고, 전기전도도는 9×10²∼2×10⁴S/cm, 선 저항은 1∼2Ω/m, 인장강도는 4∼5 GPa, 밀도는 2.4∼2.7 g/㎤가 되도록 하는 것이다.

마. 금속강관 외경 가열단계

내경과 외경이 코팅된 금속강관(110)을 코팅장치(200)에 공급해 강관 고정부재(230)에 고정시킨 후 이송베드(220)에 설치한 외경 용융장치(400)를 이동시켜 폴리에틸렌 수지층(150)의 외경에 용융노즐(410)을 통하여 130∼220℃의 열풍을 공급해 표면이 용융되도록 하는 금속강관 외경 가열단계(S50)을 수행하는 것이다.

바. 매설위치 감지부 공급단계

폴리에틸렌 수지층(150)의 외경이 용융되는 부분을 따라 감지부 공급장치(300)가 외경 용융장치(400)와 함께 이동하면서 매설위치 감지부(310)를 공급해 매설위치에 공급되도록 하는 매설위치 감지부 공급단계(S60)를 수행하는 것이다.

사. 보호층 압출과 감지부 코팅단계

감지부 공급장치(300)와 함께 이동하는 압출장치(210)로부터 하측의 압출노즐(211)을 통하여 폴리에틸렌이 용융되어 압출되면서 매설위치 감지부(310)의 외측으로 공급해 감지부 보호층(170)을 코팅하는 보호층 압출과 감지부 코팅단계(S70)를 수행하는 것이다.

상기 감지부 보호층(170)은 흰색이나 노랑색 및 파랑색으로 이루어지는 것이 바람직하며, 폴리에틸렌에 색채를 부여해 매설위치 감지부(310)가 매립된 위치를 외부에서 육안으로 확인할 수 있도록 성형하는 것이 바람직하다.

아. 매설위치 감지부 연결단계

매설위치 탐지용 강관(100)을 연결한 후에 매설위치 탐지용 강관(100)의 선단에 노출된 매설위치 감지부(310)를 연결 커넥터(500)로 연결해 지중에 매설한 후 누수되지 않고 매설위치를 탐지할 수 있도록 하는 매설위치 감지부 연결단계(S80)를 수행하는 것이다.

본 발명은 지중에 매설되는 매설위치 탐지용 강관의 내경과 외경을 코팅한 후 외경에 하나 또는 일정한 간격으로 다수개의 매설위치 감지부가 공급되며 외측으로 폴리에틸렌이 감지부 보호층으로 공급되어 일체형으로 코팅 고정되도록 함으로써 지중에 매설된 후 금속 또는 탄소섬유가 발생시키는 전자파를 측정하여 지중에 매설된 매설위치 탐지용 강관의 위치 탐지가 가능하도록 하며, 매설위치 탐지용 강관의 외경으로 설치되는 금속도금 탄소섬유가 구리와 니켈의 이중 코팅으로 전기 전도도를 향상시키고 선 저항을 줄여 넓은 측면이 가능해 측정 면적을 크게하는 매우 유용한 발명을 제공하는 것이다.

100 : 매설위치 탐지용 강관 110 : 금속강관
120 : 에폭시수지 코팅층 130 : 에폭시층
140 : 접착제층 150 : 폴리에틸렌 수지층
170 : 감지부 보호층 200 : 코팅장치
210 : 압출장치 211 : 압출노즐
220 : 이송베드 230 : 강관 고정부재
240 : 본체 300 : 감지부 공급장치
310 : 매설위치 감지부 320 : 매설위치 감지봉
330 : 내경 코팅부재 340 : 외경 코팅부재
400 : 외경 용융장치 410 : 용융노즐
450 : 외경 용접부 460 : 내경 용접부
500 : 연결 커넥터 550 : 확관부
20 : 금속도금 탄소섬유 21 : 카본 화이바
22 : 내경 코팅부재 23 : 외경 코팅부재
30 : 젠더
100 : 압출 스크류 105 : 다이스
110 : 진공탱크 120 : 냉각장치
130 : 관 절단장치 150 : 탄소섬유 매립장치
151, 170 : 보조 압출기 152 : 압출노즐
153 : 압출기 안내레일 154 : 관 고정대
160 : 탄소섬유 공급다이 161 : 탄소섬유 공급장치
162 : 탄소섬유 공급공 171 : 코팅다이
180 : 탄소섬유 절단장치

Claims

금속강관(110)의 외경에 에폭시 코팅층(130)과 접착제층(140) 및 폴리에틸렌 수지층(150)을 코팅하고 상기 금속강관(110)의 내경에 코팅하는 에폭시수지 코팅층(120)을 포함하며, 상기 폴리에틸렌 수지층(150)의 외경에 용융노즐(410)로 가열해 용융시키며 매설위치 감지부(310)를 공급하고, 상기 매설위치 감지부(310)가 매립되도록 폴리에틸렌으로 감지부 보호층(170)을 코팅해 폴리에틸렌 수지층(150)과 일체형으로 고정하며, 상기 매설위치 감지부(310)를 매립하여 전기 전도도의 향상과 선 저항을 감소시켜 관로 탐지기능을 갖도록 하는 관로탐지 기능을 구비한 코팅 강관으로 이루어지되;
상기 매설위치 감지부(310)는 금속도금 탄소섬유로 이루어지며 카본 화이바로 이루어진 매설위치 감지봉(320)의 외경으로 내경 코팅부재(330)와 외경 코팅부재(340)를 코팅하며;
상기 내경 코팅부재(330)와 외경 코팅부재(340)의 코팅두께는 0.25∼0.4 ㎛가 바람직하고, 전기전도도는 9×10²∼2×10⁴S/cm, 선 저항은 1∼2Ω/m, 인장강도는 4∼5 GPa, 밀도는 2.4∼2.7 g/㎤ 이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 관로탐지 기능을 구비한 코팅 강관.
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금속강관(110)의 외경에 에폭시층(130)과 폴리에틸렌 접착제층(140) 및 폴리에틸렌 수지층(150)을 코팅하는 금속강관 외경 코팅단계(S10);
상기 금속강관(110)의 내경에 에폭시수지 코팅층(120)을 코팅하는 금속강관 내경 코팅단계(S20);
금속재질 또는 금속도금 탄소섬유로 이루어지는 매설위치 감지부(310)를 공급하는 매설위치 감지부 공급단계(S30);
상기 매설위치 감지부(310)를 이루기 위한 매설위치 감지봉(320)을 코팅해 감도를 향상시키는 매설위치 감지부 코팅단계(S40);
내경과 외경이 코팅된 금속강관(110)을 코팅장치(200)에 공급해 강관 고정부재(230)에 고정시킨 후 이송베드(220)에 설치한 외경 용융장치(400)를 이동시켜 폴리에틸렌 수지층(150)의 외경에 용융노즐(410)을 통하여 130∼220℃의 열풍을 공급해 표면이 용융되도록 하는 금속강관 외경 가열단계(S50);
폴리에틸렌 수지층(150)의 외경이 용융되는 부분을 따라 감지부 공급장치(300)가 외경 용융장치(400)와 함께 이동하면서 매설위치 감지부(310)를 공급해 매설위치에 공급되는 매설위치 감지부 공급단계(S60);
감지부 공급장치(300)와 함께 이동하는 압출장치(210)로부터 하측의 압출노즐(211)을 통하여 폴리에틸렌이 용융되어 압출되면서 매설위치 감지부(310)의 외측으로 공급해 감지부 보호층(170)을 코팅하는 보호층 압출과 감지부 코팅단계(S70);
매설위치 탐지용 강관(100)을 연결한 후에 매설위치 탐지용 강관(100)의 선단에 노출된 매설위치 감지부(310)를 연결 커넥터(500)로 연결해 지중에 매설한 후 누수되지 않고 매설위치를 탐지할 수 있도록 하는 매설위치 감지부 연결단계(S80); 를 수행하는 것을 특징으로 하는 관로탐지 기능을 구비한 코팅 강관 제조방법.
제 6항에 있어서,
상기 매설위치 감지부 코팅단계(S40)는 매설위치 감지봉(320)을 형성하는 금속도금 탄소섬유는 MCF(Metal carted Carbon Fiber)이고, 카본 화이바로 이루어지는 매설위치 감지봉(320)의 외경으로 원자번호 28의 Ni(니켈)과 원자번호 29의 Cu(구리)의 합금과 이들 중 어느 하나를 코팅하는 내경 코팅부재(330)와, 상기 내경 코팅부재(330)의 외경으로 원자번호 28의 Ni(니켈)을 외경 코팅부재(340)로 코팅하되;
상기 내경 코팅부재(330)와 외경 코팅부재(340)의 코팅두께는 0.25∼0.4 ㎛가 바람직하고, 전기전도도는 9×10²∼2×10⁴S/cm, 선 저항은 1∼2Ω/m, 인장강도는 4∼5 GPa, 밀도는 2.4∼2.7 g/㎤가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 관로탐지 기능을 구비한 코팅 강관 제조방법.