KR102497166B1 - 노후 상하수도관의 갱생 방법 - Google Patents

노후 상하수도관의 갱생 방법 Download PDF

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김성환
문형순
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Abstract

본 발명은 노후 상하수도관의 갱생 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존에 매설되어 노후된 상하수도관을 갱생하여 수명을 연장시키기 위한 노후 상하수도관의 갱생 방법에 관한 것이다. 본 발명의 구성은 a) 기설관 내부에 표면개질장치가 삽입되는 단계; 및 b) 상기 기설관 내부에 삽입된 상기 표면개질장치에 의해 상기 기설관 내부 표면에 표면개질층이 형성되는 단계를 포함하며, 상기 b) 단계에서, 상기 표면개질장치는 상기 기설관 내부 표면에 마찰 교반 프로세스를 수행하여 표면개질층을 형성하도록 마련된 것을 특징으로 하는 노후 상하수도관의 갱생 방법을 제공한다.

Description

노후 상하수도관의 갱생 방법{HOW TO REHABILITATE OLD WATER AND SEWAGE PIPES}
본 발명은 노후 상하수도관의 갱생 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존에 매설되어 노후된 상하수도관을 갱생하여 수명을 연장시키기 위한 노후 상하수도관의 갱생 방법에 관한 것이다.
상수관로는 대부분 도로 밑에 시공되어 있는 경우가 많으며, 시간이 지날수록 노후되고 부식이 발생하게 된다.
이처럼 상수관로가 노후되면 파손되어 누수가 발생할 수 있으며, 상수 공급에 차질을 빚어 국민생활을 불편하게 만들 수 있다.
구체적으로, 상수관로 파손시 싱크홀이 발생할 수 있으며, 이로 인한 도로침하 및 교통흐름에 막대한 영향을 미치게 될 수 있다.
또한, 부식으로 인한 녹물 유입으로 인해 식수의 오염이 가중될 수 있으며, 이음부의 결합력 약화로 인해 오수가 상수관에 유입되어 상수관을 통과하는 수돗물을 오염시키거나 벌레가 유입되는 등의 문제를 유발하게 될 수 있다.
따라서, 상하수도관이 노후할 경우 이를 신속하게 교체하는 것이 가장 좋으나 상하수도관을 교체하기 위해서는 많은 비용이 소요되고, 도로를 통제해야 하는 등의 문제가 있다.
즉, 비용 및 시간적인 문제로 노후된 상하수도관을 신속하게 교체하기가 어려운 문제가 있다.
따라서, 기존에 매설된 노후된 상하수도관을 갱생하여 수명을 연장시킬 수 있는 기술이 필요하다.
한국 등록번호 제10-0251219호
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 기존에 매설되어 노후된 상하수도관을 갱생하여 수명을 연장시키기 위한 노후 상하수도관의 갱생 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 a) 기설관 내부에 표면개질장치가 삽입되는 단계; 및 b) 상기 기설관 내부에 삽입된 상기 표면개질장치에 의해 상기 기설관 내부 표면에 표면개질층이 형성되는 단계를 포함하며, 상기 b) 단계에서, 상기 표면개질장치는 상기 기설관 내부 표면에 마찰 교반 프로세스를 수행하여 표면개질층을 형성하도록 마련된 것을 특징으로 하는 노후 상하수도관의 갱생 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 b) 단계는, b1) 상기 표면개질장치가 작동되는 단계; b2) 작동된 상기 표면개질장치의 인접부의 표면 온도가 측정되는 단계; b3) 측정된 상기 표면 온도가 기설정된 개질온도 범위에 속하도록 상기 표면개질장치의 공정 조건이 제어되는 단계; 및 b4) 제어된 상기 공정 조건에 따라 상기 표면개질장치가 이동되면서 상기 기설관 내부 표면이 개질되어 표면개질층이 형성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 b1) 단계에서, 상기 표면개질장치는 마찰교반툴을 제자리에서 회전시켜 마찰열을 발생시키도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 b3) 단계에서, 기설정된 상기 개질온도는 상기 기설관 이면의 도장층을 용융시킬 수 있는 최소 온도부터 150도 이하로 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 b3) 단계에서, 상기 공정 조건은, 상기 표면개질장치의 마찰교반툴의 회전속도와 전진 속도인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 b4) 단계에서, 상기 표면개질층은, 상기 기설관의 내부 표면으로부터 깊이 1mm이상인 지점에 형성되도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 b4) 단계에서, 상기 표면개질장치는, 상기 기설관의 원주 방향을 따라 이동하면서 표면개질층을 형성하도록 마련되고, 원주 방향을 따라 형성된 표면개질층은 상호 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 b4) 단계에서, 상기 표면개질장치는, 상기 기설관의 내부 표면을 따라 나선형으로 이동하면서 표면개질층을 형성하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 b4) 단계에서, 상기 표면개질층은, 미세결정립으로 이루어지도록 형성되며, 상기 미세결정립이 형성된 깊이는 상기 표면개질층의 표면으로부터 0.95mm 이하로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 b) 단계 이후에, c) 형성된 표면개질층의 표면 개질 상태를 확인하기 위해 비파괴 검사가 이루어지는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 c) 단계는, 초음파 탐상기에 의해 비파괴 검사가 이루어지도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 노후 상하수도관의 갱생 방법을 수행하기 위한 표면개질장치에 있어서, 상기 기설관에 대한 마찰 교반 프로세스를 수행하도록 마련된 마찰교반툴; 상기 마찰교반툴을 이동시키도록 마련된 이송부; 및 상기 마찰교반툴 및 상기 이송부를 제어하도록 마련된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노후 상하수도관의 갱생 방법을 수행하기 위한 표면개질장치를 제공한다.
상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 기존에 매설된 노후된 상하수도관을 갱생하여 수명을 연장시킬 수 있다.
복잡한 공정 없이도 즉시 노후된 상하수도관을 갱생할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 노후 상하수도관의 갱생 방법을 수행하기 위한 표면개질장치의 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 노후 상하수도관의 갱생 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 표면개질층이 형성되는 단계의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 표면개질층이 형성되는 단계의 공정예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 표면개질층의 형성을 예시적으로 나타낸 사진이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 표면개질층이 형성된 모재를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 표면개질층과 모재의 조직을 나타낸 예시도이다.
도 8은 도 7의 A 영역의 미세조직을 나타낸 확대도이다.
도 9는 도 7의 B 영역의 미세조직을 나타낸 확대도이다.
도 10은 도 7의 C 영역의 미세조직을 나타낸 확대도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 노후 상하수도관의 갱생 방법을 수행하기 위한 표면개질장치의 예시도이다.
도 1에 도시된 것처럼, 표면개질장치(100)는 마찰교반툴(110), 이송부(120) 및 제어부(130)를 포함한다.
상기 마찰교반툴(110)은 기설관에 대한 마찰 교반 프로세스를 수행하도록 마련될 수 있다.
이를테면, 상기 마찰교반툴(110)은 상기 기설관 모재에 대한 마찰 교반 용접을 수행할 수 있는 팁으로 마련될 수 있다.
여기서, 상기 마찰교반툴(110)은 텅스텐합금 또는 세라믹 소재로 마련된 것일 수 있으며, 상기 마찰교반툴(110)의 지름은 10mm이상으로 형성될 수 있다.
상기 이송부(120)는 상기 마찰교반툴(110)을 회전 및 이동시키도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 이송부(120)는 상기 마찰교반툴(110)의 중심축과 연결되어 마련되어 상기 마찰교반툴(110)을 회전시키도록 마련될 수 있다. 그리고, 상기 이송부(120)는 상기 마찰교반툴의 중심축에 형성된 회전축과 연결되어 상기 마찰교반툴(110)이 기설정된 경로를 따라 이동하도록 구비될 수 있다.
상기 이송부(120)에는 하나 이상의 마찰교반툴(110)이 결합되어 마련되는 것도 가능하다.
상기 제어부(130)는 상기 마찰교반툴(110) 및 상기 이송부(120)를 제어하도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부(130)는 후술할 노후 상하수도관의 갱생 방법에 따라 상기 마찰교반툴(110) 및 상기 이송부(120)를 제어하도록 마련될 수 있다.
상기 제어부(130)는 상기 이송부(120)가 상기 마찰교반툴(110)의 회전속도, 이동속도, 이송 경로 등을 제어하도록 마련될 수 있다.
일 예로, 상기 마찰교반툴(110)의 RPM은 350~450, 전진속도는 650~750mm/min이 되도록 제어될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 표면개질장치(100)에는 센서부(미도시)가 더 마련될 수 있다
상기 센서부는 상기 마찰 교반이 일어나는 부위의 온도를 측정하도록 마련되며, 상기 제어부(130)에 측정한 온도에 대한 정보를 제공하도록 마련될 수 있다.
상기 제어부(130) 상기 센서부에 의해 측정된 온도 정보에 따라 상기 이송부(120)가 상기 마찰교반툴(110)을 회전시키는 속도와 전진 속도 및 이동 시점 등을 제어하도록 마련될 수 있다.
일 예로, 상기 제어부(130)는 측정 온도가 기설정된 개질온도 범위에 속하도록 상기 마찰교반툴(110)의 회전속도를 제어하도록 마련될 수 있다.
이하, 하기 도면들을 참조하여 노후 상하수도관의 갱생 방법을 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 노후 상하수도관의 갱생 방법의 순서도이다.
도 2에 도시된 것처럼, 노후 상하수도관의 갱생 방법은 먼저 기설관 내부에 표면개질장치가 삽입되는 단계(S10)가 수행될 수 있다.
기설관 내부에 표면개질장치가 삽입되는 단계(S10)에서, 상기 기설관은 땅에 매립되어 기설치되어 있는 상수도관 및 하수도관을 모두 포함한다.
기설관 내부에 표면개질장치가 삽입되는 단계(S10)에서, 상기 표면개질장치(100)는 전술한 바와 같이 구성되어 상기 기설관 내부의 개질을 위한 기설정된 위치로 이동되도록 마련될 수 있다.
기설관 내부에 표면개질장치가 삽입되는 단계(S10) 이후에는, 기설관 내부에 삽입된 표면개질장치에 의해 기설관 내부 표면에 표면개질층이 형성되는 단계(S20)가 수행될 수 있다.
기설관 내부에 삽입된 표면개질장치에 의해 기설관 내부 표면에 표면개질층이 형성되는 단계(S20)에서, 상기 표면개질장치는 상기 기설관 내부 표면에 마찰 교반 프로세스를 수행하여 표면개질층을 형성하도록 마련될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 표면개질층이 형성되는 단계의 순서도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 표면개질층이 형성되는 단계의 공정예시도이다.
구체적으로, 도 3 및 도 4를 참조하면, 기설관 내부에 삽입된 표면개질장치에 의해 기설관 내부 표면에 표면개질층이 형성되는 단계(S20)는 먼저, 표면개질장치가 작동되는 단계(S21)가 수행될 수 있다.
표면개질장치가 작동되는 단계(S21)에서, 상기 표면개질장치(100)는 마찰교반툴(110)을 제자리에서 회전시켜 상기 마찰교반툴(110)과 상기 기설관을 이루는 모재(1) 사이에 마찰열이 발생되도록 할 수 있다. 즉, 도 4의 (a)와 같이 상기 마찰교반툴(110)을 모재(1) 상에 접하도록 위치시키고, 도 4의 (b)와 같이 마찰교반툴(110)을 고속으로 회전시켜 상기 모재(1)를 용융시킬 수 있는 온도를 갖도록 할 수 있다.
표면개질장치가 작동되는 단계(S21) 이후에는, 작동된 표면개질장치의 인접부의 표면 온도가 측정되는 단계(S22)가 수행될 수 있다.
작동된 표면개질장치의 인접부의 표면 온도가 측정되는 단계(S22)에서는 상기 마찰교반툴(110)에 의해 마찰이 발생하고 있는 상기 모재(1) 부위의 온도가 상기 센서부에 의해 측정되도록 마련될 수 있다.
작동된 표면개질장치의 인접부의 표면 온도가 측정되는 단계(S22) 이후에는, 측정된 표면 온도가 기설정된 개질온도 범위에 속하도록 표면개질장치의 공정 조건이 제어되는 단계(S23)가 수행될 수 있다.
측정된 표면 온도가 기설정된 개질온도 범위에 속하도록 표면개질장치의 공정 조건이 제어되는 단계(S23)에서, 상기 공정 조건은, 상기 표면개질장치의 마찰교반툴의 회전속도와 전진 속도를 포함할 수 있다.
그리고, 측정된 표면 온도가 기설정된 개질온도 범위에 속하도록 표면개질장치의 공정 조건이 제어되는 단계(S23)에서, 기설정된 상기 개질온도는 상기 기설관 이면의 도장층을 용융시킬 수 있는 최소 온도부터 150도 이하로 설정될 수 있으나, 상기 개질온도의 최대 온도는 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 측정된 표면 온도가 기설정된 개질온도 범위에 속하도록 표면개질장치의 공정 조건이 제어되는 단계(S23)에서는, 상기 마찰교반툴(110)에 의해 마찰 교반이 발생하고 있는 위치에서 측정된 온도가 기설정된 개질온도 범위에 속하도록 상기 공정 조건인 마찰교반툴(110)의 회전속도를 제어하도록 마련될 수 있다.
일 예로, 제어부(130)는 측정된 온도가 기설정된 상기 개질 온도보다 낮을 경우 상기 마찰교반툴(110)의 회전 속도를 증가시키고, 측정된 온도가 기설정된 상기 개질 온도보다 높을 경우 상기 마찰교반툴(110)의 회전 속도를 감소시키도록 마련될 수 있다.
측정된 표면 온도가 기설정된 개질온도 범위에 속하도록 표면개질장치의 공정 조건이 제어되는 단계(S23) 이후에는, 제어된 공정 조건에 따라 표면개질장치가 이동되면서 기설관 내부 표면이 개질되어 표면개질층이 형성되는 단계(S24)가 수행될 수 있다.
제어된 공정 조건에 따라 표면개질장치가 이동되면서 기설관 내부 표면이 개질되어 표면개질층이 형성되는 단계(S24)에서는, 도 4의 (c), (d)와 같이, 1상기 기설관을 이루는 모재(1)의 내부 표면이 개질되도록 상기 표면개질장치(100)를 이동시키면서 상기 모재(1)의 내부 표면을 개질하도록 마련될 수 있다.
이때, 상기 표면개질장치(100)의 마찰교반툴(110)의 전진 속도는 마찰교반툴(110)과 모재(1) 사이의 온도 및 형성하고자 하는 표면개질층의 깊이를 변수로 하여 결정될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 표면개질층의 형성을 예시적으로 나타낸 사진이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 표면개질층이 형성된 모재를 나타낸 단면도이다.
도 5 및 도 6을 더 참조하면, 상기 표면개질층(11)은, 상기 기설관인 모재(1)의 내부 표면으로부터 깊이 1mm이상인 지점에 형성되도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 마찰교반툴(110)이 전진하게 되면, 상기 마찰교반툴(110)과 접한 모재(1) 부분이 용융되면서 상기 마찰교반툴(110)의 경로와 대응되게 연장 형성된 개질홈(10)이 형성되게 된다.
상기 개질홈(10)은 용융되어 상기 모재(1)의 표면으로부터 소정의 깊이만큼 홈 형태를 갖게 되며, 상기 개질홈(10)의 내측은 표면개질층(11)이 형성되게 된다. 즉, 상기 개질홈(10)의 깊이는1mm 이상 형성되어 상기 표면개질층(11)은 상기 모재(1)의 내부 표면으로부터 깊이가 1mm이상인 지점에서 형성되게 된다.
여기서, 상기 표면개질층(11)은, 미세결정립으로 이루어지도록 형성되며, 상기 미세결정립이 형성된 깊이는 상기 표면개질층의 표면으로부터 0.95mm 까지일 수 있다. 즉, 상기 표면개질층(11)은 상기 개질홈(10)에 의해 형성된 표면으로부터 깊이 0.95mm 이하까지 형성될 수 있다.
여기서, 표면개질층(11)을 이루는 미세결정립은 미세조직의 크기가 15øm이하로 이루어진 페라이트 상을 형성하도록 개질 처리된 것일 수 있다.
또한, 제어된 공정 조건에 따라 표면개질장치가 이동되면서 기설관 내부 표면이 개질되어 표면개질층이 형성되는 단계(S24)에서, 상기 표면개질장치(100)는, 상기 기설관의 원주 방향을 따라 이동하면서 표면개질층(11)을 형성하도록 마련될 수 있다. 그리고, 원주 방향을 따라 형성된 표면개질층(11)은 상호 중첩되도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 마찰교반툴(110)에 의해 모재(1)가 용융될 때, 외곽으로 갈수록 모재(1)가 용융되는 깊이가 얕아지게 된다. 따라서, 한번 모재(1)의 원주 방향을 따라 이동하면서 마찰 교반이 수행된 후에는, 마찰교반툴(110)의 직경보다 적게 상기 모재(1)의 길이 방향을 따라 이동한 상태에서 다시 사익 모재(1)의 원주 방향을 따라 이동하면서 마찰 교반을 수행하도록 마련될 수 있다. 바람직하게는 마찰교반툴(110)의 반지름 이하만큼만 모재(1)의 길이 방향을 따라 이동하도록 마련되어 모재(1)의 원주방향을 따라 수행되는 마찰교반이 상호 중첩되도록 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 제어된 공정 조건에 따라 표면개질장치가 이동되면서 기설관 내부 표면이 개질되어 표면개질층이 형성되는 단계(S24)에서, 상기 표면개질장치(100)는, 상기 기설관의 내부 표면을 따라 나선형으로 이동하면서 표면개질층(11)을 형성하도록 마련될 수도 있다. 이 경우, 상기 마찰교반툴(110)의 작동을 멈추지 않고 연속해서 마찰교반을 수행할 수 있어 유리하다.
기설관 내부에 삽입된 표면개질장치에 의해 기설관 내부 표면에 표면개질층이 형성되는 단계(S20) 이후에는, 형성된 표면개질층의 표면 개질 상태를 확인하기 위해 비파괴 검사가 이루어지는 단계(S30)가 더 수행될 수 있다.
형성된 표면개질층의 표면 개질 상태를 확인하기 위해 비파괴 검사가 이루어지는 단계(S30)는, 초음파 탐상기에 의해 비파괴 검사가 이루어지도록 마련되며, 검사된 표면 개질 상태에 따라 표면 개질을 위한 공정 조건을 변경하거나 표면 개질을 다시 하도록 마련될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 표면개질층과 모재의 조직을 나타낸 예시도이다.
도 8은 도 7의 A 영역의 미세조직을 나타낸 확대도이고, 도 9는 도 7의 B 영역의 미세조직을 나타낸 확대도이며, 도 10은 도 7의 C 영역의 미세조직을 나타낸 확대도이다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 이처럼 노후 상하수도관의 갱생 방법에 따라 표면개질층(11)이 형성되면 모재(1)에 비해 미세 조직이 더 조밀해지고 촘촘하게 배치되어 저온 충격인성 등이 개선되는 효과가 있다.
시편구분
(notch위치)		 충격에너지(J, @0°C)
1회 2회 3회 평균값
종래예
(확관부)		 18.4 22.5 13.6 18.2
실시예 83.3 109.3 72.1 88.2
표 1에서 볼 수 있듯이 종래예에 따르면 관의 접합을 위해 확관된 부분의 저온 충격 인성의 평균값이 18.2J에 불과했으나, 본 발명에 따르면 표면개질층이 형성된 기설관의 저온 충격 인성의 평균값은 88.2J로 크게 증가한 것을 확인할 수 있다.
이처럼 본 발명에 따르면, 기설관을 교체하지 않고도 저온 충격 인성을 개선하여 기설관의 교체 없이 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있어 경제적이다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 모재
10: 개질홈
11: 표면개질층
100: 표면개질장치
110: 마찰교반툴
120: 이송부
130: 제어부

Claims (12)

  1. a) 기설관 내부에 표면개질장치가 삽입되는 단계; 및
    b) 상기 기설관 내부에 삽입된 상기 표면개질장치에 의해 상기 기설관 내부 표면에 표면개질층이 형성되는 단계;를 포함하며,
    상기 b) 단계에서, 상기 표면개질장치는 상기 기설관 내부 표면에 마찰 교반 프로세스를 수행하여 개질홈을 형성하되, 상기 개질홈은 상기 기설관의 표면으로부터 1mm 이상의 두께로 형성되고,
    상기 개질홈의 표면으로부터 깊이 방향으로 표면개질층이 형성되며,
    상기 표면개질층의 적어도 일부는 미세결정립으로 형성되고, 상기 미세결정립이 형성된 깊이는 상기 개질홈에 의해 형성된 상기 표면개질층의 표면으로부터 0.95mm 이하인 두께로 형성되며,
    상기 미세결정립의 미세조직의 크기는, 15μm이하로 이루어진 페라이트 상을 형성하도록 개질 처리되고,
    상기 b) 단계에서, 상기 표면개질장치에 의해 상기 기설관의 원주 방향을 따라 마찰 교반이 수행되어 하나의 표면개질층이 형성된 후, 상기 표면개질장치가 마찰교반툴의 직경 이하의 길이만큼 상기 기설관의 길이 방향으로 이동하여 상기 기설관의 원주 방향을 따라 다른 하나의 표면개질층을 형성시킴으로써, 상기 하나의 표면개질층과 상기 다른 하나의 표면개질층이 상호 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 노후 상하수도관의 갱생방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 b) 단계는,
    b1) 상기 표면개질장치가 작동되는 단계;
    b2) 작동된 상기 표면개질장치의 인접부의 표면 온도가 측정되는 단계;
    b3) 측정된 상기 표면 온도가 기설정된 개질온도 범위에 속하도록 상기 표면개질장치의 공정 조건이 제어되는 단계; 및
    b4) 제어된 상기 공정 조건에 따라 상기 표면개질장치가 이동되면서 상기 기설관 내부 표면이 개질되어 표면개질층이 형성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노후 상하수도관의 갱생 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 b1) 단계에서,
    상기 표면개질장치는 마찰교반툴을 제자리에서 회전시켜 마찰열을 발생시키도록 마련된 것을 특징으로 하는 노후 상하수도관의 갱생 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 b3) 단계에서,
    기설정된 상기 개질온도는 상기 기설관을 용융시킬 수 있는 최소 온도부터 150도 이하로 설정되는 것을 특징으로 하는 노후 상하수도관의 갱생 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 b3) 단계에서,
    상기 공정 조건은,
    상기 표면개질장치의 마찰교반툴의 회전속도와 전진 속도인 것을 특징으로 하는 노후 상하수도관의 갱생 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 b4) 단계에서,
    상기 표면개질층은,
    상기 기설관의 내부 표면으로부터 깊이 1mm이상인 지점에 형성되도록 마련된 것을 특징으로 하는 노후 상하수도관의 갱생 방법.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 b4) 단계에서,
    상기 표면개질장치는,
    상기 기설관의 내부 표면을 따라 나선형으로 이동하면서 표면개질층을 형성하도록 마련된 것을 특징으로 하는 노후 상하수도관의 갱생 방법.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 b) 단계 이후에,
    c) 형성된 표면개질층의 표면 개질 상태를 확인하기 위해 비파괴 검사가 이루어지는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노후 상하수도관의 갱생 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 c) 단계는,
    초음파 탐상기에 의해 비파괴 검사가 이루어지도록 마련된 것을 특징으로 하는 노후 상하수도관의 갱생 방법.
  12. 제 1 항에 따른 노후 상하수도관의 갱생 방법을 수행하기 위한 표면개질장치에 있어서,
    상기 기설관에 대한 마찰 교반 프로세스를 수행하도록 마련된 마찰교반툴;
    상기 마찰교반툴을 이동시키도록 마련된 이송부; 및
    상기 마찰교반툴 및 상기 이송부를 제어하도록 마련된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노후 상하수도관의 갱생 방법을 수행하기 위한 표면개질장치.
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