KR20010064216A - 금속표면 세정장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속재 표면의 피막처리를 위한 전처리과정에서 사용되는 금속표면 세정장치 및 그 방법에 관한 것으로, 상세하게는 에어공급장치(10)와, 세정용샌드가 저장되고 하단부에 배출구가 구비되며 상부 일단에 상기 공기공급장치와 연결된 샌드저장통(9)과, 상기 샌드저장통(9)의 상부 타단에 체결되고 압축공기가 공급되도록 설치되는 에어공급호스(8)와, 상기 샌드저장통(9)의 배출구에 체결되어 압축공기의 공급에 따라 샌드가 공급되도록 설치되는 샌드공급호스(7)와, 상기 에어공급호스(6)와 샌드공급호스(7)의 각 선단부가 일체로 결합되어 샌드블라스팅 작업과 에어블라스팅 작업을 겸비할 수 있도록 구성된 블라스트건으로 이루어지는 금속표면 세정창치를 제공하며, 이와같은 장치를 이용하여 세정작업하고자 하는 금속표면을 향해 블라스트건(1)을 위치시킨 후에 샌드블라스팅 작업을 실시하고, 샌드블라스팅 작업 후 샌드공급스위치(5)를 오프시키고 에어블라스팅 작업을 실시하여, 금속재 표면의 세정작업이 제대로 이루어지지 아니한 경우 샌드 및 어어블라스팅작업을 반복 실시하여 금속재 표면의 세정작업을 완료하여 금속표면의 조도향상으로 인한 접착력 증대를 통해 피막의 수명연장과 금속재의 수명을 연장시킬 수 있도록 하는 세정방법을 제공한다.

Description

금속표면 세정장치 및 그 방법{THE METHOD AND APPARATUS OF SURFACE CLEANING OF METAL}

본 발명은 금속재 표면의 피막처리를 위한 전처리과정에서 사용되는 금속표면 세정장치 및 그 방법에 관한 것으로, 상세하게는 에어공급장치와 샌드저장품으로부터 압축공기와 샌드(sand : 모래)가 별도의 공급호스를 통해 블라스팅 건으로 공급되도록 구성되고, 샌드공급호스와 에어공급호스 일단에는 개폐솔레노이드밸브를 설치하여 블라스트건에 구비된 에어 및 샌드공급스위치의 조작으로 샌드블라스팅과 에어블라스팅 작업을 동시에 할 수 있도록 구성된 금속표면 세정장치 및 그 방법에 관한 것이다.

종래 및 근래에 들어 유체나 가스 설비등 여러분야에서 철구조물의 사용이 급격히 증가하고 있는 추세에 있으며, 이들 철구조물들은 부적절한 시설관리로 인해 많은 경제적 손실이 발생하고 있는 것이 현실정이다. 특히, 본 발명이 속하는 기술분야인 수자원 관리시설의 대부분이 철구조물로 이루어져 있으며, 이를 대부분은 외부에 노출되거나 해수와 담수에 동시에 접해 있는 경우가 많으며, 또한 수처리를 위해 사용되는 화학약품에 의해 끊임없이 영향을 받고 있어서 주변의 가혹한 환경에 위해 철구조물의 내구성 및 내식성이 급격히 저하되어 많은 설비 및 철구조물이 쉽게 부식되므로서 많은 환경문제와 시설의 보수공사에 막대한 경제적 손실을 발생시키고 있다.

이러한 철구조물들의 부식 요인으로 설계의 부적절, 부적당한 재료의 사용 및 주변환경이 주류를 이루는 것으로, 상기 설계의 부적절이나 부적당한 재료의 사용은 시공당시 고려되어야 할 사항이고, 이미 설치된 철구조물에서는 주변의 온도나 습도 및 화학약품 등에 따른 환경적 요인에 의한 철구조물의 부식과 침식 및 마모가 이루어지게 된다. 따라서 이미 설치된 설비의 부식방지를 위해 많은 방식방법들이 시행되고 있는데, 그 대표적인 방법으로는 전기방식, 도장방식, 표면처리법 등이 있다.

이들 방법중 용사법은 기체분자에 의해 용융상태의 금속이나 세라믹 등을 코팅하고자 하는 금속표면에 고압·고속으로 충족시켜 코팅을 하는 표면처리방법으로 피부재의 성분 및 종류에 따라 내마모성, 내식성, 내고온 내산성 및 결연성을 요하는 재료표면에 코팅시킬 수 있다. 특히, 발전설비나 정수설비 등에 유용하게 사용되고 있다. 상기 용사법은 시공순서에 따라 전처리, 용사, 후처리의 순서로 진행되는데, 상기의 전처리(前處理)는 용사의 전단계로 금속표면의 청결과 조도를 높이기위해 블라스팅(blasting)처리를 하는 단계로 금속재 표면과 피막의 밀착성을 증가시키는데 그 목적이 있다.

상기 블라스팅은 규사나 강샌드 그리트(grit) 등을 압축공기를 이용하여 금속재의 표면에 분사하여 금속재 표면에 부착된 유지류, 산화물, 스케일, 해염입자, 먼지를 제거하므로서 표면조도를 향상시키기 위해 사용된다. 이러한 전처리과정은 금속재 표면과 피막의 접착강도를 결정하는 데 중요한 인자일 뿐만 아니라 피막의 수명에 직결되는 중요한 부분이다.

이러한 전처리 방법의 하나인 샌드블라스팅(sand blasting)은 비용이 저렴하여 종래에 많이 사용되고 있으나, 샌드블라스팅 작업만을 끝내고 피막작업을 하는 경우에는 금속재 표면에

잔류하는 샌드입자 때문에 피막의 접착력이 크게 저하되어 피막의 수명을 단축시키는 요인으로 작용하였으며, 피막의 수명단축으로 인한 블라스팅 작업과 피막처리 작업을 자꾸 반복하게 됨으로서 비용손실이 크게 발생하게 되었다.

또한, 종래에 사용되고 있는 샌드블라스트건(sand blast gun)은 에어(Air)와 샌드가 입체로 공급되도록 구성되었기 때문에, 샌드블라스팅 작업 후 모재표면의 세정작업을 별도로 수행할 수가 없는 단점이 있었다.

본 발명은 종래의 금속표면 피막처리시 전처리과정의 하나인 샌드블라스팅 작업이 갖는 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명에 따른 금속표면 세정방법은 샌드블라스팅 후 금속재 표면에 샌드가 잔류하는 것을 방지하여 피복재의접착력을 향상시켜 피막의 수명을 연장시키도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명에 따른 금속표면 세정창지는 샌드블라스팅 작업과 에어블라스팅 작업을 동시 또는 선택적으로 수행할 수 있도록 하여 피막처리비용을 절감하고, 피막효율을 향상시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 금속표면 세정장치의 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 금속표면 세정장치에 사용되는 블라스트건의 단면도

도 3은 본 발명에 따른 세정장치를 이용한 세정방법의 작업공정도이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 금속표면 세정장치는 압축공기를 공급하는 공기공급장치와, 내부에 세정용 샌드가 저장되고 하단부에 배출구가 구비되며 상단부 일단에서 압축공기의 공급이 이루어지도록 상기 공기공급 장치와 연결된 샌드저장통과, 상기 샌드저장통의 상단부 타단에 체결되어 상기 공기공급장치에서 발생된 압축공기가 공급되도록 설치되는 에어공급호스와, 상기 샌드저장통의 배출구에 체결되어 압축공기의 공급에 따라 샌드가 공급되도록 설치되는 샌드공급호스와, 상기 에어공급호스와 샌드공급호스의 각 선단부가 일체로 결합되어 샌드블라스팅 작업과 에어블라스팅 작업을 겸비할 수 있도록 구성된 블라스트건(blast gun)으로 이루어진다.

또한, 상기 블라스트건은 샌드 및 에어의 공급을 전기적으로 각각 조정할 수 있는 샌드 및 에어개폐스위치가 구비되고, 상기 샌드 및 에어개폐스위치의 조작에 의해 개폐동작이 이루어져 샌드나 에어가 공급 또는 차단될 수 있도록 샌드공급호스와 에어공급호스의 일단에는 에어 및 샌드개폐솔레노이드밸브가 각각 구비된다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 금속표면 세정방법은 전원이 공급되어 공기공급장치가 동작되고 블라스트건에 전원이 파워-온(power-on)되는준비단계 : 세정작업하고자 하는 금속표면에 블라스트건을 위치시킨 후에 에어공급 스위치의 샌드공급 스위치를 동작시켜 샌드블라스팅 작업을 실시하는 작업1단계 : 상기 작업1단계가 끝남과 동시에 샌드공급스위치를 오프시키고 샌드블라스팅 작업을 한 곳에 에어블라스팅을 실시하여 금속표면의 세정작업을 하는 작업2단계 : 상기 작업1단계 또는 작업2단계 후에 금속재 표면의 세정작업이 제대로 이루어지지 아니한 경우 해당 작업구간에서 작업1단계 또는 작업2단계를 재실시하는 작업 반복 단계 : 상기 작업2단계 또는 반복단계를 거쳐 해당 작업구간의 세정작업이 완료된 상태에서 에어공급스위치를 오프하고 다음 작업구간으로 이동하여 상기 기둥단계, 작업1단계, 작업2단계 및 반복단계까지 반복 실행하여 샌드 및 에어블라스팅작업을 완료하는 단계로 이루어진다.

이하에서는 명세서에 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 금속표면 세정장치의 개략도를 도시하고 있으며, 도 2는 세정장치에 사용되는 블라스트건의 단면을 도시하고 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 금속표면 세정장치의 주요부호는 외부의 전원공급에 의해 작동되는 공기공급장치(10)와, 블라스팅(blasting)작업을 위한 샌드(14)가 저장되어 있는 호퍼형상의 샌드저장통(9)과, 에어와 샌드를 공급하기 위한 에어 및 샌드공급호스(6)(7)와, 상기 에어 및 샌드공급호스(6)(7)에 동시 결합되도록 연결구(8)가 구비된 "Y" 형상의 블라스트건(1)으로 이루어진다.

상기 블라스트건(1)은 블라스팅 작업을 위해 에어공급호스(6)와 샌드공급호스(7)에 설치된 에어개폐솔레노이드밸브(11)와 샌드개폐솔레노이드밸브(12)의 개폐동작을 전기적으로 동작시키기 위한 에어개폐스위치(4)와 샌드개폐스위치(5)가 설치되어 있으며, 상기 에어개폐스위치(4) 및 샌드개폐스위치(5)와 에어개폐 솔레노이드밸브(11) 및 샌드개폐솔레노이드밸브(12)사이에는 케이블(2)(3)이 각각 연결되고, 케이블(2)(3)의 중앙에는 컨넥터(13)가 구비되어 전기적 결속이 이루어질 수 있도록 구성된다.

그리고, 상기 블라스트건(1)의 일단에서 에어 및 샌드공급호스(6)(7)가 체결되는 부위에 연결구(8)가 구비되어 각 호스의 체결이 용이하도록 구성된다.

한편, 상기 블라스트건(1)은 도 2에 도시된 단면도와 같이 압축공기와 샌드가 공급되는 에어공급라인(21)과 샌드공급라인(22)이 만나는 접속부(16)에서 분사구(18)를 통해 외부로 배출될 때, 고압에 의한 분사가 이루어질 수 있도록 목부(20)의 직경이 접속부(16)보다 작은 직경을 갖는 오피리스형으로 이루어진다.

그리고, 블라스트건(1)에 설치된 에어 및 샌드개폐스위치(6)(7)는 푸시버튼식으로 이루어져 에어 및 샌드공급 스위치(6)(7)를 한번 가압하는 경우에는 에어 및 샌드개폐솔레노이드밸브(11)(12)를 동작 시키고, 다시 한번 누르게 되면 에어 및 샌드개폐솔레노이드밸브(11)(12)를 오프시키는 구조로 이루어진다.

이와같이 구성된 본 발명에 따른 금속표면 세정장치를 이용한 세정방법은 전원이 공급되어 공기공급장치(10)가 동작되고 블라스트건(1)의 에어 및 샌드개폐스위치(4)(5)가 파워-온 되는 준비단계 : 세정하고자 하는 금속표면에 블라스트 건(1)을 일치시키고 에어공급스위치(4)와 샌드공급스위치(5)를 온(on)시켜 샌드블라스팅을 실시하는 작업1단계 : 일정시간 동안 상기 작업1단계를 실시한 후에

샌드공급스위치(5)를 오프한 후에 에어공급스위치(4)만을 작동하여 에어블라스팅(air blasting) 작업을 실시하여 금속 표면에 세정작업을 하는 작업2단계 : 상기 작업1단계 또는 작업2단계 후에 모재의 표면의 세정작업이 제대로 이루어지지 아니한 경우 다음 단계를 실행하지 않고 해당 작업구간에서 블라스팅 작업을 재실시하는 작업 반복단계 : 상기 반복단계를 거쳐 해당 작업구간의 세정작업이 완료된 후에 에어공급스위치(6)을 오프하고 다음 작업구간으로 이동하여 상기 작업1단게와 작업2단계 및 반복단계를 반복 실행하여 금속재 표면의 세정작업을 완료하는 단계로 이루어진다.

이와같이, 본 발명에 따른 세정장치 및 세정방법을 이용하여 금속표면에 부착된 유지류나, 먼지, 녹 등의 이물질을 제거하게 되면, 종래의 샌드나 압축공기가 블라스트건에서 동시에 분사되도록 구성된 장치를 이용해서 샌드블라스팅을 실시한 후에 에어를 이용한 세정작업을 별도로 할 수 없었기 때문에 샌드블라스팅 후 금속재 표면에 피막을 형성시키기 위한 용사작업을 진행하개 되면, 금속재 표면에 샌드나 이물질이 잔류하는 경우가 많아 금속재 표면의 피막이 제대로 접착되지 못할 뿐만아니라 피막후 금속재 표면에 형성된 피막의 수명이 단축되는 문제점을 예방할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 세정장치 및 세정방법은 에어와 샌드가 각각 별도로 구비된 에어 및 샌드공급호스(6)(7)를 통해 블라스트건(1)에 공급되어 분사되는 구조로 이루어지고, 이를 각각의 공급호스(6)(7)에는 에어와 샌드의 공급을 단속할 수있는 에어개폐솔레노이드밸브(11)와 샌드개폐솔레노이드밸브(12)가 구비되어 있기 때문에, 샌드블라스팅 작업 후에는 샌드공급스위치(5)를 오프(off)시킨 상태에서 에어블라스팅작업을 수행할 수 있어 샌드블라스팅 작업을 금속재 표면에 잔류하는 샌드나 이물질을 제거하여 금속재 표면의 초도를 향상시킴으로써 피막처리가 잘 이루어질 뿐만 아니라 피막의 수명연장에도 큰 도움을 주어서 금속재의 피막작업에 따른 경제적인 손실을 크게 줄일 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 장치 및 방법을 사용한 경우와 종래의 방법을 사용한 경우의 금속표면에 대한 피막의 접착력을 알아보기 위해 ASTM 규정에 따라 접착력 평가용 지면을 5개씩 제작하여 용사코팅을 실시하였으며, 용사코팅 전처리로는 샌드블라스팅(종래방법)과 샌드블라스팅 후 에어블라스팅(본 발명)은 실시해본 결과, 아래[표1]과 같은 결과를 얻었다.

상기 [표 1]에서 알수 있듯이, 종래의 샌드블라스팅을 한 경우의 피막의 접착강도는 평균 9.1MPa에 불과하며, 본 발명에 따른 장치 및 방법을 사용한 경우에는 피막의 접착강도가 평균 19.5MPa로 나타나, 본 발명에 따른 세정장치 및 세벙방법을 이용한 경우가 종래의 방법보다 금속표면의 피막 접착강도가 2배 이상 증가한 것을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 금속표면에 세정장치 및 세정방법은 에어 와 샌드가 별도로 구비된 공급호스를 통해 블라스트건으로 공급되도록 구성되어 샌드블라스팅 작업 후에 에어블라스팅작업을 연속해서 실시할 수 있기 때문에 금속표면에 잔류하는 이물질 및 샌드의 제거로 금속표면의 조도를 향상시키고, 조도의 향상으로 금속표면에 대한 피막의 접착력와 수명을 향상시킬 수 있으며, 블라스팅 작업의 빈도를 줄여 경제적인 비용절감의 효과를 얻을 수 있는 유용한 발명을 제공하는 것이다.

Claims (2)

1. 압축공기를 공급하는 공기공급장치와,

   내부에 세정용 샌드(sand)가 저장되고 하단부에 배출구가 구비되며 상부 일단에 압축공기의 공급이 이루어지도록 상기 공기공급장치와 연결된 샌드저장통과, 상기 샌드저장통의 상부 타단에 체결되어 상기 공기공급장치에서 발생된 압축공기가 공급되도록 하고 일단에 에어의 공급 또는 차단을 위한 에어개폐 솔레노이드밸브가 설치된 에어공급호스와,

   상기 샌드 저장통의 배출구에 체결되어 압축공기의 공급에 따라 샌드가 공급되도록 하고 그 일단에 샌드의 공급 또는 차단을 위한 샌드개폐 솔레노이드밸브가 설치된 샌드공급호스와,

   상기 에어공급호스와 샌드공급호스의 각 선단부가 일체로 결합되고 상기 에어개폐 솔레노이드밸브와 샌드개폐 솔레노이드밸브를 전기적으로 차단할 수 있는 에어/샌드 개폐스위치가 구비된 블라스트건(blast gun)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 금속표면 세정장치.
2. 전원이 공급되어 공기공급장치가 동작되고 블라스트건에 전원이 파워-온(power-on)되는 준비단계 : 세정작업하고자 하는 금속표면을 향해 블라스트건을 위치시킨 후에 에어공급스위치와 샌드공급스위치를 동작시켜 샌드블라스팅 작업을 실시하는 작업1단계

   상기 작업1단계가 끝남과 동시에 샌드공급스위치를 오프시키고 샌드블라스팅 작업을 한 곳에 에어블라스팅을 실시하여 금속표면의 세정작업을 하는 작업2단계

   상기 작업1단계 또는 작업2단계 후에 금속재 표면의 세정작업이 제대로 이루어지지 아니한 경우 해당 작업구간에서 작업1단계 또는 작업2단계를 재실시하는 작업 반복단계

   상기 작업2단계 또는 반복단계를 거쳐 해당 작업구간의 세정작업이 완료된 상태에서 에어공급스위치를 오프하고 다음 작업구간으로 이동하여 상기 준비단계

   작업1단계, 작업2단계 및 반복단계까지 반복 실행하여 샌드 및 에어블라스팅 작업을 완료하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 표면 세정방법.