KR20030039635A - 분말용착식에 의한 강관의 3층 코팅방법 및 장치 - Google Patents
분말용착식에 의한 강관의 3층 코팅방법 및 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 액체, 액화가스, 물 등을 수송하기 위하여 주로 지중매설용으로 활용되고 있는 관이음쇠를 포함한 강관의 표면을 보호하기 위하여 강관의 표면에 코팅을 행하되, 분말 용착식에 의하여 3층 코팅이 순차적으로 이루어지도록 한 코팅 방법 및 장치에 관한 것이다.
종래의 강관 피복 방식으로서는 한국산업규격에 의하여 분말용착식 또는 압출식이 알려져 있으나 폴리에틸렌 피복층만으로 이루어져 내식성이나 내구성이 떨어져 사용상 문제점이 있고, 최근 개발된 기술로서 FBE층 등의 3층 코팅방식이 활용되고 있으나 이 경우엔 압출식인 관계로 시설비용이 과다하고 직관형태에는 적용이 가능하나 이음쇠와 같은 이형관에는 적용이 불가능한 단점이 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해소하고자 설비비용도 절감하면서 직관 형태나 이형관 형태에도 관계없이 소량 다품종인 여러 강관의 형태에도 적용이 가능하고, 3층을 이루는 코팅층을 순차적으로 견고하고도 신뢰성이 있는 용착이 가능하도록 하여 이형관을 포함하는 강관의 표면 피복기술분야에 보다 효과적으로 활용할 수 있는데 그 특징이 있다.
Description
본 발명은 액체, 액화가스, 물 등을 수송하기 위하여 주로 지중매설용으로 활용되고 있는 이형관 형태의 관이음쇠를 포함한 강관의 표면을 보호하기 위하여 강관의 표면에 코팅을 행하되, 분말 용착식에 의하여 3층 코팅이 순차적으로 이루어지도록 한 코팅 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 강관의 표면을 보호하고자 표면에 보호코팅을 수행하는 피복방법으로 알려져 있는 종래기술은 한국산업규격 KSD3607 및 KSD3589의 규격이 대부분 알려져 있다.
그 중 KSD3607의 경우, 원관에 부착되어 있는 기름끼, 녹 기타의 이물질을 기계적 또는 화학적으로 제거하는 전처리공정을 거친 다음, 전처리를 끝낸 원관을 일정한 온도로 가열한 후 분말 상태의 폴리에틸렌이 녹아 붙게 하는 피복방식을 채택하고 있다.
또한, KSD3589의 경우엔 전처리 후에 원관의 바깥면을 미리 가열하여 접착제를 도포하고 압출법으로 폴리에틸렌층을 피복하는 방식을 채택하고 있다.
즉, 이러한 종래의 코팅방식은 원관의 바깥 표면에 한 층 또는 두 층의 보호코팅을 행하되 코팅방식이 분말용착식이냐 아니면 압출식이냐에 따라 이를 구분하고 있는 것이다.
그러나, 종래의 이러한 코팅방식은 표면 보호코팅층이 폴리에틸렌 피복층만으로 구성되게 되어 내식성이 떨어지고 강관의 사용수명이 상대적으로 짧아져서 사용상 문제점이 대두되고 있다.
이러한 문제점으로 이를 해소하고자 최근에 각광을 받고 있는 피복강관으로서 표면의 보호 피복층을 FBE(Fusion Bonded Epoxy)층, 폴리에틸렌 접착제(PE Adhesive)층 및 폴리에틸렌(PE) 수지층의 세개의 층으로 이루어지는 3층 코팅층이 형성된 강관이 개발되어 활용되고 있다. 이러한 3층 코팅층을 형성하는 기존의 코팅방식은 주로 압출 방식에 의하여 코팅을 행하는 방식을 채택하고 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 3층 코팅 방식의 경우엔 압출 방식에 의하여 이루어지게 되므로 원관이 직관 형태의 강관에는 적용이 가능하나 외형이 불규칙적인 형태인 이형관의 경우에는 압출용 다이를 사용할 수 없으므로 강관 전체에 걸쳐 적용하기는 불가능한 단점이 있다. 더우기, 직관 형태인 강관의 경우에 있어서도 압출 코팅 방식을 채택하기 위하여는 코팅작업을 위한 주요설비나 부속설비를 갖추는데 많은 시설비용이 소요되고, 더우기 강관의 지름이 1,500㎜ 이상인 대구경인 경우에는 기하급수적으로 막대한 시설투자를 요하는 관계로 실제로 채택하기가 대단히 어려운 단점이 있다.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해소하고자 연구 개발된 것으로서 다음과 같은 목적을 갖는다.
본 발명의 목적은 강관인 원관의 형태가 직관은 물론 관이음쇠에 해당하는 이형관의 경우에도 적용할 수 있고 소량 다품종인 여러 강관의 형태에 범용으로 적용이 가능한 3층 코팅방법 및 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 코팅작업을 수행함에 있어서 필요로 하는 시설의 설비비용을 크게 절감하면서 제1층 내지 제3층으로 이루어지는 코팅층을 순차적으로 형성하되 각 층이 견고하고도 신뢰성이 있는 용착이 이루어지도록 한 3층 코팅방법 및 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 코팅작업시 강관의 양 끝단을 파지한 상태에서 회전 작동을 직접 수행하면서 직관이나 이형관이나에 관계없이 범용으로 활용할 수 있는 지그장치를 채택하여 코팅작업을 보다 원활하고도 효과적으로 수행할 수 있는 3층 코팅방법 및 장치를 제공하는데 있다.
도1은 본 발명인 코팅방법의 바람직한 일례를 설명하기 위한 블럭도,
도2는 본 발명인 코팅방법과 장치의 바람직한 일례를 설명하기 위하여 개략적으로 나타낸 평면 계통도,
도3은 본 발명인 장치에 있어서 가열장치를 중심으로 나타낸 평면도,
도4는 도3의 일부 절결 정면도,
도5는 본 발명인 장치에 있어서 코팅공정에서 공통적으로 사용되는 대차 및 지그장치를 중심으로 나타낸 평면도,
도6은 도5의 일부 생략 정면도,
도7은 도6의 요부 확대도,
도8은 본 발명인 장치에 있어서 1차 코팅공정을 수행하는 1차코팅장치의 바람직한 일례로서 대차 및 지그장치에 이형관 형태의 강관을 장착한 상태를 함께 나타낸 평면도,
도9는 도8의 일부 생략 정면도,
도10은 본 발명인 장치에 있어서 2차 및 3차 코팅공정을 수행하는 2,3차코팅장치의 바람직한 일례로서 대차 및 지그장치에 직관 및 이형관 형태의 강관을 장착한 상태를 함께 나타낸 평면도,
도11은 도10의 일부 생략 정면도.
{도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명}
1. 강관, 2. 전처리장치, 3. 가열장치, 4. 코팅장치, 5. 지그장치,
6.제1코팅장치, 7. 제2코팅장치, 8. 제3코팅장치, 9. 냉각장치
본 발명은 이러한 목적들을 달성하고자, 강관에 부착되어 있는 연마제나 먼지 등을 제거하는 전처리 공정, 상기 전처리 공정을 거친 다음 강관을 가열하는 가열공정, 상기 가열공정을 거쳐 강관의 표면에 코팅용 분말을 도포하여 코팅층을 형성하는 코팅공정, 상기 코팅공정을 거친 다음 냉각을 행하는 냉각공정을 포함하여 이루어지는 통상의 강관의 코팅방법에 있어서, 상기 코팅공정이 제1코팅층인 FBE층을 형성하는 제1코팅공정, 제2코팅층인 폴리에틸렌 접착제층을 형성하는 제2코팅공정, 및 제3코팅층인 폴리에틸렌 수지층을 형성하는 제3코팅공정을 순차적으로 행하되, 상기 제1코팅공정은 강관의 회전상태에서 스프레이에 의한 분체도장으로 행하여지고, 상기 제2코팅공정은 상기 제1코팅공정에서 FBE층이 코팅된 강관을 회전시키는 상태에서 가열된 강관의 상부로부터 접착성 폴리에틸렌 분말을 자연낙하시켜 강관에 형성된 FBE층의 상부에 낙하된 상기 접착성 폴리에틸렌 분말이 용융하면서 폴리에틸렌 접착제층을 형성하며, 상기 제3코팅공정은 상기 제2코팅공정에서 폴리에틸렌 접착제층이 코팅된 강관을 회전시키는 상태에서 강관의 상부로부터 폴리에틸렌 수지 분말을 자연낙하시켜 상기 폴리에틸렌 접착제층의 상부에 낙하된 상기 폴리에틸렌 수지 분말이 용융하면서 폴리에틸렌 수지층을 형성하도록 이루어지는 3층 코팅방법을 제공한다.
또한, 강관에 부착되어 있는 연마제나 먼지 등을 제거하는 전처리 장치, 상기 전처리 장치에 의하여 강관의 전처리를 행한 다음 강관을 가열하는 가열장치, 상기 가열장치에서 가열된 강관의 표면에 코팅층을 형성하는 코팅장치, 상기 코팅장치에 의하여 코팅이 이루어진 강관의 냉각을 행하는 냉각장치를 포함하여 이루어지는 통상의 코팅장치에 있어서, 상기 가열장치는 가열로의 내부 양측에 다수의 버너를 설치하여 이루어지고, 상기 코팅장치는 강관을 장착한 상태에서 회전구동이 이루어지고 대차의 상부에 안착되는 한쌍의 지그장치와, 제1코팅층인 FBE층을 형성하는 제1코팅장치와, 제2코팅층인 폴리에틸렌 접착제층을 형성하는 제2코팅장치와, 그리고 제3코팅층인 폴리에틸렌 수지층을 형성하는 제3코팅장치를 포함하여 이루어지는 3층 코팅장치를 제공한다.
이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명을 바람직한 실시예를 중심으로 보다 상세히 살펴보기로 한다.
우선, 도1 및 도2를 참조하여 본 발명인 3층코팅방법을 살펴보기로한다.
본 발명인 3층코팅방법은 종래의 강관코팅방법과 마찬가지로 강관에 부착되어 있는 연마제나 먼지 등을 제거하는 전처리 공정, 상기 전처리 공정을 거친 다음 강관을 가열하는 가열공정, 상기 가열공정을 거쳐 강관의 표면에 코팅용 분말을 도포하여 코팅층을 형성하는 코팅공정, 상기 코팅공정을 거친 다음 냉각을 행하는 냉각공정을 포함하여 이루어진다.
이때, 전처리공정의 경우에는 통상적인 쇼트 블라스트(Shot Blast) 방식이나 기타의 적절한 방식에 의하여 강관의 표면에 묻어 있는 연마제나 먼지 등을 깨끗하게 제거하게 되고, 가열공정은 강관을 가열로 내부에서 가열을 행하되 코팅을 행하고자 하는 소재로서 코팅용 분말이 강관의 표면에서 용융되고 밀착 코팅이 이루어질 수 있는 온도로서 통상 코팅용 분말의 용융온도보다 높게 가열이 이루어지게 되며, 냉각공정은 코팅이 완료된 강관을 냉각수조에 담그거나 강관에 냉각수를 분사 도포시키는 등의 방법으로 강관을 강제적으로 냉각시켜 코팅된 피막의 조직을 치밀하고도 두께가 균일하게 확실한 피막의 형성이 이루어지도록 한다.
그러나, 본 발명인 경우에는 전술한 코팅공정이 종래와는 달리 다음과 같이 수행되게 된다. 상기 코팅공정은 제1코팅층인 FBE층을 형성하는 제1코팅공정, 제2코팅층인 폴리에틸렌 접착제층을 형성하는 제2코팅공정, 및 제3코팅층인 폴리에틸렌 수지층을 형성하는 제3코팅공정을 순차적으로 행하되, 다음과 같이 각각 이루어지게 된다.
상기 제1코팅공정은 강관의 회전상태에서 스프레이에 의한 분체도장으로 행하여지고,
상기 제2코팅공정은 상기 제1코팅공정에서 FBE층이 코팅된 강관을 회전시키는 상태에서 가열된 강관의 상부로부터 접착성 폴리에틸렌 분말을 자연낙하시켜 강관에 형성된 FBE층의 상부에 낙하된 상기 접착성 폴리에틸렌 분말이 용융하면서 폴리에틸렌 접착제층을 형성하며,
상기 제3코팅공정은 상기 제2코팅공정에서 폴리에틸렌 접착제층이 코팅된 강관을 회전시키는 상태에서 강관의 상부로부터 폴리에틸렌 수지 분말을 자연낙하시켜 상기 폴리에틸렌 접착제층의 상부에 낙하된 상기 폴리에틸렌 수지 분말이 용융하면서 폴리에틸렌 수지층을 형성하게 된다.
다음은 전술한 본 발명인 3층 코팅방법을 구체적으로 수행하고자 이루어지는 장치에 대하여 살펴보기로 한다.
즉, 도2 내지 도10에 도시한 바와 같이, 강관(1)에 부착되어 있는 연마제나 먼지 등을 제거하는 전처리 장치(2), 상기 전처리 장치(2)에 의하여 강관(1)의 전처리를 행한 다음 강관을 가열하는 가열장치(3), 상기 가열장치(3)에서 가열된 강관(1)의 표면에 코팅층을 형성하는 코팅장치(4), 상기 코팅장치(4)에 의하여 코팅이 이루어진 강관의 냉각을 행하는 냉각장치를 포함하여 이루어지는 통상의 코팅장치에 있어서, 상기 가열장치(3)는 가열로(30)의 내부 양측에 다수의 버너(32)를 설치하여 이루어지고, 상기 코팅장치(4)는 강관(1)을 장착한 상태에서 회전구동이 이루어지고 대차(20)의 상부에 안착되는 한 쌍의 지그장치(5,5)와, 제1코팅층인 FBE층을 형성하는 제1코팅장치(6)와, 제2코팅층인 폴리에틸렌 접착제층을 형성하는 제2코팅장치(7)와, 그리고 제3코팅층인 폴리에틸렌 수지층을 형성하는 제3코팅장치(8)를 포함하여 이루어진다.
이때, 전처리장치(2)는 통상적인 형태로서 샌드블라스트기와 같은 형태로 이루어지므로 별도의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다음, 가열장치(3)는 개폐문(34)이 형성된 가열로(30)의 내부 양측에 다수의 버너(32)를 설치하고 바닥엔 레일(10)을 설치하여 대차(20)의 상부에 강관(1)을 얹어 놓은 상태에서 대차(20)를 이용하여 가열로(30)의 내측으로 투입시키고 버너(32)에 의하여 강관(1)의 가열이 이루어진 후엔 가열로(30)의 외측으로 배출시킬 수 있게 구성된다.
이때, 대차(20)는 강관(1)이나 후술되는 지그장치(5)를 얹어 사용할 수 있도록 이루어지되, 레일(10)의 상부에서 움직일 수 있게 프레임(22)의 하부엔 다수의 휘일(24)이 회전가능하게 설치되고, 이들 휘일(24) 중 일부엔 프레임(22)에 설치된 구동모터(26)에 의하여 회전구동이 가능하게 구성되어 외력에 의하여 레일(10)을 타고 움직일 수 있게 구성함이 바람직하다.
다음, 코팅장치(4)중 지그장치(5,5)는 강관(1)을 양측에서 거치할 수 있도록 한 쌍이 대차(20)의 상부에 얹혀지되, 브레이크(50a)가 마련된 기대(50b) 상부에 설치되는 고정프레임(50)과, 고정프레임(50)의 상부에 설치되는 하우징(51)과, 하우징(51)의 내측에서 구동모터(52a)에 의하여 회전이 가능하고 내측 스플라인부(52b)가 형성된 회전구동체(52)와, 회전구동체(52)의 내측 스플라인부(52b)에 치합상태로 외측 스플라인부(53b)가 끼워지고 유압실린더(53a)에 의하여 전후진이 가능하게 구성되며 유압실린더(53a)의 피스톤로드(53c)와는 일측이 걸려지나 피스톤로드(53c)와는 관계없이 베어링(53d)에 의하여 회전이 가능하게 구성되는 회전왕복부재(53)와, 회전왕복부재(53)의 선단부와 힌지부(54)로 힌지 연결되고 회전왕복부재(53)의 하부 일측과 각도조절부재(55)에 의하여 양측이 각각 힌지 고정되는 지지판(56)과, 지지판(56)의 외측에 슬라이드 이동이 가능하게 설치되고 다수의 지그(57)가 상호간 중심으로부터 벌어지거나 오므라지게 설치되는 고정부재(58)가 각각 마련되어 이루어진다.
이때, 각도조절부재(55)는 턴버클 형태로서 중앙엔 조절기(59)가 설치되어 조절기(59)를 돌리는 회전 방향에 따라 그 길이를 늘리거나 아니면 줄여 회전왕복부재(53)와 지지판(56)이 이루는 각도를 힌지부(54)를 중심으로 조절할 수 있게 구성할 수 있다.
또한, 고정프레임(50)은 상,하부부재(50c,50d)가 상호간 신축이 가능하게 끼워지고 상부부재(50c)의 양측과 기대(50b) 사이엔 높이조절용 유압실린더(50e)가 각각 설치되어 유압실린더(50e)의 동작에 따라 고정프레임(50)의 상부부재(50c)가 상승 또는 하강함에 따라 회전구동체(52), 회전왕복부재(53)를 포함한 하우징(51)이 승,하강하면서 그 높낮이를 조정할 수 있게 구성할 수 있다.
다음, 코팅장치(4)중 제1코팅장치(6)는 코팅실(60)의 내부 양측에 코팅용 분체를 분사시키기 위한 다수의 노즐(62)을 설치하고 바닥엔 대차(20)의 이동용 레일(10)이 설치되어 이루어진다.
다음, 코팅장치(4)중 제2,3코팅장치(7,8)는 상호 동일한 형태를 갖는 것으로서, 편의상 동일 구성 부재는 상호간 동일한 부재번호로 표기하여 살펴보면, 코팅실(70) 내측에 컬럼(71), 가로대(72) 및 아암(73)으로 구성되고 기대(74)의 상부에 고정 설치되는 고정프레임(75)과, 아암(73)의 하부에 매달린 상태로 높낮이를 조정할 수 있게 설치되는 분말도포기구(76)와, 코팅실(70)의 하부로서 경사면(77)을 가지고 있고 분말 포집용 공간(78)을 갖춘 포집기구(79)와, 상기 분말도포기구(76)와 포집기구(79)사이에 설치되고 포집기구(79)에 포집된 분말을 분말도포기구(76)로 급송하기 위한 급송기구(80)와, 코팅실(70)의 바닥에 대차(20)의 이동용으로 설치되는 레일(10)이 마련되어 이루어진다.
이때, 분말도포기구(76)는 내측 공간(76a)에 구동모터(81)에 의하여 회전구동되고 분말이 내측 공간(76a)에 골고루 펼쳐질 수 있도록 양방향 스크류컨베어(82)가 길이방향으로 설치되고, 하부엔 개폐슬롯(83)이 길이방향으로 길게 형성되며, 가로대(72)에 설치되고 정역전 모터(85a)에 의하여 회전구동되는 권취봉(85b)과 와이어(85c,85c)에 의하여 매달린 상태로 구성되어 권취봉(85b)의 회전 방향에 따라 와이어(85c,85c)가 감겨지거나 풀려져 높낮이를 조절할 수 있게 이루어질 수 있다.
또한, 포집기구(79)는 분말 포집용 공간(78)에 포집된 분말이 가운데로 모여질 수 있도록 양방향 스크류컨베어(79a)가 설치되고, 분말 포집용 공간의 중앙 하부엔 분말을 모아 급송시키기 위한 구획 공간(79b)이 마련되어 이루어진다.
또한, 급송기구(80)는 상기 구획 공간(79b)으로부터 상기 분말도포기구(76)까지 분말의 급송이 이루어지도록 구성되어지되, 상기 구획 공간(79b)엔 스크류컨베어(86)가 설치되고, 상기 스크류컨베어(86)의 후부는 컬럼(71)의 후부에 세워 설치되는 버킷컨베어(87)와 연결 설치되며, 상기 버킷컨베어(87) 상부 끝단엔 분말도포기구(76)의 상부까지 수평으로 설치되는 스크류 컨베어(88,88)가 연결 설치되며, 상기 스크류컨베어(88)의 끝단과 상기 분말도포기구(76)의 상부 중앙부위가 서로 연통하도록 주름관(89)이 연결 설치되어 이루어진다.
다음은 전술한 내용을 토대로 본 발명의 3층 코팅장치의 작동관계를 본 발명인 3층 코팅방법에 입각하여 상세히 살펴보기로 한다.
즉, 본 발명인 3층코팅방법은 전처리 공정, 가열공정, 제1 내지 제3 코팅공정, 그리고 냉각공정의 순서로 설명하면 다음과 같다.
전처리공정
전처리공정의 경우에는 이형관 형태이거나 직관 형태에 관계없이 코팅을 행하고자 미리 준비된 강관(1)을 전처리장치(2)내부에 위치시키고 통상적인 쇼트 블라스트(Shot Blast) 방식이나 기타의 적절한 방식에 의하여 강관의 표면에 묻어 있는 연마제나 먼지 등을 깨끗하게 제거하는 공정이다.
가열공정
다음, 가열공정은 상기 전처리공정에서 전처리가 이루어진 강관(1)을 대차() 상부에 거치시키고 가열장치(3)의 가열로(30) 내부로 급송시키고, 가열로(30) 내부에서 다수의 버너(32)를 동시에 가동시켜 가열로(30) 내부의 온도를 상승시키면서 강관(1)의 가열을 행하되 코팅을 행하고자 하는 소재로서 코팅용 분말이 강관의 표면에서 용융되고 밀착 코팅이 이루어질 수 있는 온도로서 통상 코팅용 분말의 용융온도보다 높게 가열이 이루어지게 되는 공정이다.
제1 코팅공정
상기 제1코팅공정은 전술한 가열공정에서 가열된 강관(1)의 회전상태에서 스프레이에 의한 분체도장으로 행하여지는 공정이다.
우선, 제1 코팅공정을 수행하기에 앞서 가열된 강관(1)을 가열장치(3)의 가열로(30) 외측으로 내어 놓은 상태에서 크레인을 이용하여 들어올리고 그 하부로서 레일(10)의 상부에 위치한 대차(20)의 상부에 한쌍의 지그장치(5,5)를 강관(1)의 길이를 감안하여 미리 상호간 거리를 어느 정도 맞추어 놓은 상태에서 브레이크(50a)에 의하여 위치를 고정시키고 강관(1)을 지그장치(5,5)와 고정이 용이한 위치로 이동시킨다.
이때, 필요한 경우 높이조절용 유압실린더(50e)를 작동시켜 회전구동체(52)와 함께 지그(57)가 설치되는 고정부재(58)의 높낮이를 조절할 수 있다.
다음, 강관(1)의 양단부를 지그장치(5,5)에 의하여 고정하기 위하여 강관(1)이 이형관 형태인지 아니면 직관 형태인지에 따라 양측 단부가 이루어지는 각도와 일치되게 각도조절부재(55)의 턴버클 형태인 조절기(59)를 돌려 그 길이를 조절하여 지지판(56)과 회전왕복부재(53)사이에 이루어지는 경사각도를 조절하고, 지지판(56)으로부터 고정부재(58)의 슬라이드 이동 작동에 의하여 고정부재(58)와강관(1)의 양단부 위치와 일치하도록 하며, 유압실린더(53a)의 피스톤로드(53c)에 의한 회전왕복부재(53)의 전, 후진작동에 의하여 강관(1)과의 밀착이 이루어지도록 하고, 다수의 지그(57)를 고정부재(58)의 중심으로부터 벌려 강관(1)의 양단부의 내측을 외측 방향으로 가압하는 작동에 의하여 강관(1)의 양단부를 고정시킨 다음 크레인으로부터 강관(1)을 분리시킨다.
다음, 제1코팅장치(6)의 내부로 대차(20)를 이동시키고, 구동모터(52a)에 의하여 회전구동체(52)를 회전 구동시키면 회전구동체(52)와 내,외측 스플라인부(52b,53b)에 의하여 치합되어 있는 회전왕복부재(53), 회전왕복부재(53)와 힌지고정되는 지지판(56), 지지판(56)과 결합된 고정부재(58), 지그(57) 및 지그(57)와 고정된 강관(1) 역시 함께 회전 구동이 이루어진다.
이와 같이, 강관(1)이 회전 구동되는 상태에서 코팅실(60)에 설치된 다수의 노즐(62)을 통하여 FBE 코팅용 소재 분말을 분사시키면 가열된 강관(1)의 표면에 분사된 분말이 골고루 부착함과 동시에 용융 코팅이 이루어져 1차 코팅을 행한 후에 노즐(62)을 통한 분말의 분사작동과 강관(1)의 회전작동을 중지시키게 된다.
제2 코팅공정
상기 제2코팅공정은 상기 제1코팅공정에서 FBE층이 코팅된 강관(1)을 회전시키는 상태에서 가열된 강관(1)의 상부로부터 접착성 폴리에틸렌 분말을 자연낙하시켜 강관(1)에 형성된 FBE층의 상부에 낙하된 상기 접착성 폴리에틸렌 분말이 용융하면서 폴리에틸렌 접착제층을 형성하는 공정이다.
즉, 상기 제1코팅공정에서 FBE층이 코팅된 강관(1)이 대차(20) 및 한 쌍의지그장치(5,5)에 거치된 상태에서 코팅실(70) 내부로 레일(10)을 이용 대차(20)를 이동시키고, 정위치시킨 상태에서 제2코팅장치(7)에 있어서 분말도포기구(76)의 높이를 정역전모터(85a)에 의하여 와이어(85c,85c)를 풀거나 감아 조정한 다음, 지그장치(5,5)를 이용하여 구동모터(52a)에 의한 강관(1)의 회전작동이 이루어지는 상태에서 분말도포기구(76)의 개폐슬롯(83)을 열고 접착성 폴리에틸렌 분말을 자연낙하시키며 가열 상태를 유지하고 있던 강관(1)의 표면에 낙하하는 분말이 골고루 부착함과 동시에 용융 코팅이 이루어져 2차 코팅을 행한 후에 개폐슬롯(83)을 막아 분말의 낙하작동과 2차 코팅된 강관(1)의 회전작동을 중지시키게 된다.
이때, 강관(1)의 표면에 부착하지 못하고 그대로 강관(1)의 하부로서 대차(20)및 레일(10)의 하부에 위치하는 분말포집용 공간(78)으로 낙하하는 분말은 양방향 스크류컨베어(79a)에 의하여 중앙의 구획공간(79b)으로 모여지고 급송기구(80)인 스크류컨베어(86), 버킷컨베어(87), 스크류컨베어(88,88) 및 주름관(89)을 거쳐 다시 분말도포기구(76)로 급송이 이루어지게 되어 재활용이 가능하게 된다.
제3 코팅공정
상기 제3코팅공정은 상기 제2코팅공정에서 폴리에틸렌 접착제층이 코팅된 강관을 회전시키는 상태에서 강관의 상부로부터 폴리에틸렌 수지 분말을 자연낙하시켜 상기 폴리에틸렌 접착제층의 상부에 낙하된 상기 폴리에틸렌 수지 분말이 용융하면서 폴리에틸렌 수지층을 형성하게 되는 공정이다.
즉, 상기 제2코팅공정에서 폴리에틸렌 접착제층이 코팅된 강관(1)이 대차()및 한쌍의 지그장치(5,5)에 거치된 상태에서 코팅실(70) 내부로 레일(10)을 이용 대차(20)를 이동시키고, 정위치시킨 상태에서 제3코팅장치(8)에 있어서 분말도포기구(76)의 높이를 정역전모터(85a)에 의하여 와이어(85c,85c)를 풀거나 감아 조정한 다음, 지그장치(5,5)를 이용하여 구동모터(52a)에 의한 강관(1)의 회전작동이 이루어지는 상태에서 분말도포기구(76)의 개폐슬롯(83)을 열고 폴리에틸렌 분말을 자연낙하시키며 가열 상태를 유지하고 있던 강관(1)의 표면에 낙하하는 분말이 골고루 부착함과 동시에 용융 코팅이 이루어져 3차 코팅을 행한 후에 개폐슬롯(83)을 막아 분말의 낙하작동과 3차 코팅된 강관(1)의 회전작동을 중지시키게 된다.
이때, 강관(1)의 표면에 부착하지 못하고 그대로 강관(1)의 하부로서 대차(20)및 레일(10)의 하부에 위치하는 분말포집용 공간(78)으로 낙하하는 분말은 상기 제2 코팅공정에서와 마찬가지로 양방향 스크류컨베어(79a)에 의하여 중앙의 구획공간(79b)으로 모여지고 급송기구(80)인 스크류컨베어(86), 버킷컨베어(87), 스크류컨베어(88,88) 및 주름관(89)을 거쳐 다시 분말도포기구(76)로 급송이 이루어지게 되어 재활용이 가능하게 된다.
냉각공정
다음, 냉각공정은 상기 제3차코팅공정에서 코팅이 완료된 강관(1)을 냉각장치(9)로 급송시켜 냉각수조에 담그거나 강관에 냉각수를 분사 도포시키는 등의 방법으로 강관(1)을 강제적으로 냉각시켜 코팅된 피막의 조직을 치밀하고도 두께가 균일하게 확실한 피막의 형성이 이루어지도록 하여 1차 내지 3차 코팅에 의한 코팅이 전반적으로 완성이 이루어지는 공정이다.
즉, 전술한 제3코팅공정에서 3차코팅이 완료된 강관(1)을 상기 제1코팅공정에서 지그장치(5,5)에 고정하는 과정과는 반대 순서로 지그장치(5,5)로 부터 분리시킨 다음 크레인을 이용하여 냉각장치(9)로 이동시키고 3차코팅이 완료된 강관(1)을 강제적으로 냉각시키게 된다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명인 3층 코팅방법 및 장치에 의하면, 강관(1)인 원관의 형태가 직관은 물론 관이음쇠에 해당하는 이형관의 경우에도 적용할 수 있고 소량 다품종인 여러 강관(1)의 형태에 범용으로 적용이 가능하게 된다.
또한, 코팅작업을 수행함에 있어서 필요로 하는 장치가 비교적 간단하고 설치공간을 크게 차지하지 아니하므로 압출방식에 의한 기존의 방식에 비하여 시설의 설비비용을 크게 절감하면서 제1층 내지 제3층으로 이루어지는 코팅층을 순차적으로 형성하되 각 층이 견고하고도 신뢰성이 있는 용착이 가능하게 된다.
더우기, 코팅작업시 강관(1)의 양 끝단을 파지한 상태에서 회전 작동을 직접 수행하면서 직관이나 이형관이나에 관계없이 범용으로 활용할 수 있는 지그장치를 채택하여 코팅작업을 보다 원활하고도 효과적으로 수행할 수 있는 등의 우수한 효과를 갖는다.
Claims (11)
- 강관에 부착되어 있는 연마제나 먼지 등을 제거하는 전처리 공정, 상기 전처리 공정을 거친 다음 강관을 가열하는 가열공정, 상기 가열공정을 거쳐 강관의 표면에 코팅용 분말을 도포하여 코팅층을 형성하는 코팅공정, 상기 코팅공정을 거친 다음 냉각을 행하는 냉각공정을 포함하여 이루어지는 통상적인 강관의 코팅방법에 있어서,상기 코팅공정이 제1코팅층인 FBE층을 형성하는 제1코팅공정, 제2코팅층인 폴리에틸렌 접착제층을 형성하는 제2코팅공정, 및 제3코팅층인 폴리에틸렌 수지층을 형성하는 제3코팅공정을 순차적으로 행하되,상기 제1코팅공정은 강관의 회전상태에서 스프레이에 의한 분체도장으로 행하여지고,상기 제2코팅공정은 상기 제1코팅공정에서 FBE층이 코팅된 강관을 회전시키는 상태에서 가열된 강관의 상부로부터 접착성 폴리에틸렌 분말을 자연낙하시켜 강관에 형성된 FBE층의 상부에 낙하된 상기 접착성 폴리에틸렌 분말이 용융하면서 폴리에틸렌 접착제층을 형성하며,상기 제3코팅공정은 상기 제2코팅공정에서 폴리에틸렌 접착제층이 코팅된 강관을 회전시키는 상태에서 강관의 상부로부터 폴리에틸렌 수지 분말을 자연낙하시켜 상기 폴리에틸렌 접착제층의 상부에 낙하된 상기 폴리에틸렌 수지 분말이 용융하면서 폴리에틸렌 수지층을 형성하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 분말용착식에 의한 강관의 3층 코팅 방법.
- 강관에 부착되어 있는 연마제나 먼지 등을 제거하는 전처리 장치, 상기 전처리 장치에 의하여 강관의 전처리를 행한 다음 강관을 가열하는 가열장치, 상기 가열장치에서 가열된 강관의 표면에 코팅층을 형성하는 코팅장치, 상기 코팅장치에 의하여 코팅이 이루어진 강관의 냉각을 행하는 냉각장치를 포함하여 이루어지는 통상의 코팅장치에 있어서,상기 가열장치는 가열로의 내부 양측에 다수의 버너를 설치하여 이루어지고,상기 코팅장치는 강관을 장착한 상태에서 회전구동이 이루어지고 대차의 상부에 안착되는 한 쌍의 지그장치와,제1코팅층인 FBE층을 형성하는 제1코팅장치와,제2코팅층인 폴리에틸렌 접착제층을 형성하는 제2코팅장치와,그리고 제3코팅층인 폴리에틸렌 수지층을 형성하는 제3코팅장치를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 분말용착식에 의한 강관의 3층 코팅장치.
- 제2항에 있어서,상기 가열장치는 개폐문이 일측에 형성된 가열로의 내부 양측에 다수의 버너를 설치하고 바닥엔 레일을 설치하여 대차의 상부에 강관을 얹어 놓은 상태에서 대차를 이용하여 가열로의 내측으로 투입시키고 버너에 의하여 강관의 가열이 이루어진 후엔 가열로의 외측으로 배출시킬 수 있게 구성되는 것을 특징으로 하는 분말용착식에 의한 강관의 3층 코팅장치.
- 제2항에 있어서,상기 대차는 레일의 상부에서 움직일 수 있게 프레임(22)의 하부엔 다수의 휘일(24)이 회전가능하게 설치되고, 이들 휘일(24) 중 일부엔 프레임(22)에 설치된 구동모터(26)에 의하여 회전구동이 가능하게 구성되어 외력에 의하여 레일(10)을 타고 움직일 수 있게 구성되는 것을 특징으로 하는 분말용착식에 의한 강관의 3층 코팅장치.
- 제2항에 있어서,상기 지그장치는 강관을 양측에서 거치할 수 있도록 한 쌍이 대차의 상부에 얹혀지되, 브레이크가 마련된 기대(50b) 상부에 설치되는 고정프레임(50)과, 고정프레임(50)의 상부에 설치되는 하우징과, 상기 하우징의 내측에서 구동모터(52a)에 의하여 회전이 가능하고 내측 스플라인부가 형성된 회전구동체와, 상기 회전구동체의 내측 스플라인부에 치합상태로 외측 스플라인부가 끼워지고 유압실린더(53a)에 의하여 전,후진이 가능하게 구성되며 유압실린더(53a)의 피스톤로드(53c)와는 일측이 걸려지나 피스톤로드(53c)와는 관계없이 베어링(53d)에 의하여 회전이 가능하게 구성되는 회전왕복부재와, 상기 회전왕복부재의 선단부와 힌지부(54)로 힌지 연결되고 상기 회전왕복부재의 하부 일측과 각도조절부재에 의하여 양측이 각각 힌지 고정되는 지지판과, 상기 지지판의 외측에 슬라이드 이동이 가능하게 설치되고 다수의 지그가 상호간 중심으로부터 벌어지거나 오므라지게 설치되는 고정부재가 각각 마련되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 분말용착식에 의한 강관의 3층 코팅장치.
- 제5항에 있어서,상기 각도조절부재는 턴버클 형태로서 중앙엔 조절기가 설치되어 상기 조절기에 의하여 상기 회전왕복부재와 상기 지지판이 이루는 각도를 힌지부(54)를 중심으로 조절할 수 있게 구성되는 것을 특징으로 하는 분말용착식에 의한 강관의 3층 코팅장치.
- 제5항에 있어서,상기 고정프레임은 상,하부부재가 상호간 신축이 가능하게 끼워지고, 상기 상부부재의 양측과 기대 사이엔 높이조절용 유압실린더(50e)가 설치되어 상기 유압실린더(50e)의 동작에 따라 높낮이를 조정할 수 있게 구성되는 것을 특징으로 하는 분말용착식에 의한 강관의 3층 코팅장치.
- 제2항에 있어서,상기 코팅장치중 제1코팅장치는 코팅실(60)의 내부 양측에 코팅용 분체를 분사시키기 위한 다수의 노즐을 설치하고 바닥엔 대차의 이동용 레일이 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 분말용착식에 의한 강관의 3층 코팅장치.
- 제2항에 있어서,상기 코팅장치중 제2,3코팅장치는코팅실(70) 내측에 컬럼, 가로대 및 아암으로 구성되고 기대(74)의 상부에 고정 설치되는 고정프레임(75)과,상기 아암의 하부에 매달린 상태로 높낮이를 조정할 수 있게 설치되는 분말도포기구와,상기 코팅실(70)의 하부로서 경사면을 가지고 있고 분말 포집용 공간을 갖춘 포집기구와,상기 분말도포기구와 상기 포집기구사이에 설치되고 상기 포집기구에 포집된 분말을 상기 분말도포기구로 급송하기 위한 급송기구와, 그리고코팅실(70)의 바닥에 대차의 이동용으로 마련되는 레일이 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 분말용착식에 의한 강관의 3층 코팅장치.
- 제9항에 있어서,상기 분말도포기구는 내측 공간(76a)에 구동모터(81)에 의하여 회전구동되고 분말이 내측 공간(76a)에 골고루 펼쳐질 수 있도록 양방향 스크류컨베어(82)가 길이방향으로 설치되고,하부엔 개폐슬롯(83)이 길이방향으로 길게 형성되며,상기 가로대(72)에 설치되고 정역전 모터(85a)에 의하여 회전 구동되는 권취봉(85b)과 와이어(85c,85c)에 의하여 매달린 상태로 구성되어 상기 권취봉(85b)의 회전 방향에 따라 와이어(85c,85c)가 감겨지거나 풀려져 높낮이를 조절할 수 있게 이루어지는 것을 특징으로 하는 분말용착식에 의한 강관의 3층 코팅장치.
- 제9항에 있어서,상기 포집기구는 분말 포집용 공간에 포집된 분말이 가운데로 모여질 수 있도록 양방향 스크류컨베어(79a)가 설치되고, 상기 분말 포집용 공간의 중앙 하부엔 분말을 모아 급송시키기 위한 구획 공간이 마련되어 이루어지고,상기 급송기구는 상기 구획 공간으로부터 상기 분말도포기구까지 분말의 급송이 이루어지도록 구성되어지되, 상기 구획 공간엔 스크류컨베어(86)가 설치되고, 상기 스크류컨베어(86)의 후부는 세워 설치되는 버킷컨베어(87)와 연결 설치되며, 상기 버킷컨베어(87) 상부 끝단엔 상기 분말도포기구의 상부까지 수평으로 설치되는 스크류 컨베어(88,88)가 연결 설치되며, 상기 스크류컨베어(88,88)의 끝단과 상기 분말도포기구의 상부 중앙부위가 서로 연통하도록 주름관(89)이 연결 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 분말용착식에 의한 강관의 3층 코팅장치.
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- 2001-11-14 KR KR10-2001-0070632A patent/KR100407116B1/ko not_active IP Right Cessation
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