KR20090047275A - 배관 또는 금속저장탱크의 전기방식 장치 및 그의 부식층제거방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 배관 또는 금속저장탱크의 전기방식 장치는 배관 내에 길이 방향으로 장착되는 방식전극; 음극이 상기 배관의 외면에 연결되고, 양극이 상기 방식전극에 연결되어 전원을 인가하는 외부전원; 및 상기 방식전극의 표면에 둘러싸여 상기 방식전극이 상기 배관의 내면과 직접 접촉하는 것을 방지하는 쇼트방지 수단을 포함하여, 넓은 범위에서 보다 효율적으로 배관 내 부식 생성을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 전도막 또는 절연체에 의해 상기 전극이 배관 내면과 직접 접촉하는 것을 방지하여 쇼트 현상을 사전에 차단하고 전해질 등의 매질을 통해 양극인 전극에서 음극인 배관 내면으로 전류가 흘러 안정적으로 부식 방지 동작이 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 배관 또는 금속저장탱크 내에 이미 생성된 부식층을 제거할 때는 상기 전기방식 장치의 외부전원의 결선을 반대로 하여 단시간 내에 새로운 부식층이 생성되도록 하고, 배관 내부 표면 및 생성된 부식층 간의 결합력을 낮춰 제거하고자 하는 부식층이 보다 효과적으로 제거될 수 있도록 하는 효과가 있다.

배관, 전극, 양극, 전기방식

Description

배관 또는 금속저장탱크의 전기방식 장치 및 그의 부식층 제거방법{Electric corosion protection device of the pipe or the metallic storage tank and corrosion removing method thereof}

본 발명은 배관 또는 금속저장탱크의 전기방식 장치 및 그의 부식층 제거방법에 관한 것으로서, 특히 배관 내부에서 배관의 방향에 따라 길게 장착되는 방식전극과, 상기 방식전극이 배관 내부와 직접적으로 접촉하지 않도록 하는 쇼트 방지수단을 포함하여 안정적이고 효율적으로 배관 내의 부식 방지 동작을 수행할 수 있는 배관 또는 금속저장탱크의 전기방식 장치 및 그의 부식층 제거방법에 관한 것이다.

일반적으로 온수기, 보일러, 열교환기 등에서 담수를 사용하기 위해 이용되는 배관이나 물, 액화 천연가스 등의 수송을 위하여 지중에 매설되는 배관은 철 계열의 금속재료로 형성된다. 이러한 배관은 부식 등에 의한 열화를 방지하기 위하여 표면에 폴리에틸렌 등의 합성수지로 코팅을 하며, 전기 화학적 반응의 결과인 부식을 전기적으로 억제할 수 있도록 전기방식(electric corosion protection)이 이용되고 있다.

여러 금속배관의 부식을 방지하기 위한 전기방식 설비는 토양으로부터 배관을 절연하기 위한 코팅과 함께 배관보다 부식이 잘되는 희생양극을 도선으로 배관과 연결하여 배관을 방식하거나 외부에서 직류전원을 가하여 배관을 방식한다.

이때 일반적인 전기방식 설비는 배관의 외부에 연결되므로, 직접적으로 유체가 흐르는 배관의 내면보다는 외면의 부식을 상대적으로 더 방지하게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 전기방식 장치가 도시된 도이다.

배관 내면의 부식을 방지하기 위한 종래 기술에 따른 전기방식 장치는 일반적인 전기방식의 원리 중 외부전원을 이용한 전기방식 방법을 배관 내에 적용한 것으로, 배관(1) 내에 전극(2)을 배치하고 외부전원(3)을 구비하여, 외부전원(3)의 애노드(+)는 상기 전극(2)과 연결되고 캐소드(-)는 상기 배관(1)과 연결시킨다. 그러면 외부전원에 의한 배관(1)과 전극(2)간의 전위차에 의해 전자는 전선을 따라 배관(1)으로 이동하게 되며, 이는 전류가 전해질을 통해 배관(1)으로 유입되는 것과 같다. 따라서, 국부적으로 배관(1)에 구성되는 국부음극과 국부양극은 유입되는 전자에 의해 점차 등전위를 이루게 되며, 크게 배관(1)의 전위는 전극(2)의 전위와 평형을 이룰 때까지 낮아져서 배관(1)과 전극(2)이 등전위를 이루게 되면 부식이 일어나지 않는다.

그러나, 상기와 같이 구성 및 동작하는 종래 기술에 따른 전기방식 장치는 배관 내 수용가능한 전극의 크기가 한정되어 있어 효과범위가 좁고 전류의 분포가 불균일하여 부식 방지가 균일하지 않게 일어나는 문제점이 있다.

또한, 전극을 길게 하여 배관 내 설치하는 경우 유체의 움직임에 따라 상기 전극이 배관 내면과 접촉하게 되면 쇼트 현상이 일어나 오히려 배관이 파손되고 자칫하면 대형사고로 번지게 되는 위험이 있다.

한편, 배관 내에 이미 생성된 부식층을 제거하고자 하는 경우, 상기 부식층을 완전히 제거하는 것은 어려운 일이다.

도 2 는 종래 기술에 따른 배관의 부식층 제거 과정이 도시된 예시도로서, 샌드 블라스팅 방식을 이용한 경우에 있어서 제거과정이 차례로 도시된 도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 배관(1) 내 소정 두께의 부식층(5)이 형성되면 지하에 매몰되어 있던 상기 배관(1)을 꺼내어 외부에 노출시킨다. 다음, 상기 배관(1)의 내측에 모래를 강한 힘으로 방출하면 방출된 모래가 부식층(5)을 타격하여 타격된 부식층 일부가 떨어져 나가게 된다.

이때, 상기 부식층(5)을 이루는 붉은 녹 및/또는 스케일은 오랜 시간에 걸쳐 서서히 생성되어 층을 이루게 되며, 부식층(5)을 이루는 녹 및/또는 스케일의 밀집도가 높아지게 된다. 즉, 녹 또는 스케일(5) 간에 강하게 결합된 상태를 이루므로 모래가 강한 힘으로 부식층(5)을 타격하더라도 타격력보다 더 강한 힘으로 결합된 일부는 떨어지지 않고 배관 내면에 잔존하게 된다.

특히, 밀집도가 높은 상태에서 먼저 생성된 부분부터 차례로 부식층(5)의 일부가 단단하게 경화되는 경우, 더 강한 힘으로 모래가 방출되더라도 부식층(5)이 완전히 제거되기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 배관의 길이 방향에 따라 길게 형성되고 표면이 쇼트방지 수단으로 둘러싸인 전극을 배관 내 배치하고, 외부전원을 인가하여 넓은 범위에서 배관 내의 부식 발생을 방지할 수 있는 배관의 전기방식 장치 및 그의 부식층 제거방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전극 표면이 배관 내면과 직접 접촉하는 것을 방지하는 쇼트방지 수단을 구비하여 안정적으로 부식 방지 동작을 수행할 수 있는 배관의 전기방식 장치 및 그의 부식층 제거방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 이미 배관 또는 금속저장탱크 내에 생성된 부식층을 제거할 때 외부전원과의 결선을 반대로 하여 신속하고 효율적으로 부식층을 제거할 수 있도록 하는 배관 또는 금속저장탱크의 전기방식 장치 및 그의 부식층 제거방법을 제공하는 데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1특징에 따른 배관의 전기방식 장치는 배관 내에 길이 방향으로 장착되는 방식전극; 음극이 상기 배관의 외면에 연결되고, 양극이 상기 방식전극에 연결되어 전원을 인가하는 외부전원; 및 상기 방식전극의 표면에 둘러싸여 상기 방식전극이 상기 배관의 내면과 직접 접촉하는 것을 방지하는 쇼트방지 수단을 포함한다.

또한, 본 발명의 제 2특징에 따른 배관 또는 금속저장탱크의 전기방식 장치 는 배관 또는 금속저장탱크 내에 장착되는 방식전극; 및 상기 배관 또는 금속저장탱크 내의 부식층을 제거하기 위하여 양극이 상기 배관 또는 금속저장탱크의 외면에 연결되고, 양극이 상기 방식전극에 연결되는 외부전원을 포함한다.

본 발명의 제 3특징에 따른 배관 또는 금속저장탱크의 전기방식 장치의 부식층 제거방법은 외부전원 및 방식전극을 구비하여 배관 또는 금속저장탱크 내면에 생성된 제 1부식층을 제거하는 배관 또는 금속저장탱크의 전기방식 장치의 부식제거 방법에 있어서, 배관 또는 금속저장탱크로 외부전원의 음극이 연결되고, 방식전극에 양극이 연결되어 전원을 인가하는 단계; 및 전원이 인가됨에 따라 상기 제 1부식층 및 상기 배관 또는 금속저장탱크 내면 사이에 제 2부식층이 생성되는 단계를 포함한다.

본 발명의 제 4특징에 따른 배관 또는 금속저장탱크의 전기방식 장치의 동작방법은 배관 또는 금속저장탱크 내에 방식전극을 장착하는 단계; 상기 방식전극에 양극을 연결하고, 상기 배관 또는 금속저장탱크에 음극을 연결하여 부식층 생성을 방지하는 단계; 및 이미 생성된 제 1부식층을 제거하기 위한 경우, 상기 방식전극에 음극을 연결하고, 상기 배관 또는 금속저장탱크에 양극을 연결하는 단계를 포함한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 배관 또는 금속저장탱크의 전기방식 장치 및 그의 부식층 제거방법은 표면이 전도막 또는 그물 망 구조의 절연체로 둘러싸인 전극을 배관 방향에 따라 길게 배치하여, 넓은 범위에서 더욱 효율적으로 배관 내 부식 생성을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 전도막 또는 절연체에 의해 상기 전극이 배관 내면과 직접 접촉하는 것을 방지하여 쇼트 현상을 사전에 차단하고 전해질 등의 매질을 통해 양극인 전극에서 음극인 배관 내면으로 전류가 흘러 안정적으로 부식 방지 동작이 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 상기 배관 또는 금속저장탱크 내에 이미 생성된 부식층을 제거할 때는 상기 전기방식 장치의 외부전원의 결선을 반대로 하여 단시간 내에 새로운 부식층이 생성되도록 하고, 배관 또는 금속저장탱크의 내부 표면과 생성된 부식층 간의 결합력을 낮추어 제거하고자 하는 부식층이 보다 효과적으로 제거될 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 배관 또는 금속저장탱크의 전기방식 장치의 동작방법은 부식층 생성을 방지할 뿐만 아니라 기존의 부식층을 효과적으로 제거할 수 있도록 함으로써 장치 사용의 효율성을 높이고 각각의 동작을 위한 추가 비용이 소요되지 않을 뿐 아니라 사용자의 편의를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 설명한다.

우선, 본 발명에 따른 배관의 전기방식 장치에 있어서, 상기 배관은 수송 물질의 종류에 관계없이 주재료가 금속물질로 이루어져 산화환원 반응에 의해 부식층 또는 스케일이 생성되는 배관이라면 모두 적용될 수 있다.

도 3 은 본 발명에 따른 배관의 전기방식 장치의 구조가 도시된 구조도이다.

본 발명에 따른 배관의 전기방식 장치는 기본적으로 외부전원(50), 및 방식전극(20)을 포함하여 구성된다. 상기 전기방식 장치는 지하에 매몰되는 배관(10), 예를 들어 가스 송수관 또는 상하수도관의 경우, 배관(10) 가까이에 외부전원(50)을 배치하여 함께 매몰시키거나 상기 방식전극(20)이 시작되는 지점 부근의 지면 위에 외부전원(50)을 배치할 수도 있다. 그러나, 인접한 전력선의 배선 등과의 안정성을 고려하여 외부전원의 위치를 결정하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 전기방식 장치는 상기 전선과 방식전극을 연결하는 연결부재를 포함하며 상기 연결부재는 상기 전선과 방식전극의 연결부분이 외부와 차단되도록 구성되는 것이 바람직하다.

배관(10)은 외부전원(50)에 연결된 전선이 배관(10) 내에 장착되는 방식전극(20)과 연결될 수 있도록 상단부에 소정 크기의 홀(미도시)이 형성되며, 외부전원(50)과 연결된 전선이 상기 홀을 관통하여 배관(10) 내로 유입되고, 방식전극(20)과 연결된다.

외부전원(50)은 방식전극(20)으로부터 배관(10)으로 방식전류가 흐르도록 하기 위해, 배관(10)과는 음극(-)으로 연결되고 방식전극(20)과는 양극(+)으로 연결된다. 이러한 외부전원(50)은 직류전원이 공급되는 것이 바람직하므로 직류 발전기 또는 교류전원을 이용한 실리콘 정류기가 사용될 수 있다. 구체적으로 예를 들면 소비전력이 작은 경우에는 연료발전기, 풍력발전기, 태양전지 등을 사용할 수 있으며, 환경 변화에 따라 소요 방식전류가 변동하는 경우 또는 과방식의 위험이 예상 되는 경우에는 방식전류를 자동조절할 수 있는 정전위 장치가 사용될 수 있으나 상술한 예에 한정되는 것은 아니다.

방식전극(20)은 액화 가스, 물 등을 수송하는 철 계열 물질로 형성된 배관(10)의 내면이 부식되는 것을 방지하기 위해 구비된다. 방식전류를 균일하게 공급하기 위해서는 방식전극(20)과 배관(10)의 각 지점간의 거리가 비교적 일정하고 가까운 것이 바람직하므로, 상기 배관(10)의 형상과 유사한 형태로 길게 형성되어 상기 배관(10) 내에서 길이 방향으로 장착된다. 양극으로 동작하는 방식전극(20)은 구리, 흑연, 납합금, 고규소철, 산화철, 백금도금티타늄 등을 주재료로 하여 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 또한 배관(10)을 통해 수송되는 물질의 종류에 따라 양극으로서 기능할 수 있으며 연성을 갖는 재질로도 형성될 수 있다.

방식전극(20)은 단면의 형상이 특정되는 것은 아니나 원형 막대의 형태로 이루어질 수 있으며, 일단이 약 90도 정도로 구부러져 배관(10)에 형성된 상기 홀과 연결되도록 'ㄴ'자의 형태로 이루어질 수도 있다.

방식전극(20)이 'ㄴ'자 형태를 갖는 경우 상기 연결부재는 상기 홀을 관통하여 장착될 수 있는데 이때에는 상기 방식전극(20)과 배관(10)이 맞닿지 않도록 장착되어야 쇼트현상을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 배관의 전기방식 장치는 방식전극(20)이 배관(10) 내면과 맞닿는 것을 방지하기 위해 방식전극(20)의 표면을 둘러싸는 쇼트 방지수단을 포함한다.

방식전극(20)은 배관(10) 내에 장착되기 때문에 배관(10)을 통해 흐르는 유 체로부터 힘을 받아 위치가 달라질 수 있으며, 이에 따라 방식전극의 일부 또는 전부가 배관 내면과 접촉하는 경우가 발생할 수 있다. 그 결과로 쇼트가 발생하게 되면 배관이 파손될 위험이 있으며, 쇼트 방지수단은 이러한 위험을 방지하기 위한 것으로 방식전극(20) 및 배관(10)과의 직접적인 접촉을 차단한다.

도 4 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배관의 전기방식 장치에 있어서, 쇼트 방지수단 및 방식전극이 도시된 사시도로서, 쇼트 방지수단으로 도전막이 도포된 방식 전극이 도시된 도이다.

쇼트 방지수단은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 방식전극(20)의 표면에 일정 두께로 도포된 도전막(22)으로 이루어진다. 도전막(22)은 방식전극(20)의 표면을 둘러쌓아 상기 방식전극(20)이 배관(10) 내면과 접촉하는 경우 저항체로서 방식전극(20)으로부터 배관(10) 내면으로 전류가 흐를 수 있도록 한다.

이러한 도전막(22)을 구성하는 물질로는 흑연, ITO, 산화 아연계열, 규화크롬 또는 규화크롬과 산소, 탄소, 규소 중 어느 한 물질과의 결합체, 도전성을 갖는 폴리 실리콘 또는 고분자 유기체 등 여러 종류의 도전성을 갖는 물질이 이용될 수 있으나, 저항체로서 기능할 수 있는 정도의 저항값을 가질 수 있는 물질인 것이 바람직하다. 또한, 도전막(22)이 방식전극(20)의 표면 전체에 코팅되는 경우, 방식전극(20)으로부터 유도되는 방식전류의 전류량이 감소하게 되는데, 감소하더라도 전기화학적 부식을 방지할 수 있는 적정 크기의 방식전류가 유도될 수 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 도전막(22)이 방식전극(20)과 배관(10) 간 거리를 적정하게 이격 시킬 수 있는 정도의 두께로 코팅되는 경우, 상기 도전막(22)은 상기 방식전극 표면에 소정의 패턴을 형성하여 코팅될 수 있다. 소정의 패턴으로 도전막(22)이 코팅되면 패턴에 의해 방식전극(20)의 일부분이 노출되며, 방식전극(20)이 그대로 노출된 부분에서는 방식전류가 감소하지 않고 그대로 유도될 수 있으므로 부식 방지동작의 효율을 높일 수 있다.

이때, 도 3을 참조한 본 발명의 제 2실시예는 방식전극(20)의 표면을 둘러싸는 막의 재질로서 도전성을 갖는 물질 뿐만 아니라 반도전성을 갖는 무기물 또는 유기물질이 사용될 수도 있다.

도 5 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 배관의 전기방식 장치에 있어서, 쇼트 방지수단 및 방식전극이 도시된 도로서, 도 4(a)는 그물 망구조의 절연체로 둘러싸인 방식전극의 사시도이며, 도 4(b)는 상기 방식전극의 단면도이다.

본 발명의 제 2실시예에 따른 배관의 전기방식 장치에 있어서, 쇼트 방지수단은 도 4에 도시된 바와 같이 그물 망 구조를 갖는 절연체(24)로 이루어져, 그물 망(24) 내에 방식전극(20)을 넣어 배관(10) 내에 장착하게 된다.

절연체(24)로 방식전극(20) 표면을 둘러싸는 경우 절연체로 가려진 부분에서는 부식 방지를 위한 적정 방식전류가 유도되기 어려우므로 배관(10) 내면과 방식전극(20)이 접촉되지 않도록 하는 한도에서 되도록 넓은 부분이 노출될 수 있도록 그물 망을 구성하는 것이 바람직하다.

이러한 절연체(24)에 사용되는 물질로는 특정 물질에 한정되지 않으며, 예를 들어 폴리아크릴로니트릴, 폴리염화비닐리덴 또는 폴리플루오르화비닐리덴, 폴리에 틸렌, 폴리비닐아세테이트, EPDM(ethylene-propylene-diene elastomer), 클로로프렌고무 또는 중합체, 폴리프로필렌, 테프론 등이 있을 수 있다. 이때, 상기 절연 물질은 배관을 통해 수송하는 유체의 특성에 따라 내 마모성 또는 인장강도가 좋은 물질인 것이 바람직하며, 그물 망 구조(24)로 방식전극(20)이 알맞게 들어갈 수 있도록 약간의 탄성을 지닌 물질로 형성될 수도 있다.

한편, 이미 설비된 배관을 보수하는 경우 상기 배관 내에 생성된 부식층을 제거하는 방법으로서 샌드 블라스팅(Sand Blasting) 방식이 이용될 수 있다. 샌드 블라스팅 방식은 상술한 바와 같이 모래 알갱이나 석영 알갱이를 배관 내부에 강한 압력으로 쏘아서 부식층을 제거하는 방식으로 부식층 제거 능력이 매우 우수한 방식이다.

그러나, 부식층은 장시간에 걸쳐 천천히 산화되면서 생성된 것이므로 물리력을 이용하는 샌드 블라스팅 방식을 사용하더라도 상술한 도 2에서 도시된 바와 같이 완전히 제거하는 것은 어려운 문제가 있다.

따라서, 본 발명에 따른 배관의 전기방식 장치는 상술한 바와 같이 배관 내면에서 부식층이 발생하는 것을 사전에 방지하고, 또한 이미 부식층이 생성된 배관에 대해서는 생성된 부식층을 효과적으로 제거할 수 있도록 한다. 이때 부식층을 제거하기 위한 동작과 부식층 발생을 방지하는 동작은 서로 다른 원리에 따라 수행되므로 부식층 제거 동작과 부식층 발생 방지 동작 중 하나의 동작이 수행되도록 하는 모드설정 스위치(미도시)가 구비될 수 있다.

예를 들어, 부식층 제거 동작을 제 1모드, 부식층 발생 방지동작을 제 2모드로 설정하는 경우 상기 모드설정 스위치는 제 1모드 및 제 2모드 중 어느 하나가 선택될 수 있도록 구성되며 일반스위치, 선택버튼, 조그다이얼 등 구체적인 형태에 제한없이 여러 동작 중 어느 하나를 선택할 수 있도록 하는 수단이라면 당업자에 의해 여러 형태로 변용될 수 있다.

도 6 은 본 발명의 제 1 또는 제 2 실시 예에 따른 배관의 전기방식 장치에 있어서, 부식층 제거 단계가 차례로 도시된 예시도이다.

샌드 블라스팅 방식을 적용하여 부식층(40)을 제거함으로써 설비된 배관을 보수하고자 하는 경우, 우선 설비된 배관을 적정 길이별로 분리한다. 다음, 분리된 배관에 본 발명에 따른 전기방식 장치가 장착되지 않은 경우, 배관(10) 내에 방식전극(20)을 장착하고 외부전원(50')의 결선을 상술한 바와는 반대로 하여 음극(-)이 방식전극(20)과 연결되며, 양극(+)이 배관(10)과 연결되도록 한다. 이때, 상기 방식전극(20)은 부식층 제거를 위해 일시적으로 사용되는 것이므로 쇼트 방지수단이 구비되지 않을 수도 있다.

외부전원(50)으로부터 전원이 공급되면 배관(10)과 방식전극(20) 간의 전위차가 그대로 유지되거나 강화되어 배관의 내측 면에서부터 부식이 진행된다. 이때 생성되는 제 2부식층(45)의 진행속도는 부식이 빠르게 진행되도록 인위적으로 전원을 가한 것이므로 자연적으로 이미 생성된 제 1부식층(40)의 생성속도보다 상당히 빠른 속도를 갖게 된다. 특히, 상기 방식전극에 쇼트 방지수단이 구비된 경우에는 그 속도가 더욱 빠를 수 있다.

제 2부식층(45)이 소정의 두께를 형성할 정도로 생성되면, 장착된 방식전극 및 외부전원을 제거하고 샌드 블라스팅을 수행한다. 기존에 이미 생성되어 있던 제 1부식층(40)의 경우 장시간에 걸쳐 서서히 부식이 진행되었기 때문에 배관 내측면과의 결합력이 높을 뿐 아니라 부식 생성물간의 밀집도가 높고 단단하게 경화된 상태를 이룬다. 그러나, 상술한 이전 단계에서 생성된 제 2부식층(45)은 빠른 속도로 부식물이 생성된 것으로 부식생성물의 조직이 성글며, 제 1부식층(40)에 비해 상대적으로 쉽게 부서질 뿐 아니라 내관 내측면과의 결합력이 낮아진다. 특히, 부식의 진행방향은 배관을 이루는 금속물질의 표면에서부터 금속물질의 내측 방향으로 진행하기 때문에 제 2부식층(45)이 배관(10) 내측의 표면에 존재하며, 제 1부식층(40)은 제 2부식층(45)의 상단면, 즉 배관(10)에 의해 형성된 중공측에 위치하게 된다.

따라서, 샌드 블라스팅을 위해 모래 또는 석영 알갱이(60)를 강한 압력으로 방출하면 제 1부식층(40)만 생성된 상태에서 모래 알갱이와 충돌하는 것보다 훨씬 더 쉽게 제 2부식층(45)이 떨어지며, 기존에 생성되었던 제 1부식층(40)은 상기 제 2부식층(45)의 상단에 위치하므로 상기 제 2부식층(45)이 떨어질 때 자연히 함께 떨어져서 제 1 및 제 2 부식층(40, 45)의 제거 효과를 크게 높일 수 있다.

또한, 'ㄱ'자 형으로 굴곡이 있는 배관 내부에 모래 알갱이를 방출하는 경우, 방출된 모래 알갱이는 방출된 방향으로만 움직이기 때문에 굴곡된 방향으로는 모래 알갱이가 진행하지 못한다. 따라서, 본 발명에 따른 부식층 제거방법은 직선형으로 길게 형성된 배관에 적용할수록 부식층 제거 효과가 크게 향상될 수 있다.

본 발명에 따른 배관의 전기방식 장치는 상술한 바와 같이 물질을 수송하는 배관 뿐만 아니라 금속 물질이 주재료로 형성되어 내부에 수용된 물질을 소정 시간동안 저장하는 저장탱크에도 적용될 수 있다.

금속물질이 부식층을 형성하는 데에는 금속 물질과 접촉하는 공기 중의 산소와 물이 큰 영향을 주는데, 물질이 통과하기만 하는 배관과 달리 저장탱크의 경우 수용물과 탱크 내면이 지속적으로 접촉하므로 부식층의 형성속도가 배관에서의 속도에 비해 훨씬 빠를 수 있다. 특히 보일러 물탱크, 음용수 저장탱크 또는 공중 목욕탕에서 사용되는 물탱크의 경우 저장탱크에 담겨있던 물을 사용자가 직접 사용하는 경우가 많으며, 상기 물에는 탱크 내에서 생성된 부식층의 일부가 섞여서 방출되므로 저장탱크 내면에 부식층이 존재하지 않도록 하는 것이 좋다. 따라서, 본 발명이 적용되는 저장탱크는 금속물질을 주재료로 하여 형성되어 부식이 일어나는 저장탱크라면 모두 그 적용이 가능하며 그 용도에 한정되지 않는다.

도 7 은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 금속저장탱크의 전기방식 장치의 구조가 도시된 구조도이다. 본 발명의 제 3 실시 예는 저장탱크에 전기방식 장치를 적용하는 것을 제외하고는 상술한 제 1 및 제 2 실시 예와 그 구성 및 동작이 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 배관의 전기방식 장치는 금속저장탱크(10')와 연결되어 상기 저장탱크 내면의 생성된 부식층이 효과적으로 제거되도록 한다.

상기 금속저장탱크(10')는 다량의 물질을 수용하기 위한 것으로서 배관과 연결되어 상기 배관으로부터 물질이 들어오는 입수구, 및 물질이 배관을 통해 유출되는 출수구 등을 포함하여 구성된다. 상기 금속저장탱크(10')는 물 등의 수용물이 금속저장탱크의 내면과 장시간 접촉하므로 부식 방지를 위한 설비를 장착하더라도 부식층이 생성될 가능성이 높다. 따라서, 금속저장탱크(10') 내면에 생성된 부식층이 효과적으로 제거될 수 있어야 한다.

상기 금속저장탱크(10')는 가로로 뉘이거나 세로로 세워진 원통형의 형상으로 이루어질 수 있으나 그 형상에 구애되지 않고 당업자에 의해 용이하게 변용될 수 있다. 특히, 세로로 세워진 원통형의 금속저장탱크는 탱크 입구를 덮는 뚜껑에 본 발명에 따른 전기방식 장치를 장착할 수 있는데, 이러한 경우 금속저장탱크(10')의 내면과 방식전극(20')이 맞닿을 가능성이 적으므로 쇼트방지 수단이 구비되지 않아도 안정적으로 부식층 제거 동작을 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 제 3 실시 예는 전기방식 장치를 장착하고자 하는 금속저장탱크(10') 내면에 세로 방향으로 방식전극(20')이 장착되고, 외부전원(50)은 양극(+)이 상기 방식전극(20')과 연결되고, 음극(-)이 상기 금속저장탱크(10') 외면과 연결된다. 따라서, 외부전원(50)을 통해 전원을 인가하면 금속저장탱크(10') 내에 수용되는 물질을 매질로 하여 금속저장탱크(10')에서 방식전극(20')으로 전류가 흐르며 이에 따라 결합력이 약한 새로운 부식층이 저장탱크 내면에 생성된다.

이에 대한 구체적인 설명을 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 8은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 금속저장탱크의 전기방식 장치의 부식층 제거 단계 가 차례로 도시된 예시도이다.

금속저장탱크(10') 내에 물 등의 물질이 장시간 수용되어 수용물 및 금속저장탱크 내면의 접촉에 의해 부식층이 생성된다. 생성된 부식층을 제 1 부식층(40')이라 하면, 제 1 부식층(40')을 제거하려는 금속저장탱크(10') 내측에 방식전극(20')을 장착한다. 이때, 방식전극(20')은 금속저장탱크의 내면과 맞닿지 않도록 이격하여 장착된다.

장착된 방식전극(20')에 외부전원(50)의 음극(-)을 연결하고, 금속저장탱크 외면에 외부전원(50)의 양극(+)을 연결한 후 전원을 인가한다. 그러면 전류가 금속저장탱크(10')에서 방식전극(20')으로 흐르게 되며, 이에 따라 산화환원 반응이 일어나 외부에 노출되어 있는 금속저장탱크 내면에서 금속산화물이 생성된다. 생성된 금속산화물은 일종의 부식층으로서 제 2부식층(45')을 이루며, 금속저장탱크(10')의 내면 및 제 1 부식층(40') 사이에 위치하게 된다.

다음, 제 2부식층(45')이 소정 두께 만큼 생성되면, 상기 금속저장탱크(10') 내에 강한 충격력 또는 회전력 등의 물리력을 갖는 물질을 넣어 제 2부식층(45')과의 마찰에 의해 상기 제 2부식층(45')이 떨어지도록 한다. 새로 생성된 제 2부식층(45')은 별도의 전원을 인가하여 강제적으로 산화물 생성속도를 높인 것이므로 금속저장탱크 내면과의 결합력이 제 1부식층(40')의 경우보다 상대적으로 낮다. 따라서, 제 1부식층(40') 보다는 제 2부식층(45')이 보다 쉽게 떨어지며, 특히 상기 제 2 부식층(45')위로 제 1부식층(40')이 위치해 있으므로 제 2부식층(45')이 금속저장탱크 내면으로부터 떨어지면 제 1부식층(40')은 자연적으로 함께 떨어지게 된 다. 따라서, 기존에 생성되어 있던 제 1 부식층(40')을 효과적으로 제거할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 배관의 전기방식 장치에서 상술한 바와 같이 금속저장탱크의 내면에서 부식층이 발생하는 것을 방지하고 이미 부식층이 생성된 경우에는 생성된 부식층을 효과적으로 제거할 수 있도록 한다. 이때, 부식층을 제거하기 위한 동작과 부식층 발생을 방지하는 동작은 서로 다른 원리에 따라 수행되므로 어느 하나의 기능을 선택하여 실행되도록 한다.

도 9 는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배관 또는 금속저장탱크의 전기방식 장치의 동작방법이 도시된 순서도이다.

단계 S10에서, 배관 또는 금속저장탱크에 본 발명에 따른 전기방식 장치를 장착한다. 상기 배관 또는 금속저장탱크가 부식층이 생성되지 않은 새 것인 경우, 우선은 부식층이 생성되지 않도록 방지하여야 하므로 단계 S20에서, 방식전극에 외부전원의 양극이 연결되고, 배관 또는 금속저장탱크의 외면에 외부전원의 음극이 연결된다.

단계 S30에서, 동작전원을 인가하면, 배관 또는 금속저장탱크에 수용된 매질에 의해 방식전극으로부터 배관 또는 금속저장탱크로 전류가 흐르며 이에 따라 배관 또는 금속저장탱크 내면에서 금속산화물 등의 부식층이 생성되는 것을 방지하게 된다.

부식층 방지 동작을 수행하더라도 서서히 부식층이 생성되어 제거해야 하는 경우, 단계 S40에서, 상기 전기방식 장치의 동작을 부식층 제거 모드로 전환한다.

부식층 제거모드로 전환되면, 단계 S50에서, 단계 S20과는 반대로 방식전극에 외부전원의 음극이 연결되고, 배관 또는 금속저장탱크의 외면에 외부전원의 양극이 연결된다.

단계 S60에서, 동작 전원을 인가하면 배관 또는 금속저장탱크 내면에 새로운 부식층이 생성되고, 새로운 부식층이 소정 두께 이상 생성되면 단계 S70에서, 상기 새로운 부식층 및 기존의 부식층을 함께 제거한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 배관의 전기방식 장치 및 그의 부식층 제거방법을 예시된 도면을 참조로 하여 설명하였으나 본 발명은 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 배관 내에 전극을 길게 배치하고, 상기 전극과 배관의 쇼트현상을 방지함으로써 안정적이고 효율적으로 배관 내면의 부식을 방지할 수 있도록 하는 본 발명의 기술사상은 보호되는 범위 이내에서 당 업자에 의해 용이하게 응용될 수 있음은 자명하다.

도 1 은 종래 기술에 따른 전기방식 장치가 도시된 도,

도 2 는 종래 기술에 따른 배관의 부식층 제거 과정이 도시된 예시도,

도 3 은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 배관의 전기방식 장치의 구조가 도시된 구조도,

도 4 는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 배관의 전기방식 장치에 있어서, 쇼트 방지수단 및 방식전극이 도시된 사시도,

도 5 는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 배관의 전기방식 장치에 있어서, 쇼트 방지수단 및 방식전극이 도시된 도,

도 6 은 본 발명의 제 1 또는 제 2 실시 예에 따른 배관의 전기방식 장치에 있어서, 부식층 제거 단계가 차례로 도시된 예시도,

도 7 은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 금속저장탱크의 전기방식 장치의 구조가 도시된 구조도,

도 8 은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 금속저장탱크의 전기방식 장치의 부식층 제거 단계가 차례로 도시된 예시도, 및

도 9 는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배관 또는 금속저장탱크의 전기방식 장치의 동작방법이 도시된 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 10, 10': 배관 20, 20': 방식전극

22: 반도전성 막 24: 망구조 절연체

40, 40': 제 1부식층 45, 45': 제 2부식층

50, 50': 외부전원

Claims (11)

1. 배관 내에 길이 방향으로 장착되는 방식전극;

   음극이 상기 배관의 외면에 연결되고, 양극이 상기 방식전극에 연결되어 전원을 인가하는 외부전원; 및

   상기 방식전극의 표면에 둘러싸여 상기 방식전극이 상기 배관의 내면과 직접 접촉하는 것을 방지하는 쇼트방지 수단

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 배관의 전기방식 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 방식전극은 연성을 갖는 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 배관의 전기방식 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 쇼트방지 수단은 상기 방식전극의 표면에 도포되는 반도전성 막인 것을 특징으로 하는 배관의 전기방식 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 쇼트방지 수단은 상기 방식전극이 삽입되는 그물 망 구조의 절연체인 것을 특징으로 하는 배관의 전기방식 장치.
5. 배관 또는 금속저장탱크 내에 장착되는 방식전극; 및

   상기 배관 또는 금속 저장탱크 내의 부식층을 제거하기 위하여 양극이 상기 배관 또는 금속저장탱크의 외면에 연결 가능하고, 음극이 상기 방식전극에 연결가능한 외부전원

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 또는 금속저장탱크의 전기방식 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 배관 또는 금속저장탱크 내의 부식층을 제거하기 위해 양극이 상기 배관 또는 금속저장탱크에 연결되고, 음극이 상기 방식전극에 연결되는 제 1모드; 및

   상기 배관 또는 금속저장탱크 내면의 부식층 발생을 방지하기 위하여 음극이 상기 배관 또는 금속저장탱크에 연결되고, 양극이 상기 방식전극에 연결되는 제 2모드

   중 어느 한 모드가 선택되도록 하는 모드설정 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배관의 전기방식 장치.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 방식전극의 표면에 둘러싸여 상기 방식전극이 상기 배관의 내면과 직접 접촉하는 것을 방지하는 쇼트방지 수단

   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배관의 전기방식 장치.
8. 외부전원 및 방식전극을 구비하여 배관 내면에 생성된 제 1부식층을 제거하는 배관 또는 금속저장탱크의 전기방식 장치의 부식제거 방법에 있어서,

   상기 배관 또는 금속저장탱크에 상기 외부전원의 음극이 연결되고, 상기 방식전극에 양극이 연결되어 전원을 인가하는 단계; 및

   전원이 인가됨에 따라 상기 제 1부식층 및 상기 배관 또는 금속저장탱크 내면 사이에 제 2부식층이 생성되는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관의 전기방식 장치의 부식제거 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 제 2부식층이 생성되는 단계 후,

   샌드 블라스팅(sand blasting) 방식으로 상기 제 1 및 제 2부식층을 제거하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관의 전기방식 장치의 부식제거 방법.
10. 배관 또는 금속저장탱크 내에 방식전극을 장착하는 단계;

    상기 방식전극에 양극을 연결하고, 상기 배관 또는 금속저장탱크에 음극을 연결하여 부식층 생성을 방지하는 단계; 및

    이미 생성된 제 1부식층을 제거하기 위한 경우, 상기 방식전극에 음극을 연결하고, 상기 배관 또는 금속저장탱크에 양극을 연결하는 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 또는 금속저장탱크의 전기방식 장치의 부식제거 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 부식층을 제거하는 단계는 상기 방식전극에 음극을 연결하고, 상기 배관 또는 금속저장탱크에 양극을 연결하는 단계;

    상기 각 배관 또는 금속저장탱크 내면에 새로운 부식층이 형성되는 단계; 및

    형성된 상기 새로운 부식층을 기존의 부식층과 함께 제거하는 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 또는 금속저장탱크의 전기방식 장치의 부식제거 방법.

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