KR20170031876A

KR20170031876A - 외부자켓을 이용한 이중 보온관 이음부 보수 시공방법

Info

Publication number: KR20170031876A
Application number: KR1020150129383A
Authority: KR
Inventors: 김진만; 김아라
Original assignee: 김진만; 김아라
Priority date: 2015-09-14
Filing date: 2015-09-14
Publication date: 2017-03-22

Abstract

본 발명은 외부자켓을 이용한 이중 보온관 이음부 보수 시공방법에 관한 것으로서, 강관(10)을 연결하는 강관 연결단계(S1단계)와; 이중 보온관(20)의 단부 외주연에 실링테이프(30)를 부착하는 실링테이프 부착단계(S2단계)와; 상기 실링테이프(30)에 포밍홀(40)을 구비하는 투명합성수지(50;PC)를 부착하여 상기 강관(10)을 감싸는 투명합성수지 형성단계(S3단계)와; 상기 포밍홀(40)로 폴리우레탄(60)을 주입하여 발포시키는 폴리우레탄 주입단계(S4단계)와; 상기 포밍홀(40)을 열융착 패드로 막는 포밍홀 폐쇄단계(S5단계)와; 상기 투명합성수지(50;PC)의 표면을 양면테이프(70)로 감싸는 테이핑단계(S6단계) 및; 상기 투명합성수지(50;PC)의 외부 표면에 도포액을 도포하여 보호막(80)을 형성하는 보호막 형성단계(S7단계)로 이루어져 강관을 연결하고 투명한 합성수지 시트를 감아서 폴리우레탄으로 포밍하여 단열의 이상 유무를 확인하고 양면실링 매스틱테이프로 감은 다음 폴리우레탄과 폴리우레아의 혼합물로 외부 자켓을 스프레이 도포함으로써 보수 시공을 단순하고 간편하게 하여 경비를 획기적으로 절감하면서도 시공시 시공보온재의 충진을 확인할 수 있을 뿐만 아니라 이중 보온관 연결부의 보수 시공을 용이하게 할 수 있는 각별한 장점이 있는 유용한 발명이다.

Description

외부자켓을 이용한 이중 보온관 이음부 보수 시공방법{Method for constru cting repair of connection in double insulation pipe using outer jacket}

본 발명은 이중 보온관의 이음부를 보수 시공하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강관을 연결하고 투명한 합성수지 시트를 감아서 폴리우레탄으로 포밍하여 단열의 이상 유무를 확인하고 양면실링 매스틱테이프로 감은 다음 폴리우레탄과 폴리우레아의 혼합물로 외부 자켓을 스프레이 도포함으로써 보수 시공을 단순하고 간편하게 하여 경비를 획기적으로 절감하면서도 시공시 시공보온재의 충진을 확인할 수 있는 외부자켓을 이용한 이중 보온관 이음부 보수 시공방법에 관한 것이다.

이중 보온관(PRE-INSULATED PIPE : PIP) 이라 함은 배관공사 현장에서의 보온작업, JACKETING 작업등의 기존 보온방식과 달리 모든 배관자재를 공장에서 보온처리함으로서 배관 SYSTEM의 표준화, 규격화가 용이하며 현장배관에서의 공정을 줄임으로서 공기단축, 비용절감뿐 아니라 단열성 향상에 따른 에너지 절약효과를 기대할 수 있는 제품이다. 이중 보온관은 고밀도 폴리에틸렌관인 외관과 열유체가 이동하는 강관인 내관 사이에 단열재를 충진하여 물, 온수, 증기, 기름 등의 부정형 유체를 이송하기 위한 부재로서, 특히 내관과 외관 사이에 경질 폴리우레탄 재질로 된 보온재를 발포 충전하여 관의 보온성 및 단열성의 향상을 도모하고 있다.

이러한 이중 보온관을 효과적으로 연결하여 열배관망을 시공함에 있어, 도 1에 도시한 바와 같이, 이중 보온관은 현장에서 통상 약 6m 와 12 m에 한 번씩 이음부로 연결하게 되며, 이음부 연결 부재로는 열 수축성 자재가 사용되고 있다.

열 수축성 자재로는 방사선 가교된 원통형 열수축 폴리에틸렌 케이싱(이하 “열수축케이싱”이라 함) 및 부속자재로 용접연결부 마감용 자재가 사용되고 있다.

일반적으로 현장에서 이중 보온관의 연결 시공은 도 2에 도시한 바와 같이 다음과 같이 수행된다.

두 개의 이중 보온관을 연결하기 전에 관형 열수축 케이싱을 삽입한 후 이중 보온관을 용접하여 연결한다(도 2-1).

이어서, 이중 보온관 외부 PE(Polyethylene) 양끝과 열수축 케이싱이 만나는 부분에 메스틱 테이프를 감고, 열수축 케이싱을 중앙에 위치시킨 후 토치를 이용하여 열수축 케이싱 양끝 단부를 서서히 수축시켜 이중 보온관에 밀착시킨다(도 2-2 ~ 2-5). 열수축 케이싱의 수축을 완료하고, 열수축 케이싱 내부를 충진하기 위하여 케이싱 중앙에 WEPS(융착)용 홀을 25㎜ 크기로 뚫고 홀을 통해 우레탄 폼 용액을 주입한다(도 2-6 ~ 2-7). 열수축 케이싱 내부에서 우레탄 폼 용액이 부풀어 오르면서 가스가 분출되게 되는데 이로 인해 열수축 케이싱 내부에 일정 이상의 압력이 가해지도록 홀을 막아준다(도 2-8). 열수축 케이싱 내부 충진이 완료된 후, WEPS로 홀을 막아 융착시켜 이중 보온관의 연결을 마무리 한다(도 2-9 ~ 2-11).

또한, 이중 보온관과 열수축 케이싱의 결합을 보다 견고히 하기 위하여, 열수축 케이싱 내부에 우레탄 폼을 충진시킨 후, 이중 보온관과 밀착결합된 열수축 케이싱 단부에 열수축 시이트를 감아 열을 가해 수축시켜 열수축 케이싱과 이중 보온관이 보다 기밀하게 결합되게 할 수도 있다.

상기와 같이 열수축 케이싱과 열수축 시이트로 이중 보온관의 외부를 마감하고, 내부를 우레탄 폼으로 충진함으로써 각각 독립된 방수층 및 단열층을 형성하게 되어 최장 30년 이상의 내구수명이 유지되게 된다.

하지만, 열배관망을 최초 시공할 때에서는 원통형 열수축 케이싱을 사전에 배관 이음부에 끼워 넣어 시공할 수 있으나, 열배관망 시공 후 이음부에 하자가 발생하여 이를 보수할 때에는 원통형 열수축 케이싱을 끼워 넣어 사용할 수 없는 문제점이 발생한다.

이를 해결하기 위하여 종래에는 케이싱을 시이트 형태로 제작하여 이중 보온관에 감고 연결부위를 리베트를 사용하여 조밀하게 연결하거나, 연결부위를 열융착시켜 사용하는 방법이 제안된 바 있다.

그러나, 상기와 같이 시이트형 케이싱의 연결부위를 리베트로 연결한 경우, 케이싱 내부에 우레탄 폼을 충진할 때 우레탄 폼의 팽창으로 인하여 연결부위가 벌어지게 되어 연결이 불완전해지고, 힘의 균형을 잡지 못하게 된다.

또한, 연결부위를 열융착시키는 방법에 있어, 현재 방사선 가교화된 열수축 시트를 성형화시키거나 화학적 방법으로 가교화된 제품이 시장에 공급되고 있으며, 또한 비 가교화된 시이트를 이용하여 열융착시키는 방법을 사용하고 있으나, 이 방법에는 시공시 많은 시간이 소요되고, 이중 보온관의 크기에 따라 연결부위에 맞는 열융착 장비를 구비하여야 하는 등 현장 시공이 어렵게 되는 문제점이 발생하고 있다.

국내의 이중 보온관은 증온수용과 상수도 동파방지에 사용되고 있으며 특히 지역난방 열배관은 열공급처인 발전소에서 온수(약130도)를 배관망을 통하여 집단설비인 아파트, 빌딩, 공장등에 이중보온관 구조의 열배관을 지하에 매설하여 아파트,빌딩, 공장에 공급되어 온수나 난방용으로 사용하고 있다.

이중 보온관은 공장에서 6m와 12m로 한 본씩 제작되어 현장에서 이음으로 먼 거리를 공급하고 있으며 공장에서는 강관에 보온성은 높이기 위하여 단열을 하는데 강관을 폴리우레탄 단열로 열손실을 막고 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)인 자켓으로 외부를 보호하는 이중 보온관을 사용하고 있다(도 1).

지역난방의 열수송관은 열원을 이루는 발전소나 중간 열원설비에서 아파트나 공장, 다중시설의 냉난방 설비로 이중 보온관으로 제작된 열배관을 통하여 공급되는데 있어서 열배관은 공급시설에서 수요시설까지 수십키로의 거리를 열 손실 없이 공급되어야 하므로 열배관의 구조가 특수하게 제작되어야 손실 없이 가능하다.

현재 사용중인 이중 보온관은 120 ∼ 130도의 온수를 40Km를 수송시 약 2 ∼3도 미만으로 단열성이 좋은 관을 사용하고 있다.

이중 보완관 열배관의 구조는 열을 공급하는 강관 외부에 열손실을 방지하는 단열제인 폴리우레탄를 포밍하고 외부자켓은 외부 환경(부식과 습기)로부터 보온재와 배관을 보호하는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)인 외관으로 이루어져서 만들어진 이중보온성인 관이다.

이중 보온관은 각 본의 길이가 6m ∼ 12m로 공장에서 제작되어 이중 보온처리된 관은 12m 한본의 강관으로 되어있으며 연결시 용접부분으로 양쪽에 150mm 정도로 벗겨 있으며 전체는 이중 보온관으로 만들어져있다.

열배관의 이음부는 통상 열수축관을 사용하고 있으며 이음부의 실링은 열배관의 수명을 좌우하는 중요한 부분으로 통상 30년 이상 사용할 수 있는 제품으로 구성되어 있으나 열배관의 공사 중이거나 사용 중에 예기치 못한 사고로 인하여 신속한 보수가 필요한 실정이다.

즉, 손상으로 인한 이중 보온관의 손상된 부분에 수분이 침투되어 강관의 부식과 단열재에 수분이 침투하므로 인한 단열의 문제로 열손실이 발생하여 열배관망의 수명을 단축시키거나 사용할 수 없는 상태가 되어 경제적 큰 손실이 발생하므로 사전에 신속한 보수가 필요한 실정이며, 타 시설의 공사 중 파손되거나 노화될 시 이에 대한 보수에 어려움이 많은 실정이다.

도 4에 나타낸 바와 같이 기존에 보수에는 신설시 사용하는 열수축 케이싱을 이중 보온관 공사시 이음부에 사전에 열수축 케이싱을 끼워놓았다가 사용할 수 있으나, 기존 배관에는 원통형의 열수축 케이싱은 넣을 수 없으므로 파이프의 자켓의 역할을 하는 시트(3; 약 6 ∼ 8mm)에 전기 히타(4)를 시트(3) 안쪽에 매립하여 열융착방식(도 4)으로 사용하고 있으나 현장에서 강관에 지지대(5)를 넣고 외부를 밴드로 묵어서 적용하여 사용하기에는 이중 보온관의 이음부가 미세하게 다르므로 열융착에 어려움이 많고 작업환경에 따라 열융착이 되지 않아 수밀을 완벽하게 이룰 수 없는 상태로 공사에 많은 문제점을 가지고 있다.

현장에서 강관을 용접하여 강관끼리 이어주는데 있어서, 폴리에틸렌(HDPE)인 외부자켓의 일반적인 이음부는 강관의 용접부분이 약 300mm 정도에서 450mm 정도 보온이 되어있지 않은 상태인 강관으로 되어있어 외부자켓으로 열수축 케이싱(6; 약700mm)을 이음부의 위치 정렬하고 열수축 케이싱(6) 끝단을(100mm ∼ 150mm)정도를 수축하여 실링테이프로(7)로 실링 한 다음 열수축 케이싱의 위쪽 중앙에서 약25mm의 포밍홀(8)로 폴리우레탄(9)을 충진하고 포밍홀(8)을 열융착 페드로 막아 마감한다(도 5)

그러나 보수 시는 기존의 배관의 상태에서 시공하여야 하므로 관의 형태인 열수축 케이싱을 넣어서 시공할 수 없으므로 인하여 부득이 시트나 열융착방법(도 4)을 사용하고 있으나 이음부의 길이가 일정치 않고 현장 여건에 따라 다르게 적용되므로 인하여 시공에 많은 어려움이 있으며 보온재가 완벽하게 충진 되는지 확인 할 수 없는 상태로 열수축 케이싱이나 열융착 방법의 시트나 관을 사용하는데 적용하기 어려워서 보수에 획기적인 방법이 요구되었다.

본 발명자들은 이러한 종래 이중 보온관의 이음부 보수시에 발생하는 문제점을 개선하기 위하여 예의 연구를 거듭한 결과 본 발명에 이르게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 강관을 연결하고 투명한 합성수지 시트를 감아서 폴리우레탄으로 포밍하여 단열의 이상 유무를 확인하고 양면실링 매스틱테이프로 감은 다음 폴리우레탄과 폴리우레아의 혼합물로 외부 자켓을 스프레이 도포함으로써 보수 시공을 단순하고 간편하게 하여 경비를 획기적으로 절감하면서도 시공시 시공보온재의 충진을 확인할 수 있는 외부자켓을 이용한 이중 보온관 이음부 보수 시공방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 이중 보온관의 이음부나 보수가 필요한 부분에 열수축 시트나 열수축 케이싱 및 전기 융착형 시트나 관을 사용하지 않고 간편하게 이중 보온관의 고밀도 폴리에틸렌인 외부자켓 관을 폴리우레탄계열의 스프레이 방식으로 도포하여 이중 보온관 일체화된 외부자켓 관을 형성함으로써 이중 보온관 연결부의 보수 시공을 용이하게 하는 외부자켓을 이용한 이중 보온관 이음부 보수 시공방법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 외부자켓을 이용한 이중 보온관 이음부 보수 시공방법은 강관(10)을 연결하는 강관 연결단계(S1단계)와; 이중 보온관(20)의 단부 외주연에 실링테이프(30)를 부착하는 실링테이프 부착단계(S2단계)와; 상기 실링테이프(30)에 포밍홀(40)을 구비하는 투명합성수지(50;PC)를 사용하여 상기 이중 보온관(20)의 단부를 감싸는 투명합성수지 형성단계(S3단계)와; 상기 포밍홀(40)로 폴리우레탄(60)을 주입하여 발포시키는 폴리우레탄 주입단계(S4단계)와; 상기 포밍홀(40)을 열융착 패드로 막는 포밍홀 폐쇄단계(S5단계)와; 상기 투명합성수지(50;PC)의 표면을 양면테이프(70)로 감싸는 테이핑단계(S6단계) 및; 상기 양면테이프(70)의 외부 표면에 도포액을 스프레이하여 보호막(80)을 형성하는 보호막 형성단계(S7단계)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명은 강관을 연결하고 투명한 합성수지 시트를 감아서 폴리우레탄으로 포밍하여 단열의 이상 유무를 확인하고 양면실링 매스틱테이프로 감은 다음 폴리우레탄과 폴리우레아의 혼합물로 외부 자켓을 스프레이 도포함으로써 보수 시공을 단순하고 간편하게 하여 경비를 획기적으로 절감하면서도 시공시 시공보온재의 충진을 확인할 수 있을 뿐만 아니라 이중 보온관 연결부의 보수 시공을 용이하게 할 수 있는 각별한 장점이 있다.

도 1은 이중 보온관이 사용된 종래 열배관망의 설치도,
도 2는 종래 이중 보온관 연결 시공방법을 단계적으로 나타낸 도면,
도 3은 종래 이중 보온관 연결부를 나타낸 도면,
도 4는 열융착방법으로 이중 보온관 연결부를 보수 시공하는 종래의 방법을 보여주는 도면,
도 5는 외부자켓에 의한 이중 보온관 연결부를 보수 시공하는 종래의 방법을 보여주는 도면,
도 6은 본 발명 외부자켓을 이용한 이중 보온관 이음부 보수 시공방법의 실행 순서도,
도 7a 내지 도 7c는 본 발명 외부자켓을 이용한 이중 보온관 이음부 보수 시공방법의 공정 단계를 보여주는 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 외부자켓을 이용한 이중 보온관 이음부 보수 시공방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 6은 본 발명 외부자켓을 이용한 이중 보온관 이음부 보수 시공방법의 실행 순서도, 도 7a 내지 도 7c는 본 발명 외부자켓을 이용한 이중 보온관 이음부 보수 시공방법의 공정 단계를 보여주는 도면으로서, 본 발명 외부자켓을 이용한 이중 보온관 이음부 보수 시공방법은 강관(10)을 연결하는 강관 연결단계(S1단계)와; 이중 보온관(20)의 단부 외주연에 실링테이프(30)를 부착하는 실링테이프 부착단계(S2단계)와; 상기 실링테이프(30)에 포밍홀(40)을 구비하는 투명합성수지(50; PC)를 사용하여 상기 이중 보온관(20)의 단부를 감싸는 투명합성수지 형성단계(S3단계)와; 상기 포밍홀(40)로 폴리우레탄(60)을 주입하여 발포시키는 폴리우레탄 주입단계(S4단계)와; 상기 포밍홀(40)을 열융착 패드로 막는 포밍홀 폐쇄단계(S5단계)와; 상기 투명합성수지(50;PC)의 표면을 양면테이프(70)로 감싸는 테이핑단계(S6단계) 및; 상기 양면테이프(70)의 외부 표면에 도포액을 스프레이하여 보호막(80)을 형성하는 보호막 형성단계(S7단계)로 이루어져 있다.

상기 실링테이프 부착단계(S2단계)에서 사용하는 실링테이프(30)는 실링부틸테이프 또는 부틸시트가 바람직하고, 상기 실링테이프(30)로 연결된 상기 이중 보온관(20)과 투명합성수지(50;PC)의 연결부는 100mm 정도가 바람직하다.

상기 테이핑단계(S6단계)에서 사용하는 양면테이프(70)는 실링부틸테이프 또는 부틸시트가 바람직하고, 상기 투명합성수지(50;PC)의 표면에 양면테이프(70)를50%씩 겹치도록 감는 것이 바람직하다.

또한 상기 보호막 형성단계(S7단계)에서 사용하는 도포액의 조성은 폴리우레아(Isocyanate Prepolymer) 70 ∼ 80 중량%, 폴리우레탄(Diphenylmethane) 10 ∼ 20 중량%, 지방족 아민(Aliphatic amines) 5 ∼ 10 중량%로 이루어져 있다.

그리고, 상기 보호막(80)의 두께는 1 ∼ 2mm 가 바람직하다.

실시예

본 발명 외부자켓을 이용한 이중 보온관 이음부 보수 시공방법으로 이중 보온관 이음부를 보수 시공하고, 그 결과를 종래 열융착방법(도 4)과 비교하였다.

먼저 도 6에 도시한 바와 같이 강관 연결단계(S1단계)에서 강관(10)을 용접하여 연결하고, 실링테이프 부착단계(S2단계)에서 이중 보온관(20)의 단부 외주연 에 실링테이프(30)를 부착하였다.

여기서 실링테이프(30)로는 실링부틸테이프 또는 부틸시트를 사용했다.

다음으로 투명합성수지 형성단계(S3단계)에서 상기 실링테이프(30)에 포밍홀(40)을 구비하는 투명합성수지(50;PC)를 사용하여 상기 이중 보온관(20)의 단부 100mm를 투명합성수지(50;PC)로 감싸고(도 7a), 폴리우레탄 주입단계(S4단계)에서 상기 포밍홀(40)로 폴리우레탄(60)을 주입하여 발포시켰다.

이어서 포밍홀 폐쇄단계(S5단계)에서 상기 포밍홀(40)을 열융착 패드로 막고, 상기 테이핑단계(S6단계)에서 상기 투명합성수지(50;PC)의 표면을 양면테이프(70)로 50%씩 겹치도록 감싸주었다(도 7b).

마지막으로 보호막 형성단계(S7단계)에서 상기 양면테이프(70)의 외부 표면에 도포액을 스프레이 하여 보호막(80)을 형성하였다(도 7c).

여기서 상기 도포액으로는 폴리우레아(Isocyanate Prepolymer) 75 중량%, 폴리우레탄(Diphenylmethane) 15 중량%, 지방족 아민(Aliphatic amines) 10 중량%의 조성물을 사용하였고, 상기 보호막(80)의 두께는 1.5mm 가 되도록 하였다.

상기한 바와 같이 시공한 본 발명 외부자켓을 이용한 이중 보온관 이음부 보수 시공을 종래의 열융착방법(도 4)과 비교하였다.

비교의 결과 본 발명 외부자켓을 이용한 이중 보온관 이음부 보수 시공방법이 종래 열융착방법에 비해 보수 시공이 단순하고 간편하여 경비를 획기적으로 절감하면서도 시공시 시공보온재의 충진을 확인할 수 있어 정밀하고 정확한 보수 시공을 확인할 수 있었다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.

10 : 강관 20 : 이중 보온관
30 : 실링테이프 40 : 포밍홀
50 : 투명합성수지(PC) 60 : 폴리우레탄
70 : 양면테이프 80 : 보호막

Claims

강관(10)을 연결하는 강관 연결단계(S1단계)와; 이중 보온관(20)의 단부 외주연에 실링테이프(30)를 부착하는 실링테이프 부착단계(S2단계)와; 상기 실링테이프(30)에 포밍홀(40)을 구비하는 투명합성수지(50;PC)를 사용하여 상기 이중 보온관(20)을 감싸는 투명합성수지 형성단계(S3단계)와; 상기 포밍홀(40)로 폴리우레탄(60)을 주입하여 발포시키는 폴리우레탄 주입단계(S4단계)와; 상기 포밍홀(40)을 열융착 패드로 막는 포밍홀 폐쇄단계(S5단계)와; 상기 투명합성수지(50;PC)의 표면 전체를 양면테이프(70)로 감싸는 테이핑단계(S6단계) 및; 상기 양면테이프(70)로 감싸서 외부 표면에 도포액을 스프레이 하여 보호막(80)을 형성하는 보호막 형성단계(S7단계)로 이루어진 외부자켓을 이용한 이중 보온관 이음부 보수 시공방법에 있어서;
상기 실링테이프 부착단계(S2단계)에서 사용하는 실링테이프(30)는 실링부틸테이프 또는 부틸시트이고, 상기 실링테이프(30)로 연결된 상기 이중 보온관(20)과 투명합성수지(50; PC)의 연결부는 100mm 이며;
상기 테이핑단계(S6단계)에서 사용하는 양면테이프(70)는 실링부틸테이프 또는 부틸시트이고, 상기 투명합성수지(50; PC) 표면에 양면테이프(70)를 50% 씩 겹치도록 감으며;
상기 보호막 형성단계(S7단계)에서 사용하는 도포액의 조성은 폴리우레아(Isocyanate Prepolymer) 70 ∼ 80 중량%, 폴리우레탄(Diphenylme thane) 10 ∼ 20 중량%, 지방족 아민(Aliphatic amines) 5 ∼ 10 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 외부자켓을 이용한 이중 보온관 이음부 보수 시공방법.
제 1항에 있어서, 상기 보호막(80)의 두께 1 ∼ 2mm 인 것을 특징으로 하는 외부자켓을 이용한 이중 보온관 이음부 보수 시공방법.