KR20190103170A - 파이프 표면을 위한 내부 라이닝 및 라이닝 파이프의 방법 - Google Patents

파이프 표면을 위한 내부 라이닝 및 라이닝 파이프의 방법 Download PDF

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KR20190103170A
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켄트 웨이젠버그
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에스아이피피 테크놀로지스, 엘엘씨
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Abstract

적어도 2개의 재료 층을 갖는 파이프 라이닝으로서, 소수성 연성 막으로서 작용하고 파이프의 내부에 직접 스프레이 도포된 제1 중합체 층 및 제1층이 완전히 경화되기 전에 상기 제1 층에 스프레이 도포되는 강성의 제2층을 포함한다. 한 개이상의 추가 층들이 상기 제2층에 도포되어 추가로 상기 제2 층에 대해 마모, 부식 또는 화학적 저항성을 제공한다. 중간 보강 층은 제1 및 제2층 사이에 배열될 수 있다. 제1층은 밀폐된 셀 중합체 발포체 속으로 경화되어 응력 및 다른 하중이 파이프로부터 강성의 제2층으로 전달되지 않는다.

Description

파이프 표면을 위한 내부 라이닝 및 라이닝 파이프의 방법
본 발명은 일반적으로 내부 파이프 표면을 위한 라이닝(lining)에 관한 것이고, 특히 다중 층으로 형성된 라이닝에 관한 것이고, 특히 품질이 떨어지거나(degraded) 손상 또는 누출되는 파이프의 구조적인 수리 또는 개선에 이용하기 적합하고 적응 가능한 라이닝(lining) 또는 이용하거나 설치 전후에 파이프의 품질 및 특성을 개선하거나 향상시키기 적합하고 도포 가능한 라이닝에 관한 것이다. 본 발명은 또한 파이프의 내부에 라이닝을 도포하고 형성하기 위한 방법에 관한 것이다.
개선된 특성을 제공하거나 이미 이용 중이고 분해되거나 손상된 파이프를 수리하기 위해 이용될 수 있는 내부 파이프 라이닝을 위한 다수의 조성물들이 공지되어 있다. 공지된 다수의 라이닝은 스프레이- 인- 플레이스 파이프(piped-in-place pipe)를 의미하는 SIPP로 지칭되며, 라이닝의 도포는 전형적으로 파이프의 내부에 하나 이상의 중합체 재료 층을 도포(applying)하는 장비의 단일 통과 또는 다중 통과(pass)를 포함한다. 상기 라이닝은 본 발명과 가장 밀접하게 관련되며, 파이프의 내부 벽에 분사(sprayed)된 중합체로 제조된 라이닝을 포함한다. 그러나 공지된 조성물, 적층(laminate) 조합 및 방법과 관련된 수많은 문제점 또는 단점이 존재한다.
SIPP 시장에서 발생하는 문제점에 의하면, 강성 내부 라이닝을 형성하기 위해 이용되는 열경화성 중합체 재료가 경화(curing) 공정 동안에 발열 반응 및/또는 반경 방향 수축에 의해 발생되는 균열에 적절하게 저항할 수 없다. 중합체 재료가 한 번 통과할 때 너무 두껍게 도포될 때, 중합체가 유리 전이 온도(Tg)에 가까워짐에 따라 상기 발열작용으로부터 증가된 열이 중합체의 취성(embrittlement)를 초래하여 종종 크랙(crack)이 발생되기 쉽다. 둘째, 경화 과정 동안에 항상 반경 방향 및 종 방향 수축이 존재하며, 중합체 재료가 파이프 기질에 직접 부착되면 상기 수축은 특히 발열이 높고 서로 다른 연결 재료들이 가지는 열팽창 계수가 불일치할 경우에 중합체 재료의 균열을 유발할 수 있다. 또한, 상기 배합을 이용하면 100% 접착 또는 정확한 원주 방향 두께가 보장되지 못한다. 재료가 더 얇거나 재료가 파이프에 완전히 부착되지 않는 경우에, 경화 과정 동안 또는 내부 또는 외부의 하중이 작용하는 동안에 변형이 가해지기 때문에 상기 영역에 크랙(cracking), 박리(delamination) 또는 기타 고장이 발생할 수 있다.
본 발명을 따르는 적층(laminate) 시스템에 의하면, 내부 파이프 표면과 강성 내부 층 사이에 중합체 층이 제공되기 때문에 강성 중합체 층이 어느 정도 움직일 수 있고 외부 요인에 의해 야기되는 변형을 흡수할 수 있다. 따라서, 강성 중합체층은 모든 위치에서 실제 파이프 기질에 직접 접착되지 않고, 상기 변형(strains)들이 발생할 때 강성 라이너와 파이프 사이의 반응 하중을 감소시키기 위한 팽창하고 항복(yield)하는 능력을 갖는 중합체 층에 접착된다. 다시 말해, 본 발명에 의하면 중합체 라이닝에 의해 강성 라이닝은 호스트 파이프(host pipe)에 '매달린(suspended)' 상태로 유지하여 내부 및/또는 외부 하중 또는 변형이 강성 라이너로 완전히 전달되지 않고 대신에 중합체 층을 통해 소산(dissipated)된다.
호스트 파이프에 과도한 부착을 회피하기 위해 파이프를 라이닝하기 위한 고 계수(high modulus) 중합체 층의 개발과 관련한 주요 이슈가 필요하다. 강성 관형 부재를 제공하기 위해 휨(flexural), 인장 및 압축에 관한 고 계수 및 강도를 가진 다수의 중합체 배합, 전형적으로 폴리우레아, 폴리우레아/폴리우레탄 혼성체, 폴리 우레탄 및 에폭시 시스템이 개발되었다. 그러나 상기 배합은 세 가지 중요한 문제를 가진다. 상기 재료는 요구되는 강도를 가지지만 상대적으로 취성을 가지기 때문에 (비용 효과적이지 못 한) 상당한 두께를 가지고 도포되지 않으면 상기 재료는 내부의 작동 유체 압력, 횡 방향 전단 또는 과부하를 견딜 수 없다. 전형적으로 배합된 혼성체(hybrids)는 우레탄 결합으로 인해 내습성(moisture tolerant)을 가지지 못하며 열경화성을 가져서 상기 혼성체들은 경화(curing) 과정동안 반경 방향 및 종 방향으로 수축하고 라이너와 호스트 파이프 사이에 작은 고리(annuluses) 또는 원주 방향의 간극을 형성한다. 또한, 상기 재료는 예를 들어 원격 연마제 분사, 연마 피깅(pigging) 등의 세정 공정에서 발생되는 오목, 볼록하고 거친 표면 프로파일이 존재하거나 조인트(joints) 및 탭(tabs)과 같이 파이프 벽에 본래 존재하는 프로파일에 존재하는 파이프 벽에 과도하게 부착된다. 라이너가 파이프에 너무 단단히 부착되면 라이너는 파이프의 파손을 견딜 수 없다. 강성 라이닝이 부착된 파이프에서 파손 또는 현저한 변형이 발생하면 파이프에 형성된 변위가 접착 결합을 통해 강성 라이닝으로 전달되어 취성 라이닝 재료가 깨지거나 부서지거나 전달될 수 있다. 모의실험에 의하면, 파이프와 강성 라이닝 사이의 접착 강도가 200-300psi를 초과할 때 외부 하중에 의해 시작되고 전파된 호스트 파이프의 크랙이 강성 라이닝으로 전파되어 재료가 손상될 수 있다. 또한, (Class IV 라이너에 대해 M28 당 150psi의 MAOP- 2의 안전 계수를 충족하는) 라이너에 정상 작동 조건에서 내부 압력이 가해질 때, FEA 모의실험 및 실험실 테스트에 의하면, 라이닝 재료를 파괴하는 위치에 대해 크랙이 개시되는 위치에서 내부 압력은 응력을 증가시킨다. 마지막으로, 파이프의 내부에 몰드 릴리즈(mold release)를 도포하여 호스트 파이프에 대한 접착을 방해하려 하는 경우에- 경화 과정 후에 파이프 벽으로부터 강성 라이닝이 분리되어 라이너와 파이프 사이에 고리가 형성되고 상기 고리속으로 물 및/또는 유출물이 침투될 것이다. 규정에 따라 파이프 라이너는 파이프의 모든 단부에서 서비스 연결 및 기타 불연속 부분을 밀봉해야 한다. 호스트 파이프에 대한 부착이 없어서 발생하는 고리, 심지어 매우 작은 고리가 있는 경우에, 정수력학적 일체성을 위해 밀봉할 방법이 없다.
SIPP, CIPP(제 위치에 경화된 파이프), 에폭시 라이닝 및 기타 강성의 구조적 열경화 라이닝 방법을 이용할 때 최신의 파이프라인 정비 산업에는 라이너와 파이프 사이에 발생하는 고리속으로 침투작용이 주요 문제가 된다. 반경 방향의 수축량은 수년에 걸쳐 배합체에 의해 감소되지만, 적어도 1%의 고유한 수축이 여전히 존재하여 라이너와 호스트 파이프 사이에 허용할 수 없는 원형 공간을 형성한다. 접착 또는 기계적 방법을 통해 횡 방향 침투(예를 들어, 파이프 T들) 및 라이너 단부의 연결부(interface)에서 완전하고 완벽한 밀봉이 없다면 정수력학적 침투가 발생한다. 유입 유동 또는 침투가 단순히 고리를 통과하고 조인트, 크랙 및/또는 미세구멍을 통해 누출되어 파이프 내에서 라이닝을 이용하여 교정하려는 목적을 달성하지 못하게 됨에 따라 상기 유입 유동 또는 침투는 좋지 않다. 급수(water supply) 시스템에서 손상된 파이프로부터 식수의 손실은 회피해야 하지만 위험한 재료를 전달하는 산업용 파이프 라인의 액체 손실은 위험할 수 있다. 구조용 클래스 (Class) IV 라이너에 대해 더 중요하게, 파이프가 내부 압력을 가질 때 정수력학적 침투가 발생하면 침투는 기본적으로 시스템내에서 압력을 동일하게 하여 부하에 대한 저항성과 관련하여 심지어 가장 구조적인 라이너도 쓸모없게 만든다.
음용수 적용을 위하여 내부 파이프 라이닝은 미국 수자원 협회(AWWA)의 규정 및 특히 아래에 제시된 규정을 충족해야 한다. 클래스 IV 라이닝은 내부 압력 및 외부 하중 저항 능력이 호스트 파이프에 대한 재료의 접착 및 파이프 벽의 구조적 지지에 의존하지 않는 가장 강력한 구조용 파이프 라이닝이다. 상기 형태의 라이닝은 하기 특성을 가진다:
4.2.4 클래스 IV 라이닝.
4.2.4.1 완전히 구조적이거나 구조적으로 독립적인 클래스 IV의 라이닝은 하기 특성을 가진다.
1. 라이닝은 재활(rehabilitated)되어야 하는 파이프의 MAOP와 동일하거나 초과하는 장기 후프 강도(hoop strength)를 가진다. 상기 후프 강도는 호스트 파이프와 독립적으로 시험된다.
2. 라이닝은 외부 및 라이브(live) 하중에 대한 장기 저항성을 가지며 상기 저항성은 호스트 파이프와 독립적이다.
3. 상기 라이닝은, 지속되는 압력 및 서지(surge)(진공 및 종종 재발하는 서지) 압력과 같은 모든 단기 하중 및 라이브 하중들이 호스트 파이프의 능력을 초과할지라도 상기 하중들과 동일하거나 초과하는 단기 후프 강도를 가진다. 상기 후프 강도는 호스트 파이프와 독립적으로 시험된다.
4.2.4.2 클래스 4의 라이닝은 종종 좌굴 및 종 방향 굽힘 저항과 관련하여 원래의 호스트 파이프와 현저하게 다른 특성을 가지더라도 상기 라이닝은 새로운 대체 파이프와 구조적으로 동일하다고 간주된다. 상기 라이닝은 호스트 파이프와 독립적으로 부하 조건에 관한 모든 합리적인 가정에 대해 적절한 하중 저항을 가지며 설계되어야 한다. 상기 라이닝들은 호스트 파이프보다 작은 내경을 가지는 것이 필요하다. 그러나, 라이닝의 설계는 전체 라이닝 시스템의 정수력학적 일체성을 손상시키지 않으면서 서비스 라인 및 메인(main)에 물을 공급하는 능력과 같이 호스트 파이프의 지속적인 서비스 목표를 촉진하기 위한 실질적인 관련성을 고려해야 한다.(AWWA M28, 11-3 장 참고).
4.2.4.3 클래스 Ⅳ 라이닝은 클래스 Ⅱ 및 클래스 Ⅲ의 라이닝과 유사한 환경에서도 이용될 수 있지만, 파이프 파손 형태가 종 방향 크랙킹이거나 종 방향 크랙킹일 수 있는 종합적인 외부 부식을 겪는 호스트 파이프에서 상기 라이닝들의 이용이 필수적이다. 호스트 파이프는 종 방향 크랙킹 때문에 후프 강도가 완전히 손상된다. 종래기술의 홀 스패닝(hole spanning) 구조 저항보다 더 큰 라이너 구조 저항이 필요한 파이프 벽에서 다른 재앙적 모드(예를 들어, 나선형 크랙, 원주 방향의 크랙, 납 광석 형태의 접합 실패 파열(blow- out))가 발생할 수 있다.
4.2.4.4 일부 파이프 재활용 기술은 클래스 II, 클래스 III 및 심지어 클래스 IV 라이닝을 제공할 수 있지만 주어진 라이닝 시스템은 MAOP 레벨에 대해 임계 값까지 클래스 IV로 분류될 수 있고 더 높은 압력에서 클래스 II 및 클래스 III 시스템으로 분류될 수 있다.
4.2.4.5 추가적인 설계 고려 사항: 내부 압력 부하 이외에 호스트 파이프의 압력이 감소되는 기간 동안 외부의 좌굴 하중 및, 천이 및 주기적인 과압 및/또는 진공 하중을 견디기 위한 라이닝들이 필요하다. 일부 라이닝 시스템(클래스 III 및 IV)은 상기 외부 하중에 대한 상당한 고유 저항성을 제공하도록 설계될 수 있는 반면, 다른 클래스(클래스 II)은 호스트 파이프 벽에 대한 접착에만 의존한다. 외부 좌굴에 대한 고유 저항성은 일반적으로, 라이닝 두께 증가와 그에 따른 비용에 따라 변화한다. 따라서, 상기 성능 요구 사항이 정확하게 정의되도록 주의해야 한다.
본 발명의 목적은 상기 다양한 문제점 및 단점을 해결하고 음용수 및 다른 유체 시스템에 대해 적용가능한 규정을 충족시키는 내부 파이프 라이닝 조성물, 적층 및 도포 방법을 제공하는 것이다.
발명의 요약
본 발명의 다양한 실시예는, 특히 클래스 III 및 클래스 IV 라이너에 관한 AWWA M28 규정 분류 및 ASTM F3182-16 규정에 따라 구조적 수리를 요구하는 파이프 라인의 내부 표면을 위해 파이프 내부에 라이너를 설치하고 형성하는 방법 및 내부 파이프 표면들을 위한 개선된 라이닝을 포함한다. 상기 복합체는 음용수에 관한 NSF/ANSI 인증된 재료를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 상기 라이닝은 저 계수, 낮은 포와송 비, 높은 연신 특성 및 셀 구조를 가진 제1 고정 층 및 고 계수, 높은 포와송 비 및 낮은 연신 특성을 가지고 분자간 부착에 의해 상기 고정 층내부에 결합되는 제2층을 가진 복합 적층이다. 추가로 마모, 부식 저항성, 내 화학성 및 다른 바람직한 특성을 복합체에 대해 제공하기 위해 분자간 접착 작용을 갖는 선택적인 제3층이 제2층 내부에 도포될 수 있다. 선택적으로, 나선형으로 감겨진 필라멘트 등의 층과 같은 중간 보강 층이 제1 및 제2층 사이에 또는 제1층 및 제2층의 접합부에 위치할 수 있다.
제1층은 스프레이 도포에 의해 선호적으로 파이프의 내부에 도포되고, 제2층은 제1층이 완전히 경화되기 전에 제1층에 도포되어, 상기 층들 사이에 개선된 결합이 형성된다. 제1층은 액체 불침투성, 중합체성, 밀폐된 셀 발포 구조체속으로 경화되고, 제2층은 강성 관형 부재속으로 경화되어 "파이프 내 파이프(pipe-within-a-pipe)"가 형성되며, 상기 중합체 층은 상기 강성 층이 경화되는 동안 및 모든 층들이 완전히 경화된 후에 신장되고 확대될 수 있다. 상기 라이닝 및 방법은 모든 크기의 파이프에 대해 적용할 수 있다.
선택적으로, 본 발명은 파이프 및 파이프 라이너의 조합체로서, 상기 파이프 라이너는 파이프의 내부에 부착되고, 상기 파이프 라이너는 제1층 및 제2층을 포함하며; 상기 제1층은 상기 파이프에 도포되고 상기 제1층이 중합체 발포층을 형성하도록 경화되는 경화성 중합체 재료로 형성되고, 상기 제2층은 상기 제1층에 도포되고 상기 제2층이 상기 제1층에 결합된 강성 층을 형성하도록 경화되는 경화성 열경화 중합체 재료로 형성된다. 또한, 본 발명에 의하면, 상기 제1층은 약 100 내지 10,000psi의 탄성 계수를 가지며, 상기 제2층은 약 250,000 내지 750,000psi의 탄성 계수를 갖고, 상기 제1층은 약 0.25 이하의 포와송 비를 가지며, 상기 제2층은 약 3.0 이상의 포와송 비를 가지며, 상기 제1층은 약 500 내지 1500%의 연신율을 가지며, 상기 제2층은 약 25% 미만의 연신율을 갖고, 상기 제1층은 약 500 내지 1500%의 연신율을 가지며, 상기 제2층은 약 1 내지 25%의 연신율을 가지며, 상기 제1층은 약 2-300 초의 겔 속도를 가지며 약 60-600 초 내에 무점착성(tack free)을 가지고, 상기 제2층은 약 3-300 초의 스냅 경화 속도를 가지며, 1-24 시간의 완전 경화속도를 가지고, 상기 제1층은 소수성/내습성의 중합체 재료로 형성되고, 상기 중합체 재료는 경화되기 전에 수분 또는 유체를 흡수하거나 반응하지 않으며 경화된 후에 액체 불침투성을 가지며, 제3층을 더 포함하고, 상기 제3층은 상기 제2층에 도포되고 경화되는 중합체 재료로 형성되며, 상기 제1층의 중합체 재료가 상기 중합체 발포층 속으로 완전히 경화되기 이전에 상기 제2층의 중합체 재료는 상기 제1층의 중합체 재료에 도포되고, 상기 제1층과 상기 제2층 사이에 중간 보강층을 추가로 포함하며, 상기 중간 보강층은 나선형으로 감긴 필라멘트를 포함하고, 상기 나선형으로 감긴 필라멘트는 수지로 함침되고, 상기 나선형으로 감긴 필라멘트는 탄소 섬유, E- 유리 및 아라미드 섬유로 구성된 필라멘트 군으로부터 선택되는 특징 및/또는 상기 나선형으로 감긴 필라멘트의 대부분은 상기 제2층 내에 매립되는 특징을 포함한다.
또한, 본 발명은 파이프를 라이닝(lining)하는 방법으로서, 제1 경화성 중합체 재료를 상기 파이프의 내부에 도포하고 상기 중합체 재료를 경화시켜 중합체 발포체의 제1층을 형성하는 단계; 제2 경화성 열경화 중합체 재료를 상기 중합체의 제1층 내부에 도포하여 상기 제1층에 결합된 강성의 제2층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 중합체 발포체의 제1층을 형성하기 위해 상기 제1 경화성 중합체 재료가 완전히 경화되기 전에 상기 제2 경화성 열경화 중합체 재료는 상기 제1 경화성 중합체 재료에 도포되는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 의하면, 상기 중합체 발포체의 제1층은 약 100 내지 10,000psi의 탄성 계수를 가지도록 상기 제1 경화성 중합체 재료를 선택하는 단계 및 상기 강성의 제2층은 약 250,000 내지 750,000psi의 탄성 계수를 가지도록 상기 제2 경화성 열경화 중합체를 선택하는 단계를 더 포함하고, 상기 중합체 발포체의 제1층이 약 0.25 이하의 포와송 비를 가지도록 상기 제1 경화성 중합체 재료를 선택하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2층은 약 3.0 이상의 포와송 비를 가지며, 상기 중합체 발포체의 제1층이 약 500 내지 1500%의 연신율을 가지도록 상기 제1 경화성 중합체 재료를 선택하는 단계 및 상기 강성의 제2층이 약 1 내지 25%의 연신율을 가지도록 제2 경화성 열경화 중합체 재료를 선택하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 경화성 중합체 재료가 약 2-300 초 내에 겔화되기 시작하여 약 60-600 초 내에 무점착성을 가지도록 상기 제1 경화성 중합체 재료를 선택하는 단계 및 상기 제2 경화성 열경화 중합체 재료가 약 3-300초의 스냅 경화 속도 및 1-24 시간의 완전 경화 속도를 가지도록 상기 제2 경화성 열경화 중합체 재료를 선택하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 경화성 중합체 재료가 소수성/내습성 중합체 재료로 형성되도록 상기 제1 경화성 중합체 재료를 선택하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 경화성 중합체 재료는 경화되기 이전에 습기 또는 유체를 흡수하거나 반응하지 않고 경화된 후에 액체 불침투성을 가지며, 상기 제2층을 도포하기 전에 중간 보강층을 상기 제1층 상에 도포하는 단계를 더 포함하고, 상기 중간 보강층은 필라멘트를 포함하고, 상기 중간 보강층을 도포하는 단계는 상기 제1층이 완전히 경화되기 전에 필라멘트를 상기 제1층 상으로 나선상으로 감는 단계를 포함하며, 상기 중간 보강층을 도포하는 단계는 상기 필라멘트들이 상기 제1층의 표면에 부착되고 상기 제2층이 도포될 때 상기 필라멘트의 대부분이 상기 제2층 내에 매립되도록 상기 제1층을 부분적으로 충분히 경화시키는 단계를 포함하고, 상기 중간 보강층은 UV- 경화성을 가지고 수지 함침되며 나선형으로 감긴 필라멘트를 포함하고, 상기 필라멘트를 상기 제1층에 도포할 때 상기 필라멘트를 경화시키기 위해 상기 필라멘트를 UV 복사에 노출시키는 단계를 더 포함한다.
도 1은 제1층으로서 중합체 재료를 포함하고 제2층으로서 강성 중합체 재료를 포함하는 라이닝 구조체의 일 실시예를 보여주는 파이프의 횡단면도.
도 2는 제1층으로서 중합체 재료를 포함하고 제2층으로서 강성 중합체 재료를 포함하며 제3층을 포함하는 라이닝 구조체의 일 실시예를 보여주는 파이프의 횡단면도.
도 3은 제1층으로서 중합체 재료를 포함하고 제2층으로서 강성 중합체 재료를 포함하며 제1층과 제2층 사이에 중간층을 포함하는 라이닝 구조체의 다른 실시예를 보여주는 파이프의 부분적으로 노출된 부분 단면도이며, 상기 중간층은 실질적으로 제2층에 매립된 나선형 필라멘트로 도시된다.
도 4는 제1층과 제2층 사이에 위치한 중간층을 도시하고 도 3의 파이프의 단면 부분을 확대하여 도시한 도면.
본 발명의 범위에 관하여 본 발명을 제한하지 않고 실제 크기로 도시되지 않는 도면들을 참고할 때, 상기 방법에 의해 형성된 본 발명은 다양한 실시예로서 도시되고 설명되며, 다층 또는 적층 파이프 라이너 또는 라이닝(10)을 포함하고, 상기 라이너(10)는 파이프(20) 내에 배열되어 파이프(20)와 결합된 저 계수, 고 신장성, 가요 성 중합체 재료로 구성된 제1 또는 외부의 관형 층(11) 및 상기 제1층(11) 내에 배열되고 결합된 제2 또는 내부의 관형 층(12)을 포함하고, 상기 제2층은 내구성을 가진 강성의 열경화성 중합체 재료로 구성된다. 본원에서 상기 "중합체"는 관 형상으로 제공될 때 종 방향 및 원주 방향뿐만 아니라 두께 또는 반경 방향으로 신장되거나 팽창될 수 있는 재료를 정의하며, 성장 촉진성(auxetic) 발포 재료, 즉 횡 방향 및/또는 종 방향으로 신장될 때 두께가 증가하는 재료를 포함하는 것으로 간주될 수 있다.
수리되거나 라이닝되는 제 위치(in situ) 파이프(20)를 위한 파이프 라이닝 공정을 시작하기 전에, 파이프(20)는 블라스팅(blasting) 및 피깅(pigging)과 같은 종래기술의 방법을 이용하여 세척되어야 한다. 다음에, 파이프(20)는, 바람직하게 100% 고체, 연성, 높은 가요성, 높은 연신(elongation), (파이프가 일반적으로 조인트에서 약간의 수분 및 침입을 가지기 때문에) 중합체 및 소수성/내습성 중합체 재료에 의한 스프레이 도포에 의해 내부에서 라이닝되는 것이 바람직하다. 상기 "소수성/내습성"은 라이닝 재료가 도포되고 및 경화되는 동안에 라이닝 재료가 습기 또는 유체를 흡수하거나 반응하지 않아서, 경화된 중합체 재료의 최종 밀도 또는 물리적 성질에 영향을 주지 않고 상기 라이닝 재료가 고습도 환경에서 도포되거나 경미하게 습한 기질상에 도포될 수 있다는 것을 의미한다. 상기 제1 고정 층(11)은 파이프(20) 내에서 종래기술의 프로파일에 부착되어 기질을 밀봉하여, 제2층(12)이 도포될 때 파이프(20)의 외부로부터의 습기 침입이 최소화될 수 있다.
중합체 제1층(11)은 도포 과정 동안 내습성을 가지고 경화시 소수성을 가져서 상기 제1층은 완전히 건조되지 않은 파이프 벽(20)에 도포될 수 있다. 중합체 제1층(11)은 경화시 약 1 내지 12mm의 두께를 가지는 것이 가장 바람직하고, 최적 두께는 파이프 직경에 의해 결정된다. 제1층(11)은 금속, 중합체 또는 콘크리트로 구성될 수 있는 파이프 또는 도관(20)의 내부 표면에 기계적으로 결합한다. 제1층(11)을 위한 경화성 재료는 분무된 후에 약 2 내지 100초 동안에 겔(gelling) 화를 개시하고 약 60 내지 600초 동안에 무점착성(tack free)을 갖도록 제1층을 위한 경화성 재료가 선택된다. 가장 바람직하게, 제1층(11)은 경화되어 밀폐된 셀 발포층을 형성하는 재료로 구성된다.
바람직한 실시예에서, 중합체 제1층(11)은 바람직하게 약 100 내지 10,000psi의 탄성 계수, 바람직하게 성장 촉진 발포 재료가 가지는 음의 포와송 비를 포함해서 약 0.25 미만의 포와송 비 및 바람직하게 약 500 내지 1500%의 신장을 가진다.
상기 중합체 층(11)이 가지는 또 다른 이점에 의하면, 상기 배합체에서 강성의 제2층(12)이 상대적으로 많은 폴리우레탄 결합을 포함할 수 있다. 폴리우레아는 중합체 재료이며 높은 인장 강도와 휨 강도를 형성하기 위해 폴리우레탄/폴리우레아 혼합물의 혼성체로 제조되어야 한다. 본질적으로, 폴리우레탄은 내습성이 없으며 습기에 노출되면 거품을 발생시킨다. 전형적으로 혼성체 배합은 매우 제한된 양의 제거제(scavenger)를 초과하는 문제를 발생시키는 반응을 억제하기 위해 습기 배출 첨가제를 포함하며 2 부분 시스템의 반응을 방해하기 시작한다. 강성 층(12)을 형성하는 재료를 도포하기 전에 제1층(11)에 의해 기질을 밀봉하면, 우레탄 함량이 증가될 수 있고, 제거제 첨가에 대한 필요성이 감소될 수 있다. 따라서 상이한 화학적 배합제를 이용하여 제2층(12)의 강성(경도, 밀도 및 휨 계수)이 현저하게 증가된다.
강성 상태로 경화되는 열경화성 중합체 재료인 적층(10)의 제2층(12)이 제1층(11)의 내부에 도포된다. SIPP 장치는 파이프(20)를 통해 일회 통과시 양쪽의 라이닝 재료(11/12)를 도포하지만 전형적으로 두 개의 층(11/12)들이 파이프(20)를 통해 두 번의 개별 통과시 도포될 것이다. 제2층(12)은 복합 라이너(10)에 내부 압력 및 과부하/외부 하중을 견디는 강도를 제공하는 고 계수 조성물(high modulus composition)이다. 중합체 제1층(11)이 완전히 경화하기 전에 강성 라이닝 재료(12)는 제1층(11) 상에 분무되어 강성 라이닝 재료는 분자간 접착에 의해 중합체 층 표면에 접착될 수 있다. 제2층(12)이 열경화성을 가지고 경화되는 동안 반경 방향 및 종 방향으로 수축하더라도, 상기 2개 층(11/12)들은 서로 접합되어 있기 때문에, 강성 라이닝(12)의 수축 변형이 중합체 재료 라이닝(11)의 신장(stretching)에 의해 보상됨에 따라 파이프(20)와 복합 라이닝(10) 사이에 고리가 형성되지 않는다.
제2층(12)은 바람직하게 약 3 내지 300초의 스냅 경화 속도(snap cure rate) 및 1시간 내지 24시간의 최종 또는 전체 경화 속도를 가지며 호스트 파이프의 크기에 따라 약 3 내지 100mm의 두께로 도포된다. 경화될 때, 재료 수축 및 최초 파이프에 대한 불균일한 접착 때문에 내부 강성 도관의 후프 강도가 감소될 수 있는 종래기술의 시스템과 다르게, 제2층(12)은 최초 파이프와 독립적인 고유의 후프 강도를 가진다. 제2층(12)은 외부 파이프(20)와 독립적으로 이동할 수 있어서 크랙의 전달 및 파이프(20)로부터 응력의 전달을 최소화할 수 있다. 제2층(12)은 예를 들어 섬유, 구(sphere) 또는 다른 보강 부재와 같은 보강 재료를 포함할 수 있다. 내부 작동 압력을 극복하기 위해 라이닝 재료는 (300psi의 파이프 최대 작동 압력에 대해 계산된) 40MPa을 초과하는 최소 인장 강도를 가져야 한다. 중합체 층을 가지지 않는 종래기술의 강성 라이닝에 작용하는 응력은 경화 과정 동안에 수축 및 불균일한 접착이 존재하는 파이프에 형성되는 과도한 응력 때문에 상기 응력 한계를 쉽게 초과할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 강성 중합체 층(12)은 바람직하게 약 250,000-750,000 psi의 탄성 계수, 바람직하게 약 0.3 이상의 포와송(Poisson) 비 및 바람직하게 약 25% 미만의 연신율을 가진다.
2층 복합체(10)가 상호 적층 응력(inter- laminate stress)의 차이를 형성함에 따라 크랙, 파괴 및 다른 유형의 손상이 호스트 파이프(20)에서 발생할 때, 라이너(10)의 전체 복합 구조는 강성 라이닝 부재(12)의 파괴를 방지한다. 심지어 압축될 때에도 중합체 막(11)은 강성의 제2층(12)에 대해 상당히 감소되고 전환되고 흡수되고 직접 전달되지 않는 파이프(20)의 신장, 변환 및 압축 운동을 허용한다. 호스트 파이프(20)가 벽을 관통하는(through wall) 종 방향 크랙을 가질 때, 제1층(11)의 중합체 재료가 신장되거나 파이프(20)로부터 박리되거나 파단됨에 따라 강성의 제2층(12)은 견디게 되어 제2층(12) 속으로 파괴하중의 전달을 차단한다. 중합체 재료(11)의 신장, 확대 및 박리 특성은 호스트 파이프(20)와 강성 라이닝(12) 사이에서 강성 결합(rigid bonding) 대신에 연성 연결(soft connection)을 제공한다. 상기 복합 라이닝(10) 설계는 또한 가요성(flexibility)을 제공하여 내부 압력 부하가 작용할 때에도 제2층(12)은 호스트 파이프(20) 내부에서 조정되거나 축 방향 및 반경 방향을 따라 경미하게 이동하는 것을 허용한다. 따라서, 호스트 파이프(20)의 예상치 않은 변형으로 인한 라이닝(10)의 파괴위험이 최소화된다.
본 발명의 다른 실시예는 도 2에 도시되고 적어도 3개의 층들을 포함한 적층 라이닝 또는 라이너(100)이고, 제1층(11) 및 제2층(12)이 상기 설명과 같고 라이너(100)는 강성 제2층(12)에 대해 내부에 도포된 제3 또는 탑 코트(top coat) 층(13)을 추가로 포함한다. 상기 제3층(13)은 제2층(12)과 비교하여 개선된 특성을 제공하는 재료로 제조되며, 상기 특성은 파이프를 통해 운반되는 액체의 특성에 의해 요구될 수 있다. 예를 들어, 제3층(13)은 위험하거나 부식성(caustic)을 가지거나 입자가 혼입된 액체에 대해 추가적인 마모, 부식 또는 화학적 저항성을 제공하기 위해 필요할 수 있다. 상기 제3층(13)은 제2층(12)과 분자간 결합(intermolecularly bonded)을 형성한다. 제3층(13) 위에 추가적인 층들이 동일하게 도포될 수 있다.
라이닝의 도포 방법과 관련하여, 층(11/12)은 원격 제어되거나 자율적인 파이프 라이닝 장치에 의해 도포될 수 있으며, 이에 따라 라이닝 공정 동안에 모든 라이닝 재료가 공급부(umbilical)를 통해 장치로 공급된다. 라이닝 공정 동안, 층(11/12)은 재료를 내부 파이프 기질(20) 상으로 원심 주조하여 도포될 수 있다. 중합체 재료층(11)은 먼저 내부 파이프 기질(20)에 도포된 다음, 제1층(11)의 중합체 재료가 완전히 경화되기 전에 제2층(12)이 제1층(11)의 내부에 도포되어 층(11/12)들 사이의 적절한 분자간 결합(intermolecular bonding)을 보장한다. 모든 층(11/12)들의 재료는 선택되거나 특별히 개발될 수 있어서, 호스트 파이프 환경 내에서 주위 온도를 가지며 라이닝 재료 성분을 혼합할 때 요구되는 기계적 및 물리적 특성을 달성하기 위해 재료를 가열하는 것이 불필요하다.
도 3 및 도 4에 도시된 다른 실시예에서, 적층 라이너(200)는 중합체의 제1층(11)과 강성의 제2층(12) 사이에 위치한 중간 보강층(14)을 포함한다. 중간층(14)은 적층 복합체 라이너(200)에 대해 증가된 강도 및 강성을 제공하기 위해 추가되어 다른 중합체를 선택하거나 제2층(12)의 두께를 감소시켜서 상대적으로 작은 고유 강성 및 강도를 가지며 제2층(12)이 형성될 수 있다. 중간층(14)에 의해 제1 및 제2층이 상기 설명과 같이 결합될 수 있고 따라서 상기 중간층(14)은 예를 들어 탄소 섬유, E- 유리 또는 아라미드 섬유 필라멘트로 구성되는 나선형으로 감겨진 필라멘트 층이며 필라멘트들 사이에서 상대적으로 큰 개방 영역을 가진다.
중간층(14)의 피치 및 이격 거리는 파이프(10)의 직경, 선택된 재료, 횡단면에서 필라멘트 치수, 발생되는 내부 압력 등에 따라 변할 것이다. 예를 들어, 전형적인 적용예에서, 필라멘트들사이의 이격 거리는 약 0.25 내지 10인치일 수 있고, 필라멘트 치수는 약 0.025 내지 3.75인치일 수 있다.
나선형으로 감긴 필라멘트 층(14)은 중합체의 제1층(11)이 완전히 경화되기 전에 도포되지만, 중합체 층(11) 내부에 필라멘트가 도포될 때 필라멘트는 중합체 층(11)의 몸체 속으로 상당히 매립(embedding)되지 않고도 바람직하게 중합체 층(11)의 표면에 접착하여 중합체 층(11)의 탄성 특성을 감소시키거나 간섭하지 않는 정도로 중합체 층(11)이 부분적으로 경화된 후에 상기 필라멘트 층이 도포된다. 제2층(12)의 도포될 때, 경화되지 않은 재료는 필라멘트 원주의 대부분, 바람직하게 적어도 약 80% 또는 원주를 둘러싸고, 따라서 중간층(14)은 도 4에 도시된 것처럼 주로 제2층 내에 매립된다. 중간층(14)은 예를 들어 자외선, 가열, 혼합 또는 주위 경화(ambient curable) 가능한 수지로 함침된 탄소 섬유를 포함하여, 중합체 층(11)에 도포될 때 수지의 접착 특성에 의해 필라멘트는 중합체 층(11)의 표면에 부착된다. "섀도우(shadow)" 경화 능력을 가진 수지도 적합하며, 수지가 함침된 필라멘트는 UV 광에 노출되어 경화를 개시하고, 중간층(14)의 완전한 경화는 필라멘트를 둘러싸는 제2층(12)의 경화에 의해 생성된 발열로부터 형성된다.
상기 특정 요소, 구조 및 단계에 대한 등가물 및 대체물은 당업자에게 자명하며, 따라서 본 발명의 진정한 범위 및 정의는 하기 청구 범위에 공개되어야 한다.

Claims (25)

  1. 파이프 및 파이프 라이너의 조합체로서, 상기 파이프 라이너는 파이프의 내부에 부착되고, 상기 파이프 라이너는 제1층 및 제2층을 포함하며;
    상기 제1층은 상기 파이프에 도포되고 상기 제1층이 중합체 발포층을 형성하도록 경화되는 경화성 중합체 재료로 형성되고,
    상기 제2층은 상기 제1층에 도포되고 상기 제2층이 상기 제1층에 결합된 강성 층을 형성하도록 경화되는 경화성 열경화 중합체 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 파이프 및 파이프 라이너의 조합체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1층은 약 100 내지 10,000psi의 탄성 계수를 가지며, 상기 제2층은 약 250,000 내지 750,000psi의 탄성 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 파이프 및 파이프 라이너의 조합체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1층은 약 0.25 이하의 포와송 비를 가지며, 상기 제2층은 약 3.0 이상의 포와송 비를 갖는 것을 특징으로 하는 파이프 및 파이프 라이너의 조합체.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1층은 약 0.25 이하의 포와송 비를 가지며, 상기 제2층은 약 3.0 이상의 포와송 비를 갖는 것을 특징으로 하는 파이프 및 파이프 라이너의 조합체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1층은 약 500 내지 1500%의 연신율을 가지며, 상기 제2층은 약 25% 미만의 연신율을 갖는 것을 특징으로 하는 파이프 및 파이프 라이너의 조합체.
  6. 제2항에 있어서, 상기 제1층은 약 500 내지 1500%의 연신율을 가지며, 상기 제2층은 약 1 내지 25%의 연신율을 갖는 것을 특징으로 하는 파이프 및 파이프 라이너의 조합체.
  7. 제3항에 있어서, 상기 제1층은 약 500 내지 1500%의 연신율을 가지며, 상기 제2층은 약 1 내지 25%의 연신율을 갖는 것을 특징으로 하는 파이프 및 파이프 라이너의 조합체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1층은 약 2-300 초의 겔 속도를 가지며 약 60-600 초 내에 무점착성(tack free)을 가지고, 상기 제2층은 약 3-300 초의 스냅 경화 속도를 가지며, 1-24 시간의 완전 경화속도를 가지는 것을 특징으로 하는 파이프 및 파이프 라이너의 조합체.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1층은 소수성/내습성의 중합체 재료로 형성되고, 상기 중합체 재료는 경화되기 전에 수분 또는 유체를 흡수하거나 반응하지 않으며 경화된 후에 액체 불침투성을 가지는 것을 특징으로 하는 파이프 및 파이프 라이너의 조합체.
  10. 제1항에 있어서, 제3층을 더 포함하고, 상기 제3층은 상기 제2층에 도포되고 경화되는 중합체 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 파이프 및 파이프 라이너의 조합체.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1층의 중합체 재료가 상기 중합체 발포층 속으로 완전히 경화되기 이전에 상기 제2층의 중합체 재료는 상기 제1층의 중합체 재료에 도포되는 것을 특징으로 하는 파이프 및 파이프 라이너의 조합체.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1층과 상기 제2층 사이에 중간 보강층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 및 파이프 라이너의 조합체.
  13. 제12항에 있어서, 상기 중간 보강층은 나선형으로 감긴 필라멘트를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 및 파이프 라이너의 조합체.
  14. 제13항에 있어서, 상기 나선형으로 감긴 필라멘트는 수지로 함침되고, 상기 나선형으로 감긴 필라멘트는 탄소 섬유, E- 유리 및 아라미드 섬유로 구성된 필라멘트 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 파이프 및 파이프 라이너의 조합체.
  15. 제13항에 있어서, 상기 나선형으로 감긴 필라멘트의 대부분은 상기 제2층 내에 매립되는 것을 특징으로 하는 파이프 및 파이프 라이너의 조합체.
  16. 파이프를 라이닝(lining)하는 방법에 있어서,
    제1 경화성 중합체 재료를 상기 파이프의 내부에 도포하고 상기 중합체 재료를 경화시켜 중합체 발포체의 제1층을 형성하는 단계;
    제2 경화성 열경화 중합체 재료를 상기 중합체의 제1층 내부에 도포하여 상기 제1층에 결합된 강성의 제2층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 중합체 발포체의 제1층을 형성하기 위해 상기 제1 경화성 중합체 재료가 완전히 경화되기 전에 상기 제2 경화성 열경화 중합체 재료는 상기 제1 경화성 중합체 재료에 도포되는 것을 특징으로 하는 파이프를 라이닝하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 중합체 발포체의 제1층은 약 100 내지 10,000psi의 탄성 계수를 가지도록 상기 제1 경화성 중합체 재료를 선택하는 단계 및 상기 강성의 제2층은 약 250,000 내지 750,000psi의 탄성 계수를 가지도록 상기 제2 경화성 열경화 중합체를 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프를 라이닝하는 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 중합체 발포체의 제1층이 약 0.25 이하의 포와송 비를 가지도록 상기 제1 경화성 중합체 재료를 선택하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2층은 약 3.0 이상의 포와송 비를 가지는 것을 특징으로 하는 파이프를 라이닝하는 방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 중합체 발포체의 제1층이 약 500 내지 1500%의 연신율을 가지도록 상기 제1 경화성 중합체 재료를 선택하는 단계 및 상기 강성의 제2층이 약 1 내지 25%의 연신율을 가지도록 제2 경화성 열경화 중합체 재료를 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프를 라이닝하는 방법.
  20. 제16항에 있어서, 상기 제1 경화성 중합체 재료가 약 2-300 초 내에 겔화되기 시작하여 약 60-600 초 내에 무점착성을 가지도록 상기 제1 경화성 중합체 재료를 선택하는 단계 및 상기 제2 경화성 열경화 중합체 재료가 약 3-300초의 스냅 경화 속도 및 1-24 시간의 완전 경화 속도를 가지도록 상기 제2 경화성 열경화 중합체 재료를 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프를 라이닝하는 방법.
  21. 제16항에 있어서, 상기 제1 경화성 중합체 재료가 소수성/내습성 중합체 재료로 형성되도록 상기 제1 경화성 중합체 재료를 선택하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 경화성 중합체 재료는 경화되기 이전에 습기 또는 유체를 흡수하거나 반응하지 않고 경화된 후에 액체 불침투성을 가지는 것을 특징으로 하는 파이프를 라이닝하는 방법.
  22. 제16항에 있어서, 상기 제2층을 도포하기 전에 중간 보강층을 상기 제1층 상에 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프를 라이닝하는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 중간 보강층은 필라멘트를 포함하고, 상기 중간 보강층을 도포하는 단계는 상기 제1층이 완전히 경화되기 전에 필라멘트를 상기 제1층 상으로 나선상으로 감는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프를 라이닝하는 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 중간 보강층을 도포하는 단계는 상기 필라멘트들이 상기 제1층의 표면에 부착되고 상기 제2층이 도포될 때 상기 필라멘트의 대부분이 상기 제2층 내에 매립되도록 상기 제1층을 부분적으로 충분히 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프를 라이닝하는 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 중간 보강층은 UV- 경화성을 가지고 수지 함침되며 나선형으로 감긴 필라멘트를 포함하고, 상기 필라멘트를 상기 제1층에 도포할 때 상기 필라멘트를 경화시키기 위해 상기 필라멘트를 UV 복사에 노출시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프를 라이닝하는 방법.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3101753A1 (en) * 2019-12-06 2021-06-06 Ian Lancaster Method of reinforcing pipe and reinforced pipe
CA3098058C (en) 2020-11-04 2023-09-05 John Munro Concrete sanitary sewer pipes and manholes featuring a protective plastic liner
US20230048709A1 (en) * 2021-08-10 2023-02-16 Joon Bu Park Negative poisson`s ratio materials for medical applications
US20240151335A1 (en) * 2022-11-04 2024-05-09 Joon Bu Park Plumbing connectors with negative poisson`s ratio material coating

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4439469A (en) * 1981-03-05 1984-03-27 Insituform International N.V. Formation of a lining in pipelines
ZA833486B (en) * 1982-05-14 1984-06-27 Ram Services Ltd Pipe linings
US4640313A (en) 1983-12-19 1987-02-03 Stanley Robert K Interlining of pipelines for transporting sewage, water, slurries, liquid and gaseous hydrocarbons, and the like
US5499659A (en) * 1990-07-03 1996-03-19 Naf; Werner Process for the sealing and internal repair of systems of laid conduits
GB9127140D0 (en) * 1991-12-20 1992-02-19 Insituform Group Ltd Improvements in or relating to the lining of passageways
US5389692A (en) 1992-10-26 1995-02-14 Bertram; Richard L. Structural strength coating and material
US5791378A (en) 1993-08-25 1998-08-11 Stephens; Patrick J. Method for grouting pipe liners
DE69433479T2 (de) * 1993-09-24 2004-09-16 CCI Spectrum, Inc., Jacksonville Verfahren zum sanieren von abwassersystemen
US5409567A (en) * 1994-04-28 1995-04-25 Motorola, Inc. Method of etching copper layers
US5653555A (en) * 1995-05-19 1997-08-05 Inliner, U.S.A. Multiple resin system for rehabilitating pipe
US6167912B1 (en) 1997-11-25 2001-01-02 Patrick J. Stephens Method and composition for grouting water-flooded conduits
US6514346B1 (en) * 1998-03-25 2003-02-04 Neuco, Inc. Method and apparatus for inserting and propelling a coating device into and through live gas pipeline
US6138718A (en) * 1998-10-30 2000-10-31 Link-Pipe (H. K.), Ltd. Apparatus and method for repairing pressure pipes
US6706384B1 (en) 2000-03-22 2004-03-16 James M. Hume Liner for waste water system rehabilitation
US7279196B2 (en) * 2000-03-22 2007-10-09 Hume James M Liner for waste water system rehabilitation
US6632475B1 (en) * 2000-10-06 2003-10-14 Nicola Bleggi Method of lining underground pipes and apparatus for performing the method
WO2003014613A1 (en) * 2001-08-07 2003-02-20 Novaliner Technologies Inc. A device and a method for rehabilitating conduits
US6688337B2 (en) 2001-12-19 2004-02-10 Robert M. Ward Apparatus and method for the robotic repairing of an underground pipe junction with a flexible patch mechanism
US7858149B2 (en) * 2002-08-28 2010-12-28 Pipe Restoration Technologies, Llc Methods and systems for coating and sealing inside piping systems
FR2869971B1 (fr) 2004-05-05 2006-07-28 Freyssinet Internat Stup Soc P Procede de renforcement d'un tuyau cylindrique enterre
US7348047B2 (en) 2004-10-29 2008-03-25 Mary Ellen Snell Multi-layered structural corrosion resistant composite liner
US7563496B2 (en) 2005-05-18 2009-07-21 Watson William R Composite pipe
US7601390B1 (en) * 2005-12-01 2009-10-13 Sewerkote LLC Protective system for concrete sewer applications
US8668974B2 (en) * 2008-08-13 2014-03-11 Jason Elliott Purdy System and method for primarily erecting curvilinear buildings using a plurality of interconnected structural tubes/sandwich panels
US7591901B1 (en) * 2009-06-02 2009-09-22 Kent Weisenberg Method and apparatus of lining pipes with environmentally compatible impervious membrane
US8298613B2 (en) * 2009-10-22 2012-10-30 Quest Inspar LLC Method of spray lining a pipe with an environmentally compatible impervious membrane
RU2527099C2 (ru) * 2010-05-12 2014-08-27 3М Инновейтив Пропертиз Компани Способ укрепления структур с неровной поверхностью из камня и бетона
CN102971134B (zh) * 2010-05-13 2017-12-15 结构集团有限公司 用可内部螺旋缠绕的抗拉加强件对管道进行维修和加固的系统和方法
US8636036B2 (en) 2010-12-07 2014-01-28 Lmk Technologies, Llc Apparatus and method for sealing pipes
US10683424B2 (en) * 2013-02-05 2020-06-16 Evonik Operations Gmbh Low gloss, high solids polyurea coatings
US20150132562A1 (en) * 2013-11-11 2015-05-14 Peter Paul Roosen Composite coating composition and method of application
DE102014107672A1 (de) 2014-05-30 2015-12-03 Trelleborg Pipe Seals Duisburg Gmbh Auskleidungselement zur Sanierung einer Rohrleitung
WO2017177170A1 (en) * 2016-04-07 2017-10-12 Kent Weisenberg Laminate surface covering suited for marine environments

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