KR20220089287A - 포스트텐션 덕트 내 강연선 부식 측정 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포스트텐션 덕트 내부를 이동하는 몸체부, 상기 몸체부의 하부에 연결되며, 구리선 다발로 마련되어 상기 덕트 내부의 강연선과 접촉하는 한 쌍의 탐침부, 상기 탐침부의 일 영역을 감싸는 보호부재를 포함하며, 한 쌍의 상기 탐침부는 상기 강연선의 길이방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 포스트텐션 덕트 내 강연선 부식 측정 시스템을 제공한다.

Description

포스트텐션 덕트 내 강연선 부식 측정 시스템{Corrosion detecting system in post-tensioning duct}

실시예는 포스트텐션 덕트 내 강연선 부식 측정 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 포스트텐션 덕트 내 강연선 다발의 일부분이 부식 되었을 때 탐침이 이동하며 직접 접촉하여 부식 여부를 판단할 수 있는 포스트텐션 덕트 내 강연선 부식 측정 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 원자력 발전소 내 격납 구조물은 인체에 유해한 방사선 또는 방사능의 외부 유출을 막기 위한 돔 형태의 구조물로, 구조물의 외벽을 구성하는 콘크리트 내부에 덕트라 불리는 강관이 포함된 포스트텐션 공법을 사용하여 구조물의 강도를 높인다.

덕트 내부에는 텐던이라 불리는 강연선을 삽입하여 인장시킨 후, 수분에 의한 텐던의 부식을 방지하기 위해 덕트 내에는 그리스가 충진되어 있는 구조를 구비하고 있다.

이러한 공법은 덕트 연결부 취약, 밀폐 성능 부족, 시공 중 충격에 의한 변형, 그리스의 재료 분리와 같은 원인에 따라 덕트 내부 그리스의 누유가 발생할 수 있으며, 이로 인해 덕트 내부에 공극이 발생한다.

이때, 콘크리 표면 누유 및 덕트 내 공극이 발생하면, 외부로부터 물, 염화물 등이 유입되어 강연선이 부식 또는 파단될 수 있으므로, 표면 누유를 관측하게 되면 가능한 수준에서 텐던의 긴장력을 풀고 그리스 제거 및 텐던을 적출하여 텐던의 부식상태를 육안으로 검사한다. 하지만 이러한 검사 방법은 덕트 내 공극의 위치를 특정하는 것이 불가능하며, 검사 시간 및 비용이 증가한다.

또한, 부식을 검측함에 있어서, 덕트 내 그리스 제거 및 텐던을 적출해내는 시공 기간이 오래 걸리는 바, 원전 운영률의 저하가 발생한다. 실제 한빛 원자력 발전소 3,4호기 격납 건물 내에서 다수의 공극과 그리스 누유가 발견되어 1년 넘게 정비가 진행되고 있다.

국내에서 강연선 부식과 이의 검사에 대한 이슈는 2016년 정릉천 고가교의 텐턴 부식 파단으로 인해 처음 야기 되었다. 부식이 의심되는 곳에 천공을 하고 내시경으로 육안 계측하는 방법이 시도되고 있으나, 원자로가 있는 격납 구조물에 대해 적용하는데 한계가 있고 시간과 비용이 많이 소모되는 문제가 있다.

한편, 콘크리트 내부 철근의 분극 저항 측정방법과 같이 측정 위치에 철근을 노출시켜 철근과 기준 전극 사이의 전위를 측정하는 방법이 있으나, 이 방식은 불활성 전극을 이용하여 콘크리트 표면을 측정하는 방법으로 불활성 전극이 필요하고, 콘크리트 표면을 기준으로 전위를 측정하며, 콘크리트 표면의 건조 상태에 따라 조건이 달라지므로 덕트 내의 강연선의 경우 적용하기 어렵다.

대한민국 등록특허 제10-0966457호에는 자체적인 부식방지 기능을 갖는 강연선을 사용하고, 충진된 그리스를 제거하여 내시경 카메라로 부식을 감지하는 방식의 측정시스템이 존재하나, 현재 대부분의 원전 격납 구조물에서 그리스가 충진된 덕트를 시용하므로 이를 실현하기에는 경제성이 부족하다는 문제점이 있다.

실시예는 콘크리트 외부에서 강재의 부식을 탐지하는 방식이 아닌, 텐던 내에서 전진하며 덕트의 부식 측정이 가능한 탐침을 이용하여 덕트 내부의 부식을 측정하는 것을 목적으로 한다.

또한, 덕트 내부에서 탐침이 이동하여도 지속적으로 강연선과 닿으며 텐던의 부식을 전위차를 통해 측정하는 것을 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예는, 포스트텐션 덕트 내부를 이동하는 몸체부; 상기 몸체부의 하부에 연결되며, 구리선 다발로 마련되어 상기 덕트 내부의 강연선과 접촉하는 한 쌍의 탐침부; 상기 탐침부의 일 영역을 감싸는 보호부재;를 포함하며, 한 쌍의 상기 탐침부는 상기 강연선의 길이방향으로 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 몸체부에 연결되는 복수의 지지부;를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 지지부는 상기 덕트의 표면 방향으로 복원력을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 보호부재는 상기 몸체부의 진행방향으로 유선형의 단면을 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 탐침부는 상기 몸체부의 이동방향으로 복원력을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 탐침부가 직접 관 내부를 탐상할 수 있게 하여 콘크리트 벽을 천공하지 않고도 검측이 가능하도록 한다.

또한, 텐턴 덕트 내 강연서의 부식에 대한 정확한 판정을 통한 기존 검측방법의 불확실성을 배체하며, 적기에 원인 판정 및 해결을 통해 검측 시간 및 비용 절감과 원전 윤영률 저하를 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 포스트텐션 덕트 내 강연선 부식 측정 시스템을 나타내는 도면이고,
도 2는 도 1의 구성요소인 보호부재의 구조를 나타내는 도면이고,
도 3은 도 1의 구성요소인 탐침부의 실시예를 나타내는 도면이고,
도 4는 도 3의 실시예의 확대도이고,
도 5는 도 1의 지지부의 구성을 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 도 1의 지지부의 실시예를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.

이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’ 되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1 내지 도 6은, 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 포스트텐션 덕트 내 강연선 부식 측정 시스템을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 구성요소인 보호부재의 구조를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 1의 구성요소인 탐침부의 실시예를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3의 실시예의 확대도이고, 도 5는 도 1의 지지부의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 1의 지지부의 실시예를 나타내는 도면이다.

본 발명의 실시예는 덕트(10) 내 강연선(30)의 부식을 측정하기 위해 강연선(30)에 닿는 두 탐침부(200) 사이의 전위차를 측정하는 시스템에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 실시예는 전진을 해도 지속적으로 강연선(30)과 직접 닿을 수 있도록 하는 형태의 탐침을 사용하여 프리스트레스력을 도입하기 위해 한 쪽으로 쏠려있는 강연선(30) 다발에 직접 접촉하여 검측하는 것을 특징으로 한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 포스트텐션 덕트(10) 내 강연선(30) 부식 측정 시스템은 몸체부(100), 탐침부(200), 보호부재(300) 및 지지부(400)를 포함할 수 있다.

몸체부(100)는 강연선(30)이 배치되는 포스트텐션 덕트(10) 내부를 이동하며, 탐침부(200)와 지지부(400)가 연결될 수 있다. 몸체부(100)의 형상은 제한이 없으며, 기판이나 전력을 공급하기위한 구성부품 등이 배치되기 위한 내부공간이 형성될 수 있다.

몸체부(100)는 직접 덕트(10) 내부를 이동할 수 있는 이동체 구성이 될 수도 있으며, 이동체가 연결되는 구조를 구비할 수 있다.

탐침부(200)는 몸체부(100) 하부에 연결되며, 구리선 다발로 마련되어 덕트(10) 내부의 강연선(30)과 접촉하도록 한 쌍으로 마련될 수 있다

탐침부(200)는 강연선(30)과 직접 접촉하는 구조를 구비하며, 두지점의 전위차를 측정하여 부식여부를 검측할 수 있다. 또한, 탐침부(200)는 강연선(30)을 접촉시 검측 가능 면적을 증대하기 위해 구리선을 이용하여 강연선(30)의 길이방향으로 이격되는 구리선 다발의 한 쌍의 탐침부(200)로 마련될 수 있다.

보호부재(300)는 탐침부(200)의 일영역을 감싸도록 마련되어 몸체부(100)가 덕트(10) 내부의 이동과정에서 구리선을 보호할 수 있다.

일실시예로, 보호부재(300)는 구리선 다발로 형성되는 탐침부(200)를 감싸서 보호하는 형태로 마련될 수 있으며, 이를 통해 탐침부(200)가 벌어지거나 위치에서 이탈하는 문제를 해결할 수 있다.

또한, 보호부재(300)는 몸체부(100)의 진행방향으로 유선형의 단면을 구비할 수 있다. 덕트(10) 내부를 이동시 덕트(10) 내부에는 그리스가 주유되어 있다. 그리스는 상온에서 반고체의 상태로 있는 바, 저항이 발생하게 되며, 보호부재(300)의 이동시 마찰 및 저항을 최소화하기 위해 유선형의 진행방향으로 유선형의 단면이 배치되도록 위치할 수 있다.

또한, 탐침부(200)는 몸체부(100)의 이동방향으로 복원력을 가질 수 있다.

탐침부(200)는 이동과정에서 몸체부(100)와 지속적으로 접촉이 되어야 한다. 그러나, 구리선 다발로 구성되는 탐침부(200)는 복원력이 약한 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 탐침부(200)는 몸체부(100)의 이동방향으로 복원력을 가지는 탄성체와 연결되는 구조를 구비할 수 있다.

도 3을 참조하면, 도 3의 (a)는 판스프링에 구리선 다발이 감겨지는 형태의 탐침부(200)의 구성을 나타내며, 판스프링이 구리선 다발에 부족한 복원력을 부여하며, 이를 통해 지속적으로 강연선(30)과 접촉하는 구조를 마련할 수 있다.

도 3의 (b)는 보호부재(300) 연결되는 구리선 다발이 강연선(30)과 닿을 수 있도록 여러개의 구리선이 빗자루 솔과 같이 연결되는 구조를 나타내며, 이 경우 도 4에 나타나는 것과 같이 탄성체를 이용하여 구리선에 복원력을 부여할 수 있다.

도 3의 (c)는 보호부재(300)에 연결되는 가로방향의 축에 여러개의 원반 형태의 구리선 다발이 대칭성을 가지며 배치되는 구조를 구비할 수 있다. 이 경우, 원반 형태의 구리선 다발은 지속적으로 강연선(30)과 접촉이 가능하며, 일정간격으로 이격배치되는 구조를 구비하여 폭방향으로 강연선(30)과 접촉하는 면적을 증대할 수 있다.

일실시예로, 도 4에 나타나는 것과 같이 구리선은 탄성체의 내부에 배치되는 형태로 마련되어, 구리선에 부족한 복원력을 부가하는 구조를 구비할 수 있다.

지지부(400)는 복수로 마련되어 몸체부(100)의 위치를 지지할 수 있다.

지지부(400)는 몸체부(100)가 이동시 덕트(10) 단면 내에 일정한 위치를 유지하는 것을 목적으로 하며, 복수로 마련되어 몸체부(100)의 위치를 지지할 수 있다. 지지부(400)는 덕트(10)의 표면 방향으로 복원력을 가질 수 있다. 이를 통해 몸체부(100)가 이동시 흔들리거나 몸체부(100)에 연결된 탐침부(200)가 강연선(30)과 접촉을 통해 흔들리더라도 지지부(400)의 복원력을 통해 원래의 위치로 돌아갈 수 있다.

지지부(400)의 일측은 몸체부(100)에 연결되며, 타측은 덕트(10) 내부의 구성과 접촉하도록 배치될 수 있다. 지지부(400)의 배치위치는 제한이 없으나, 적어도 2개 이상으로 구비되어 덕트(10) 내면과 접촉하거나, 강연선(30)의 표면과 접촉하도록 배치되는 것이 바람직하다.

일실시예로, 도 6을 참조하면, 지지부(400)는 지지관(410), 지지관(410) 내부에서 이동가능하도록 배치되는 지지축(420), 지지축(420)의 일측에 연결되는 바퀴(430), 지지관(410) 내부에서 돌출되는 걸림부(440), 지지축(420)의 타측에 형성되어 걸림부(440)에 걸려 지지축(420)의 이탈을 방지하는 지지돌기(450), 지지축(420)의 일영역에서 지지관(410)의 내측으로 돌출되는 돌출부(421), 덕트(10) 표면방향으로 복원력을 가지도록 걸림부(440)와 돌출부(421)에 의해 지지되는 내부 스프링(460)을 포함할 수 있다.

지지부(400)는 지지관(410) 내부에 배치되는 내부 스프링(460)을 통해 덕트(10)의 표면 방향으로 복원력을 가지며, 몸체부(100)가 이동시 흔들림이 발생하더라도 위치가 회복될 수 있다.

또한, 복수로 마련되는 지지부(400)의 내부 스프링(460)의 스프링 계수는 동일하도록 하여 어느 한 방향으로 돌아가거나 어느 일측으로 쏠리는 문제를 방지할 수 있다.

이상으로 본 발명의 실시 예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 덕트
30 : 강연선
100 : 몸체부
200 : 탐침부
300 : 보호부재
400 : 지지부
410 : 지지관
420 : 지지축
421 : 돌출부
430 : 바퀴
440 : 걸림부
450 : 지지돌기
460 : 내부 스프링

Claims (5)

1. 포스트텐션 덕트 내부를 이동하는 몸체부;
   상기 몸체부의 하부에 연결되며, 구리선 다발로 마련되어 상기 덕트 내부의 강연선과 접촉하는 한 쌍의 탐침부;
   상기 탐침부의 일 영역을 감싸는 보호부재;
   를 포함하며,
   한 쌍의 상기 탐침부는 상기 강연선의 길이방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 포스트텐션 덕트 내 강연선 부식 측정 시스템.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 몸체부에 연결되는 복수의 지지부;
   를 더 포함하는 포스트텐션 덕트 내 강연선 부식 측정 시스템.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 지지부는 상기 덕트의 표면 방향으로 복원력을 가지는 것을 특징으로 하는 포스트텐션 덕트 내 강연선 부식 측정 시스템.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 보호부재는 상기 몸체부의 진행방향으로 유선형의 단면을 구비하는 것을 특징으로 하는 포스트텐션 덕트 내 강연선 부식 측정 시스템.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 탐침부는 상기 몸체부의 이동방향으로 복원력을 가지는 것을 특징으로 하는 포스트텐션 덕트 내 강연선 부식 측정 시스템.
   

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