KR20220095141A - Cryogenic Tank Insulation structure including mesh-type reinforce material - Google Patents

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KR20220095141A
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mesh
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황종필
최형석
최병철
김호준
송유정
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(주)대협테크
최병철
최형석
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Abstract

Disclosed is an insulation structure that is formed on the outer surface of a tank body that accommodates liquefied gas therein, and includes a first polyurethane foam layer, a second polyurethane foam layer, and a mesh-type reinforcing material positioned between the first polyurethane foam layer and the second polyurethane foam layer, wherein the diameter of one grid of the mesh is 1 mm to 100 mm. The insulation structure provided in one embodiment of the present invention has an effect of effectively blocking both spread of cracks due to stress inside the tank and cracks caused by external force outside the tank while maintaining excellent insulation performance.

Description

메쉬 형태의 보강재를 포함하는 극저온 탱크 단열구조{Cryogenic Tank Insulation structure including mesh-type reinforce material}Cryogenic Tank Insulation structure including mesh-type reinforce material

본 발명은 메쉬 형태의 보강재를 포함하는 단열구조에 관한 것이다.The present invention relates to a heat insulating structure including a mesh-type reinforcing material.

액화천연가스(LNG, Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(LPG, Liquefied Petroleum Gas) 등의 극저온 액화가스는 탱크, 선박, 파이프 등의 격납 시스템(containment system)에 의해 저장 및 운반된다. 이러한 격납 시스템은 선박, 바지선, 부유식 플랫폼 등에 설치될 수 있다.Cryogenic liquefied gas such as liquefied natural gas (LNG) and liquefied petroleum gas (LPG) is stored and transported by a containment system such as tanks, ships, and pipes. Such containment systems may be installed on ships, barges, floating platforms, and the like.

격납 시스템은 크게 독립형(independent type)과 멤브레인형(membrane type)으로 구분된다. 독립형은 알루미늄, 스테인리스 강, 강 합금 등으로 제작되는 탱크와, 탱크의 외면에 설치되는 단열 패널들로 구성된다. 멤브레인형은 별도의 탱크를 제작하지 않고 선박의 선체에 단열 패널들과 단단한 금속 멤브레인을 직접 시공하는 것이다. 독립형과 멤브레인형 모두에서 단열 패널들은 탱크 또는 선체의 단열 및 보호를 위해 광범위하게 사용된다. 이와 관련하여 대한민국 등록특허 제10-166608호에는 독립형 저장탱크의 단열구조체가 개시된 바 있다.The containment system is largely divided into an independent type and a membrane type. The stand-alone type consists of a tank made of aluminum, stainless steel, steel alloy, etc., and insulating panels installed on the outer surface of the tank. The membranous type is to directly install insulation panels and a rigid metal membrane on the hull of a ship without manufacturing a separate tank. Insulation panels, both free-standing and membranous, are widely used for insulation and protection of tanks or hulls. In this regard, Korean Patent Registration No. 10-166608 discloses a heat insulating structure for an independent storage tank.

이러한 탱크의 단열구조에서는 LNG나 LEG 등의 저장을 시작해 탱크 내부 온도가 매우 저온이 되면 탱크 강판이 크게 수축하고 팽창 계수의 차이에서 폴리우레탄층으로 응력이 가해져, 양자의 경계면에 박리가 발생하거나 폴리우레탄층에 균열을 일으키거나 해 단열 효과가 저하되기 쉽다고 하는 문제가 있었다. 특히 LNG나 LEG 등의 저장 운반선에 탑재되는 대형 탱크에 있어서는 10 m 당 약 1 cm 등이라고 하는 탱크재의 수축이 발생하기 때문에, 큰 문제가 되고 있었다.In the thermal insulation structure of such a tank, starting storage of LNG or LEG, etc., when the temperature inside the tank becomes very low, the tank steel plate shrinks significantly and stress is applied to the polyurethane layer from the difference in expansion coefficient, causing peeling or poly There was a problem in that the urethane layer was prone to cracks and the heat insulation effect was easily lowered. In particular, in a large tank mounted on a storage carrier such as LNG or LEG, shrinkage of the tank material of about 1 cm per 10 m or the like occurs, which has become a big problem.

또한, 이러한 탱크가 설치된 선박은 극지방에서 적도까지 운항을 하므로, 외부 온도 변화가 크며, 특히 LNG 탱크의 경우 선박 외부에 설치되는 탱크도 많기에 외부 환경 및 충격에 의한 영향도 고려하여야 한다.In addition, since a vessel equipped with such a tank operates from the poles to the equator, the external temperature change is large. In particular, in the case of an LNG tank, the influence of the external environment and impact should be considered because there are many tanks installed outside the vessel.

이러한 문제를 해결하기 위해 많은 제안이 이루어졌는데, 탱크재와 단열구조의 수축도의 차이를 흡수하지 못하며, 또한 박리가 발생하기 쉬워, 시공의 용이함이나 공정의 단순화는 도모할 수 있지만, 박리나 균열에 의한 단열 효과의 저하 방지에 대해서는 효과를 얻기 어려웠다.Many proposals have been made to solve this problem, but it does not absorb the difference in shrinkage between the tank material and the insulating structure, and peeling is easy to occur. It was difficult to obtain an effect about the prevention of deterioration of the thermal insulation effect by this.

따라서, 이러한 종래의 문제점을 감안해 LNG, LEG 등과 같은 극저온에서의 저장, 운반을 하기 위한 금속제 탱크에 있어서, 수축에 의한 결함이 발생하지 않거나 결함의 확산을 최소화할 수 있고, 외부 환경 및 충격으로부터의 영향 또한 최소화할 수 있는 액화가스 저장용 탱크에 사용될 수 있는 새로운 단열구조에 대한 연구가 필요하게 되었다.Therefore, in consideration of these conventional problems, in a metal tank for storage and transport at cryogenic temperatures such as LNG, LEG, etc., defects due to shrinkage do not occur or the spread of defects can be minimized, and It is necessary to study a new insulation structure that can be used in a tank for storing liquefied gas that can also minimize the impact.

본 발명의 일 측면에서의 목적은 내부에 액화가스를 수용하는 탱크 몸체의 외부 표면에 형성되는 단열구조를 제공하는 데 있다.It is an object of one aspect of the present invention to provide a heat insulating structure formed on the outer surface of the tank body for accommodating the liquefied gas therein.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에서In order to achieve the above object, in one aspect of the present invention

내부에 액화가스를 수용하는 탱크 몸체의 외부 표면에 형성되는 단열구조로,It is an insulating structure formed on the outer surface of the tank body for accommodating liquefied gas therein,

상기 단열구조는 제1 폴리우레탄폼 층, 제2 폴리우레탄폼 층 및 상기 제1 폴리우레탄폼 층 및 제2 폴리우레탄폼 층 사이에 위치하는 메쉬 형태의 보강재를 포함하고,The heat insulating structure includes a first polyurethane foam layer, a second polyurethane foam layer, and a mesh-shaped reinforcement positioned between the first polyurethane foam layer and the second polyurethane foam layer,

상기 메쉬의 격자 하나의 직경은 1 mm 내지 100 mm인 것을 특징으로 하는 단열구조가 제공된다.A diameter of one grid of the mesh is provided with an insulating structure, characterized in that 1 mm to 100 mm.

본 발명의 일 실시예에서 제공되는 단열구조는 단열 성능을 우수하게 유지하면서도 탱크 내부의 응력에 따른 균열 및 탱크 외부의 외력에 따른 균열의 확산을 모두 효과적으로 차단할 수 있다는 효과가 있다.The heat insulating structure provided in an embodiment of the present invention has the effect of effectively blocking both the cracks caused by the stress inside the tank and the spread of the cracks caused by the external force outside the tank while maintaining excellent heat insulation performance.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열구조를 모식적으로 나타낸 것이고,
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 단열구조를 모식적으로 나타낸 것이고,
도 3은 본 발명의 일 비교예에 따른 단열구조에 대한 균열의 확산 거동을 보여주는 이미지이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단열구조에 대한 균열의 확산 거동을 보여주는 이미지이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단열구조에 대한 휨 특성 평가 사진이고,
도 6은 본 발명의 일 비교예에 따른 단열구조에 대한 휨 특성 평가 사진이고,
도 7은 본 발명의 다른 일 비교예에 따른 단열구조에 대한 휨 특성 평가 사진이다.1 schematically shows a thermal insulation structure according to an embodiment of the present invention,
2 schematically shows an insulating structure according to another embodiment of the present invention,
3 is an image showing the diffusion behavior of cracks in an insulating structure according to a comparative example of the present invention;
4 is an image showing the diffusion behavior of cracks in an insulating structure according to an embodiment of the present invention;
5 is a photograph showing the evaluation of bending characteristics of an insulating structure according to an embodiment of the present invention;
6 is a photograph showing the evaluation of bending characteristics of an insulating structure according to a comparative example of the present invention;
7 is a photograph showing the evaluation of bending characteristics of an insulating structure according to another comparative example of the present invention.

다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

본 발명의 일 측면에서In one aspect of the invention

내부에 액화가스를 수용하는 탱크 몸체의 외부 표면에 형성되는 단열구조로,It is an insulating structure formed on the outer surface of the tank body for accommodating liquefied gas therein,

상기 단열구조는 제1 폴리우레탄폼 층, 제2 폴리우레탄폼 층 및 상기 제1 폴리우레탄폼 층 및 제2 폴리우레탄폼 층 사이에 위치하는 메쉬 형태의 보강재를 포함하고,The heat insulating structure includes a first polyurethane foam layer, a second polyurethane foam layer, and a mesh-shaped reinforcement positioned between the first polyurethane foam layer and the second polyurethane foam layer,

상기 메쉬의 격자 하나의 직경은 1 mm 내지 100 mm인 것을 특징으로 하는 단열구조가 제공된다.A diameter of one grid of the mesh is provided with an insulating structure, characterized in that 1 mm to 100 mm.

이하, 본 발명의 일 측면에서 제공되는 단열구조를 각 구성별로 상세히 설명한다.Hereinafter, the heat insulation structure provided in one aspect of the present invention will be described in detail for each configuration.

먼저, 본 발명의 일 측면에서 제공되는 단열구조는 내부에 액화가스를 수용하는 탱크 몸체의 외부 표면에 형성되는 단열구조로서, 구체적으로는 LNG 연료 탱크의 외부 표면에 형성되는 단열구조이다.First, the thermal insulation structure provided in one aspect of the present invention is a thermal insulation structure formed on the outer surface of a tank body for accommodating liquefied gas therein, and specifically, a thermal insulation structure formed on the outer surface of an LNG fuel tank.

상기 단열구조는 제1 폴리우레탄폼 층 및 제2 폴리우레탄폼 층을 포함 하며, 구체적으로는 탱크 몸체상에 상기 제1 폴리우레탄폼 층이 배치되고 상기 제1 폴리우레탄폼 층 상에 제2 폴리우레탄폼 층이 배치된다.The heat insulating structure includes a first polyurethane foam layer and a second polyurethane foam layer, specifically, the first polyurethane foam layer is disposed on the tank body, and the second polyurethane foam layer is disposed on the first polyurethane foam layer. A layer of urethane foam is disposed.

일 실시예에서 상기 단열구조는 상기 제2 폴리우레탄폼 층 상에 배치되는 제3 폴리우레탄폼 층을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the insulating structure may further include a third polyurethane foam layer disposed on the second polyurethane foam layer.

상기 제1 폴리우레탄폼 층, 제2 폴리우레탄폼 층, 제3 폴리우레탄폼 층의 밀도는 10 kg/m3 내지 100 kg/m3일 수 있으며, 바람직하게는 20 kg/m3 내지 80 kg/m3, 더 바람직하게는 20 kg/m3 내지 60 kg/m3일 수 있다.The density of the first polyurethane foam layer, the second polyurethane foam layer, and the third polyurethane foam layer may be 10 kg/m 3 to 100 kg/m 3 , preferably 20 kg/m 3 to 80 kg /m 3 , more preferably 20 kg/m 3 to 60 kg/m 3 .

상기 폴리우레탄폼 층의 밀도가 10 kg/m3 미만인 경우, 강도 발현이 되지 않아 형태 유지가 되지 않거나 인장력이 낮아져 크랙 저항성이 없어 약간의 응력에도 폴리우레탄폼이 훼손되거나 갈라짐이 발생하는 문제점이 발생할 수 있으며, 100 kg/m3를 초과하는 경우, 취성이 강하여 외력을 흡수하지 못하고 파단이 생기거나 열전도율이 높아져 단열 성능이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.When the density of the polyurethane foam layer is less than 10 kg/m 3 , the strength is not expressed, so the shape cannot be maintained, or the tensile force is lowered and there is no crack resistance. In case of exceeding 100 kg/m 3 , the brittleness is strong, so that it cannot absorb external force, and fracture occurs or thermal conductivity is increased, which may cause a problem in that thermal insulation performance is deteriorated.

상기 제1 폴리우레탄 층의 두께는 10mm 내지 100mm 일 수 있고, 바람직하게는 20mm 내지 80mm일 수 있으며, 보다 바람직하게는 30mm 내지 70mm 일 수 있고 보다 바람직하게는 40mm 내지 60mm일 수 있다.The thickness of the first polyurethane layer may be 10mm to 100mm, preferably 20mm to 80mm, more preferably 30mm to 70mm, and more preferably 40mm to 60mm.

상기 제1 폴리우레탄폼 층의 두께가 10 mm 미만일 경우 탱크 변형에 의해 메쉬나 폴리우레탄폼이 손상될 수 있으며, 100 mm를 초과하는 경우 크랙의 전파 길이가 길어져, 크랙이 크게 성장함으로써 물성 저하가 발생할 수 있다.If the thickness of the first polyurethane foam layer is less than 10 mm, the mesh or polyurethane foam may be damaged by tank deformation, and if it exceeds 100 mm, the propagation length of the crack becomes longer, and the crack grows large, thereby reducing the physical properties. can occur

상기 제2 폴리우레탄 층의 두께는 100 mm 내지 400 mm 일 수 있고, 바람직하게는 150 mm 내지 300 mm 일 수 있으며, 보다 바람직하게는 220mm 내지 280mm일 수 있다.The thickness of the second polyurethane layer may be 100 mm to 400 mm, preferably 150 mm to 300 mm, more preferably 220 mm to 280 mm.

상기 제2 폴리우레탄폼 층의 두께가 100 mm 미만인 경우, 폴리우레탄폼에 비하여 메쉬가 상대적으로 많이 포함됨으로 인해 단열성이 떨어질 수 있으며, 400 mm를 초과하는 경우 크랙의 전파 길이가 길어져, 크랙이 크게 성장함으로써 물성 저하가 발생할 수 있다.When the thickness of the second polyurethane foam layer is less than 100 mm, heat insulation may be deteriorated due to the relatively large amount of mesh as compared to polyurethane foam, and when it exceeds 400 mm, the propagation length of the crack is long, the crack is large Growth may cause deterioration of physical properties.

상기 제3 폴리우레탄 층의 두께는 10 mm 내지 100mm 일 수 있고, 바람직하게는 20mm 내지 80mm일 수 있으며, 보다 바람직하게는 30 mm 내지 70 mm 일 수 있고, 보다 바람직하게는 40mm 내지 60mm일 수 있다. The thickness of the third polyurethane layer may be 10 mm to 100 mm, preferably 20 mm to 80 mm, more preferably 30 mm to 70 mm, more preferably 40 mm to 60 mm .

상기 제3 폴리우레탄폼 층의 두께가 10 mm 미만일 경우 외부에서 오는 충격에 의한 크랙이 메쉬 안쪽까지 한 번에 생겨 크랙 저항을 하지 못할 수 있으며, 100 mm를 초과하는 경우 크랙의 전파 길이가 길어져, 크랙이 크게 성장함으로써 물성 저하가 발생할 수 있다.If the thickness of the third polyurethane foam layer is less than 10 mm, cracks due to impact from the outside may occur all the way to the inside of the mesh at once, and crack resistance may not be possible. As cracks grow large, deterioration of physical properties may occur.

상기 폴리우레탄폼 층은 스프레이 코팅을 통하여 형성되는 것일 수 있다.The polyurethane foam layer may be formed through spray coating.

다음으로, 본 발명의 일 측면에서 제공되는 단열구조는 보강재를 포함한다.Next, the insulating structure provided in one aspect of the present invention includes a reinforcing material.

일 측면에서 제공되는 단열구조는 상기 보강재를 통해 단열구조에 발생되는 균열의 확산을 효과적으로 억제할 수 있으며 특히, 스프레이 코팅으로 형성된 폴리우레탄폼의 밀도 및 열전도도 증가없이 균열의 확산을 효과적으로 억제할 수 있어 우수한 단열 성능 및 균열 확산 방지 효과를 나타낼 수 있다.The insulating structure provided in one aspect can effectively suppress the spread of cracks occurring in the insulating structure through the reinforcement, and in particular, it can effectively suppress the spread of cracks without increasing the density and thermal conductivity of the polyurethane foam formed by spray coating. Therefore, excellent thermal insulation performance and crack propagation prevention effect can be exhibited.

상기 보강재는 상기 제1 폴리우레탄폼 층 및 제2 폴리우레탄폼 층 사이에 위치한다.The reinforcing material is positioned between the first polyurethane foam layer and the second polyurethane foam layer.

상기 단열구조가 제3 폴리우레탄폼 층을 더 포함하는 경우, 상기 보강재는 상기 제1 폴리우레탄폼 층 및 제2 폴리우레탄폼 층 사이에 배치되거나 또는 상기 제1 폴리우레탄폼 층 및 제2 폴리우레탄폼 층 사이 및 상기 제2 폴리우레탄폼 층 및 제3 폴리우레탄폼 층 사이에 모두 위치할 수 있다.When the heat insulating structure further includes a third polyurethane foam layer, the reinforcing material is disposed between the first polyurethane foam layer and the second polyurethane foam layer, or the first polyurethane foam layer and the second polyurethane foam layer. It may be located both between the foam layers and between the second polyurethane foam layer and the third polyurethane foam layer.

상기 보강재는 메쉬 형태이다.The reinforcing material is in the form of a mesh.

상기 메쉬의 격자 하나의 직경은 1 mm 내지 100 mm일 수 있으며, 바람직하게는 2 mm 내지 90 mm일 수 있고, 더 바람직하게는 5 mm 내지 80 mm일 수 있다.The diameter of one grid of the mesh may be 1 mm to 100 mm, preferably 2 mm to 90 mm, and more preferably 5 mm to 80 mm.

상기 메쉬의 격자 하나의 직경은 바람직하게는 5mm 내지 40mm일 수 있고, 바람직하게는 5mm 내지 30mm일 수 있고, 5mm 내지 20mm일 수 있다.The diameter of one grid of the mesh may be preferably 5 mm to 40 mm, preferably 5 mm to 30 mm, and may be 5 mm to 20 mm.

이 때, 상기 격자의 직경은 상기 격자의 단면의 가장 긴 길이를 의미하는 것일 수 있다.In this case, the diameter of the grid may mean the longest length of the cross-section of the grid.

일 측면에서 제공되는 단열구조는 상기 격자 크기의 메쉬 형태 보강재를 포함함으로써, 밀도 및 열전도도 증가없이 균열의 확산을 효과적으로 제어할 수 있다.The thermal insulation structure provided in one aspect includes the mesh-shaped reinforcement having the grid size, thereby effectively controlling the spread of cracks without increasing density and thermal conductivity.

상기 메쉬의 격자 하나의 직경이 1 mm 미만인 경우, 폴리우레탄폼의 발포 성능을 저하시켜, 단열구조의 밀도가 증가하고 열전도도가 높아질 수 있다는 문제점이 발생할 수 있다.If the diameter of one grid of the mesh is less than 1 mm, the foaming performance of the polyurethane foam may be lowered, and there may be problems that the density of the insulating structure may increase and the thermal conductivity may be increased.

상기 메쉬의 격자 하나의 직경이 50 mm를 초과하는 경우, 상기 보강재가 균열의 확산을 효과적으로 제어할 수 없다는 문제점이 발생할 수 있다.When the diameter of one grid of the mesh exceeds 50 mm, a problem may occur that the reinforcement cannot effectively control the spread of cracks.

일 실시예에서 상기 메쉬의 격자는 사각형의 단면을 갖는 것일 수 있고, 상기 직경은 상기 사각형 단면의 가장 긴 길이인 대각선의 길이를 의미할 수 있다.In an embodiment, the grid of the mesh may have a rectangular cross-section, and the diameter may mean the length of a diagonal that is the longest length of the rectangular cross-section.

이 때, 상기 사각형의 단면의 한 변의 길이는 바람직하게는 1mm 내지 100mm일 수 있고, 5 mm 내지 50 mm일 수 있고, 5mm 내지 20mm일 수 있고, 5mm 내지 15mm일 수 있다. 상기 사각형의 단면은 정사각형의 형상일 수 있다.In this case, the length of one side of the cross-section of the rectangle may be preferably 1 mm to 100 mm, may be 5 mm to 50 mm, may be 5 mm to 20 mm, and may be 5 mm to 15 mm. The cross-section of the quadrangle may have a square shape.

상기 보강재는 상기 제1 폴리우레탄폼 상에 위치하되 상기 탱크 몸체의 외부 표면으로부터의 거리가 10 mm 내지 100 mm일 수 있으며, 바람직하게는 20 mm 내지 90 mm, 더 바람직하게는 30 mm 내지 80 mm일 수 있고, 40mm 내지 60mm일 수 있다.The reinforcing material is located on the first polyurethane foam, but the distance from the outer surface of the tank body may be 10 mm to 100 mm, preferably 20 mm to 90 mm, more preferably 30 mm to 80 mm may be, and may be 40 mm to 60 mm.

상기 보강재의 상기 탱크 몸체의 외부 표면으로부터의 거리가 10 mm 미만인 경우, 탱크 외부의 외력에 의해 발생하는 균열의 전파를 효과적으로 제어할 수 없다는 문제점이 발생할 수 있으며, 상기 상기 보강재의 상기 탱크 몸체의 외부 표면으로부터의 거리가 100 mm를 초과하는 경우, 탱크 내부의 저온에 의한 응력에 따른 균열의 전파를 효과적으로 제어할 수 없다는 문제점이 발생할 수 있다.If the distance of the reinforcement from the outer surface of the tank body is less than 10 mm, there may be a problem that the propagation of cracks generated by an external force outside the tank cannot be effectively controlled, and the outside of the tank body of the reinforcement material may occur. If the distance from the surface exceeds 100 mm, there may be a problem that the propagation of cracks cannot be effectively controlled due to the stress caused by the low temperature inside the tank.

또한, 상기 단열구조가 3 개 이상의 폴리우레탄폼 층을 포함하며, 이들의 경계에 2 이상의 보강재가 포함되는 경우, 하나의 보강재의 상기 탱크 몸체의 외부 표면으로부터의 거리는 상술한 범위 내에 속할 수 있으며, 나머지 보강재의 상기 탱크 몸체의 외부 표면으로부터의 거리는 상술한 범위보다 더 클 수 있다. 일례로, 단열구조가 3개의 폴리우레탄폼 층 및 2개 이상의 보강재를 포함하는 경우, 제1 보강재는 상기 탱크 몸체의 외부 표면으로부터의 거리가 10 mm 내지 100 mm인 위치에 배치될 수 있고, 제2 보강재는 상기 제1 보강재로부터의 거리가 200mm 내지 300mm인 위치에 배치될 수 있다.In addition, when the insulating structure includes three or more polyurethane foam layers, and two or more reinforcement materials are included in their boundary, the distance of one reinforcement material from the outer surface of the tank body may fall within the above-described range, The distance of the remaining stiffeners from the outer surface of the tank body may be greater than the aforementioned range. As an example, when the insulating structure includes three polyurethane foam layers and two or more reinforcing materials, the first reinforcing material may be disposed at a position where the distance from the outer surface of the tank body is 10 mm to 100 mm, The second reinforcing member may be disposed at a position in which a distance from the first reinforcing member is 200 mm to 300 mm.

상기 보강재의 인장력은 500 N 내지 2000 N일 수 있다.The tensile force of the reinforcing material may be 500 N to 2000 N.

상기 보강재의 인장력이 500 N 미만인 경우, 폴리우레탄폼의 발포력에 의해 상기 보강재가 손상되어 상기 보강재에 의한 균열 억제 효과가 미비할 수 있으며, 상기 보강재의 인장력이 2000 N를 초과하는 경우 폴리우레탄폼의 발포를 방해하여 단열구조의 밀도 및 열전도도가 증가하는 문제가 발생될 수 있다.When the tensile force of the reinforcing material is less than 500 N, the reinforcing material is damaged by the foaming force of the polyurethane foam, and the crack suppression effect by the reinforcing material may be insufficient, and when the tensile force of the reinforcing material exceeds 2000 N, polyurethane foam The problem of increasing the density and thermal conductivity of the insulating structure may occur by preventing the foaming of the heat insulating structure.

이 때 보강재의 인장력은 상기 보강재를 50 mm × 200 mm 크기로 자른 뒤 50 mm 부분을 양 끝으로 잡고 한쪽으로 힘을 주었을 때 파단이 되는 점의 힘을 측정한 것일 수 있다.At this time, the tensile force of the reinforcing material may be a measurement of the force at the point of fracture when the reinforcing material is cut to a size of 50 mm × 200 mm and a 50 mm portion is held at both ends and a force is applied to one side.

상기 보강재의 두께는 0.5 mm 내지 3 mm일 수 있다.The thickness of the reinforcement may be 0.5 mm to 3 mm.

상기 보강재의 두께가 0.5 mm 미만인 경우, 균열의 확산을 효과적으로 제어할 수 없다는 문제점이 발생할 수 있으며, 상기 보강재의 두께가 3 mm를 초과하는 경우, 단열구조의 밀도 및 단열성능에 영향을 끼칠 수 있다는 문제점이 발생할 수 있다.If the thickness of the reinforcing material is less than 0.5 mm, a problem that the spread of cracks cannot be effectively controlled may occur, and if the thickness of the reinforcing material exceeds 3 mm, the density and insulation performance of the insulation structure may be affected Problems may arise.

상기 보강재는 유리섬유 메쉬, 현무암 메쉬, 카본 메쉬, 나일론 메쉬, 철망 및 섬유 메쉬로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 재료를 포함할 수 있으나, 바람직하게는 유리 섬유 메쉬일 수 있다.The reinforcing material may include at least one material selected from the group consisting of glass fiber mesh, basalt mesh, carbon mesh, nylon mesh, wire mesh and fiber mesh, but preferably glass fiber mesh.

상기 보강재가 적용된 본 발명의 일 측면에서 제공되는 단열구조의 밀도는 20 kg/m3 내지 60 kg/m3일 수 있으며, 바람직하게는 30 kg/m3 내지 50 kg/m3일 수 있고, 더 바람직하게는 36 kg/m3 내지 44 kg/m3일 수 있다.The density of the insulating structure provided in one aspect of the present invention to which the reinforcing material is applied may be 20 kg/m 3 to 60 kg/m 3 , and preferably 30 kg/m 3 to 50 kg/m 3 may be, More preferably, it may be 36 kg/m 3 to 44 kg/m 3 .

또한, 상기 보강재가 적용된 본 발명의 일 측면에서 제공되는 단열구조의 열전도도는 0.015 W/mK 내지 0.025 W/mk일 수 있으며, 바람직하게는 0.018 W/mK 내지 0.024 W/mK일 수 있다.In addition, the thermal conductivity of the insulating structure provided in one aspect of the present invention to which the reinforcing material is applied may be 0.015 W/mK to 0.025 W/mk, and preferably 0.018 W/mK to 0.024 W/mK.

즉, 본 발명의 일 측면에서 제공되는 단열구조는 상기 보강재가 적용됨으로써 균열의 확산을 효과적으로 제어할 수 있음과 동시에 상기 보강재가 적용되더라도 폴리우레탄폼만으로 구성되는 단열구조와 밀도 및 열전도도가 유사하여 제품의 단열성능에는 영향이 없음을 의미한다.That is, the heat insulation structure provided in one aspect of the present invention can effectively control the spread of cracks by applying the reinforcing material, and at the same time, even if the reinforcing material is applied, it has similar density and thermal conductivity to the heat insulation structure composed only of polyurethane foam. This means that there is no effect on the thermal insulation performance of the product.

본 발명의 일 측면에서 제공되는 단열구조는 2 이상의 폴리우레탄폼 층을 포함할 수 있으며, 상기 보강재는 각 폴리우레탄폼 층의 경계마다 모두 위치할 수도 있고, 상기 탱크 몸체상의 폴리우레탄폼 층상에 위치하고 추가로 일부 폴리우레탄폼 층의 경계에 위치할 수도 있다.The heat insulation structure provided in one aspect of the present invention may include two or more polyurethane foam layers, and the reinforcing material may be located at every boundary of each polyurethane foam layer, and is located on the polyurethane foam layer on the tank body. In addition, it may be located at the boundary of some polyurethane foam layers.

LNG나 LEG 등을 저장하는 탱크의 단열구조에서는 탱크 내부 온도가 매우 저온이 되면 탱크 강판이 크게 수축하고 팽창 계수의 차이에 의해서 단열 구조의 폴리우레탄 층으로 응력이 가해져, 양자의 경계면에 박리가 발생하거나 폴리우레탄 층에 균열을 일으켜, 단열 효과가 저하되기 쉬울 수 있는데, 본 발명의 일 측면에서 제공되는 단열구조는 상기 구성의 보강재가 이러한 균열을 막아주어, 내부 응력에 의한 균열의 전파를 효과적으로 차단할 수 있다.In the insulation structure of a tank that stores LNG or LEG, etc., when the temperature inside the tank becomes very low, the tank steel plate shrinks significantly and stress is applied to the polyurethane layer of the insulation structure due to the difference in expansion coefficient, causing peeling at the interface between the two. Or by causing cracks in the polyurethane layer, the thermal insulation effect may be easily reduced. can

뿐만 아니라, 탱크 외부로부터의 외력에 의한 균열 또한 내부로 전파되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.In addition, it is possible to effectively block the propagation of cracks due to external force from the outside of the tank to the inside as well.

다른 일 측면에서는,In another aspect,

내부에 액화가스를 수용하는 탱크 몸체의 외부 표면에 제1 폴리우레탄폼 층을 형성하는 단계;Forming a first polyurethane foam layer on the outer surface of the tank body for accommodating the liquefied gas therein;

상기 제1 폴리우레판폼 층상에 메쉬 형태의 보강재를 형성하는 단계; 및forming a reinforcing material in the form of a mesh on the first polyurethane foam layer; and

상기 보강재상에 제2 폴리우레탄폼 층을 형성하는 단계;를 포함하고,Including; forming a second polyurethane foam layer on the reinforcing material;

상기 메쉬의 격자 하나의 직경은 1 mm 내지 100 mm인 것을 특징으로 하는 단열구조 형성방법이 제공된다.The mesh grid has a diameter of 1 mm to 100 mm. A method for forming a thermal insulation structure is provided.

이하, 다른 일 측면에 따른 단열구조의 형성방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of forming a heat insulating structure according to another aspect will be described in detail for each step.

먼저, 일 실시 예에 따른 단열구조의 형성방법은 내부에 액화가스를 수용하는 탱크 몸체의 외부 표면에 제1 폴리우레탄폼 층을 형성하는 단계를 포함한다.First, the method of forming a thermal insulation structure according to an embodiment includes forming a first polyurethane foam layer on the outer surface of the tank body for accommodating the liquefied gas therein.

상기 단계는 탱크 몸체 외부 표면에 제1 폴리우레탄폼 층을 형성하는 단계로서, 바람직하게는 스프레이 코팅방식으로 형성된다.The step is a step of forming a first polyurethane foam layer on the outer surface of the tank body, preferably formed by a spray coating method.

이때, 상기 제1 폴리우레탄폼 층의 두께는 10mm 내지 100mm 일 수 있고, 바람직하게는 20mm 내지 80mm일 수 있으며, 보다 바람직하게는 30mm 내지 70mm 일 수 있고 보다 바람직하게는 40mm 내지 60mm일 수 있다.At this time, the thickness of the first polyurethane foam layer may be 10mm to 100mm, preferably 20mm to 80mm, more preferably 30mm to 70mm, and more preferably 40mm to 60mm.

이는 단열구조의 단열 효과 및 균열 확산 억제 효과를 향상시키기 위한 것으로, 만약 상기 제1 폴리우레탄폼 층의 두께가 10 mm 미만일 경우 탱크 변형에 의해 메쉬나 폴리우레탄폼이 손상되어 단열 효과 및 균열 확산 억제 효과가 저하될 수 있고, 100 mm를 초과하는 경우 크랙의 전파 길이가 길어져, 크랙이 크게 성장함으로써 물성 저하가 발생할 수 있다.This is to improve the heat insulation effect and crack diffusion suppression effect of the heat insulating structure, and if the thickness of the first polyurethane foam layer is less than 10 mm, the mesh or polyurethane foam is damaged by tank deformation, thereby suppressing the insulation effect and crack propagation The effect may be reduced, and when it exceeds 100 mm, the propagation length of the crack becomes long, and the crack grows large, thereby causing deterioration of physical properties.

다음, 일 실시 예에 따른 단열구조의 형성방법은 상기 제1 폴리우레판폼 층상에 메쉬 형태의 보강재를 형성하는 단계를 포함한다.Next, the method of forming a heat insulating structure according to an embodiment includes forming a reinforcing material in the form of a mesh on the first polyurethane foam layer.

상기 단계는 단열구조의 균열 확산 억제를 위한 보강재를 형성하는 단계이다.The step is a step of forming a reinforcing material for suppressing crack spread in the heat insulating structure.

이때 상기 보강재는 유리섬유 메쉬, 현무암 메쉬, 카본 메쉬, 나일론 메쉬, 철망 및 섬유 메쉬로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 재료를 포함할 수 있으나, 바람직하게는 유리 섬유 메쉬일 수 있다.In this case, the reinforcing material may include one or more materials selected from the group consisting of glass fiber mesh, basalt mesh, carbon mesh, nylon mesh, wire mesh, and fiber mesh, but preferably glass fiber mesh.

또한, 상기 보강재는 단열구조의 밀도 및 열전도도 증가 없이 균열 확산 억제 효과를 높이기 위해 500 N 내지 2000 N의 인장력을 가질 수 있다.In addition, the reinforcing material may have a tensile force of 500 N to 2000 N in order to increase the crack propagation inhibitory effect without increasing the density and thermal conductivity of the heat insulating structure.

또한, 상기 보강재의 두께는 0.5 mm 내지 3 mm일 수 있다.In addition, the thickness of the reinforcement may be 0.5 mm to 3 mm.

또한, 상기 보강재는 메쉬 형태로서 상기 메쉬의 격자 하나의 직경은 1 mm 내지 100 mm이고, 바람직하게는 2 mm 내지 90 mm일 수 있고 더 바람직하게는 5 mm 내지 80 mm일 수 있다. 또한 상기 메쉬의 격자 하나의 직경은 바람직하게는 5mm 내지 40mm일 수 있고, 바람직하게는 5mm 내지 30mm일 수 있고, 5mm 내지 20mm일 수 있다. In addition, the reinforcing material is in the form of a mesh, and the diameter of one grid of the mesh is 1 mm to 100 mm, preferably 2 mm to 90 mm, and more preferably 5 mm to 80 mm. In addition, the diameter of one grid of the mesh may be preferably 5 mm to 40 mm, preferably 5 mm to 30 mm, and may be 5 mm to 20 mm.

일 실시예에 따른 단열구조의 형성방법은 상기 보강재를 상기 형태로 형성함으로써, 단열구조의 밀도 및 열전도도 증가없이 탱크 외부의 외력에 의해 발생되는 균열의 전파를 효과적으로 억제할 수 있다.In the method of forming a heat insulating structure according to an embodiment, by forming the reinforcing material in the above shape, it is possible to effectively suppress the propagation of cracks generated by an external force outside the tank without increasing the density and thermal conductivity of the heat insulating structure.

일 실시예에서 상기 메쉬의 격자는 사각형의 단면을 갖는 것일 수 있고, 상기 직경은 상기 사각형 단면의 가장 긴 길이인 대각선의 길이를 의미할 수 있다.In an embodiment, the grid of the mesh may have a rectangular cross-section, and the diameter may mean the length of a diagonal that is the longest length of the rectangular cross-section.

이 때, 상기 사각형의 단면의 한 변의 길이는 바람직하게는 1mm 내지 100mm일 수 있고, 5 mm 내지 50 mm일 수 있고, 5mm 내지 20mm일 수 있고, 5mm 내지 15mm일 수 있다. 상기 사각형의 단면은 정사각형의 형상일 수 있다.In this case, the length of one side of the cross-section of the rectangle may be preferably 1 mm to 100 mm, may be 5 mm to 50 mm, may be 5 mm to 20 mm, and may be 5 mm to 15 mm. The cross-section of the quadrangle may have a square shape.

일 실시예에 따른 단열구조의 형성방법은 상기 제1 폴리우레탄폼 층상에 상기 격자 크기의 메쉬 형태의 보강재를 형성함으로써, 제2 폴리우레탄폼 층 형성 시 발포 성능을 저하시키지 않음으로써 밀도 및 열전도도 증가없이 균열의 확산을 효과적으로 제어할 수 있다.In the method of forming a heat insulating structure according to an embodiment, by forming a reinforcing material in the form of a mesh of the grid size on the first polyurethane foam layer, the second polyurethane foam layer does not decrease the foaming performance when forming the density and thermal conductivity It is possible to effectively control the spread of cracks without increasing.

또한, 상기 보강재는 상기 제1 폴리우레탄폼 상에 위치하되 상기 탱크 몸체의 외부 표면으로부터의 거리가 10 mm 내지 100 mm일 수 있으며, 바람직하게는 20 mm 내지 90 mm, 더 바람직하게는 30 mm 내지 80 mm일 수 있고, 40mm 내지 60mm일 수 있다. In addition, the reinforcing material is located on the first polyurethane foam, but the distance from the outer surface of the tank body may be 10 mm to 100 mm, preferably 20 mm to 90 mm, more preferably 30 mm to It may be 80 mm, and may be 40 mm to 60 mm.

일 실시예에 따른 단열구조의 형성방법은 상기 보강재를 상기 위치에 형성함으로서, 탱크 외부의 외력에 의해 발생되는 균열의 전파를 효과적으로 억제할 수 있다.In the method of forming a thermal insulation structure according to an embodiment, by forming the reinforcing material at the position, it is possible to effectively suppress the propagation of cracks generated by an external force outside the tank.

다음, 일 실시 예에 따른 단열구조의 형성방법은 상기 보강재상에 제2 폴리우레탄폼 층을 형성하는 단계;를 포함한다.Next, the method of forming a heat insulating structure according to an embodiment includes the step of forming a second polyurethane foam layer on the reinforcing material.

이때 상기 제2 폴리우레탄 층의 두께는 100 mm 내지 400 mm 일 수 있고, 바람직하게는 150 mm 내지 300 mm 일 수 있으며, 보다 바람직하게는 220mm 내지 280mm일 수 있다.In this case, the thickness of the second polyurethane layer may be 100 mm to 400 mm, preferably 150 mm to 300 mm, more preferably 220 mm to 280 mm.

일 실시 예에 따른 단열구조의 형성방법은 상기 제2 폴리우레탄폼층 상에 보강재 및 폴리우레탄폼 층을 교번하여 추가로 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of forming a heat insulating structure according to an embodiment may further include alternately forming a reinforcing material and a polyurethane foam layer on the second polyurethane foam layer.

일례로, 상기 제2 폴리우레탄폼 층상에 보강재를 형성하고 상기 보강재 상에 제3 폴리우레탄폼 층을 형성할 수 있다.As an example, a reinforcing material may be formed on the second polyurethane foam layer and a third polyurethane foam layer may be formed on the reinforcing material.

이때 상기 제2 폴리우레탄폼 층상에 형성하는 보강재는 상기 제1 폴리우레탄폼 층상에 형성하는 보강재와 동일할 수 있으나 전술한 보강재의 구성 내에서 서로 다른 두께 및 메시 크기의 보강재가 사용될 수 있다.In this case, the reinforcing material formed on the second polyurethane foam layer may be the same as the reinforcing material formed on the first polyurethane foam layer, but reinforcing materials of different thicknesses and mesh sizes may be used within the configuration of the aforementioned reinforcing material.

상기 제3 폴리우레탄 층의 두께는 10 mm 내지 100mm 일 수 있고, 바람직하게는 20mm 내지 80mm일 수 있으며, 보다 바람직하게는 30 mm 내지 70 mm 일 수 있고, 보다 바람직하게는 40mm 내지 60mm일 수 있다.The thickness of the third polyurethane layer may be 10 mm to 100 mm, preferably 20 mm to 80 mm, more preferably 30 mm to 70 mm, more preferably 40 mm to 60 mm .

이하, 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through Examples and Experimental Examples. The scope of the present invention is not limited to specific embodiments, and should be construed according to the appended claims. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

<실시예 1><Example 1>

도 1과 같이, 두 개의 폴리우레탄폼 층 사이에 약 921N의 인장력을 갖는 유리섬유 메쉬 재료로 이루어진 사각형 격자의 메쉬 형태의 보강재가 위치하는 단열구조를 준비하였다. 이 때 사각형 격자의 직경이 10 mm이다.As shown in FIG. 1, an insulating structure was prepared in which a reinforcing material in the form of a rectangular grid made of a glass fiber mesh material having a tensile force of about 921N between two polyurethane foam layers was positioned. In this case, the diameter of the square grid is 10 mm.

제1 폴리우레탄 폼 및 제2 폴리우레탄폼층의 밀도는 41.1 kg/m3이며, 제1 폴리우레탄폼 층의 두께는 50 mm이고, 제2 폴리우레탄폼 층은 250 mm로, 상기 제1 및 제2 폴리우레탄 폼 층사이에 형성된 보강재가 탱크 몸체의 외부 표면으로부터 50mm의 거리에 위치하도록 형성하였다. 이때 보강재의 두께는 1mm로 형성하였다.The density of the first polyurethane foam and the second polyurethane foam layer is 41.1 kg/m 3 , the thickness of the first polyurethane foam layer is 50 mm, and the second polyurethane foam layer is 250 mm, the first and second The reinforcement formed between the 2 polyurethane foam layers was formed to be located at a distance of 50 mm from the outer surface of the tank body. At this time, the thickness of the reinforcing material was formed to be 1 mm.

<실시예 2><Example 2>

도 2와 같이, 세 개의 폴리우레탄폼 층 사이에 각각 약 921N의 인장력을 갖는 유리섬유 메쉬 재료로 이루어진 사각형 격자의 메쉬 형태의 보강재가 위치하는 단열구조를 준비하였다. 이 때 사각형 격자의 각 변의 길이는 10 mm이다.As shown in FIG. 2, an insulating structure was prepared in which a reinforcing material in the form of a mesh of a square grid made of a glass fiber mesh material having a tensile force of about 921N, respectively, was positioned between the three polyurethane foam layers. In this case, the length of each side of the rectangular grid is 10 mm.

제1 폴리우레탄 폼 및 제2 폴리우레탄폼, 제3 폴리우레탄폼 층의 밀도는 41.1 kg/m3이며, 제1 폴리우레탄폼 층의 두께는 50 mm이고, 제2 폴리우레탄폼 층은 250 mm이며, 제3 폴리우레탄폼 층은 50 mm로, 제1 및 제2 폴리우레탄 폼 층 사이에 형성된 보강재는 탱크 몸체의 외부 표면으로부터의 거리가 50mm가 되도록 형성하였다. 이때 보강재의 두께는 각각 1 mm로 형성하였다.The density of the first polyurethane foam, the second polyurethane foam, and the third polyurethane foam layer is 41.1 kg/m 3 , the thickness of the first polyurethane foam layer is 50 mm, and the second polyurethane foam layer is 250 mm and the third polyurethane foam layer was 50 mm, and the reinforcement formed between the first and second polyurethane foam layers was formed such that the distance from the outer surface of the tank body was 50 mm. At this time, the thickness of the reinforcement was formed to be 1 mm, respectively.

<비교예 1><Comparative Example 1>

폴리우레탄폼으로만 형성된 단일층 구조의 단열구조를 준비하였다.A single-layered insulating structure formed only of polyurethane foam was prepared.

<비교예 2><Comparative Example 2>

실시예 2와 동일한 단열구조를 준비하되, 사각형 격자의 각 변의 길이는 0.5 mm인 단열구조를 준비하였다.The same insulating structure as in Example 2 was prepared, but the length of each side of the rectangular grid was 0.5 mm.

<비교예 3><Comparative Example 3>

실시예 2와 동일한 단열구조를 준비하되, 사각형 격자의 각 변의 길이가 110 mm인 단열구조를 준비하였다.The same heat insulation structure as in Example 2 was prepared, but a heat insulation structure having a length of 110 mm on each side of a rectangular grid was prepared.

<비교예 4><Comparative Example 4>

실시예 2와 동일한 단열구조를 준비하되, 제1 폴리우레탄폼 층의 두께를 5 mm로 형성하여 제1 및 제2 폴리우레탄 폼 층 사이에 형성된 보강재가 탱크 몸체의 외부 표면으로부터 5mm 거리에 위치하도록 형성하였다.Prepare the same heat insulation structure as in Example 2, but form the thickness of the first polyurethane foam layer to 5 mm so that the reinforcement formed between the first and second polyurethane foam layers is located at a distance of 5 mm from the outer surface of the tank body formed.

<비교예 5><Comparative Example 5>

실시예 2와 동일한 단열구조를 준비하되, 제1 폴리우레탄폼 층의 두께는 110 mm로 형성하여 제1 및 제2 폴리우레탄 폼 층 사이에 형성된 보강재가 탱크 몸체의 외부 표면으로부터 110mm의 거리에 위치하도록 형성하였다Prepare the same heat insulation structure as in Example 2, but the thickness of the first polyurethane foam layer is formed to be 110 mm, so that the reinforcement formed between the first and second polyurethane foam layers is located at a distance of 110 mm from the outer surface of the tank body formed to

<실험예 1> 단열구조의 스펙 분석<Experimental Example 1> Specification analysis of the insulation structure

실시예 2 및 비교예 1 내지 비교예 3의 단열구조에 대하여 밀도 및 열전도도를 측정하여 아래의 표 1에 나타내었다.The density and thermal conductivity of the insulating structures of Example 2 and Comparative Examples 1 to 3 were measured, and are shown in Table 1 below.

실시예 2Example 2 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 밀도density 41.2 kg/m3 41.2 kg/m 3 41.1 kg/m3 41.1 kg/m 3 50 kg/m3 50 kg/m 3 41.2 kg/m3 41.2 kg/m 3 열전도도thermal conductivity 0.022 W/mK0.022 W/mK 0.022 W/mK0.022 W/mK 0.030 W/mK 0.030 W/mK 0.022 W/mK0.022 W/mK

즉, 상기 표 1에서 확인할 수 있듯이, 실시예 2 및 비교예 3의 경우, 보강재를 적용하더라도 폴리우레탄폼만으로 이루어진 비교예 1과 밀도 및 열전도도가 거의 유사하나, 비교예 2의 경우 밀도 및 열전도도가 현저히 증가됨을 확인할 수 있다.That is, as can be seen in Table 1, in the case of Example 2 and Comparative Example 3, although the reinforcing material is applied, the density and thermal conductivity are almost similar to those of Comparative Example 1 made of only polyurethane foam, but in the case of Comparative Example 2, the density and thermal conductivity It can be seen that the degree is significantly increased.

비교예 2의 경우, 보강재의 격자의 크기가 너무 작아, 폴리우레탄 스프레이폼의 발포 성능이 저하되기에, 밀도 및 열전도도가 증가된 것이다.In the case of Comparative Example 2, the size of the grid of the reinforcing material is too small, the foaming performance of the polyurethane spray foam is deteriorated, and thus the density and thermal conductivity are increased.

<실험예 2> 단열구조의 균열 제어 특성 평가<Experimental Example 2> Evaluation of crack control properties of insulating structures

실시예 2, 비교예 1 및 비교예 3의 단열구조에 대하여 도 3 및 도 4와 같이 단열구조에 손으로 이력을 가하여 균열 발생 및 확산을 관찰하였다.For the heat insulating structures of Example 2, Comparative Example 1, and Comparative Example 3, as shown in FIGS. 3 and 4, a history was applied to the heat insulating structure by hand, and crack generation and spread were observed.

실시예 2의 경우, 도 4와 같이 균열이 발생하여도 중간에 설치된 보강재에서 균열을 막아주어 균열이 폴리우레탄폼 상부까지 전파되지 않음을 확인할 수 있지만, 비교예 1 및 비교예 3의 경우, 도 3과 같이 균열이 발생하여, 이러한 균열이 단열구조의 전체 두께로 확산되는 것을 확인할 수 있다.In the case of Example 2, it can be confirmed that the crack does not propagate to the upper portion of the polyurethane foam by blocking the crack in the reinforcing material installed in the middle even if a crack occurs as shown in FIG. 4, but in Comparative Examples 1 and 3, FIG. As shown in Figure 3, cracks occur, and it can be confirmed that these cracks spread to the entire thickness of the insulating structure.

상기 실험예 1 및 2의 결과로부터 일 실시예에 따른 단열구조는 각 변의 길이가 10mm 내지 100mm인 사각형 격자의 메쉬 보강재를 포함함으로써, 밀도 및 열전도도 증가없이 균열 확산을 효과적으로 억제할 수 있음을 확인할 수 있다.From the results of Experimental Examples 1 and 2, it is confirmed that the thermal insulation structure according to an embodiment includes a mesh reinforcement having a rectangular grid having a length of 10 mm to 100 mm on each side, thereby effectively suppressing crack spread without increasing density and thermal conductivity. can

<실험예 3> 단열구조의 휨 특성 평가<Experimental Example 3> Evaluation of bending characteristics of insulation structure

실시예 2, 비교예 4 및 비교예 5의 단열구조에 대하여 블록형 단열재의 파단하중 및 휨 특성에 대한 ASTM C2O3 표준방법을 사용하여 시편의 결함을 확인하고 폭 및 두께를 측정하여 휨 강도를 측정하였다. 구체적으로 시험 속도는 4.17 mm/min으로 하고, 지지대 간 거리는 150 mm로 하여 시험을 수행하였으며, 시편이 파단될 때까지 시험을 실시하여 시험편이 파단될 때의 최대 하중 값을 확인하고 아래의 계산식으로 휨 강도를 계산하였으며, 그 결과를 표 2 및 도 5 내지 7에 나타내었다.For the insulating structures of Example 2, Comparative Example 4 and Comparative Example 5, using the ASTM C2O3 standard method for breaking load and flexural properties of block-type insulation materials, the defects of the specimen were checked, and the width and thickness were measured to measure the flexural strength did Specifically, the test was performed with a test speed of 4.17 mm/min and a distance between supports of 150 mm. Flexural strength was calculated, and the results are shown in Table 2 and FIGS. 5 to 7 .

<휨 강도 계산식><Flexural strength calculation formula>

　휨 강도 = (3×Fmax×L)/(2bh2)Flexural strength = (3×F max × L)/(2bh 2 )

　(Fmax = 파단시 최대 힘, L = 지지대간 거리, b = 단열재의 폭, h = 단열재의 두께)(F max = maximum force at break, L = distance between supports, b = width of insulation, h = thickness of insulation)

실시예 2Example 2 비교예 4Comparative Example 4 비교예 5Comparative Example 5 휨강도(kPa)Flexural strength (kPa) 440440 350350 350350

상기 표 2 및 도 5 내지 도 7에 나타난 바와 같이, 보강재를 탱크 표면으로부터 5mm 거리에 위치시킨 비교예 4(도 6) 및 110mm거리에 위치시킨 비교예 5(도 7)의 경우 휨강도가 350kPa인 반면 보강재를 탱크 표면으로부터 50mm 거리에 위치시킨 실시예 2(도 5)의 경우 휨강도가 440kPa로 휨 강도가 현저히 우수함을 알 수 있다. 이를 통해 상기 보강재를 배치하는 위치에 따라 단열구조 내 균열 확산 정도가 상이함을 확인할 수 있으며, 보강재를 탱크 표면으로부터 10m 내지 100mm의 거리에 위치시킬 때 탱크에 저온 화물 적, 양화 시 발생할 수 있는 탱크 내부의 응력에 따른 균열 및 외부의 외력에 따른 균열 확산을 가장 효과적으로 방지할 수 있음을 확인할 수 있다.As shown in Table 2 and FIGS. 5 to 7, in Comparative Example 4 (FIG. 6) in which the reinforcement was positioned at a distance of 5 mm from the tank surface and Comparative Example 5 (FIG. 7) in which the reinforcement was positioned at a distance of 110 mm, the flexural strength was 350 kPa On the other hand, in the case of Example 2 (FIG. 5) in which the reinforcing material was positioned at a distance of 50 mm from the tank surface, the flexural strength was 440 kPa, indicating that the flexural strength was remarkably excellent. Through this, it can be confirmed that the degree of crack propagation in the insulating structure is different depending on the location of the reinforcement, and when the reinforcement is positioned at a distance of 10m to 100mm from the surface of the tank, a tank that may occur when loading or unloading low-temperature cargo in the tank It can be seen that cracks caused by internal stress and crack propagation caused by external forces can be most effectively prevented.

10 단열구조
110 제1 폴리우레탄폼 층
120 제2 폴리우레탄폼 층
130 제3 폴리우레탄폼 층
200 보강재
20 탱크 몸체
30 외부10 Insulation structure
110 first polyurethane foam layer
120 Second polyurethane foam layer
130 third polyurethane foam layer
200 stiffener
20 tank body
30 outside

Claims (12)

내부에 액화가스를 수용하는 탱크 몸체의 외부 표면에 형성되는 단열구조로,
상기 단열구조는 제1 폴리우레탄폼 층, 제2 폴리우레탄폼 층 및 상기 제1 폴리우레탄폼 층 및 제2 폴리우레탄폼 층 사이에 위치하는 메쉬 형태의 보강재를 포함하고,
상기 메쉬의 격자 하나의 직경은 1 mm 내지 100 mm인 것을 특징으로 하는 단열구조.
It is an insulating structure formed on the outer surface of the tank body for accommodating liquefied gas therein,
The heat insulating structure includes a first polyurethane foam layer, a second polyurethane foam layer, and a mesh-type reinforcement positioned between the first polyurethane foam layer and the second polyurethane foam layer,
Insulation structure, characterized in that the diameter of one grid of the mesh is 1 mm to 100 mm.
 제1항에 있어서,
상기 보강재는 상기 탱크 몸체의 외부 표면으로부터의 거리가 10 mm 내지 100 mm인 것을 특징으로 하는 단열구조.
The method of claim 1,
The reinforcing material is an insulating structure, characterized in that the distance from the outer surface of the tank body is 10 mm to 100 mm.
 제1항에 있어서,
상기 보강재의 인장력은 500 N 내지 2000 N인 것을 특징으로 하는 단열구조.
The method of claim 1,
Insulation structure, characterized in that the tensile force of the reinforcing material is 500 N to 2000 N.
 제1항에 있어서,
상기 보강재의 두께는 0.5 mm 내지 3 mm인 것을 특징으로 하는 단열구조.
The method of claim 1,
Insulation structure, characterized in that the thickness of the reinforcement is 0.5 mm to 3 mm.
 제1항에 있어서,
상기 보강재는 유리섬유 메쉬, 현무암 메쉬, 카본 메쉬, 나일론 메쉬, 철망 및 섬유 메쉬 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 단열구조.
The method of claim 1,
The reinforcing material comprises at least one material selected from the group consisting of glass fiber mesh, basalt mesh, carbon mesh, nylon mesh, wire mesh and fiber mesh.
 제1항에 있어서,
상기 단열구조의 밀도는 30 kg/m3 내지 50 kg/m3인 것을 특징으로 하는 단열구조.
The method of claim 1,
The insulating structure has a density of 30 kg/m 3 to 50 kg/m 3 .
 제1항에 있어서,
상기 단열구조는 열전도도는 0.015 W/mK 내지 0.025 W/mk인 것을 특징으로 하는 단열구조.
The method of claim 1,
The heat insulating structure has a thermal conductivity of 0.015 W/mK to 0.025 W/mk.
 제1항에 있어서,
상기 메쉬의 격자는 사각형의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 단열구조.
The method of claim 1,
The mesh lattice is an insulating structure, characterized in that it has a rectangular cross section.
 제8항에 있어서,
상기 사각형의 단면의 한 변의 길이는 5 mm 내지 50 mm인 것을 특징으로 하는 단열구조.
9. The method of claim 8,
Insulation structure, characterized in that the length of one side of the cross section of the square is 5 mm to 50 mm.
 제1항에 있어서,
상기 단열구조는 제3 폴리우레탄폼 층을 더 포함하고,
상기 보강재는 상기 제1 폴리우레탄폼 층 및 제2 폴리우레탄폼 층 사이 및 상기 제1 폴리우레탄폼 층 및 제2 폴리우레탄폼 층 사이에 모두 위치하는 것을 특징으로 하는 단열구조.
The method of claim 1,
The insulating structure further comprises a third polyurethane foam layer,
The reinforcing material is an insulating structure, characterized in that located both between the first polyurethane foam layer and the second polyurethane foam layer and between the first polyurethane foam layer and the second polyurethane foam layer.
 제1항에 있어서,
상기 제1 폴리우레탄폼 및 제2 폴리우레탄폼은 스프레이 코팅하여 형성되는 것을 특징으로 하는 단열구조.
The method of claim 1,
The first polyurethane foam and the second polyurethane foam insulation structure, characterized in that formed by spray coating.
 내부에 액화가스를 수용하는 탱크 몸체의 외부 표면에 제1 폴리우레탄폼 층을 형성하는 단계;
상기 제1 폴리우레판폼 층상에 메쉬 형태의 보강재를 형성하는 단계; 및
상기 보강재상에 제2 폴리우레탄폼 층을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 메쉬의 격자 하나의 직경은 1 mm 내지 100 mm인 것을 특징으로 하는 단열구조 형성방법.Forming a first polyurethane foam layer on the outer surface of the tank body for accommodating the liquefied gas therein;
forming a reinforcing material in the form of a mesh on the first polyurethane foam layer; and
Including; forming a second polyurethane foam layer on the reinforcing material;
A method of forming a thermal insulation structure, characterized in that the mesh has a diameter of 1 mm to 100 mm.
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