KR20240088686A - 모노파일 코팅 방법, 모노파일 및 모노파일 코팅 시스템 - Google Patents

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KR20240088686A
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metal coating
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KR1020247006889A
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데이비드 스토워스
마르지오 마졸레니
잡 반 데 로트
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시프 홀딩 엔.브이.
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Abstract

모노파일을 롤러 지지체 상에 배치하는 단계로서, 상기 롤러 지지체에는, 상기 모노파일이 상기 롤러 지지체 상에 배치될 때, 상기 모노파일을 회전시키기 위한 회전수단이 구비되고, 상기 롤러는 상기 모노파일을 지지하고, 상기 모노파일이 상기 롤러 지지체 상에 배치될 때 모노파일의 축을 따라 하나 이상의 위치에 위치되는, 모노파일을 롤러 지지체 상에 배치하는 단계, 하나 이상의 위치에 대응하는 상기 모노파일의 원주 외부 표면의 부분에 열 스프레이된 금속 코팅, 예컨대 알루미늄 또는 아연-알루미늄 코팅을 적용하는 단계, 및 상기 롤러 지지체를 사용하여 상기 모노파일을 회전시킴으로써 상기 열 스프레이된 금속 코팅의 적어도 일부를 압축하는 단계를 포함하는 모노파일 코팅 방법이 개시된다. 모노파일 및 모노파일 코팅 시스템이 또한 개시된다.

Description

모노파일 코팅 방법, 모노파일 및 모노파일 코팅 시스템
본 개시사항은 모노파일 코팅 방법, 모노파일 및 모노파일 코팅 시스템의 제공에 관한 것이다.
21세기의 중요한 과제는 온실가스 배출을 어떻게 감소시킬 것인지이다. 기후변화에 대응하기 위해서는, 재생 가능한 공급원을 활용하여 더 많은 전기를 생산해야 할 것으로 예상된다. 예를 들어, 풍력 터빈(wind turbine), 바람직하게는 연안(off-shore) 풍력 터빈을 사용하여 전기를 생산할 수 있다.
연안 풍력 터빈에는 견고하고 신뢰할 수 있는 기초(foundation)가 필요하다. 다른 옵션에 비해, 모노파일 기초(monopile foundation)는 낮은 제조 비용, 낮은 운송 및 설치 비용, 및 완벽한 실적(track record)으로 인한 낮은 위험 프로파일(profile)로 인해 인기가 있다. 현재 북해에 설치된 풍력 터빈의 80% 초과가 모노파일 기초를 기반으로 하고 있다.
현재, 모노파일의 전형적인 길이는 50 내지 90m이고, 모노파일의 전형적인 직경은 8m 이상이고, 모노파일의 전형적인 벽 두께는 60 내지 120mm이다. 모노파일의 전형적인 중량은 1000톤 이상이 될 수 있다.
모노파일은 전형적으로 강철로 제조되며, 다수의 쉘(shell)을 함께 용접하여 형성될 수 있다. 하나 이상의 강판을 원통형/원추형으로 압연하고 압연된 판(들)의 연결 사이드(side)를 용접하여 쉘을 형성할 수 있다. 이러한 제조 공정의 장점은 큰 치수의 관형(tubular)을 형성할 수 있다는 것이다.
최근에는, 쉘 직경을 증가시키고, 쉘의 강판의 두께를 감소시키며, 모노파일 길이를 증가시키는 방향으로의 발전되어 왔다. 이러한 발전은 적어도 가까운 미래까지 계속될 것으로 예상된다. 따라서, 길이가 90m를 초과하고/하거나 직경이 8m를 초과하고/하거나 벽 두께가 60mm보다 작은 모노파일에 대한 수요가 미래에 있을 것으로 예상된다.
바다의 기초는 매우 공격적인 환경에 노출된다. 이 환경은 ISO 12944-2:2017에 따라 CX/lm4 구역(연안 등급(offshore class), 극심한 부식성)으로 분류된다. 이는 25년 이상의 최소 사용 수명을 달성하려면 다양한 부식 방지(corrosion protection) 조치를 취해야 함을 의미하다.
부식 방지 조치에는 모노파일 코팅이 포함된다. 매우 다양한 코팅 시스템이 있으며, 모든 시스템에는 장점과 단점이 있다. 코팅 시스템에는 열 금속 스프레이된 코팅(TSZA, 열 스프레이된 아연 알루미늄 또는 TSA, 열 스프레이된 알루미늄) 및 매우 강한 유기 2성분 코팅(에폭시)이 포함된다. 두 시스템 모두 물과 산소에 대한 장벽 역할을 하여 녹 형성을 지연시키고 금속 시스템은 추가적인 갈바닉(전기화학적) 보호를 제공한다.
모노파일 코팅 방법은 코팅장(coating hall)에서 수행될 수 있다. 이러한 코팅장에는 특히 모노파일 코팅에 적합하도록 환경이 조절될 수 있으며, 코팅장에는 모노파일 코팅을 위한 특수 장비가 구비될 수 있다.
코팅장 내부에는, 폭발성 대기(atmosphere)가 있을 수 있다. 즉, 용매 및/또는 액체 휘발성 입자의 존재로 인해, 폭발성 가스 또는 더스트(dust) 대기가 존재할 수 있다. 따라서, 코팅장에서 사용되는 임의의 장비는 이러한 환경에 대한 안전 요구 사항을 충족해야 하다. 폭발성 대기에서 사용되는 장비에 대한 안전 요구 사항을 설명하는, EU(유럽 연합)의 ATEX(폭발성 대기에서 사용하기 위한 장비) 지침과 같은 법률 및/또는 규정이 있다. 코팅장 내부에서 사용되는 임의의 장비는 이러한 법률 및/또는 규정을 따라야 하다.
모노파일 코팅 방법에서, 코팅의 일부 부분은 자동으로 적용(apply)될 수 있고, 코팅의 다른 부분은 수동으로 적용될 수 있다.
수동 코팅의 단점은, 코팅의 자동 적용을 위해 구비된 코팅장이 코팅의 수동 적용에 적합하지 않아, 모노파일을 코팅장 사이에서 이동시킬 필요가 있을 수 있다는 점이다. 모노파일의 크기와 중량으로 인해, 코팅장 사이에서 모노파일을 이동하는데 비용이 많이 들 수 있다.
코팅을 수동으로 적용하는 것의 또 다른 단점은 자동 코팅과 수동 코팅이 순차적으로 수행될 필요가 있을 수 있다는 것이다. 이는 전체 코팅 방법이 연장되는 단점이 있으며, 비용이 증가하고 생산성이 저하될 수 있다.
수동으로 코팅을 적용하는 것의 또 다른 단점은, 모노파일의 크기와 중량으로 인해, 코팅 방법을 수동으로 적용하는 동안, 작업장 사고의 위험이 있다는 점이다. 다양한 안전 조치를 통해 작업장 사고 위험을 줄일 수 있지만, 자동으로 코팅을 적용하는 것이 본질적으로 더 안전할 수 있다.
US 2004/062875 A1(이하 D1이라 함)에는 한 쌍의 롤러와 스프레이 노즐을 갖는 장치 회전자(rotator)를 포함하는 롤러블 장치(rollable device)를 코팅하기 위한 코팅 장치가 기술되어 있다. 스프레이 노즐은 롤러 쌍의 사이의 틈을 향해 향하는 코팅 재료의 스프레이를 생성하다. 코팅 방법 중 롤러블 장치에 디포지트(deposit)되지 않은 임의의 스프레이의 대부분은 롤러 사이의 틈을 통과한다. D1의 단락 13에는 "코팅 방법은 소형 롤러블 장치, 예를 들어, 원통형 모양의 스텐트(stent) 및 카테터(catheter)와 같은 소형 의료 장치에 특히 적합하다"고 기재되어 있다. D1은 모노파일과 관련이 없다.
JP 2020066773A(이하 D2라 함)에는 다음을 포함하는 필름 형성 장치가 기재되어 있다: 튜브를 회전시키는 회전 롤러; 및 튜브의 단면에 관한 원의 접선에 실질적으로 수직인 방향으로부터 회전 롤러에 의해 회전되는 튜브에 필름을 형성하기 위한 열 스프레이(thermal spray) 재료를 저장하는 저장 탱크에서 배출되는 열 스프레이 재료를 스프레잉(spraying)하기 위한 스프레잉 파트(spraying part). 단락 20에서는 튜브(T1)가 금속으로 제조되고 직경이 200mm 이상 그리고 1000mm 이하인 것으로 기재되어 있다. 튜브는 전형적으로 고압 또는 높은 인장력 하에서 형성되어 제조되는 물체이다. 이러한 제조 방법의 장점은 기하학적 정확도(예컨대 원통도(cylindricity) 및 직진도(straightness))가 모노파일 제조에서와 같이 원통형 및 원추형 파트를 서로 추가하여 전형적으로 달성되는 기하학적 정확도보다 더 높을 수 있다는 것이다. 전형적인 튜브 제조 방법의 단점은 제한된 치수까지만 가능하다는 것이다. D2는 모노파일과 관련이 없다.
JP2017140597A(이하 D3이라 함)는 베이스 재료에 대한 블라스트 공정을 수행하는 블라스트 파트(blast part), 화염(flame) 스프레이 공정을 수행하는 화염 스프레이 파트(flame spray part), 베이스 재료를 회전시키는 회전 장치, 베이스 재료를 하부에서 회전 가능하게 지지하는 롤러와 제어부를 갖는 다수의 롤러 장치를 포함하여 베이스 재료를 길이방향(length direction)으로 이동시키고 베이스 재료의 이동 통로에 블라스트 파트 및 화염 스프레이 파트를 배치하는 캐리지를 갖으며, 블라스트 파트는 블라스트 건 및 플라스트 재료의 회수를 위한 블라스트 트레이를 포함하고, 화염 스프레이 파트는 화염 스프레이 건 및 화염 스프레이 재료의 회수를 위한 화염 스프레이 트레이를 포함하고, 상기 다수의 롤러 장치는 베이스 재료의 길이 방향을 따라 직선 형태로 배열되고, 각각의 롤러는 베이스 재료에 맞닿는(abutting) 지지 위치와 하방으로 이동되는 후퇴(retreat) 위치에서 수직 이동 가능하고, 제어 파트는 베이스 재료의 이동에 따라 롤러가 이동할 때, 이들 트레이의 배치 위치를 통과할 때 롤러가 블라스트 트레이 및 화염 스프레이 트레이와 충돌하지 않도록 롤러를 후퇴 위치로 연속적으로 이동시키는, 화염 스프레이 처리 장치를 기술하고 있다. D3은 모노파일과 관련이 없다. 또한, D3은 화염 스프레이 처리 장치에 관한 것이며, 상기 장치는 폭발성 대기에서의 사용에는 부적합하다. 이는 폭발성 대기에서는 개방형 화염을 사용해서는 안 되기 때문이다.
상기 정보는 단지 본 개시사항의 이해를 돕기 위한 배경정보로서 제시된 것이다. 위의 내용 중 어느 것이라도 본 개시사항과 관련하여 선행 기술로 적용될 수 있는지 여부에 대해서는, 어떠한 결정도 내려지지 않았으며 어떠한 주장도 이루어지지 않았다.
자동 코팅 적용을 위해 수동으로 코팅을 적용할 필요성이 감소된 모노파일 코팅 방법에 대한 필요성이 오랫동안 느껴져 왔다. 자동 코팅을 위해 필요한 수동 코팅의 양을 줄이면 보다 저렴한 비용 및/또는 보다 높은 생산성 및/또는 보다 안전한 작업 환경 및/또는 기타 이점을 얻을 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 다양한 시도가 있어 왔다. 자동화된 코팅 방법에서, 모노파일은 코팅장과 같은 통제된 환경에 배치될 수 있다. 코팅을 적용하기 전에, 코팅을 위해 표면을 준비(prepare)할 수 있다. 그 후, 모노파일의 원주 외부 표면(circumferential external surface) 상에 코팅제(coating)를 자동으로 스프레잉하는 장치를 사용하여 모노파일의 원주 외부 표면에 코팅을 적용할 수 있다.
실제로, 코팅제를 스프레잉하면서 모노파일의 세로방향(longitudinal direction)을 따라 코팅제를 자동 스프레잉하는 장치를 이동시키고 모노파일을 그 축 주위를 회전시켜 모노파일의 원주 외부 표면에 코팅을 적용하는 것이 편리하다.
모노파일은 전형적으로 코팅제를 자동으로 스프레잉하는 장치보다 훨씬 더 크고 더 무겁다는 점이 주목된다. 따라서, 모노파일 자체를 이동시키는 것보다 코팅제를 자동으로 스프레잉하는 장치를 모노파일의 세로방향을 따라 이동시키는 것이 더 편리하다.
그러나, 또한 모노파일의 크기로 인해, 모노파일의 직경이 8m 이상이 될 수 있기 때문에, 코팅제를 자동으로 스프레잉하는 장치를 모노파일의 둘레(원주) 주위에 이동시키는 것은 실용적이지 않다. 대신에 모노파일의 원주 외부 표면을 코팅하기 위해 모노파일을 회전시키는 것이 바람직하다.
전형적으로, 모노파일은 에폭시 코팅으로 코팅된다. 이는 자동으로 또는 수동으로 수행될 수 있다.
모노파일을 코팅하는 공지된 방법에서는, 코팅을 위한 준비로서 먼저 모노파일의 표면을 클리닝(clean)한다. 이후, 모노파일은 코팅제를 스프레잉하는 장치가 구비된 코팅장으로 이동된다. 이 장치는 코팅을 적용하는데 사용된다. 코팅 공정 후에, 모노파일을 이동시키고 손으로 추가 코팅을 적용한다. 그런 다음, 품질 관리 절차가 수행된다.
따라서, 자동 코팅을 위해 수동 코팅이 감소된 모노파일 코팅 방법에 대한 필요성이 남아있다.
그러나, 상기에서 또한 논의한 바와 같이, 모노파일 제조 분야에서는, 모노파일 직경을 증가시키고, 모노파일 벽 두께를 감소시키며, 모노파일 길이를 증가시키는 방향으로 발전해 왔다. 이는 모노파일이 점점 더 무거워지고 더 길어지지만, 더 단단(rigid)해지는 것은 아니라는 것을 의미하다. 모노파일 지지체(monopile support)와 모노파일 회전용 장치가 모노파일 끝단의 근위(proximal)에만 위치하는 경우, 지지체와 모노파일 회전용 장치도 더 무거운 모노파일을 지지하고 회전하도록 조정되어야 하다. 더욱이, 길고 무거운 모노파일은 자체 중량으로 인해 구부러질 수 있다. 따라서, 모노파일 지지체와 모노파일 회전용 장치가 모노파일의 길이를 따라 여러 위치에 위치되는 모노파일 코팅 방법이 필요하다.
모노파일의 축을 따라 적어도 하나의 위치에 위치한 롤러 지지체 상에 모노파일을 지지하는 것이 가능하다. 이러한 롤러 지지체는 예를 들어 전기 모터를 사용하여 전력을 공급받을 수 있으며, 모노파일 회전용 장치 역할도 한다. 모노파일의 축을 따라 적어도 하나의 위치에 위치한 롤러 지지체에 의해 지지되고 회전되는 모노파일에 에폭시 코팅제와 같은 코팅제를 자동으로 적용하는 것이 가능하다.
그러나, 모노파일의 중량으로 인해, 롤러 지지체와 모노파일 사이의 접촉점에 큰 압력이 가해진다. 실제로, 롤러 지지체와 모노파일 사이의 접촉점에서의 압력은 1GPa를 초과하는 것으로 추정될 수 있다. 또한, 실제로, 모노파일의 직진도 및 원통도와 같은 기하학적 정확도가 상대적으로 낮아, 회전하는 동안 축방향으로 표류력(drifting force)이 발생할 수 있다. 이로 인해, 롤러가 위치하는 모노파일의 축을 따른 적어도 하나의 위치에 대응하는 원주 외부 모노파일 표면의 부분에 코팅을 적용할 경우, 코팅은 큰 압축 응력을 받게 되며, 손상될 것으로 예상된다. 따라서, 롤러가 위치하는 모노파일의 축을 따른 적어도 하나의 위치에 대응하지 않는 원주 외부 모노파일 표면의 부분만이 자동으로 코팅될 수 있으며, 롤러가 위치한 모노파일의 축을 따른 적어도 하나의 위치에 대응하는 원주 외부 모노파일 표면의 부분은 수동으로 코팅해야 하다. 실제로, 롤러가 위치하는 모노파일의 축을 따른 적어도 하나의 위치에 대응하는 원주 외부 모노파일 표면의 부분은 전체 원주 외부 모노파일 표면의 대략 1/3을 차지할 수 있다. 나아가, 수동 코팅은 모노파일이 롤러 지지체에서 멀리 이동한 후에만 수행될 수 있으며 수동 코팅 중에는 모노파일을 회전할 수 없으며, 이는 모노파일을 롤러 지지체 상에 배치하고 모노파일을 회전시키면 코팅이 손상될 수 있기 때문이다. 모노파일이 여전히 롤러 지지체에 의해 지지되지만, 롤러 지지체가 다른 위치에 위치하도록 모노파일이 이동되더라도, 이러한 다른 위치에 자동으로 적용된 코팅은 모노파일이 위치되는 롤러 지지체에 의해 손상될 수 있다. 따라서, 모노파일을 이동하면 수동으로 코팅해야 하는 모노파일의 다른 부분이 생길 뿐이다. 이는 롤러가 위치하는 모노파일의 축을 따른 적어도 하나의 위치에 대응하는 원주 외부 모노파일 표면의 부분을 코팅하기 위해, 모노파일을 롤러 지지체에서 제거하고 고정 지지체(static support) 상에 배치해야 하고, 코팅을 적용하는 사람이 전체 표면에 접근할 수 있도록 모노파일 주위에 비계(scaffolding)를 구축한 다음 수동으로 코팅을 적용해야 함을 의미한다. 따라서, 롤러가 위치하는 모노파일의 축을 따른 적어도 하나의 위치에 대응하는 원주 외부 모노파일 표면의 부분에 코팅을 수동으로 적용하는 것은 시간 소모적이고 비용이 많이 든다.
본 개시사항의 제1 측면에서, 모노파일 코팅 방법이 제공된다. 상기 모노파일 코팅 방법은 직경이 8m 이상인 모노파일을 롤러 지지체 상에 배치하는 단계로서, 상기 롤러 지지체에는 상기 모노파일이 상기 롤러 지지체 상에 배치될 때 모노파일을 회전시키기 위한 회전수단이 구비되고, 상기 롤러는 상기 모노파일을 지지하고, 모노파일이 롤러 지지체 상에 배치될 때 모노파일의 축을 따라 하나 이상의 위치에 위치되는, 모노파일을 롤러 지지체 상에 배치하는 단계, 하나 이상의 위치에 대응하는 모노파일의 원주 외부 표면의 부분(part)에 열 스프레이된 금속 코팅(thermally sprayed metallic coating), 예컨대 알루미늄 또는 아연-알루미늄 코팅을 적용하는 단계, 및 롤러를 사용하여 모노파일을 회전시킴으로써 열 스프레이된 금속 코팅의 적어도 일부를 압축하는 단계를 포함한다.
발명자는 놀랍게도 하나 이상의 위치에 대응하는 모노파일의 원주 외부 표면의 부분에 열 스프레이된 금속 코팅, 예컨대 알루미늄 또는 아연 알루미늄 코팅을 적용하는 단계 및 롤러 지지체를 사용하여 모노파일을 회전시켜 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하는 단계가, 열 스프레이된 금속 코팅이 롤러 지지체에 의해 열 스프레이된 금속 코팅에 가해지는 압력을 받는 경우에도, 하나 이상의 위치에 대응하는 모노파일의 원주 외부 표면의 부분을 균일하게 코팅할 수 있다는 것을 발견하였다. 열 스프레이된 금속 코팅은 큰 압축 응력을 받더라도 그리고 이 큰 압축 응력이 열 스프레이된 금속 코팅의 구조와 특성을 달라지게 하더라도, 열 스프레이된 금속 코팅은 압축 후 부식 방지에 대한 적합성 및 모노파일에 대한 접착성이 유지된다.
열 스프레이된 금속 코팅이 적용되면, 연성과 다공성 구조(porous structure)를 갖게 된다. 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하면 다공도(porosity)가 감소한다. 놀랍게도, 열 스프레이된 금속 코팅의 접착 특성은 그대로 유지된다. 열 스프레이된 금속 코팅의 압축으로 인해, 열 스프레이된 금속 코팅의 투과성이 낮아진다. 투과성이 낮은 코팅은 향상된 부식 방지 특성을 가질 수 있다.
또한, 열 스프레이된 금속 코팅이 적용되는 경우, 코팅이 빠르게 응고된다는 점이 언급된다. 따라서, 코팅이 응고된 후 압축되어야 하더라도, 이로 인해 모노파일 코팅 방법이 지연되지 않는다. 열 스프레이된 금속 코팅을 적용하고 압축하는 것은 에폭시 코팅과 같은 보다 통상적인 코팅을 적용하는 것보다 시간이 덜 걸릴 수 있다. 또한, 하나 이상의 위치에 대응하는 모노파일의 원주 외부 표면의 부분에 열 스프레이된 금속 코팅의 적어도 일부를 적용 및 압축하고 모노파일의 다른 부분에 코팅을 적용하는 사이에, 모노파일을 이동할 필요가 없기 때문에, 모노파일 코팅에 필요한 총 시간이 줄어들 수 있다.
유리하게는, 열 스프레이된 금속 코팅의 적어도 일부를 압축하는 단계는 코팅의 두께가 15% 내지 80%, 바람직하게는 20% 내지 70%, 보다 바람직하게는 25% 내지 60%, 가장 바람직하게는 30% 내지 50%로 감소되도록 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하는 것을 포함한다. 즉, 압축 후, 층은 원래 층의 두께의 20% 내지 85%, 바람직하게는 30% 내지 80%, 보다 바람직하게는 40% 내지 75%, 가장 바람직하게는 50% 내지 70%인 두께를 갖는다. 코팅에 대한 큰 압력으로 인하여, 코팅의 두께가 크게 감소된다. 코팅을 압축하여 코팅의 두께를 줄이면 코팅의 다공도(porosity)가 낮아져, 코팅의 투과성이 감소하고 코팅의 방식성(anti-corrosive property)이 향상된다.
유리하게는, 열 스프레이된 금속 코팅의 적어도 일부를 압축하는 단계는 모노파일을 평균 적어도 10회, 바람직하게는 적어도 20회, 보다 바람직하게는 적어도 25회, 가장 바람직하게는 적어도 30회 회전시키는 것을 포함한다. 모노파일을 다수회 회전시켜 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하면, 열 스프레이된 금속 코팅의 압축량이 증가할 수 있다. 실제로, 모노파일은 열 스프레이된 금속 코팅을 적용하는 단계 동안 회전될 수 있다. 따라서, 실제로는 롤러 지지체가 위치하는 하나 이상의 위치에 대응하는 모노파일의 원주 외부 표면의 모든 부분이 동일한 횟수만큼 압축되지 않는 것이 가능하다.
유리하게는, 압축 후, 스프레이된 금속 코팅은 균열, 라미네이션, 덩어리(lump) 또는 기타 눈에 보이는 결함이 없는 매끄럽고, 윤기 있고, 균일한 외관을 갖는 표면을 포함한다. 스프레이된 금속 코팅을 압축하면 다공도가 감소하고 표면이 균일해진다. 이로 인해, 압축 후 코팅의 표면은 압축되지 않은 스프레이된 금속 코팅과 비교하여 시각적으로 다르게 보이다. 매끄러운 표면의 추가적인 장점은 미생물이 표면에 부착하기가 더 어려워진다는 것이다. 미생물은 부식을 야기할 수 있으므로, 매끄러운 표면이 부식 방지에 기여할 수 있다.
유리하게는, 모노파일 코팅 방법은 열 스프레이된 금속 코팅을 적용하는 단계 후, 그리고 열 스프레이된 금속 코팅의 적어도 일부를 압축하는 단계 전 또는 도중에, 보호 재료, 예컨대 폴리머 포움(foam) 또는 고무 시트를 열 스프레이된 금속 코팅 위에 적용하는 단계를 추가로 포함한다. 열 스프레이된 금속 코팅의 적어도 일부를 압축하기 전이나 압축하는 동안 보호 재료를 적용하면 코팅을 일부 형태의 기계적 손상으로부터 보호하고 표면을 오염으로부터 보존하는 데 도움이 될 수 있다.
유리하게는, 모노파일 코팅 방법은, 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하는 단계 후에, 열 스프레이된 금속 코팅 위에 실러(sealer)를 적용하는 단계를 추가로 포함한다. 실러(sealer)는 임의의 표면 구멍(surface porosity)에 침투하여 채우는 저용량 고체 액체 코팅제(low volume solid liquid coating)이다. 압축 후 실러를 적용하면 코팅된 모노파일 표면의 다공도가 더욱 감소된다. 다공도가 낮을수록 코팅의 방식 특성이 향상된다.
유리하게는, 모노파일 코팅 방법은 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하는 단계 후에, 열 스프레이된 금속 코팅 위에 추가 코팅을 적용하는 단계를 추가로 포함한다. 예를 들어, 설치 후 해수면(above sea-level) 위로 올라가는 모노파일 부분에 고가시성 코팅(high-visibility coating)을 적용해야 하는 요구 사항이 있을 수 있다. 실제로, 압축된 열 스프레이된 금속 코팅 위에 추가 코팅의 적용을 필요로 하는 다른 이유도 있을 수 있다.
유리하게는, 하나 이상의 위치에 대응하는 모노파일의 원주 외부 표면의 부분은, 사용되는 롤러 지지체의 유형에 기초하여, 0.2m 내지 3m, 바람직하게는 0.4m 내지 2.5m, 보다 바람직하게는 0.5m 내지 2m, 가장 바람직하게는 0.7m 내지 1.5m에서 가변하는 폭을 갖는다. 롤러 지지체가 위치하는 하나 이상의 위치에서 금속 코팅의 폭은 사용되는 롤러 지지체의 유형에 따라 달라진다. 금속 코팅의 폭은 적어도 사용되는 롤러 지지체의 폭만큼 커야 한다. 그러나, 금속 코팅의 폭이 사용되는 롤러 지지체의 폭보다 큰 것이 유리할 수 있다. 예를 들어, 롤러 지지체의 폭이 대략, 1m인 경우, 금속 코팅의 폭이 1.5m인 것이 유리할 수 있다. 또 다른 예로서, 롤러 지지체의 폭이 대략 1.4m인 경우, 금속 코팅의 폭이 대략 2m인 것이 유리할 수 있다. 금속 코팅의 폭이 사용되는 롤러 지지체의 폭보다 더 큰 경우, 이는 인접한 코팅 시스템을 금속 코팅 상에 중첩(overlap)하여 적용할 수 있는 공간(room)을 허용하다. 실제로, 중첩을 위한 약간의 공간을 남겨두면, 모노파일의 어떤 부분도 코팅되지 않은 채로 남아 있지 않게 하는 것을 보장하면서 코팅 방법을 단순화할 수 있다.
유리하게는, 압축하는 동안, 접촉점에서 열 스프레이된 금속 코팅에 대한 압축 응력은 500MPa, 바람직하게는 750MPa, 보다 바람직하게는 1GPa, 가장 바람직하게는 1.5GPa를 초과한다. 압축 응력은 모노파일의 중량뿐만 아니라 사용되는 롤러 지지체에 따라 달라진다. 더 높은 압축 응력을 가하면 코팅 두께를 더 강하게 압축할 수 있어, 다공도가 더 낮아지고 따라서 부식 보호가 향상된다.
유리하게는, 모노파일은 세로방향의 서브머지드 아크 용접부(longitudinal submerged arc weld)를 포함하고, 모노파일 코팅 방법은 모노파일을 롤러 지지체 상에 배치하는 단계 전에 세로방향의 서브머지드 아크 용접부를 플러쉬 그라운딩하는 단계(grounding flush)를 추가로 포함한다. 모노파일은 다수의 쉘을 함께 용접하여 형성할 수 있다. 하나 이상의 강판을 원통형/원추형으로 압연하고 압연된 판(들)의 연결 사이드를 용접하여 쉘을 형성할 수 있다. 따라서, 모노파일이 형성되면, 모노파일은 세로방향의 서브머지드 아크 용접부를 포함한다. 코팅 방법을 준비하기 위해, 세로방향의 서브머지드 아크 용접부는 플러쉬 그라인드(grind flush)되어야 한다. 이는 용접부에서의 응력 집중을 방지할 수 있다. 용접부에서의 응력 집중은 피로 균열을 유발할 수 있다.
바람직하게는, 모노파일 코팅 방법은, 열 스프레이된 금속 코팅을 적용하는 단계 전에 하나 이상의 위치에 대응하는 모노파일의 원주 외부 표면의 부분을 블라스트 클리닝하는 단계(blast cleaning)를 추가로 포함한다. 선택적으로, 블라스트 클리닝하는 단계는 오픈 제트 그릿 블라스팅(open jet grit blasting), 바람직하게는 강철(steel) 또는 미네랄 그릿 연마재를 이용한 오픈 제트 그릿 블라스팅을 사용하여, 혹은 자동 터빈 블라스트 클리닝, 바람직하게는 강철 그릿 연마재를 이용한 자동 터빈 블라스트 클리닝을 사용하여 수행된다. 선택적으로, 블라스트 클리닝은 표면을 ISO 8501-1 Sa 3(백색 금속) 표준, ISO 8501-1 Sa2½ 표준 또는 SSPC-SP10/NACE No. 2 근접 백색 블라스트 클리닝 표준(Near White Blast Cleaning standard)(2007년 1월에 최종 개정된 표준) 또는 SSPC-SP 5/NACE No. 1, 백색 금속 블라스트 클리닝 표준(2007년 1월 최종 개정)으로 준비하는 것을 포함한다. 선택적으로, 블라스트 클리닝하는 단계는 40μm 내지 150μm, 바람직하게는 50μm 내지 125μm, 보다 바람직하게는 60μm 내지 115μm, 가장 바람직하게는 80μm 내지 105μm 범위의 날카로운 각이 진 프로파일 깊이(sharp angular profile depth)를 갖도록 표면을 준비하는 것을 포함한다. 블라스트 클리닝을 사용하여 열 스프레이된 금속 코팅을 적용하기 전에 하나 이상의 위치에 대응하는 모노파일의 원주 외부 표면의 부분을 준비하는 것은 표면이 열 스프레이된 금속 코팅을 적용하기에 특히 적합한 것임을 보장한다. 표면을 특히 잘 준비함으로써, 열 스프레이된 금속 코팅의 접착성이 향상된다.
본 개시사항의 제2 측면에서는 모노파일이 제공된다. 모노파일은 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 모노파일 코팅 방법을 사용하여 코팅된다.
본 개시사항의 제3 측면에서, 모노파일 코팅 시스템이 제공된다. 모노파일 코팅 시스템은 롤러 지지체 및 열 스프레이 장비를 포함하며, 롤러 지지체에는 모노파일이 롤러 지지체 상에 배치될 때, 직경이 적어도 8m인 모노파일을 회전시키기 위한 회전 수단이 구비되고, 롤러는 모노파일을 지지하기 위한 것이며 모노파일을 롤러 지지체에 배치하기 위해 축을 따라 하나 이상의 위치에 위치되며, 열 스프레이 장비는 열 스프레이된 금속 코팅, 예컨대 알루미늄 또는 아연-알루미늄 코팅을 하나 이상의 위치에 대응하는 모노파일의 원주 외부 표면의 부분에 적용하도록 구성된다. 유리하게는, 모노파일 코팅 시스템은 제2항 내지 제13항 중 어느 한 항의 모노파일 코팅 방법을 수행하도록 추가로 구성된다.
이 개시사항 내용의 제4 측면에서, 코팅 방법이 제공된다. 코팅 방법은 열 스프레이된 금속 코팅, 예컨대 알루미늄 또는 아연 알루미늄 코팅을 표면에 적용하는 단계 및 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하는 단계를 포함한다.
열 스프레이된 금속 코팅이 적용되면, 연성과 다공성 구조를 갖게 된다. 열 스프레이된 금속 코팅의 압축으로 인해 다공도가 감소한다. 놀랍게도, 열 스프레이된 금속 코팅의 접착성은 그대로 유지된다. 열 스프레이된 금속 코팅의 압축으로 인해, 열 스프레이된 금속 코팅의 투과성이 낮아진다. 투과성이 낮은 코팅은 향상된 부식 방지(corrosion protection) 특성을 가질 수 있다.
유리하게는, 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하는 단계는 코팅의 두께가 15% 내지 80%, 바람직하게는 20% 내지 70%, 보다 바람직하게는 25% 내지 60%, 가장 바람직하게는 30% 내지 50% 감소되도록 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하는 것을 포함한다. 즉, 압축 후, 층은 원래 층 두께의 20% 내지 85%, 바람직하게는 30% 내지 80%, 보다 바람직하게는 40% 내지 75%, 가장 바람직하게는 50% 내지 70%인 두께를 갖는다. 코팅을 압축하여 코팅의 두께를 감소시키면 코팅의 다공도가 낮아져, 코팅의 투과성이 감소하고 코팅의 방식성(anti-corrosive property)이 향상된다.
유리하게는, 압축 후, 스프레이된 금속 코팅은 균열, 라미네이션, 덩어리 또는 기타 눈에 보이는 결함이 없는 매끄럽고, 윤기 있고, 균일한 외관을 갖는 표면을 포함한다. 스프레이된 금속 코팅을 압축하면 다공도가 감소하고 표면이 균일해진다. 이로 인해, 압축 후 코팅의 표면은 압축되지 않은 스프레이된 금속 코팅과 비교하여 시각적으로 다르게 보인다. 매끄러운 표면의 또 다른 장점은 미생물이 표면에 부착하기가 더 어려워진다는 것이다. 미생물은 부식을 야기할 수 있으므로, 매끄러운 표면은 부식 방지에 기여할 수 있다.
유리하게는, 코팅 방법은 열 스프레이된 금속 코팅을 적용하는 단계 후, 그리고 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하는 단계 전 또는 도중에, 보호 재료, 예컨대 폴리머 포움 또는 고무 시트를 열 스프레이된 금속 코팅 위에 적용하는 단계를 추가로 포함한다. 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하기 전이나 압축하는 동안, 보호 재료를 적용하면 코팅을 일부 형태의 기계적 손상으로부터 보호하고 표면을 오염으로부터 보존하는 데 도움이 될 수 있다.
유리하게는, 코팅 방법은 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하는 단계 후에, 열 스프레이된 금속 코팅 위에 실러를 적용하는 단계를 추가로 포함한다. 실러는 임의의 표면 구멍에 침투하여 채우는 저용량 고체 액체 코팅제이다. 압축 후 실러를 적용하면 코팅된 모노파일 표면의 다공도가 더욱 감소된다. 다공도가 더 낮을수록 코팅의 방식 특성이 향상에 기여한다.
유리하게는, 코팅 방법은 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하는 단계 후에 열 스프레이된 금속 코팅 위에 추가 코팅을 적용하는 단계를 추가로 포함한다.
유리하게는, 압축하는 동안, 열 스프레이된 금속 코팅에 대한 압축 응력은 500MPa, 바람직하게는 750MPa, 보다 바람직하게는 1GPa, 가장 바람직하게는 1.5GPa를 초과한다. 더 높은 압축 응력을 가하면 코팅 두께를 더 강하게 압축할 수 있어 다공도가 더 낮아지고 따라서 부식 방지가 향상된다.
바람직하게는, 코팅 방법은, 열 스프레이된 금속 코팅을 적용하는 단계 전에 표면을 블라스트 클리닝하는 단계를 추가로 포함한다. 선택적으로, 블라스트 클리닝하는 단계는 오픈 제트 그릿 블라스팅(open jet grit blasting), 바람직하게는 강철 또는 미네랄 그릿 연마재를 이용한 오픈 제트 그릿 블라스팅을 사용하여, 혹은 자동 터빈 블라스트 클리닝, 바람직하게는 강철 그릿 연마재를 이용한 자동 터빈 블라스트 클리닝을 사용하여 수행된다. 선택적으로, 블라스트 클리닝은 표면을 ISO 8501-1:2007 Sa 3(백색 금속) 표준, 또는 ISO 8501-1 Sa2½ 표준 또는 SSPC-SP10/NACE No. 2 근접 백색 블라스트 클리닝 표준(2007년 1월에 최종 개정된 표준) 또는 SSPC-SP 5/NACE No. 1, 백색 금속 블라스트 클리닝 표준(2007년 1월 최종 개정)으로 준비하는 것을 포함한다. 선택적으로, 블라스트 클리닝하는 단계는 40μm 내지 150μm, 바람직하게는 50μm 내지 125μm, 보다 바람직하게는 60μm 내지 115μm, 가장 바람직하게는 80μm 내지 105μm 범위의 날카로운 각이 진 프로파일 깊이를 갖도록 표면을 준비하는 것을 포함한다. 블라스트 클리닝을 사용하여 열 스프레이된 금속 코팅을 적용하기 전에 표면을 준비하는 것은 표면이 열 스프레이된 금속 코팅을 적용하기에 특히 적합한 것임을 보장한다. 표면을 특히 잘 준비함으로써, 열 스프레이된 금속 코팅의 접착성이 향상된다.
본 개시사항의 제5 측면에서, 코팅이 제공된다. 코팅은 제1 측면의 모노파일 코팅 방법을 사용하여 얻어질 수 있거나, 얻어지거나 및/또는 직접 얻어지거나, 제4 측면의 코팅 방법을 사용하여 얻어질 수 있거나, 얻어지거나, 및/또는 직접 얻어진다. 유리하게는, 코팅이 모노파일 상에 사용될 수 있다.
본 개시사항의 제6 측면에서, 코팅 시스템이 제공된다. 코팅 시스템은 열 스프레이 장비 및 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하기 위한 수단을 포함하며, 열 스프레이 장비는 열 스프레이된 금속 코팅, 예컨대 알루미늄 또는 아연 알루미늄 코팅을 표면에 적용하도록 구성되며, 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하기 위한 수단은 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하도록 구성된다. 유리하게는, 코팅 시스템은 제1 측면의 모노파일 코팅 방법을 수행하거나 제4 측면의 코팅 방법을 수행하도록 추가로 구성된다.
본 개시사항의 구현예는 본질적으로 개략적이며 따라서 반드시 일정한 비율로 그려질 필요는 없는 첨부 도면을 참조하여 단지 예로서 이하에서 설명될 것이다. 또한, 도면의 동일한 참조 부호는 동일한 구성요소에 관한 것이다. 첨부된 도면에서,
- 도 1은 본 개시사항의 구현예에 따른 모노파일 코팅 방법을 개략적으로 나타낸다.
- 도 2는 본 개시사항의 구현예에 따른 모노파일 코팅 방법을 개략적으로 나타낸다.
- 도 3은 본 개시사항의 구현예에 따른 롤러 지지체 상의 모노파일의 측면도를 개략적으로 나타낸다.
- 도 4는 본 개시사항의 구현예에 따른 롤러 지지체 상의 모노파일의 정면도를 개략적으로 나타낸다.
- 도 5는 본 개시사항의 구현예에 따라 롤러 지지체가 위치하는 모노파일의 축을 따른 하나 이상의 위치에 대응하는 모노파일의 원주 외부 표면의 블라스트 클리닝 부분을 개략적으로 나타낸다.
- 도 6은 본 개시사항의 구현예에 따라 롤러 지지체가 위치하는 모노파일의 축을 따른 하나 이상의 위치에 대응하는 모노파일의 원주 외부 표면의 부분에 열 스프레이된 금속을 적용하는 것을 개략적으로 나타낸다.
- 도 7은 본 개시사항의 구현예에 따라 롤러 지지체를 사용하여 모노파일을 회전시켜 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하는 것을 개략적으로 나타낸다.
- 도 8은 본 개시사항의 구현예에 따른 모노파일을 개략적으로 나타낸다.
- 도 9a는 본 개시사항의 구현예에 따른 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하기 전의 열 스프레이된 금속 코팅의 구조를 개략적으로 나타낸다.
- 도 9b는 본 개시사항의 구현예에 따른 열 스프레이된 금속 코팅을 압축한 후의 열 스프레이된 금속 코팅의 구조를 개략적으로 나타낸다.
도 1은 모노파일 코팅 방법을 개략적으로 나타낸 플로우차트이다.
단계(101)에서, 모노파일(301)은 롤러 지지체(302-305) 상에 배치된다.
실제로, 롤러 지지체(302-305)는 코팅장에 위치할 수 있다. 코팅장의 환경은 코팅에 특히 적합하도록 조절될 수 있으며, 특수 코팅 장비를 구비할 수 있다. 코팅장은 ATEX 작업장일 수 있다. 코팅장을 사용하면 코팅 방법에 유리하고 고품질의 코팅을 효율적으로 적용할 수 있지만, 모노파일 코팅 방법은 임의의 적합한 실내외 장소에서 수행될 수 있다.
모노파일(301)은 다수의 쉘을 함께 용접하여 얻을 수 있다. 하나 이상의 강판을 원통형/원추형으로 압연하고 압연된 판(들)의 연결 사이드를 용접하여 쉘을 형성할 수 있다. 실제로, 모노파일을 얻기 위한 용접은 코팅장 내부가 아닌, 예를 들어, 특히 용접에 적합하도록 환경이 제어되고 특수 용접 장비가 구비된 용접장 내부에서 진행된다. 이러한 제조 방법의 장점은 큰 치수의 모노파일을 제공할 수 있다는 것이다. 그러나, 예를 들어, 높은 압력이나 높은 인장력 하에서 형성하여 제조된 튜브와 비교하면, 기하학적 정확도(예컨대 원통도 및 직진도)가 훨씬 낮을 수 있다.
코팅 전에, 코팅되지 않은 모노파일(301)은 코팅장으로 운송된다. 모노파일(301)을 운송하기 위해, 모노파일(301)의 중량을 지탱하도록 개작된 트레일러를 사용하는 것이 가능하다. 추가적으로 또는 대안적으로, 모노파일(301)은 크레인 및/또는 보트 및/또는 다른 적합한 모노파일 운송 장치를 사용하여 운송될 수 있다. 모노파일(301)은 큰 크기와 중량으로 인해, 모노파일 운송에 비용이 많이 들 수 있으며 불필요한 모노파일 운송은 피해야 한다.
그러나, 모노파일 코팅 공정을 용접과 동일한 위치(location)에서 수행하고, 모노파일(301)을 다른 위치로 운송하지 않는 것도 가능하다. 그러나, 이 경우에는 용접 장비 및 코팅 장비가 동일한 위치에 있거나, 또는 코팅 공정이 수행될 때, 코팅 장비를 용접 위치(location)로 운송하여 설치하여야 한다. 간소화되고 효율적인 모노파일 제조 및 코팅 방법을 달성하기 위해서는, 모노파일의 제조 및 코팅을 별도의 그러나 가까운 장소(hall)에서 수행하고, 각 장소에는 적절한 장비가 구비되어 있는 것이 바람직할 수 있다.
모노파일(301)을 롤러 지지체(302-305)에 배치하기 위해서는, 모노파일을 코팅장으로 운송한 후, 크레인 등이 사용될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 롤러 지지체(302-305)는 이동 가능할 수 있다. 이 경우, 예를 들어 트레일러를 사용하여 모노파일(301)을 코팅장으로 운송한 후, 롤러 지지체(302-305)를 모노파일(301) 쪽으로 이동시킬 수 있다. 롤러 지지체(302-305)를 사용하여 모노파일(301)을 트레일러에서 들어올릴 수 있으며, 그 후에 트레일러가 제거될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 롤러 지지체(302-305)를 사용하여 모노파일(301)을 들어올리는 대신, 모노파일(301)을 롤러 지지체(302-305) 상에 배치하고, 그 후에, 트레일러 베드를 낮추고 트레일러를 제거할 수도 있다. 당업자는 롤러 지지체(302-305) 상에 모노파일(301)을 배치하는 다른 방식도 가능하다는 것을 이해할 것이다.
롤러 지지체(302-305)가 모노파일(301)의 축을 따라 하나 이상의 위치에 위치되도록, 모노파일(301)이 롤러 지지체(302-305) 상에 배치된다. 모노파일(301)을 롤러 지지체(302-305) 상에 배치한 후, 롤러 지지체(302-305)는 모노파일(301)의 중량을 지지한다.
롤러 지지체(302-305)에는 모노파일(301)을 회전시키기 위한 회전 수단이 구비된다. 예를 들어, 롤러 지지체(302-305)에는 전기 엔진이 구비될 수 있다. 전기 엔진이 작동 중인 경우, 모노파일(301)이 놓인 롤러는 전기 엔진에 의해 회전될 수 있다. 이는 이후 모노파일(301)이 그 축 주위를 회전하도록 한다.
롤러 지지체(302-305)에 모노파일(301)을 배치하는 단계(101)는 도 3 및 도 4를 참조하여 아래에서 더 자세히 설명될 것이다.
단계(102)에서는 열 스프레이된 금속 코팅이 적용된다.
모노파일(301)이 회전되는 경우, 모노파일(301)의 원주 외부 표면은 롤러 지지체(302-305)에 대해 이동한다. 모노파일(301)의 회전은 원주 외부 표면의 다른 부분이 롤러 지지체(302-305)와 접촉되도록 한다. 모노파일의 중량으로 인해, 롤러 지지체(302-305)와 접촉하는 원주 외부 표면의 부분에 압력이 가해진다. 이 압력은 주로 모노파일 표면에 수직으로 향하지만, 모노파일의 낮은 기하학적 정확도로 인하여 모노파일이 회전할 때 표류력이 발생할 수 있다. 따라서, 롤러 지지체와 접촉하는 원주 외부 표면의 부분은 직접적인 압력으로 인해 표면에 수직인 방향뿐만 아니라 표류력으로 인해 표면에 평행한 방향 모두에서 압축 응력을 겪게 될 수 있다. 모노파일(301)의 회전 후, 모노파일(301)과 각 롤러(302-305) 사이의 접촉폭과 동일한 폭을 가지며 모노파일(301)을 둘러싸는 다수의 밴드가 롤러 지지체(302-305) 중 적어도 하나와 접촉하게 된다. 나아가, 예를 들어 모노파일에 대해, 두 개의 롤러 지지체가 동일한 세로방향 위치(longitudinal position)에 위치할 때, 롤러 지지체(302-305)는 단일 회전 중에 밴드가 다수의 롤러 지지체와 접촉하도록 배향(orient)될 수 있다는 점이 주목된다.
열 스프레이된 금속 코팅은 롤러 지지체 중 적어도 하나와 접촉되는 모노파일 표면 상의 밴드에 적용될 수 있다. 롤러 지지체(302-305)가 위치하는 하나 이상의 위치에 대응하는 모노파일의 원주 외부 표면의 부분(501, 502)에 열 스프레이된 금속 코팅이 적용될 수 있다. 하나 이상의 위치에 대응하는 모노파일의 원주 외부 표면의 상기 부분(501, 502)은 롤러 지지체(302-305) 중 적어도 하나와 접촉하는 모노파일 표면 상에 밴드를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 상기 밴드에 바로 인접한 원주 외부 표면의 영역(area)을 추가로 포함할 수 있다.
예를 들어, 모노파일(301)과 각각의 롤러(302-305) 중 적어도 하나 사이의 접촉 폭이 대략 1m인 경우, 각각의 롤러 중 적어도 하나의 위치에 대응하는 모노파일의 원주 외부 표면의 부분(501, 502)이 대략 1.5m의 폭을 갖는 것이 유리할 수 있다. 다른 예로서, 모노파일(301)과 각각의 롤러(302-305) 중 적어도 하나 사이의 접촉 폭이 대략 1.4m인 경우, 각각의 롤러 중 적어도 하나의 위치에 대응하는 모노파일의 원주 외부 표면의 부분(501, 502)이 대략 2m의 폭을 갖는 것이 유리할 수 있다.
하나 이상의 위치에 대응하는 모노파일의 원주 외부 표면의 부분에 열 스프레이된 금속 코팅이 적용된다. 열 스프레이된 금속 코팅은 예를 들어 알루미늄 코팅 또는 아연 알루미늄 코팅을 포함할 수 있다. ISO 14919:2015는 열 스프레잉, 특히 아크 및 화염 스프레잉으로 처리된 금속 및 비금속 와이어(단선(solid) 및 코어(cored)), 막대, 코드(cord)의 분류에 대한 요구 사항을 명시한다. 알루미늄 코팅의 예로는 ISO 14919:2015의 Al99.5 유형이 있다. 아연 알루미늄 코팅의 예로는 ISO 14919:2015의 ZnAl15 유형이 있다. 그러나, 다른 유형의 열 스프레이된 금속 코팅도 사용할 수 있다.
열 스프레이된 금속 코팅은 대략 300-1000 마이크로미터, 바람직하게는 대략 500-800 마이크로미터, 보다 바람직하게는 대략 600-700 마이크로미터, 가장 바람직하게는 대략 650 마이크로미터의 두께로 적용될 수 있다. 두께를 결정하기 위해, 전자 두께 게이지를 사용할 수 있다.
적용 후, 열 스프레이된 금속 코팅은 연성 및 다공성 구조를 갖는다.
열 스프레이된 금속 코팅의 추가 특성은 도 9a를 참조하여 아래에서 더 자세히 설명될 것이다.
열 스프레이된 금속 코팅을 적용하는 단계(102)는 도 6을 참조하여 아래에서 더 자세히 설명될 것이다.
단계(103)에서, 열 스프레이된 금속 코팅은 압축된다. 이러한 압축은 롤러 지지체(302-305) 상의 모노파일의 중량에 기인한다.
롤러 지지체(302-305) 중 적어도 하나와 접촉하는 모노파일 표면 상의 밴드에 적용된 열 스프레이된 금속 코팅은 모노파일(301)의 회전에 의해 압축된다. 열 스프레이된 금속 코팅은 롤러 지지체(302-305) 중 적어도 하나와 접촉하는 모노파일 표면 상의 밴드 바깥쪽(outside)에도 적용될 수도 있으므로, 열 스프레이된 금속 코팅의 전부는 아니지만 해당 부분이 압축될 수 있다.
모노파일(301)의 중량으로 인해, 롤러 지지체(302-305)와 모노파일(301) 사이의 접촉점에서 열 스프레이된 금속 코팅에 대한 압축 응력은 500MPa, 바람직하게는 750MPa, 보다 바람직하게는 1GPa, 가장 바람직하게는 1.5GPa를 초과할 수 있다.
압축 응력은 롤러 지지체 상에 놓인 모노파일의 중량으로 인해, 모노파일 표면에 수직인 성분뿐만 아니라 예를 들어 표류력으로 인해, 모노파일 표면에 평행한 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다는 점이 언급된다. 표류력은 기하학적으로 부정확한 모노파일의 회전으로 인해 발생할 수 있다. 본 개시사항에서 압축 응력은 주로 모노파일 표면에 수직인 성분을 포함하는 것으로 설명될 것이지만, 표류력은 실제로 전형적으로 존재하며 본 개시사항에 기술된 기술적 효과 중 하나 이상에 기여할 수 있다.
열 스프레이된 금속 코팅을 압축하기 위해서는, 모노파일(301)을 단지 한 번 회전시키는 것으로 충분하다. 실제로, 롤러 지지체의 배치(positioning)에 따라, 단일 회전 중에, 원주 외부 표면의 부분이 롤러 지지체와 여러 번 접촉될 수 있다. 압축을 위해서는, 원주 외부 표면의 부분이 롤러 지지체와 단 한 번만 접촉하는 것으로 충분하다. 또한, 모노파일 주위의 전체 밴드를 압축할 필요가 없을 수도 있으므로, 이러한 방식으로 모노파일을 단일 회전 미만으로 회전시키는 것으로도 충분할 수 있다. 그러나, 모노파일(301)을 여러 번 회전시킴으로써 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하는 것이 대안적으로 가능하다. 예를 들어, 모노파일(301)은 적어도 10회, 바람직하게는 적어도 20회, 보다 바람직하게는 저어도 25회, 가장 바람직하게는 적어도 30회 회전될 수 있다. 모노파일(301)을 다수 횟수로 회전시켜 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하면 열 스프레이된 금속 코팅의 압축량이 증가할 수 있다. 실제로, 모노파일(301)은 열 스프레이된 금속 코팅을 적용하는 동안 회전될 수 있다. 따라서, 실제로 롤러 지지체(302-305)가 위치하는 하나 이상의 위치에 대응하는 모노파일의 원주 외부 표면의 모든 부분이 동일한 횟수만큼 압축되지 않는 것이 가능하다. 또한, 모노파일(301)은 모노파일의 나머지 부분을 후속 코팅하는 동안 추가로 회전될 수 있으며, 이에 따라 열 스프레이된 금속 코팅이 압축되는 횟수가 더욱 증가한다.
(모노파일(301)의 중량의 결과인) 높은 압축 응력 및 선택적으로, 모노파일(301)의 회전 수로 인해, 열 스프레이된 금속 코팅의 두께가 감소될 수 있다. 코팅의 두께는 15% 내지 80%, 바람직하게는 20% 내지 70%, 보다 바람직하게는 25% 내지 60%, 가장 바람직하게는 30% 내지 50% 감소될 수 있다. 즉, 압축 후, 층은 원래 층 두께의 20% 내지 85%, 바람직하게는 30% 내지 80%, 보다 바람직하게는 40% 내지 75%, 가장 바람직하게는 50% 내지 70%인 두께를 갖는다. 상기 코팅을 압축하여 상기 열 스프레이된 금속 코팅의 두께를 감소시키는 것은 상기 열 스프레이된 금속 코팅의 다공도를 낮출 수 있으며, 이에 따라 상기 열 스프레이된 금속 코팅의 투과성을 감소될 수 있고, 이에 따라 상기 열 스프레이된 금속 코팅의 방식 특성이 향상될 수 있다.
예를 들어, 열 스프레이된 알루미늄 코팅(예컨대 ISO 14919:2015의 Al99.5 유형)을 700 마이크로미터의 두께로 적용하고 모노파일을 25회 회전시켜 대략 1GPa의 압축 응력이 가해지는 경우, 압축 후 두께는 350 마이크로미터로 감소될 수 있다.
또 다른 예로, 열 스프레이된 알루미늄-아연 코팅(예컨대 ISO 14919:2015의 ZnAl15 유형)을 700 마이크로미터의 두께로 적용하고 모노파일을 25회 회전시켜 약 1 GPa의 압축 응력이 가해지는 경우, 압축 후 두께는 450 마이크로미터로 감소될 수 있다.
놀랍게도 열 스프레이된 금속 코팅의 접착 특성은 압축으로 인해 저하되지 않는 것으로 밝혀졌다.
압축 후, 스프레이된 금속 코팅은 균열, 라미네이션, 덩어리 또는 기타 눈에 보이는 결함이 없는 매끄럽고, 윤기 있고, 균일한 외관을 갖는 표면을 포함할 수 있다. 스프레이된 금속 코팅을 압축하는 것은 다공도를 감소시킬 수 있고 코팅된 모노파일(301)의 표면을 균일하게 할 수 있다. 이 때문에, 압축 후에, 코팅된 모노파일(301)의 표면은 압축되지 않은 스프레이된 금속 코팅 표면, 예컨대 압축 전의 모노파일(301)의 표면, 또는 열 스프레이된 금속 코팅으로 코팅되지만 압축되지 않은 모노파일 표면의 부분, 예컨대 예를 들어, 롤러 지지체(302-305) 중 적어도 하나와 접촉하는 모노파일 표면의 밴드에 바로 인접한 모노파일(301)의 원주 외부 표면의 영역과 비교하여 시각적으로 다르게 보인다. 매끄러운 표면의 또 다른 장점은 미생물이 표면에 부착하기가 더 어려워진다는 것이다. 미생물은 부식을 야기할 수 있으므로, 매끄러운 표면은 부식 방지에 기여할 것이다. 열 스프레이된 금속 코팅의 압축은 도 7을 참조하여, 아래에 더 자세히 설명될 것이다. 압축 후의 열 스프레이된 금속 코팅의 추가 특성은, 도 9b를 참조하여 아래에 더 자세히 설명될 것이다.
모노파일을 회전시켜 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하는 대신, 열 스프레이된 금속 코팅을 다른 방식으로 압축하는 것도 가능하다는 점이 언급된다. 예를 들어, 롤러 지지체(302-305)와는 다른 롤러가 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하는 데 사용될 수 있다. 이러한 롤러를 통해 압력이 가해질 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 열 스프레이된 금속 코팅은 수압 프레스(hydraulic press) 또는 기계적 프레스와 같은 프레스를 사용하여 압축될 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 열 스프레이된 금속 코팅은 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하기 위한 다른 적합한 수단을 사용하여 압축될 수 있다.
또한, 모노파일 표면에 열 스프레이된 금속 코팅을 적용하는 대신, 다른 물체의 표면에 열 스프레이된 금속 코팅을 적용하는 것도 가능하다는 점이 언급된다. 열 스프레이된 금속 코팅을 적용한 후, 이 코팅을 압축할 수 있다. 이를 통해 다른 물체의 표면을 부식 방지에 특히 적합한 코팅으로 코팅할 수 있다.
따라서, 코팅 방법은 열 스프레이된 금속 코팅을 표면에 적용하는 단계 및 코팅을 압축하는 단계를 포함할 수 있다.
도 2는 모노파일 코팅 방법을 개략적으로 나타낸 플로우차트이다. 도 2는 도 1과 유사하지만, 몇 가지 선택적 단계가 추가된다. 도 2의 일부 단계는 도 1과 동일하므로, 이들 단계에 대한 자세한 설명은 생략한다.
모노파일을 제조하는 동안, 서브머지드 아크 용접을 사용하여 모노파일(301)을 조립(assemble)할 수 있다. 단계(201)에서, 모노파일 코팅 방법의 준비로서, 서브머지드 아크 용접부는 플러쉬 그라인드(grind flush)될 수 있다. 서브머지드 아크 용접부를 플러쉬 그라운딩(grounding flush)하면 용접부가 롤러 위로 통과할 때 용접부에서의 응력 집중이나 기계적 결함을 제거하는 역할을 할 수 있다.
도 2의 단계(101)은 도 1의 단계(101)과 동일할 수 있다.
모노파일(301)을 롤러 지지체(302-305) 상에 배치한 후, 그러나 열 스프레이된 금속 코팅을 적용하기 전에, 모노파일 표면은 코팅에 대하여 준비될 수 있다.
코팅 준비로서, 단계(202)에서 블라스트 클리닝이 수행된다.
열 스프레이된 금속 코팅으로 코팅될 모노파일(301)의 부분(501, 502)이 블라스트 클리닝될 수 있다. 열 스프레이된 금속 코팅을 적용하기 전에 블라스트 클리닝을 사용하여 표면을 준비하면 표면이 열 스프레이된 금속 코팅을 적용하는 데 특히 적합한 것을 보장할 수 있다. 표면을 특히 잘 준비함으로써, 열 스프레이된 금속 코팅의 접착성이 향상된다.
블라스트 클리닝(202)은 다양한 방식으로 수행될 수 있는데, 예를 들어 오픈 제트 그릿 블라스팅(open jet grit blasting), 바람직하게는 강철 또는 미네랄 그릿 연마재를 이용한 오픈 제트 그릿 블라스팅을 사용하거나, 또는 자동 터빈 블라스트 클리닝, 바람직하게는 강철 그릿 연마재를 이용한 자동 터빈 블라스트 클리닝을 사용하여 수행될 수 있다. 일관된 고품질의 블라스트 클리닝을 보장하기 위해, 블라스트 클리닝은 ISO 8501-1:2007 Sa 3(백색 금속) 표준, 또는 ISO 8501-1 Sa2½ 표준 또는 SSPC-SP10/NACE No. 2 근접 백색 블라스트 클리닝 표준(2007년 1월 최종 개정된 표준) 또는 SSPC-SP 5/NACE No. 1, 백색 금속 블라스트 클리닝 표준(2007년 1월 최종 개정)으로 수행될 수 있다. 열 스프레이된 금속 코팅을 적용하기 위한 표면을 준비하기 위해, 표면이 40μm 내지 150μm, 바람직하게는 50μm 내지 125μm, 보다 바람직하게는 60μm 내지 115μm, 가장 바람직하게는 80μm 내지 105μm 범위의 날카로운 각이 진 프로파일 깊이를 갖는 것이 유리하다.
블라스트 클리닝(202)은 도 5를 참조하여, 아래에서 더 자세히 설명될 것이다.
도 2의 단계(102)는 도 1의 단계(102)와 동일할 수 있다.
열 스프레이된 금속 코팅의 압축 전 및/또는 압축 중에, 보호 재료가 단계(203)에서 코팅에 적용될 수 있다. 보호 재료는 압축 전에 적용될 수 있다. 압축이 수행되는 전체 시간 동안, 또는 압축 단계의 하나 이상의 부분 동안, 압축 중에 보호 재료가 적용될 수 있다. 동일한 보호 재료를 여러 번 적용하는 것이 가능하다. 동시에 및/또는 순차적으로 다양한 보호 재료를 적용하는 것도 가능하다. 단계(203)을 생략하고 어떠한 보호 재료를 적용하지 않는 것도 가능하다.
열 스프레이된 금속 코팅을 적용하는 단계 후에, 코팅 위에 보호 재료를 적용할 수 있다. 이러한 보호 재료는 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하는 단계 전에 및/또는 동안 적용될 수 있다. 보호 재료는 플라스틱, 가공 고무(engineered rubber) 및/또는 금속 조성물일 수 있다. 보호 재료는 폴리머 포움과 같은 포움 형태이거나 시트 형태일 수 있다. 폴리머 포움의 예로는 에틸렌-비닐 아세테이트 포움, 폴리에틸렌 포움, 니트릴 고무 포움, 폴리클로로프렌 포움, 폴리아미드 포움, 폴리프로필렌 포움, 폴리스티렌 포움, 폴리우레탄 포움, 폴리염화비닐 포움 또는 실리콘 포움(silicone foam)이 있다. 그러나 다른 종류의 폴리머 포움도 사용될 수 있다. 고무 시트는 보호 재료로 사용하기에 적합할 수 있다. 보호 재료를 적용하면 일부 형태의 기계적 손상으로부터 코팅을 보호하고 표면을 오염으로부터 보존하는데 도움이 될 수 있다.
도 2의 단계(103)은 도 1의 단계(103)과 동일할 수 있다.
열 스프레이된 금속 코팅을 압축한 후, 단계(204)에서 코팅 위에 실링(sealing)이 적용될 수 있다. 실링은 표면 구멍에 침투하여 채울 수 있는 저용량 고체 액체 코팅제이다.
코팅 위에 실링(sealing)을 적용하는 것은 코팅을 보존하는 데 기여할 수 있다. 실링의 적용은 압축된 코팅의 다공도를 감소시키는 데 기여할 수 있다. 코팅의 다공도를 감소시키는 것은 코팅의 방식 특성을 향상시키는 데 기여할 수 있다.
실링제(sealing)는 열 스프레이된 금속 코팅 위에 적용하기에 적합한 저용량 고체 액체 코팅 재료를 포함할 수 있다.
단계(205)에서 코팅 위에 추가 코팅이 적용될 수 있다. 예를 들어, 설치 후 해수면 보다 위에 있게 되는 모노파일의 부분(part)은 고가시성 코팅(high-visibility coating), 예컨대 노란색 코팅으로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 해수면 보다 위에 있게 되는 모노파일(301) 부분의 이러한 고가시성 코팅은 규정에 따라 요구될 수 있다. 그러나, 모노파일(301)의 특정 부분 또는 심지어 전체에 코팅의 추가 층을 적용하는 다른 이유가 있을 수도 있다.
실제로, 하나 이상의 위치에 대응하는 모노파일의 원주 외부 표면의 부분에 열 스프레이된 금속 코팅의 적어도 일부를 적용하고 압축하기 전에, 및/또는 하나 이상의 위치에 대응하는 모노파일의 원주 외부 표면의 부분에 열 스프레이된 금속 코팅의 적어도 일부를 적용 및 압축한 후 및/또는 하나 이상의 위치에 대응하는 모노파일의 원주 외부 표면의 부분에 열 스프레이된 금속 코팅을 적용 및 압축하는 것과 동시에, 모노파일의 다른 부분에 코팅을 적용하는 것이 가능할 수 있다.
도 1 또는 도 2에 표시되지는 않았지만, 코팅이 요구되는 품질인 것을 보장하기 위해, 코팅 공정 후에 품질 관리(quality control)가 수행될 수 있다. 또한, 도 1 또는 도 2의 단계 중 임의의 단계 동안 또는 후에, 중간 품질 관리가 수행될 수 있다. 예를 들어 특정 단계(예컨대 블라스트 클리닝 후 또는 압축 후) 후에 공정 중에 품질 관리를 수행하면, 전 단계의 불완전한 결과로 인해 후속 단계에서 추가 문제가 발생할 위험이 완화된다.
도 3은 본 개시사항의 구현예에 따른 롤러 지지체(302-305) 상의 모노파일(301)의 측면도를 개략적으로 나타내고, 도 4는 본 개시사항의 구현예에 따른 롤러 지지체(302, 303) 상의 모노파일(301)의 정면도를 개략적으로 나타낸다.
비록 도면이 모노파일(301)이 시계 방향으로 회전되는 것을 도시하고 있지만, 모노파일(301)을 반시계 방향으로 회전시키는 것도 가능하다는 것이 언급된다. 또한, 예를 들어 실용적인 고려 사항에 기초하여, 시계 방향 및 반시계 방향 회전의 조합을 사용하여 모노파일(301)을 회전시키는 것이 가능하다.
도 3 및 도 4는 롤러 지지체(302-305)를 개략적으로 나타낸다. 모노파일(301)을 지지하고 회전시키기 위해서는, 다양한 종류의 롤러 지지체(302-305)가 적합하다. 구체적인 예로서, Deuma Positionniersysteme GmbH에서 제조된, Deuma Turning Roll Z형 롤러 지지체가 모노파일(301)을 지지하고 회전시키는 데 적합하다. 그러나, 다른 종류의 롤러 지지체(302-305)도 사용될 수 있다. 롤러 지지체(302-305)는 최대 지지 중량, 롤러 폭, 롤러 표면 재료 또는 구조, 회전 속도 또는 기타 특성 측면에서 서로 다를 수 있다.
다양한 종류의 롤러 지지체(302-305)로 하나의 모노파일(301)을 지지하는 것이 가능하다. 예를 들어, 폭이 1미터이고 최대 지지 중량이 100톤인 적어도 제1 롤러 지지체와 폭이 2미터이고 최대 지지 중량이 250톤인 적어도 제2 롤러 지지체로 하나의 모노파일(301)을 지지할 수 있다.
당업자는 롤러 지지체(302-305)의 정확한 배열이 어떤 롤러 지지체가 이용 가능한지 그리고 모노파일(301)의 치수 및 중량에 따라 달라질 수 있다는 것을 알고 있다. 예를 들어, 모노파일(301)의 중량은 롤러 지지체(302-305)의 총 최대 지지 중량을 초과하지 않아야 한다. 예를 들어, 롤러 지지체(302-305)는 임의의 롤러 지지체에 의해 지지되는 중량이 해당 롤러 지지체의 최대 지지 중량보다 작도록 배열되어야 하다.
바람직하게는, 다수의 롤러 지지체(302-305)가 사용되는 경우, 롤러 지지체(302-305) 사이의 최대 간격은 모노파일(301)이 자체 중량 하에서 눈에 띄게 구부러지지 않도록 하는 것이다. 예를 들어, 모노파일(301)의 축 방향을 따라 롤러 지지체(302-305) 사이의 최대 간격은 대략 5-10미터일 수 있다.
바람직하게는, 롤러 지지체(302-305)는 쌍으로 배열된다. 바람직하게는, 각 쌍의 롤러는 동일한 종류의 두 개의 롤러 지지체를 포함한다. 롤러 지지체(302-305)를 다르게 배열하는 것이 가능하지만, 롤러 지지체(302-305)를 동일한 종류의 롤러 지지체의 쌍으로 배열하는 것이 모노파일(301)을 지지하는 특히 안정적인 방식을 제공하는 이점이 있다.
바람직하게는, 롤러 지지체(302-305)는 롤러 지지체(302-305)와 모노파일(301) 사이의 접촉점에서의 압력이 대략 동일하도록 배열된다. 그렇게 하면, 압축(103) 동안 대략 동일한 압력으로 열 스프레이된 금속 코팅을 압축할 수 있다.
도 5는 본 개시사항의 구현예에 따라 롤러 지지체가 위치하는 모노파일의 축을 따른 하나 이상의 위치에 대응하는 모노파일의 원주 외부 표면의 부분을 블라스트 클리닝하는 것을 개략적으로 나타낸다.
열 스프레이된 금속 코팅을 적용하는 단계(102) 전에, 롤러 지지체(302-305)가 위치하는 모노파일(301)의 축을 따른 하나 이상의 위치에 대응하는 모노파일(301)의 원주 외부 표면의 부분(501, 502)이 블라스트 클리닝 202을 사용하여 준비될 수 있다. 블라스트 클리닝은 자동 기계 및/또는 수동으로 수행될 수 있다.
블라스트 클리닝(202)에 대한 준비로서, 고압 물 클리닝을 사용하여 블라스트 클리닝될 부분(501, 502)을 준비하는 것이 추가로 가능하다.
롤러 지지체(302-305)가 위치하는 모노파일(301)의 축을 따른 하나 이상의 위치에 대응하는 모노파일(301)의 원주 외부 표면의 부분(501, 502)은 상응하는 롤러 지지체의 폭 보다 크거나 폭과 같다. 예를 들어, 특정 롤러 지지체의 폭이 0.8미터인 경우, 상응하는 부분은 폭이 0.8미터일 수 있다. 예를 들어, 특정 롤러 지지체의 폭이 1미터인 경우, 상응하는 부분은 폭이 1.5미터일 수 있다. 예를 들어, 특정 롤러 지지체의 폭이 1.2미터인 경우, 상응하는 부분은 폭이 2미터일 수 있다. 원주 외부 표면의 부분의 폭이 상응하는 롤러의 폭보다 약간 큰 것이 바람직한데, 그 이유는 이것이 금속 코팅 상에 대한 인접한 코팅 시스템의 중첩 적용을 위한 공간을 남기기 때문이다. 실제로, 중첩을 위한 약간의 공간을 남겨두는 것은 모노파일(301)의 어떤 부분도 코팅되지 않은 채 남아 있지 않도록 보장하면서 코팅 공정을 단순화한다.
롤러 지지체(302-305) 상에 모노파일(301)을 배치한 후(101), 블라스트 클리닝(202)을 수행하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 블라스트 클리닝(202) 중에 모노파일(301)이 회전되도록 할 수 있다. 블라스트 클리닝(202) 중에 모노파일(301)이 회전되면, 블라스트 클리닝 장비(503)를 수직으로 이동할 필요가 없게 된다. 블라스트 클리닝 장비(503)를 수직으로 이동할 필요성이 방지되면 블라스트 클리닝 공정의 자동화가 단순화될 수 있다. 예를 들어, 블라스트 클리닝 장비(503)는 모노파일(301)의 축 방향을 따라 연장된 수평 레일에 장착되어 이동될 수 있다. 블라스트 클리닝(202)이 수동으로 수행하더라도, 블라스트 클리닝 장비(503)를 수직으로 이동할 필요가 없으므로, 높은 곳에서 블라스트 클리닝(202)을 수행할 필요가 없어 작업장 안전이 향상된다.
도 6은 본 개시사항의 구현예에 따라 롤러 지지체가 위치하는 모노파일의 축을 따른 하나 이상의 위치에 대응하는 모노파일의 원주 외부 표면의 부분에 열 스프레이된 금속을 적용하는 것을 개략적으로 나타낸다.
열 스프레이된 금속은 열 스프레이 장비(601, 602)를 사용하여 적용된다. 이러한 장비는 상업적으로 이용 가능하며, 당업자는 어떤 장비가 적합하고, 다양한 종류의 상업적으로 이용 가능한 열 스프레이 장비(601, 602)의 장점과 단점이 무엇인지 알고 있다. 특히, 폭발성 대기에서 사용하기에 적합한 열 스프레이 장비가 상업적으로 이용 가능함을 언급한다.
열 스프레이된 금속, 예컨대 열 스프레이된 알루미늄 또는 열 스프레이된 아연-알루미늄이 롤러 지지체(302-305)가 위치하는 모노파일의 축을 따른 하나 이상의 위치에 대응하는 모노파일(301)의 원주 외부 표면의 부분(501, 502)에 적용된다.
바람직하게는, 모노파일(301)은 열 스프레이된 금속 코팅을 적용하는 단계(102) 동안 회전된다. 열 스프레이된 금속 코팅을 적용하는 단계(102) 동안 모노파일(301)이 회전되면, 열 스프레이 장비(601, 602)를 수직으로 이동할 필요가 없다. 열 스프레이 장비(601, 602)를 수직으로 이동할 필요성의 방지는 열 스프레이 공정의 자동화를 단순화할 수 있다. 예를 들어, 열 스프레이 장비(601, 602)는 모노파일(301)의 축 방향을 따라 연장되는 수평 레일에 장착되어 이동될 수 있다. 열 스프레이된 금속 코팅을 적용하는 단계(102)가 수동으로 수행되더라도, 열 스프레이 장비(601, 602)를 수직으로 이동할 필요가 없으므로, 높은 곳에서 열 스프레이된 금속 코팅을 적용하는 단계(102)를 수행할 필요가 없으므로 작업장의 안전이 향상된다.
열 스프레이된 금속은 빠르게 응고된다. 따라서, 회전하는 모노파일(301)에 열 스프레이된 금속이 적용되더라도, 열 스프레이 장비와 모노파일 회전 속도 및 방향은 열 스프레이된 금속이 롤러와 접촉하기 전에 열 스프레이된 금속이 응고되도록 배치할 수 있다. 실제로, 열 스프레이된 금속은 순간적으로 응고될 수 있다. 모노파일 표면에 대한 액체 금속의 접착성이 불충분하여 롤러를 사용하여 압축하는 동안 및 압축 후에 모노파일 표면에 남을 수 있으므로, 열 스프레이된 금속 코팅이 롤러 표면과 접촉하기 전에 열 스프레이된 금속이 응고되는 것이 바람직하다. 또한, 열 스프레이된 금속 코팅이 롤러 표면과 접촉하기 전에, 열 스프레이된 금속이 응고되면, 열 스프레이된 금속 코팅의 균일성을 확보하기가 더 쉽다.
도 7은 본 개시사항의 구현예에 따라 롤러 지지체를 사용하여 모노파일을 회전시켜 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하는 것을 개략적으로 나타낸다.
모노파일(301)의 중량으로 인해, 열 스프레이된 금속 코팅에 큰 압축 응력이 적용된다. 모노파일(301)의 중량 및 롤러 지지체(302-305)의 분포에 따라, 접촉점에서 열 스프레이된 금속 코팅에 대한 압축 응력은 500MPa, 바람직하게는 750MPa, 보다 바람직하게는 1GPa, 가장 바람직하게는 1.5GPa를 초과할 수 있다.
모노파일이 회전할 때, 각각의 롤러 지지체 및 각각의 회전에 대해, 압축 응력은 모노파일의 외부 표면 주위에 대응하는 롤러 지지체의 폭을 갖는 밴드에 적용된다. 한 쌍의 롤러 지지체를 사용하는 경우, 압축 응력은 회전당 두 번 적용된다.
열 스프레이된 금속 코팅의 충분한 압축은 열 금속 코팅이 한 번 압축될 때 달성될 수 있으며, 이를 위해 롤러 지지체의 위치 설정에 따라, 1회전 미만이 필요할 수 있다. 그러나, 실제로는 모노파일(301)을 여러 번 회전시켜 열 스프레이된 금속 코팅에 압축 응력을 상기 횟수만큼 적용하는 것이 유익할 수 있다. 예를 들어, 모노파일(301)은 적어도 10회, 바람직하게는 적어도 20회, 보다 바람직하게는 적어도 25회, 가장 바람직하게는 적어도 30회 회전될 수 있다.
모노파일(301)을 회전시키면서 열 스프레이된 금속 코팅을 적용하는 것이 가능하다. 이 경우, 롤러 지지체(302-305)가 위치하는 모노파일(301)의 축을 따른 하나 이상의 위치에 대응하는 모노파일(301)의 원주 외부 표면의 모든 부분(501,502)이 동시에 코팅되지는 않을 수 있다. 모든 부분(501, 502)이 동시에 코팅되지 않는 경우, 먼저 코팅되는 부분(501, 502) 중 일부는, 나중에 코팅되는 부분(501, 502) 중 일부가 코팅되기 전에, 이미 압축될 수 있다. 따라서, 각 부분(501, 502)이 압축되는 총 횟수는 부분(501, 502) 간에 다를 수 있다.
실제로, 롤러 지지체(302-305)가 위치하는 모노파일(301)의 축을 따른 하나 이상의 위치에 대응하는 모노파일(301)의 원주 외부 표면의 부분(501, 502)이 코팅될 뿐만 아니라 나머지 부분의 모노파일(301)도 코팅됨이 언급된다. 코팅 방법의 세부 사항에 따라, 부분(501, 502)이 코팅되고 압축된 후, 모노파일(301)이 여러 번 회전되는 것이 가능하다. 예를 들어, 부분(501, 502)이 압축된 후, 모노파일(301)의 나머지 부분이 코팅되면, 모노파일(301)의 나머지 부분을 코팅하는 동안 모노파일(301)이 회전하여 모노파일의 나머지 부분을 코팅하는 동안에도 부분(501, 502)에 압축 응력이 가해질 수 있다.
롤러 지지체(302-305)를 사용하여 모노파일(301)을 회전시킴으로써 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하는 것은 열 스프레이된 금속 코팅의 구조 변화를 초래할 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 압축은 모노파일의 중량 및 롤러 지지체의 위치로 인한 결과이다. 실제로, 압축 응력은 모노파일의 직경에 의해 결정된다. 예를 들어, 압축은 열 스프레이된 금속 코팅의 두께 및/또는 다공도를 감소시킬 수 있다. 또한, 압축은 열 스프레이된 금속 코팅의 시각적 외관을 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 압축 후 코팅은 균열, 라미네이션, 덩어리 또는 기타 눈에 보이는 결함이 없는 매끄럽고, 윤기 있고, 균일한 외관을 갖는 표면을 포함할 수 있다. 압축으로 인해 구조, 시각적 외관 또는 기타 특성의 다른 변경도 가능하다.
모노파일(301)을 회전시켜 압력을 가하는 것의 장점은 롤러 지지체(302-305) 상의 모노파일(301)의 중량이 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하기에 충분한 압력을 야기한다는 것이다. 이는 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하기 위해 압력을 가하는 특히 효율적인 방식을 허용한다. 그러나, 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하는 다른 방법도 가능하다는 것이 언급된다. 예를 들어, 롤러 지지체와는 다른 롤러를 통해 압력이 가해질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 기계식 프레스 또는 수압 프레스와 같은 프레스를 통해 압력이 가해질 수 있다. 압력을 가하는 대안적인 방식은 모노파일의 원주 외부 표면 이외의 표면 상에서 압축된 열 스프레이된 금속 코팅(compressed thermally sprayed metallic coating)을 얻기 위해 사용될 수도 있다.
도 8은 본 개시사항의 구현예에 따른 모노파일을 개략적으로 나타낸다.
모노파일(301)의 외부 표면은 완전히 코팅될 수 있다. 모노파일(301)의 외부 표면의 다른 부분은 동일하거나 다른 코팅 시스템을 사용하여 코팅될 수 있다.
예를 들어, 부분(501 및 502)은 압축된 열 스프레이된 금속 코팅으로 코팅될 수 있다. 부분(801, 802, 803)은 압축된 열 스프레이된 금속 코팅으로 또는 하나 이상의 다른 코팅으로 코팅될 수 있다.
예를 들어, 부분(501 및 502)은 압축된 열 스프레이된 금속 코팅으로 코팅될 수 있다. 열 스프레이된 금속 코팅이 적용되는 부분은 롤러 폭보다 더 넓을 수 있으며, 이 경우 부분(501 및 502)은 압축된 열 스프레이된 금속 코팅으로 부분적으로 코팅되고 압축되지 않은 열 스프레이된 코팅(non-compressed thermally sprayed metallic coating)으로 부분적으로 코팅되며, 여기서, 압축된 열 스프레이된 금속 코팅은 부분(501 및 502) 내에 밴드를 형성하며, 밴드는 코팅을 압축하는 데 사용된 롤러 지지체의 폭과 동일한 폭을 갖는다. 부분(801, 802, 803)은 에폭시 코팅 및/또는 압축되지 않은 열 스프레이된 금속 코팅 및/또는 압축된 금속 코팅을 사용하여 코팅될 수 있다. 부분(801, 802, 803)은 동일하거나 다른 코팅으로 코팅될 수 있으며, 특정 부분 내에서는 다수의 다른 코팅이 사용될 수 있다. 다수의 다른 코팅은 중첩되거나 중첩되지 않을 수 있다.
예를 들어, 모노파일(301)은 부분(501 및 502)에 열 스프레이된 금속을 적용하고, 모노파일을 회전시켜 부분(501 및 502)의 열 스프레이된 금속의 적어도 일부를 압축한 다음, 모노파일의 다른 부분(801, 802, 803)은 에폭시 코팅을 사용하여 코팅될 수 있다. 예를 들어, 모노파일에는 1층, 2층, 3층 이상의 에폭시 코팅이 적용될 수 있다. 에폭시 코팅을 적용하면서 모노파일(301)을 회전시킬 수 있으며, 이는 효율적인 에폭시 코팅 적용을 가능하게 한다. 실용적인 이유로, 예를 들어 모노파일이 완전히 코팅되는 것을 보장하기 위해, 에폭시 코팅은 부분(501, 502)에 존재할 수 있는 적어도 일부의 압축되지 않은 열 스프레이된 금속 코팅 위에 적용될 수도 있다. 부분(501, 502)에 존재하는 압축된 열 스프레이된 금속 코팅 위에 에폭시 코팅이 적용될 수 있으나, 롤러 지지체(302-305) 중 적어도 하나와 접촉하는 임의의 에폭시 코팅은 손상될 수 있다. 따라서, 모노파일을 회전시키면서 코팅 공정을 수행하면, 롤러 지지체(302-305)와 접촉되는 모노파일의 부분 상에 에폭시 코팅이 남지 않게 된다. 부분(501 및 502)에 열 스프레이된 금속을 적용하고, 모노파일을 회전시켜 부분(501 및 502)의 열 스프레이된 금속의 적어도 일부를 압축한 후, 모노파일(301)의 다른 부분(801, 802, 803)에 1층, 2층, 3층 이상의 에폭시 코팅을 적용하는 것이 모노파일을 코팅하는 비용-효율적인 방식이다. 이러한 코팅 방법은, 코팅 중에 모노파일(301)이 회전할 수 있어, 코팅 방법의 자동화가 가능하므로 비용 효율적이다. 모노파일의 대부분이 에폭시 코팅으로 코팅되기 때문에, 에폭시 코팅이 열 스프레이된 금속 코팅보다 저렴할 수 있으므로 이 방법은 비용 효율적일 수 있다.
예를 들어, 모노파일(301)은 전체 외부 표면에 열 스프레이된 금속을 적용하여 코팅될 수 있다. 열 스프레이된 금속을 적용하는 동안, 모노파일(301)은 롤러 지지체(302-305)를 사용하여 회전될 수 있다. 코팅 공정 후, 코팅 공정 도중에 롤러 지지체(302-305)의 위치에 대응하는 모노파일(301)의 외부 표면의 부분은 압축된 열 스프레이된 금속으로 코팅될 것이고, 모노파일(301)의 외부 표면의 나머지 부분은 압축되지 않은 열 스프레이된 금속으로 코팅될 것이다. 이러한 방식으로, 한 가지의 재료만 모노파일(301) 코팅에 사용해도 될 수 있으며, 이는 코팅 공정의 자동화에도 기여할 수 있다. 모노파일(301)은 이러한 방식으로 특히 신속하게 코팅될 수 있는데, 그 이유는 단지 하나의 코팅 층을 적용하는 것만으로도 충분할 수 있고 또한 예를 들어 여러 층으로 적용할 필요가 있을 수 있고 층의 적용 사이에 최대 24시간까지의 건조를 또한 필요로 할 수 있는 에폭시 코팅과 달리, 열 스프레이된 금속이 빠르게 응고되기 때문이다.
예를 들어, 모노파일(301)은 본질적으로 전체 외부 표면에 열 스프레이된 금속을 적용하고 열 스프레이된 금속 코팅을 압축함으로써 코팅될 수 있다. 이를 위해, 모노파일(301)을 여러 번 회전시킨 후, 모노파일(301) 및/또는 롤러 지지체(302-305)를 이동시켜, 아직 압축되지 않은 열 스프레이된 금속 코팅의 부분에 압력이 가해질 수 있다. 모노파일(301) 및/또는 롤러 지지체(302-305)를 이동시킴으로써, 외부 표면의 큰 부분 또는 심지어 전체 외부 표면이 압축된 열 스프레이된 금속 코팅으로 코팅될 수 있다. 이러한 방식으로, 특히 내부식성 코팅을 포함하는 모노파일(301)이 얻어질 수 있다.
모노파일(301)은 또한 다른 방식으로 코팅될 수 있으며 그리고 압축된 열 스프레이된 금속 코팅, 압축되지 않은 열 스프레이된 금속 코팅, 에폭시 코팅 및 기타 코팅 및 이들의 임의의 조합이 모노파일(301)의 임의의 부분에 적용될 수 있다는 것이 강조되어야 하다. 1층, 2층, 3층 이상의 임의의 코팅 또는 코팅의 조합이 모노파일(301)의 임의의 부분에 적용될 수 있다. 코팅의 선택은 실제 고려사항에 따라 달라질 수 있다.
코팅의 선택에 영향을 미칠 수 있는 실제 고려사항에는 예를 들어 코팅을 적용하는 데 필요한 비용 및/또는 시간 및/또는 코팅이 건조되는 데 필요한 시간 및/또는 코팅 중 모노파일(301)에 대한 지지의 필요성 및/또는 코팅이 캐소드 보호(cathodic protection)를 제공하는지 여부 및/또는 코팅의 고가시성에 대한 필요성 및/또는 기타 고려사항이 포함될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
바람직하게는, 코팅 방법에서 롤러 지지체(302-305)는, 롤러 위치가 압축된 열 스프레이된 금속 코팅이 바람직하거나 적어도 허용되는 모노파일(301)의 부분과 일치하도록 배열된다. 바람직하게는, 코팅 방법에서 롤러 지지체(302-305)는 롤러 위치가 압축된 열 스프레이된 금속 코팅과 다른 코팅이 바람직한, 예를 들어 에폭시 코팅 또는 압축되지 않은 열 스프레이된 금속 코팅이 바람직한 모노파일(301)의 부분과 일치하지 않도록 배열된다. 이러한 방식으로 롤러 지지체(302-305)가 가능하다면, 코팅 방법이 완전히 자동화될 수 있다.
도 9a는 본 개시사항의 구현예에 따라 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하기 전의 열 스프레이된 금속 코팅의 구조를 개략적으로 나타낸다. 도 9b는 본 개시사항의 구현예에 따라 열 스프레이된 금속 코팅을 압축한 후의 열 스프레이된 금속 코팅의 구조를 개략적으로 나타낸다.
열 스프레이된 금속 코팅은 코팅 재료의 용융 액적(molten droplet)을 표면 상에 스프레잉함으로써 적용된다. 코팅이 응고되기 전에, 용융 액적이 튈 수 있다. 응고 후, 열 스프레이된 금속 코팅은 코팅 재료의 소판(platelet)을 포함하는 구조를 가질 수 있으며, 소판은 무작위 방향으로 배향될 수 있다. 이러한 구조는 소판의 무작위 배향으로 인해 다공성 및 연성일 수 있다.
열 스프레이된 금속 코팅의 압축은 코팅의 구조를 변화시킬 수 있다. 압력 하에서, 소판은 압력에 수직인 방향을 따라 정렬될 수 있다. 이러한 정렬을 통해, 소판 사이의 열린 공간(open space)이 줄어든다. 이로 인해 코팅의 두께가 감소할 수 있으며 다공도 및 연성이 또한 감소할 수도 있다. 이러한 효과를 달성하기 위해, 충분히 큰 압축 응력을 적용해야 하다. 예를 들어, 모노파일의 중량으로 인해, 이러한 충분히 큰 압축 응력이 롤러에 의해 적용될 수 있다. 실제로, 롤러와 모노파일 표면 사이의 압력은 모노파일의 직경에 따라 결정된다. 이러한 효과는 충분히 큰 압축 응력을 한 번 적용함으로써 이미 달성될 수 있지만, 큰 압축 응력을 여러 번 적용하는 것도 가능하다.
압축으로 인한 다공도 감소를 조사하기 위해 실험을 수행하였다. TSA 코팅된 강철 기판의 샘플 7개와 TSZA 코팅된 강철 기판 샘플 9개를 모노파일 표면에 샘플을 가용접(tack welding)하고 모노파일을 회전시켜 샘플을 압축하여 준비하였다.
구체적으로, 샘플을 길이 73m, 직경 8m, 및 벽 두께 62mm의 모노파일에 가용접하였다. 그런 다음, 도 2를 참조하여 설명한 방법을 적용하였다. 모노파일은 회전하는 동안, 샘플이 롤러 지지체와 접촉하도록, 롤러 지지체 상에 배치되었다. 블라스트 클리닝은 다양한 방식으로 수행되었다. 예를 들어, 수동 및 자동 블라스트 클리닝이 모두가 수행되었으며 강철 및 미네랄 그릿 연마재(mineral grit abrasive)가 모두 사용되었다. 그러나, 블라스트 클리닝을 수행하는 방식은 실험결과에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 실험을 위해, 블라스트 클리닝과 열 스프레이된 코팅의 적용은 샘플에만 적용되었다. 코팅에 보호 재료가 적용되지 않았다. 샘플은 모노파일을 적어도 25회 회전시켜 압축하였다. 그러나, 첫 번째 압축 후에는 샘플의 시각적 변화가 더 이상 관찰되지 않았다. 샘플에 실링이나 추가 코팅이 적용되지 않았다. 압축 후, 아래 설명된 바와 같이, 추가 분석을 위해 샘플을 모노파일에서 제거하였다.
ASTM E1920-03(2014) 열 스프레이된 코팅의 금속 조직학적 준비를 위한 표준 가이드에 따라 샘플을 장착하고 연마(polish)하였다. 다공도 측정을 위한 섹션은 각 샘플의 더 반사되는 부분(reflective portion)(가장 큰 압축 영역에 해당)에 위치하였다. 샘플의 만곡(curvature)이 명백한 경우, 상기 섹션은 만곡과 평행하게 위치되었다.
각 샘플에 대해, 다공도 측정을 위해 각 섹션에 대해 20개의 이미지를 캡처하였다. 이미지는 다공도 측정에 적합한 배율로 광학 현미경을 사용하여 캡처되었다. 다공도 측정은 ASTM E2109:2007에 따른 방법을 사용하여 수행되었다.
측정된 다공도의 모든 값이 압축되지 않은 열 스프레이된 금속 코팅에 대해 예상되는 값보다 상당히 낮다. 압축되지 않은 TSA 또는 압축되지 않은 TSZA의 경우, 전형적인 다공도는 5% 내지 15%이다. 샘플의 측정된 다공도는 아래에 제공된다.
표 1: 측정된 다공도
코팅 유형 샘플 # 다공도
측정 / % 		표준 편차
TSA 1 0.46 0.25
2 0.52 0.22
3 0.51 0.25
4 0.57 0.28
5 0.51 0.28
6 0.72 0.40
7 0.45 0.22
TSZA 8 0.26 0.07
9 0.24 0.08
10 0.20 0.07
11 0.18 0.04
12 0.21 0.07
13 0.29 0.11
14 0.17 0.06
15 0.32 0.14
16 0.28 0.09
일부 샘플의 예시적인 광학 현미경 사진(light micrograph)을 아래 도 10a 및 10b에 나타낸다. 비교를 위해, 도 10c는 압축되지 않은 전형적인 열 스프레이된 코팅을 나타낸다. 도 10a는 압축 후 TSA 코팅을 나타낸다. 도 10b는 압축 후 TSZA 코팅을 나타낸다. 비교를 위해, 도 10c는 압축되지 않은 TSA 코팅을 나타낸다. 도 10a-10c에 나타낸 모든 코팅의 경우, 아크 스프레잉(spraying)이 열 스프레잉 기술로 사용되었다. 도 10a 및 10b를 도 10c와 비교하면, 도 10a 및 10b에 나타낸 압축된 코팅은 도 10c에 나타낸 압축되지 않은 TSA 코팅에 비해 더 매끄러운 표면과 감소된 다공도를 가짐을 알 수 있다.
코팅의 더 낮은 다공도는 코팅의 부식 방지 특성을 향상시키고/시키거나 다른 이점을 제공할 수 있음이 언급된다.
압축 후, 열 스프레이된 금속 코팅의 시각적 특성은 압축 전의 열 스프레이된 금속 코팅의 시각적 특성과 다를 수도 있다. 특히, 압축 후에 코팅은 균열, 라미네이션, 덩어리 또는 기타 눈에 보이는 결함이 없는 매끄럽고, 윤기 있고, 균일한 외관을 갖는 표면을 포함할 수 있다.
놀랍게도, 열 스프레이된 금속 코팅의 압축은 코팅의 접착성을 크게 감소시키지 않을 수 있다. 상대적으로 비-다공성(non-porous)이고 접착성이 충분한 코팅은 부식 방지에 특히 적합할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 열 스프레이된 금속 코팅의 압축은 추가 효과 및/또는 기타 효과를 가질 수 있다. 열 스프레이된 금속 코팅의 압축 및/또는 그에 의해 달성된 임의의 추가 효과 및/또는 임의의 기타 효과는 위에서 설명한 이점 중 적어도 일부를 달성할 수 있거나 다른 이점을 달성할 수 있다.
상기한 도면의 설명에서, 본 발명은 특정 구현예를 참조하여 설명되었다. 그러나, 첨부된 청구범위에 요약된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있다는 것이 명백할 것이다.
또한, 본 발명의 본질적인 범위를 벗어나지 않고 본 발명의 교시에 특정 상황이나 재료를 적용하기 위해 많은 수정이 이루어질 수 있다. 그러므로, 본 발명은 개시된 특정 구현예에 제한되지 않고, 본 발명은 첨부된 청구범위의 범위 내에 속하는 모든 구현예를 포함하는 것으로 의도된다.
특히, 본 발명의 다양한 측면의 특정 특징의 조합이 이루어질 수 있다. 본 발명의 측면은 본 발명의 다른 측면과 관련하여 설명된 특징을 추가함으로써 더욱 유리하게 향상될 수 있다.
본 발명은 첨부된 청구범위에 의해서만 제한된다는 것이 이해되어야 하다. 본 문서와 이의 청구범위에서, 동사 "포함한다"와 그 활용형은 구체적으로 언급되지 않은 항목을 제외하지 않고, 단어 뒤의 항목이 포함된다는 의미로 비제한적인 의미로 사용된다. 또한, 부정관사 "a" 또는 "an"으로 구성요소를 언급하는 것은, 문맥에서 하나 구성요소 중 하나만 있어야 한다고 명확하게 요구하지 않는 한, 하나 보다 많은 구성요소가 존재할 가능성을 배제하지 않는다. 따라서 부정관사 "a" 또는 "an"은 전형적으로 "적어도 하나"를 의미한다.

Claims (28)

  1. 모노파일 코팅 방법으로서,
    직경이 8m 이상인 모노파일을 롤러 지지체 상에 배치하는 단계로서, 상기 롤러 지지체에는, 상기 모노파일이 상기 롤러 지지체 상에 배치될 때, 상기 모노파일을 회전시키기 위한 회전수단이 구비되고, 상기 롤러는 상기 모노파일을 지지하고, 상기 모노파일이 상기 롤러 지지체 상에 배치될 때 모노파일의 축을 따라 하나 이상의 위치에 위치되는, 모노파일을 롤러 지지체 상에 배치하는 단계,
    하나 이상의 위치에 대응하는 상기 모노파일의 원주 외부 표면의 부분에 열 스프레이된 금속 코팅, 예컨대 알루미늄 또는 아연-알루미늄 코팅을 적용하는 단계, 및
    상기 롤러 지지체를 사용하여 상기 모노파일을 회전시킴으로써 상기 열 스프레이된 금속 코팅의 적어도 일부를 압축하는 단계
    를 포함하는 모노파일 코팅 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열 스프레이된 금속 코팅의 적어도 일부를 압축하는 단계는 코팅의 두께가 15% 내지 80%, 바람직하게는 20% 내지 70%, 보다 바람직하게는 25% 내지 60%, 가장 바람직하게는 30% 내지 50% 감소되도록 상기 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하는 것을 포함하는 모노파일 코팅 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열 스프레이된 금속 코팅의 적어도 일부를 압축하는 단계는 상기 모노파일을 평균 적어도 10회, 바람직하게는 적어도 20회, 보다 바람직하게는 적어도 25회, 가장 바람직하게는 적어도 30회 회전시키는 것을 포함하는 모노파일 코팅 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 스프레이된 금속 코팅을 적용하는 단계 후, 그리고 상기 열 스프레이된 금속 코팅의 적어도 일부를 압축하는 단계 전 또는 도중에, 보호 재료, 예컨대 폴리머 포움 또는 고무 시트를 상기 열 스프레이된 금속 코팅 위에 적용하는 단계를 추가로 포함하는 모노파일 코팅 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 스프레이된 금속 코팅의 적어도 일부를 압축하는 단계 후에, 상기 열 스프레이된 금속 코팅 위에 실러를 적용하는 단계를 추가로 포함하는 모노파일 코팅 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 스프레이된 금속 코팅의 적어도 일부를 압축하는 단계 후에, 상기 열 스프레이된 금속 코팅 위에 추가 코팅을 적용하는 단계를 추가로 포함하는 모노파일 코팅 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 위치에 대응하는 상기 모노파일의 상기 원주 외부 표면의 부분은, 사용되는 롤러 지지체의 유형에 기초하여, 0.2m 내지 3m, 바람직하게는 0.4m 내지 2.5m, 보다 바람직하게는 0.5m 내지 2m, 가장 바람직하게는 0.7m 내지 1.5m에서 가변하는 폭을 갖는 모노파일 코팅 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 하나 이상의 위치에 대응하는 상기 모노파일의 상기 원주 외부 표면의 부분의 폭은 상기 롤러 지지체의 폭만큼 크거나 또는 그 보다 큰 모노파일 코팅 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 압축하는 단계 동안, 접촉점에서 상기 열 스프레이된 금속 코팅에 대한 압축 응력이 500MPa, 바람직하게는 750MPa, 보다 바람직하게는 1GPa, 가장 바람직하게는 1.5GPa를 초과하는 모노파일 코팅 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모노파일은 세로방향의 서브머지드 아크 용접부를 포함하고, 상기 모노파일 코팅 방법은 상기 모노파일을 상기 롤러 지지체 상에 배치하는 단계 전에 세로방향의 서브머지드 아크 용접부를 플러쉬 그라운딩하는 단계를 추가로 포함하는 모노파일 코팅 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 스프레이된 금속 코팅을 적용하는 단계 전에 하나 이상의 위치에 대응하는 상기 모노파일의 상기 원주 외부 표면의 부분을 블라스트 클리닝하는 단계를 추가로 포함하는 모노파일 코팅 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 블라스트 클리닝하는 단계는 오픈 제트 그릿 블라스팅, 바람직하게는 강철 또는 미네랄 그릿 연마재를 이용한 오픈 제트 그릿 블라스팅을 사용하거나, 또는 자동 터빈 블라스트 클리닝, 바람직하게는 강철 그릿 연마재를 이용한 자동 터빈 블라스트 클리닝을 사용하여 수행되는 모노파일 코팅 방법.
  13. 제11항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블라스트 클리닝하는 단계는 40μm 내지 150μm, 바람직하게는 50μm 내지 125μm, 보다 바람직하게는 60μm 내지 115 μm, 가장 바람직하게는 80 μm 내지 105 μm 범위의 날카로운 각이 진 프로파일 깊이를 갖도록 상기 표면을 준비하는 것을 포함하는 모노파일 코팅 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 모노파일 코팅 방법을 사용하여 코팅된 모노파일.
  15. 롤러 지지체 및 열 스프레이 장비를 포함하는 모노파일 코팅 시스템으로서, 상기 롤러 지지체에는, 상기 모노파일이 상기 롤러 지지체 상에 배치될 때, 직경이 적어도 8m인 모노파일을 회전시키기 위한 회전 수단이 구비되고, 상기 롤러는 상기 모노파일을 지지하고 상기 모노파일을 상기 롤러 지지체 상에 배치하기 위해 축을 따라 하나 이상의 위치에 위치되며, 상기 열 스프레이 장비는 하나 이상의 위치에 대응하는 상기 모노파일의 상기 원주 외부 표면의 부분에 열 스프레이된 금속 코팅, 예컨대 알루미늄 또는 아연-알루미늄 코팅을 적용하도록 구성되는 모노파일 코팅 시스템.
  16. 제14항에 있어서, 제2항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 모노파일 코팅 방법을 수행하도록 추가로 구성된 모노파일 코팅 시스템.
  17. 코팅 방법으로서,
    열 스프레이된 금속 코팅, 예컨대 알루미늄 또는 아연 알루미늄 코팅을 표면에 적용하는 단계;
    상기 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하는 단계로서, 압축하는 단계 동안, 접촉점에서 상기 열 스프레이된 금속 코팅에 대한 압축 응력이 500 MPa, 바람직하게는 750 MPa, 보다 바람직하게는 1 GPa, 가장 바람직하게는 1.5 GPa를 초과하는 압축하는 단계를 포함하는 코팅 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하는 단계는 코팅의 두께가 15% 내지 80%, 바람직하게는 20% 내지 70%, 보다 바람직하게는 25% 내지 60%, 가장 바람직하게는 30% 내지 50% 감소되도록 상기 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하는 것을 포함하는 코팅 방법.
  19. 제17항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 스프레이된 금속 코팅을 적용하는 단계 후에 그리고 상기 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하는 단계 전 또는 도중에, 보호 재료, 예컨대 폴리머 포움 또는 고무 시트를 상기 열 스프레이된 금속 코팅 위에 적용하는 단계를 추가로 포함하는 코팅 방법.
  20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하는 단계 후에, 상기 열 스프레이된 금속 코팅 위에 실러를 적용하는 단계를 추가로 포함하는 코팅 방법.
  21. 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하는 단계 후에, 상기 열 스프레이된 금속 코팅 위에 추가 코팅을 적용하는 단계를 추가로 포함하는 코팅 방법.
  22. 제17항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 스프레이된 금속 코팅을 적용하는 단계 전에, 상기 표면을 블라스트 클리닝하는 단계를 추가로 포함하는 코팅 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 블라스트 클리닝하는 단계는 오픈 제트 그릿 블라스팅, 바람직하게는 강철 또는 미네랄 그릿 연마재를 이용한 오픈 제트 그릿 블라스팅을 사용하거나, 또는 자동 터빈 블라스트 클리닝, 바람직하게는 강철 그릿 연마재를 이용한 자동 터빈 블라스트 클리닝을 사용하여 수행되는 코팅 방법.
  24. 제22항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블라스트 클리닝하는 단계는 40μm 내지 150μm, 바람직하게는 50μm 내지 125μm, 보다 바람직하게는 60μm 내지 115 μm, 가장 바람직하게는 80 μm 내지 105 μm 범위의 날카로운 각이 진 프로파일 깊이를 갖도록 상기 표면을 준비하는 것을 포함하는 코팅 방법.
  25. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 모노파일 코팅 방법을 사용하여 얻어질 수 있거나, 얻어지거나, 및/또는 직접 얻어지거나, 또는 제17항 내지 제24항 중 어느 한 항의 코팅 방법을 사용하여 얻어질 수 있거나, 얻어지거나, 및/또는 직접 얻어지는 코팅.
  26. 제25항에 있어서, 상기 코팅이 모노파일의 표면 상에 사용되는 코팅.
  27. 열 스프레이 장비 및 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하기 위한 수단을 포함하는 코팅 시스템으로서, 상기 열 스프레이 장비는 열 스프레이된 금속 코팅, 예컨대 알루미늄 또는 아연 알루미늄 코팅을 표면에 적용하도록 구성되며, 상기 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하기 위한 수단은 접촉점에서 상기 열 스프레이된 금속 코팅에 대한 압축 응력이 500MPa, 바람직하게는 750MPa, 보다 바람직하게는 1GPa, 가장 바람직하게는 1.5GPa를 초과하도록, 상기 열 스프레이된 금속 코팅을 압축하도록 구성되는 코팅 시스템.
  28. 제27항에 있어서, 상기 코팅 시스템은 제18항 내지 제24항 중 어느 한 항의 모노파일 코팅 방법을 수행하도록 추가로 구성되는 코팅 시스템.
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