KR950005495Y1

KR950005495Y1 - 내충격 수도관

Info

Publication number: KR950005495Y1
Application number: KR92018821U
Authority: KR
Inventors: 신용구; 신용진; 차상식
Original assignee: 신용구; 신용진; 차상식
Priority date: 1992-10-01
Filing date: 1992-10-01
Publication date: 1995-07-12
Also published as: GB2271160B; KR940010389U; JP2555165Y2; CN2165306Y; JPH0935U; GB9307097D0; GB2271160A

Abstract

내용 없음.

Description

내충격 수도관

제 1 도 본 고안의 단면구성을 나타낸 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 1' : 내충격경질층 2 : 중심경질층

본 고안은 합성수지 내충격 수도관에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 내식성과 내충격성이 강한 합성수지제 수도관에 관한 것이다.

수도관의 유지관리에 있어서 가장 심각한 문제는 수도관의 부식현상이다.

기존의 주철관, 동관등은 설치 후 부식으로 인한 누수 및 스케일의 발생등으로 인한 통수능력 감소, 그리고 적수 및 백수등 수돗물의 오염을 유발시키고 있으며, 설치작업 및 운반시에 과중한 무게로 인하여 작업성이 매우 낮다.

그러나, 기존의 수도관은 상기에서 지적한 바와같은 문제점을 내포하고 있음에도 불구하고 외부의 기온변화와 충격에 강하다는 장점을 지니고 있어 계속 사용되고 있는 실정이다.

상기와 같은 기존의 수도관이 가지는 결함을 극복하기 위하여 최근에는 수도용 PE 분체 라이닝관, 아연도강관, 스테인레스 강관등의 강관을 도장 또는 피복층을 형성하여 사용하고 있으나, 기존의 강관에 비하여 그 무게에 별다른 차이가 없을 뿐만 아니라, 작업성에 있어서도 향상됨이 없고, 또 생산가격이 높다고 하는 결점과 연결부위의 접합방식이 까다롭다고 하는 문제점을 제거하지 못하고 있다.

한편, 강관등과는 별도로 사용되고 있는 폴리염화비닐관은 무기산, 알칼리, 유류등에 강하고 해수 및 부식성이 강한 토양에서는 녹이 발생하지 않으며, 무독, 무취의 재질로서 위생적이고, 또 그 무게가 가벼워서 취급 및 운반이 용이할 뿐만 아니라 염화비닐계 접착제에 의한 접합과 보수가 간편하다고 하는 장점을 지니고 있기는 하나, 폴리염화비닐관은 충격강도등이 현저히 낮은 관계로 외압에 견디지 못하고 쉽게 파손되는 단점을 지니고 있다.

이러한 폴리염화비닐관은 그 재질의 특성상 첨가제등을 보강하여 충격강도를 높게하면 인장강도 및 편평하중 강도가 낮아지고 인장강도 및 편평하중 강도를 높게하면 충격강도가 낮아지는 역비례 관계를 가지고 있으므로 특별한 보완책이 마련되지 않는 한 상수도관으로서 일반화되기 어려운 실정이다.

또한, 충격강도를 향상시키기 위한 방법으로 일본 실개소 62-131185호, 동 57-33372호에서는 3층구조를 가진 튜우브나 합성수지파이프등에 대하여 공개하고 있으나, 이들 선행고안들은 각층의 구성물질이 서로 판이하여 각층사이에 접합층을 형성시켜야 하는 단점으로 인하여 대량으로 압출성형 하기가 어렵고 충격강도만을 높이기 위한 것으로서 강한 내수압을 요구하는 수도관의 용도로서는 전혀 적합하지 아니하다.

따라서 본 고안과 같이 다중의 층을 형성하는 수도관에 있어서는 인장강도, 충격강도 및 편평하중강도가 어떠한 두께비율로 되었을 때 가장 효율적인가를 파악하여 그 비율에 따르는 것이 가장 합리적인 것이라고 할것이다.

본 고안자는 상기에서와 같은 문제점을 해결하고 일반 상수도관으로 사용될 수 있는 합성수지제관에 대하여 연구를 거듭한 결과 본 고안을 완성하게 된 것이다.

본 고안에서 수도관으로 사용되는 폴리염화비닐은 각 층마다 그 물성이 상이한 것으로, 내층 및 외층을 이루고 있는 내충격경질층(1) (1')은 같은 물성의 폴리염화비닐로서 충격보강제가 첨가되어 일반 폴리염화비닐 보다 약간 연질화 되어 있는 폴리염화비닐이며, 중간층에 사용되는 폴리염화비닐은 인장강도등이 우수한 경질의 폴리염화비닐이 사용된다.

상기에서 이미 설명한 바와같이 충격강도가 인장강도가 서로 반비례한다는 물리적 특성 때문에 본 고안에서는 그 물성이 서로 상이한 폴리염화비닐을 적용한 3층구조가 요구되는 것이며, 수도관의 단면을 3층 구조로 하되 각층의 재질과 물성의 선택에 따라서 수도관에 요구되는 각종 강도에 부합하고 생산성을 향상시키며 생산비를 낮게 할 수 있는가를 밝히는데 문제해결의 열쇠가 있다.

본 고안은 통상의 폴리염화비닐관이 충격에 약한 단점을 보완하면서도 인장강도 및 편평하중강도를 높인 내충격 수도관을 제공하는데 목적을 두고 있는바, 본 고안에 대하여 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 염화비닐재 수도관은 외층을 형성하는 폴리염화비닐에 CPE 등의 충격보강제 및 가공조제를 첨가하여 연질화시킨 내충격경질층(1)으로, 중간층을 외층보다 충격강도가 낮은 중심경질층(2)으로 구성하고, 그리고 내층을 외층과 동일한 내충격경질층(1')의 3중 구조를 구성하고 외층의 내충격경질층(1)과 중간층의 중심경질층(2), 그리고 내층의 내충격경질층(1)의 두께비율을 1 : 2 : 1∼1 : 3 : 1로 이되도록 함을 특징으로 하는 것이다.

본 고안자는 본 고안에서 가장 효율적인 두께비를 파악하기 위하여 다수의 시험을 행한 결과 그 비가 1 : 2 : 1∼1 : 3 : 1의 비율을 가질때 수도관으로서 가장 효율적으로 사용될 수 있음을 알게 되었다.

본 고안에서 3중 구조의 구성을 취하게 된 여유는 내부 및 외부의 내충격 경질층(1) (1')과 중심경질층(2)의 분자량을 달리하여 줌으로써 외부의 충격파장이 매질의 물성차이로 인하여 상쇄되는 소위 충격파장 중첩의 원리(The Superposition Principle)에 따르고 있으며 내부 및 외부의 내충격경질층(1) (1')이 중심경질층(2)에 의하여 격리되도록 하고 그 두께 비율을 1 : 2∼3 : 1로 구성함으로써 본 고안의 3층구조는 특별한 순서와 두께의 비율을 가지게 되는 것이다.

외부의 충격을 가장 먼저 받는 외부 내충격경질층(1)은 반드시 충격에 강해야 하고 내부의 내충격경질층(1')는 수도관 내부의 수압에 견딜수 있어야 하며, 내부와 외부의 중간부에 설치된 중심경질층은 내부 또는 외부에 가해진 충격을 흡수하여 완충시켜 줌으로서 충격을 가하거나 편평하중을 걸었을때 균열 및 파열되지 아니한다.

이와같이 구성함으로써 내부와 외부에 가해진 충격은 충격파장 중첩의 원리에 따라 분산(dispersion) 및 감쇄(attenuation)가 일어나 수도관 전체의 단일재질로 구성하는 경우와 비교할 수 없는 내충격성과 높은 인장강도를 가지게 된다.

본 고안자는 상기의 두께비율과 인장강도등의 물성에 관한 관계를 확인하기 위하여 다음의 방법으로 인장강도 및 충격강도 시험을 하였다.

[인장강도]

시험편을 KS M 3006(플라스틱의 인장성 측정방법)에서 정한 규격에 따라 호칭 50, 65, 75, 100, 150의 본 고안의 수도관에서 시험편을 3개씩 채취하고 인장강도 시험기에서 10±2㎜의 속도로 시험하고 다음의 식에 따라 인장강도를 구하여 표2에 나타내었다.

f=f_t+5.7(t-20)

상기식에서 f : 20℃에서의 인장강도, f_t: t℃에서의 인장강도 t : 시험시의 온도(적용온도 범위 5∼35℃)

[충격강도 시험]

관의 바깥지름과 같은 길이로 호칭 50,65,75,100,150의 본 고안의 수도관에서 시험편을 별로 20개씩 시편을 준비하여 0±3℃ 및 20±3℃에서 각각 10개를 60분간 정치후 V형 받침판에 재치하고 하기의 표1에서 정한 규격에 따라 추를 낙하시켜 충격강도를 측정하고 그 결과를 표2에 나타내었다.

[표 1]

[표 2]

상기 표 2로부터 알 수 있는 바와같이 호칭 50의 경우에 있어서는 중심경질층(2)의 두께비를 내부와 외부의 내충격경질층에 대하여 2.5로 하면 인장강도는 높아지나, 충격강도에 있어서는 다소 문제가 발생하고, 대구경인 호칭지름 150의 경우에는 중심경질층(2)의 두께비를 내부와 외부의 내충격경질층에 대하여 3.5로 하면 인장강도는 높아지나, 충격강도에 있어서는 다소 문제가 발생하게 됨을 알 수 있다.

즉 앞에서 이미 설명한 바와같이 외부 내충격경질층(1) 및 내부 내충격경질층(1')에 대한 중심경질층(2)의 두께비를 높게 설정하면 인장강도는 좋아지게 되나 충격강도의 면에서는 약해지는 문제가 있음을 알 수 있다.

따라서 호칭지름 50의 경우에는 외부 내충격경질층(1) 및 내부 내충격경질층(1')에 대한 중심경질층(2)의 두께비를 2.0으로 하는 것이 가장효율적이며, 대구경인 150의 경우에 있어서는 중심경질층의 두께를 3.0 이하로 하여주는 것이 가장효율적인 것임을 알 수 있다.

본 고안은 상기의 폴리염화비닐의 분자중합도의 차이에 따른 3층구조를 형성하고 또 두께비의 조정에 의하여 우수한 인장강도 및 충격강도를 갖는 폴리염화비닐관으로서 수도관으로서 훌륭한 조건을 구비하게 되는 것이다.

Claims

3층의 구조를 갖는 폴리염화비닐관에 있어서, 외부 내충격경질층(1)과 내부 내충격경질층(1')의 동일의 성질을 갖는 폴리염화비닐로 하고, 중심경질층(2)은 내부 및 외부의 내충격경질층보다 경질의 폴리염화비닐로 구성하되 외부 내충격경질층(1), 중심경질층(2), 내부 내충격경질층(1')의 두께의 비가 1 : 2 : 1 내지 1 : 3 : 1의 범위로 설정함을 특징으로 하는 수도관.