KR0172604B1 - 파이프라인의 내면을 라이닝하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 메인 파이프라인으로부터 복수의 분기된 파이프라인들이 분기되는 수도파이프, 가스파이프등과 같이 다중 분기된 배관의 파이프 내면의 라이닝 방법의 개선에 관한 것이며, 특히 라이닝 표면의 성형 방법에 관한 것이다.

메인 파이프라인으로부터 복수의 분기된 파이프라인들이 분기된 다중 분기된 배관에서 메인 파이프라인 또는 각 분기된 파이프라인의 일단으로부터 파이프 라인속으로 피복재를 붓고, 그다음 가스를 공급하여 파이프라인의 내면을 라이닝하고, 파이프라인을 구성하는 파이프의 내경보다 큰 직경을 갖는 합성수지로 제조되는 연속 포옴의 탄성발포체로 구성되는 스폰지를 각 분기된 파이프라인의 단부로부터 삽입하고, 그다음 상기 스폰지를 공기압에 의하여 밀어서 상기 라이닝 표면을 성형하여 균일한 피막두께를 갖도록 한다.

Description

파이프라인의 내면을 라이닝하는 방법

제1도는 본 발명을 아파트의 수도파이프에 조립된 배관에 실시한 예의 개략도.

제2도는 분기된 파이프라인으로부터 메인 파이프라인으로 스폰지를 이동시키는 방법을 나타내는 도면.

제3도는 본 발명에 따라 스폰지의 부하-만곡 곡선도.

제4도는 메인 파이프라인으로부터 분기된 파이프라인으로 스폰지를 이동시키는 방법을 나타내는 도면.

본 발명은 메인 파이프라인으로부터 복수의 분기 파이프라인들이 분기된 수도 파이프와 가스파이프와 같은 각종 배관의 파이프라인 내면을 라이닝(lining)하는 방법에 관한 것이며 특히 표면을 라이닝하는 성형 방법에 관한 것이다.

과거에는 예를들어 일본 특개평 2-68177에 기재된 바와같이 수도파이프와 가스파이프를 재생시키기 위한 방법으로서 파이프 라인속으로 기류의 협조를 받아 피복재를 불어넣어 라이닝을 행하는 방법을 널리 사용하였다.

전술한 기술에 따르면, 피복재의 점도와 기류의 속도를 적당히 선택하고 우수한 작업 특성을 갖는 피복재를 사용하면 우수한 라이닝이 될 수 있다.

그러나 이 방법은 엘보(elbow)의 후면의 라이닝 피막 두께가 얇게되는 경향을 해결하기 어려운 문제가 있다.

이 문제는 기류가 엘보의 후방에 충돌한후 방향을 바꿀때 피막을 강제로 전개시키는 작용이 너무 강하게 작용하므로 기류법에 필요한 유속의 범위내에서 실용상으로 필요한 피막두께를 확보하기가 어려운 사실로 인해 발생한다.

이 방법은 종종 유속과 같은 피복조건을 간과할 경우, 피복되는 피막두께가 필요이상으로 두꺼워지거나 얇아지는 문제점을 갖고 있다.

이들 문제점을 해결하기 위한 방법으로서, 기류법으로 피복후 피복을 경화시키기 전에 피복막을 평활화하도록 성형피그(pig)를 통해 그의 두께를 보정하는 방법(예를들어 일본특개소 62-266178과 소 63-274474)을 행하였다.

그러나, 종래의 방법에서 사용된 피그는 밀도가 너무커서 그것이 강하게 압박되면 파이프의 내벽을 압박하는 힘이 지나치게 강해져서 피복막이 벗겨진다. 그러므로, 파이프의 내경보다 약간 작거나 동일 사이즈인 구형상의 피그를 사용하였다. 따라서 이 방법에서는 피그의 사이즈를 배관에 사용된 파이프의 최소 사이즈로 조정해준다.

그러므로 파이프의 사이즈가 다를 경우, 사이즈가 큰 파이프 부분에서는 충분한 효과를 얻을 수 없는 문제점이 있다. 또한 피그는 사이즈가 큰 메인 파이프라인쪽으로부터 사이즈가 작은 분기 파이프라인쪽으로 이동되기 때문에 분기된 부분들에서는 피그가 분기된 파이프라인으로 들어가지 않고 메인 파이프라인을 따라 계속 이동하는 경향이 있다.

이러한 문제점을 해결하는 조치로서 일본 특개평 1-304086에서는 a0 피그를 메인파이프라인의 반대쪽으로부터 기류의 협조로 분기된 파이프라인으로 인도하는 방법을 제안했다.

(제4도 참조, 참조번호 1은 메인파이프 ; 1a는 분기된 파이프를 나타냄)

그러나, 이 경우에는 또한 피그가 메인 파이프라인으로부터 분기된 파이프라인을 향해 이동한다. 분기된 부분에서는 피그를 기류에 의해 메인 파이프라인의 반대쪽으로부터 밀어 주더라도 피그뿐만 아니라 피그의 정면에 축적된 도료가 분기된 파이프라인으로 들어가지 않고 반대쪽의 메인 파이프라인으로 이송되는 경향이 있다. 피그는 기류에 의해 메인파이프 라인의 반대쪽으로부터 밀어주기 대문에 반대쪽으로 이송되는 피그는 항상 후방으로 밀려 분기된 파이프라인으로 이동한다. 그러나 피그에 의해 밀린 피복재는 메인 파이프라인내에 두껍게 존게되어 내면을 성형하는 목적을 성취할 수 없다.

또한 일본 특개평 1-304086에는 기류법에 의해 라이닝하는 피복막을 성형하는 대신 피복재를 피그의 정면에 두고 피복재를 피그의 역류이동에 의해 밀어서 라이닝하는 방법이 제안되었다.

이 방법에서는 분기된 파이프라인의 사이즈가 메인 파이프라인의 사이즈보다 작을 경우, 피그의 외경이 압축으로 인해 수축된다.

그러나, 피그의 특성에 대해 더 구체적으로 한정하고 있지 않으므로, 필요한 피복두께가 직경이 감소된 피그에 의해 형성될 것인지에 대한 의문이 있다.

본 발명의 목적은 특히 사이즈가 다르게 다중 분기된 배관의 엘보 부분을 라이닝 하더라도 균일하게 얇은 피막으로 성형할 수 있는 방법을 제공함으로써 종래의 문제점들을 해결하는데 있다.

전술한 목적은 메인 파이프라인으로부터 복수의 분기된 파이프라인들이 분기된 다중 분기된 배관에서, 메인 파이프라인의 일단 또는 분기된 파이프라인들 각각으로부터 파이프라인속으로 피복재를 넣고, 공기를 공급하여 파이프라인의 내면을 라이닝하고, 파이프라인을 구성하는 파이프들의 내경보다 큰 직경을 갖는 합성수지로 제조된 연속 포옴을 갖는 발포체로 구헝된 스폰지를 넣은 다음, 상기 스폰지를 공기압으로 밀어주는 단계들을 포함하는 라이닝 방법에 의해 성취될 수 있다.

본 발명에 의한 방법에서 사용된 합성 수지로된 스폰지의 구체적인 것을 예로들면 폴리우레탄 포옴, 폴리비닐 클로라이드 포옴, 라텍스 포옴, 실리콘 고무포옴등이 있다.

이들 스폰지가운데 바람직한 스폰지는 부하-만곡 특성에서, 70%의 만곡률에서 부하가 60kg이하, 바람직하게는 10~60kg, 보다 바람직하게는 20~40kg이고, 70%의 압축율에서 부하가 10%의 압축률에서의 부하의 6배이하, 바람직하게는 1.0~6.0배, 보다 바람직하게는 1.0~3.0배인 특성 조건을 만족하는 것들이고 스폰지의 직경을 D, 파이프의 최소 내경을 d₁, 파이프의 최대 내경을 d₂로 할때, 칫수(와형상)에서, D가 1.0×d₂이상, 바람직하게는 1.0×d₂~3.0×d₁, 보다 바람직하게는 1.1×d₂~2.0×d₁이고, 길이가 0.5×D~3.0×D를 만족하는 원통형 또는 D가 1.1×d₂~2.0×d₁인 구형상이다.

이들 조건이 만족되면, 직경이 다른 파이프들의 내면의 라이닝면의 성형은 스폰지가 적당히 변형되면서 보다 양호하게 수행될 수 있다.

스폰지의 외경이 원통형상일 경우, 스폰지의 성형이 용이하므로 스폰지 제조비용이 절감될 수 있다.

전술한 스폰지를 구성하는 합성수지 포옴은 본 발명의 효과를 발휘하도록 10~70㎏/㎡정도의 밀도가 좋다.

스폰지가 부하-만곡 특성에서, 70%의 만곡률에서의 부하가 60㎏이하인 조건을 만족하면 스폰지의 반경 방향에서 발생되는 응력이 더욱 작다. 70%의 압축률에서의 부하가 10%의 압축률에서의 부하의 6배 이하일때, 상기 범위내의 변형으로부터 결과되는 부하의 변동은 더욱 작다.

따라서, 스폰지가 전술한 조건을 만족하면 파이프의 직경이 다르더라도 스폰지는 큰직경과 작은 직경의 파이프들을 포함하는 파이프들의 라이닝 표면을 성형할시에 이들 파이프의 직경에 맞게 조정되면서 변형될 수 있다.

그밖에도, 파이프의 직경이 작아지더라도 파이프벽에 대한 응력이 급작스럽게 증가하지 않으므로 전체 파이프의 라이닝 표면이 보다 균일하게 성형될 수 있다.

부하-만곡 특성을 200㎜ø의 압축판과 50㎜×300㎜×300㎜의 샘플을 사용하여 50㎜/분의 압축속도로 ASTM D3574에 따라 측정했다.

본 발명에 의하면, 스폰지가 공기압에 의해 각 분기된 파이프라인의 말단으로부터 눌릴때 상기 공기압은 파이프의 직경, 스폰지의 칫수 형상 및 피막의 상태등에 따라 다르다.

통상적으로, 공기압은 0.1~0.5기압이다.

만일 이단계를 메인 파이프라인의 입구가 개방되는 과정에서 행하고, 소량의 역류방지 공기를 다른 분기된 파이프라인의 말단으로 부터 공급하여 스폰지를 메인 파이프라인의 입구로 안내해주면 더 좋은 결과가 얻어질수 있다.

따라서, 본 발명의 방법을 전술한 특성과 칫수 조건을 만족하는 스폰지를 사용하여 상기 절차에 따라 행하면 가장 좋은 결과가 얻어질 수 있다.

본 발명에 의한 방법에서 사용되는 피복재는 파이프들의 내면용으로 종래의 라이닝 방법에서 사용되는 것들이다. 예를들어 에폭시 수지 피복재를 사용한다.

그러한 피복재를 사용하여 파이프들의 내부를 라이닝할시에, 통상적으로 가스로서 공기가 사용되지만 질소와 같은 불활성 가스를 사용할수도 있다. 이 경우에, 가스의 압력은 파이프의 내경, 파이프의 길이등에 따라 변동될 수 있다.

일반적으로 압력은 1.0~5.0기압이다.

상술한 바와같이, 본 발명의 스폰지는 연속 포옴을 갖는 발포체로 구성되기 때문에 그내에 대량의 피복재가 흡입될 수 있다.

피복을 경화하기전에 피복된 파이프내에서 스폰지가 이동하며, 파이프의 내부를 스폰지 부러쉬로 문질러 피복한 상태와 동일한 상태로 되고 또한 파이프 벽상의 과잉 피복재는 스폰지에 의해 흡입된다.

피복막이 얇은 부분위에 피복막이 새롭게 추가되어 형성될 수 있다.

특히 엘보부분에서, 스폰지가 그의 방향을 바꾸면, 파이프벽에 강하게 눌리게 되므로 스폰지내에 함유된 피복재가 압출되어 두꺼운 피막이 형성된다.

본 발명에서, 필요할 경우, 성형을 위해 스폰지에 피복재를 주입시킨 다음 성형피복재를 파이프라인의 말단속에 미리 넣어둔후에 스폰지를 밀어줄 수 있다.

어느경우에나, 성형 피복재의 적정량은 스폰지의 주입에 의한 포화량 이하이다.

스폰지가 전술한 특성과 칫수 조건을 만족하면, 벽면을 밀어주는 스폰지의 힘은 항상 일정하다.

따라서, 라이닝 표면은 스폰지에 의해 균일한 피막두께로 성형될 수 있으며 또한 라이닝 표면의 일부가 스폰지에 의해 깍이지 않는다.

전술한 사실은 다음과 같은 실험에 의해 확인되었다.

즉, 2스폰지형 탄성 몸체들을 제조한다(하나는 피복재가 주입될 수 있는 연속포옴을 갖는 반면 다른 하나는 피복재가 주입될 수 없는 비연속 포옴을 갖는다)하나는 피복재를 내포하는 반면 다른 하나는 피복재를 함유하지 않는다. 그 상태에서 피복후 피복면상에 동일한 압축력으로 스폰지를 누르면서 문지르면, 전자의 경우에는 피막이 유지되는 반면 후자의 경우에는 피복이 깍인다.

이는 본 발명에 의한 피막을 성형하는 원리가 종래의 일본특개 소62-266178과 소63-274474에서 제안된 성형 피그의 경우와 완전히 다름을 뜻한다.

즉, 종래의 피그는 피복재를 흡수하는 기능을 갖지 않고 피그와 파이프벽 간의 유격을 조정하여 피복막을 성형해준다.

즉 피복막을 눌러주는 고무 압압자로 펼쳐서 성형해주는 것과 동일하다.

상술한 기류법에 의해 라이닝후 일정한 범위내의 압축력에 의해 공기에 의하여 본 발명의 스폰지를 이동시키면 피막면이 평활하게 성형되어 상술한 바와같이 일정한 두께를 갖게 된다. 또한 엘보 부분에서 스폰지의 통과에 의해 엘보의 후면에서 오리지날 보다 더 두꺼운 막이 형성될 수 있는 것으로 밝혀졌다.

예를들어 JIS에 의한 배관 사이즈들에 따라 3사이즈 스폰지 커버의 변형율은 10~70% 범위이다. 그러므로, 15A~25A의 범위내의 배관, 통상의 수도배관과 같은 경우에 극히 효과적으로 적용될 수 있다.

스폰지를 분기된 파이프라인의 말단으로 부터 안쪽에 넣고 메인 파이프라인을 향해 이동시키면, 스폰지는 피할 수 없이 좌측 또는 우측 방향으로 돌아간다.

왜냐하면 통상적으로 분기된 파이프라인이 메인 파이프라인에 대해 분기된 부분의 메인 파이프라인의 측면에 접속되기 때문이다.

또한 미소기류는 단지 엎스트림으로부터 나오고 스폰지는 메인 파이프라인의 개방부를 향해 확실하게 이동된다(제2도를 참조하면, 참조 번호 1은 메인 파이프를, 1A는 분기된 파이프를 나타낸다)

그후, 스폰지가 앞으로 곧바로 이동하기에 충분하므로 소량의 역류방지 공기를 중간의 분기된 파이프라인으로 도입해주기만 하면 메인 파이프라인의 개방부로 확실하게 안내된다.

상술한 바와같이, 본 발명에 의하면 분기된 파이프들을 갖는 다중 분기된 배관의 내면에 라이닝을 행하는 경우에 라이닝 표면의 특정 엘보부분이 균일한 두께로 성형될 수 있다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 우선, 제3도에는 본 실시예들에서 사용된 스폰지를 구성하는 탄성 발포재의 일반 부하-만곡 커브가 도시되어 있다.

제3도는 300㎜(세로)×300㎜(가로)×50㎜(높이)의 사이즈를 갖는 유연한 폴리우레탄 포옴상의 200㎜ø의 직경을 갖는 판을 압축하여 50㎜/분의 압축속도로 부하를 가해 얻은 퍼센테이지에 의한 만곡량을 나타낸다.

제3도로부터 탄성 발포재는 만곡량이 10%이하일때 부하가 만곡량에 비례하여 증가하고, 10%를 초과하여, 50%의 만곡량까지는 부하의 증가율이 아주작고, 만곡량이 50%를 초과하여 약 70%이하일때, 부하의 증가율이 점진적으로 증가하고 또한 70%를 초과할때, 부하가 신속히 증가하는 특성을 가짐을 알 수 있다.

그다음, 상술한 바와같은 스폰지를 사용하는 본 발명에 의한 방법의 실시예를 설명한다. 제1도는 아파트의 수도 파이프에 따라 조립되는 배관에 본 발명을 적용한 실시예의 설명도이다.

제1도에서, 수도 파이프용 메인 파이프라인(1)은 파이프라인(5)과 함께 일단에 구비되며, 상기 파이프라인(5)과 메인 파이프라인(1의 타단(2)간에는 분기된 파이프라인들(10A, 10B, 10C, 10D)이 접속되어 있다.

라이닝을 행하기 위한 준비시에, 메인 파이프라인(1)의 타단(2)으로부터 수도 메터를 제거하고, 파이프라인(5)의 일단(6)과 분기된 파이프라인들(10A~10D)의 단부들(11A~11D)로부터 꼭지를 제거하고, 일단(6)과 단부들(11A~11D)에는 개구들이 상방으로 향한 접속 파이프들을 추가로 접속하고, 상기 개구는 공기호스를 착탈할 수 있도록 형성되어 있으며, 파이프라인(5)의 일단(6)에 접속된 공기 호스(25)에는 압력 게이지(24)와 발브(23)를 접속하고, 분기된 파이프라인들(10A~10D)의 단부들(11A~11D)에 접속된 공기호스들(25A~25D)에는 압력 게이지들(24A~24D)과 발브들(23A~23D)을 접속하고, 또한 유량계(22)와 제습기(21)를 거쳐 공기압축기(20)에는 발브들(23, 23A~23D)을 접속한다.

파이프들의 사이즈로서 2~12A의 메인 파이프라인을 JIS의 공칭직경으로 25A를 사용하고 분기된 파이프라인들(5와 10A~10D)은 JIS 20A를 사용하고, JIS 15A의 직경이 상이한 엘보들은 꼭지들로 유도되는 부분들에 장치된다.

라이닝을 실행할시에, 필요한 양의 에폭시 수지 피복재를 측정컵을 사용하여 파이프라인(5와 10A~10D)속에 붇고 메인 파이프라인을 향해 주입한다. 이 피복법은 일본특개평 2-68177에 기재된 방법에 의한다.

전체 파이프라인을 피복한 직후, 피복재를 파이프라인(5)의 말단속으로 부을때 사용했던 접속 파이프속으로 밀도가 20㎏/㎡의 유연성 폴리우레탄 포옴으로 제조된 직경이 30㎜, 길이가 50㎜인 원통형 스폰지를 삽입한 다음 호스(25)를 접속한다.

사용된 스폰지에서 부하-만곡 특성에서 70%의 만곡률에서의 부하는 25㎏이었고, 70%의 압축률에서의 부하는 10%의 압축률에서의 부하의 5배이었다.

메인 파이프라인의 타단(2)을 개방하고, 발브(23A~23D)를 열어서 소량의 역류방지공기(0.1 기압)를 다른 분기된 파이프라인(10A~10D)속으로 도입한 다음 0.3기압의 공기를 파이프(5)에 공급하도록 발브(23)를 약간 열어주면 스폰지가 파이프를 통해 앞으로 이동하고 또한 메인 파이프라인의 타단(2)으로 부터 방출된다.

그다음, 상기와 비슷한 스폰지를 분기된 파이프라인(10)의 단부(11A)의 접속 파이프속으로 삽입하고, 역류방지 공기를 다른 분기된 파이프라인으로 투입하여 상술한 것과 동일한 방식으로 스폰지를 공급한 다음 메인 파이프라인의 타단(2)으로부터 회수한다.

그후, 스폰지를 모든 분기된 파이프라인들에 통과시킨다.

결과적으로 단지 기류법에만 의하면 엘보의 후면의 피막두께가 0.3㎜이하였던 부분이 있는 한편 스폰지의 사용에 의해 모든 엘보의 후면의 두께가 0.3㎜~1.0㎜가 보장될 수 있다.

엘보이외의 피막 두게는 0.3㎜~2.0㎜이었음이 주목된다.

또한 메인 파이프라인의 개방부분(2)으로 스폰지의 이동이 극히 스므스하였으며 전혀 거북한 느낌이 없었다.

전자와 비슷한 동작을 원통형 스폰지 대신 유연한 폴리우레탄 포옴으로부터 제조한(70%의 만곡률에서의 부하가 25㎏, 70%의 압축률에서의 부하가 10%의 압축률에서의 부하의 5배인)30㎜직경을 갖는 구형 스폰지를 사용하여 수행했다. 본 실시예의 것과 유사한 양호한 결과를 얻었다.

Claims (8)

1. 메인 파이프라인으로부터 복수의 분기된 파이프라인들이 분기되는 다중 분기된 배관에서, 메인 파이프라인 또는 각 분기된 파이프라인들의 일단으로부터 파이프라인으로 피복재를 붓고, 공기를 공급하여 파이프라인의 내면을 라이닝하고, 파이프라인을 구성하는 파이프들의 내경보다 큰 직경을 갖는 합성수지로 제조된 연속포옴을 갖는 탄성발포체로 구성되는 스폰지를 삽입하고, 상기 스폰지를 공기압에 의하여 밀어서 라이닝 표면을 성형하는 단계들을 포함하는 것이 특징인 파이프라인의 내면을 라이닝하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 합성수지로된 스폰지는 부하-만곡 특성이, 70%의 만곡률에서의 부하가 60kg이하, 70%의 압축률에서의 부하가 10%의 압축률에서의 부하의 6배 이하이며, D가 1.0×d₂이상, 길이가 0.5×D~3.0×D인 규격의 원통형상 또는 D가 1.1×d₂~2.0×d₁인 규격의 구형상으로 구성되며, D는 스폰지의 직경, d₁은 파이프의 최소내경, d₂는 파이프의 최대 내경인 것이 특징인 파이프 라인의 내면을 라이닝하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 스폰지의 특성이 70%의 만곡률에서의 부하는 10~60kg, 70%의 압축률에서의 부하는 10%의 압축률에서의 부하의 1.0~6.0배이며, 스폰지가 원통형상일 경우, D는 1.0×d₂~3.0×d₁인 것이 특징인 파이프 라인의 내면을 라이닝 하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 스폰지의 밀도는 10~70㎏/㎥인 것이 특징인 파이프 라인의 내면을 라이닝하는 방법.
5. 제1, 2, 3 또는 4항중 어느 한항에 있어서 상기 스폰지는 유연성 폴리우레탄 포옴, 폴리비닐 클로라이드 포옴, 라텍스 포옴 또는 실리콘 고무 포옴으로 형성되는 것이 특징인 파이프라인의 내면을 라이닝하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 스폰지가 분기된 파이프라인의 단부로부터의 공기압에 의해 밀려 들어가며, 상기 메인 파이프라인의 인입구는 다른 분기된 파이프라인의 단부로 부터 소량 역류방지 공기가 공급되도록 개방되어 상기 스폰지가 메인 파이프라인의 인입구로 진입되는 것이 특징인 파이프라인의 내면을 라이닝하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 분기된 파이프라인의 단부로 삽입될 스폰지는 성형 피복재를 미리 흡수하는 것이 특징인 파이프라인의 내면을 라이닝하는 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 스폰지가 분기된 파이프라인의 단부속으로 삽입할때 성형 피복재를 상기 파이프라인의 단부속으로 도입하는 것이 특징인 파이프 라인의 내면을 라이닝하는 방법.