KR100573688B1 - 강관의 용접 접합부 내면의 에폭시 방청도료액 주입법에 의한 방청라이닝 공법. - Google Patents

Abstract

본 발명은 수도용 도복장 강관을 배관 연결할 때 강관 내외부를 용접 접합한 후 관 내부의 용접 접합 부분의 미도장 부분에 에폭시 수지액을 주입하는 방법을 이용하여 방청 라이닝을 하는 공법으로서. 좀더 구체적으로는 수도용 도복장 강관을 배관 연결할 때 일반적으로 사용되는 플레인 엔드(plain end), 베벨엔드(bevel end), 벨엔드(bell end) 용접 접합 방법으로 강관의 내외부를 연결 용접 배관 한 후에 강관 내부의 미도장(未塗裝)부분의 방청 라이닝을 무용제형 에폭시 도료액을 주입하여 라이닝 할 수 있도록 에폭시 수지와 부착이 되지 않는 이형(離形) 고무판 링(이하 고무판링이라 칭함)을 관 내부에 밀착 고정시켜 용접접합 부분강관과 공간을 만든 후에 이 공간에 무용제 에폭시 방청도료를 주입 충진하고 에폭시 도료액이 경화된 후 고무판 링을 박리분리하여 완전한 방청라이닝 도막을 형성시키는 공법이다.

수도용 도복장 강관은 1개의 길이가 통상 6m 정도이나 관을 용접 접합한 관로 내부는 동굴과 같이 어둡고 협소하여 강관 용접접합부의 방청도장 작업이 시공자 수작업(手作業)의 방법으로는 정밀하게 시공하기에 적합하지 않는 환경이 되어 관의 통수 후에 관 내부의 부식발생으로 인하여 관의 수명을 단축시키는 단점이 발생한다.

이에 본 발명은 시공자의 수작업에 의한 결함의 발생요인과 관 내부의 작업 환경에 의한 결함 발생 요인을 제거할 수 있는 공법으로 무용제 에폭시 도료액을 액체 상태로 주입시켜 부식이 일어날 수 있는 틈새를 완전히 제거 봉쇄 시키고, 완전 경화 후에 고무판 링을 박리 분리시키게 되므로 강관 용접접합부의 방식을 완전하게 할 수 있어서 수도용 도복장강관의 수명을 극대화 시킬 수 있게 한 것이다.

수도용도복장강관. 무용제형 에폭시 도료. 강관 용접 접합. 방청도장. 고무판링. 밀착밴드.

Description

강관의 용접 접합부 내면의 에폭시 방청도료액 주입법에 의한 방청라이닝 공법. {An anticorrosion lining method for the inside of the welded pipe by injection of anticorrosion epoxy paint.}

도1a는 수도용 도복장 강관 벨엔드 용접 접합부 내면의 에폭시 방청도료 주입 공법 단면도

도1b는 수도용 도복장 강관 벨엔드 용접 접합부 내면 방청라이닝 완성 단면도

도2a는 수도용 도복장 강관 베벨 앤드 및 플레인 엔드 용접 접합부 내면의 에폭시 방청도료 주입공법 단면도

도3a는 밀착 벤드 정면도

도3b는 밀착 벤드 조임 볼트 및 너트 구조의 상세 측면도와 정면도

도4는 에폭시 방청도료 주입 및 배기 밸브 연결 닛불 단면도

<도면의 주요 부호 설명>

1. 강관 2. 강관 외부 도복장 3. 강관 내부 도막

4. 용접비드 5. 밀착벤드 6. 이형 고무판 링

7. 용접 접합부 내면 공간 8. 주입밸브 9. 배기밸브와 닛불

10. 방청 라이닝 경화 도막 11. 상부 밀착 벤드 12. 하부 밀착 벤드

13. 밀착 조임 너트 14. 밀착 조임 볼트 15. 상부 밀착 벤드 지지판

16. 외부 닛불 17. 내부 닛불 18. 주입 밸브 연결 또는 배기 닛불

19. 배기 밸브 연결 또는 주입 닛불

본 발명은 수도용 도복장 강관을 배관 연결할 때 용접 접합법으로 하게 되므로 강관의 내외부 용접 후에 용접 부분을 방청 도장하여야 한다. 상수도용 도복장 강관(KSD3565-2002)을 공장에서 제조할 때 강관의 양끝부분을 용접할 것을 고려하여 미도장 상태로 남겨두기 때문에 강관을 용접 접합한 후에는 이부분을 매설 배관 현장에서 방청 도장을 하여야 한다.

강관의 용접 접합 방법은 주로 3가지의 형태로 용접되며, 플레인 엔드(Plain end)법, 베벨엔드(Bevel end)법, 벨엔드(Bell end)법이 있다. 상수도 도복장 강관의 용접 접합 부분의 미도장 부분의 내부측면은 통수 사용중에는 장기간 물에 침적된 상태가 되므로 철저한 방청이 되지 않으면 이 부분이 부식되어 도복장 강관의 수명이 매우 짧게 감축되어 경제적 손실이 따르게 되며 또한 수도용도복장 강관은 주로 대구경의 관이므로 관의 파열로 인한 재해를 유발 시킬 수도 있다. 수도용 도복장 강관의 내면 용접 접합부의 방청도장 작업은 강관의 연결로 인하여 내부 공간이 협소하고 매우 어둡고 긴 동굴과 같은 형태가 되므로 방청 도장의 피도면의 전처리 작업과 도장작업이 매우 불편하므로 종래의 수작업 도장으로는 완벽한 방청도장이 매우 어렵게 된다.

종래의 기술은 용접접합이 완료되면 시공자가 수작업으로 에폭시 수지계의 페이스트(Paste) 상태의 도료를 주걱이나 미장칼 등으로 도장하거나 또는 에폭시 수지계 방청 도료를 붓 또는 롤러 등으로 도장 시공하였다. 이와같은 열악한 작업환경으로 피도면의 전처리 작업도 원만히 하기 어렵고, 정밀한 시공이 불가능하고, 도막의 두께가 불균일하게 되거나 핀홀등이 발생하여 영구적인 방청도막을 시공하기가 매우 어렵게 되며 또한 도료는 경화시간이 매우길어 1~2일 정도 소요되므로 강관 포설 작업으로 인한 강관의 진동과 작업자들의 관로내의 왕래로 인하여 도막이 경화되기 전에 훼손이 되며 우수등으로 인한 강관 내부의 침수등으로 방청도장에 결함이 발생하여 용접 접합 부분의 부식으로 인하여 강관의 수명이 단축되어 경제적 손실을 입게 된다.

이와같은 수도용 도복장 강관의 용접 접합 관로의 내부의 특수한 환경에 대하여 완벽하게 방청도장을 하기 위하여 본 발명은 강관 용접 접합 후에 도장에 유해한 용접 스래그와 용접 스페터 또는 도장에 유해한 돌출 부분등을 제거하고 용접열로 인하여 소실된 도막을 제거 한 후 직관 내면의 방청 도막의 가장자리 부분을 샌드페퍼(Sand paper)로 도막 표면을 거칠게 한다. 이 부분에 이형 고무판제로 구성된 강관 내부 직경과 같은 링(ring)(6)을 도1a와 도2a 같이 설치하고, 고무판링의 가장자리 양 끝에 밀착벤드(5)를 설치하고 고정시켜 고무판 링 양단이 강관 내면 도막과 틈이 생기지 않도록 밀착벤드의 볼트를 잘 조인다. 이형 고무판 링은 주입하는 에폭시 수지액이 경화된 후에 이형 고무판 링과의 분리가 잘 되도록 고무판 표면에 테프론 수지를 코팅한 것이나 우레탄 고무 또는 실리콘 고무로 된 것을 사용하여 링을 만들어 사용할 수 있으며, 가황고무판 링에 이형제를 도포하여 고무판 링으로 사용할 수도 있다.(도3a) 이와같이 고무판링이 설치되면 강관 용접 접합부 내면과 고무판 링 사이에 공간(7)이 형성이 되게 되므로 이 공간에 에폭시 수지 방청 도료를 주입시켜 경화시키는 공법이다. 고무판링의 구성은 하부에 에폭시 수지 방청도료의 주입 밸브(8)가 있고, 고무판 링의 상부에는 배기 밸브(9)가 설치되어 있다. 무용제형 에폭시수지 방청도료를 혼합 주입 펌프로 하부의 주입 밸브(5)를 통하여 주입하면 내부공간의 공기를 상부의 배기밸브로 내보내면서 모든 틈사이에 에폭시 수지액이 침투되어 강관 용접 접합부 내면을 완전하게 차단을 시키게 된다.

여기에 사용되는 무용제 에폭시 수지도료의 경화시간은 1~2시간으로 경화된 후에는 고무판링을 박리 분리시키게 된다. 도막이 경화된 후에는 강관 내부의 환경에 영향을 받지 않는 내구성이 강한 방청도막(10)이 되어 수도용 도복장 강관의 수명을 극대화시킬 수 있는 공법으로서 종래의 수작업으로 인하여 발생하는 도장의 결함이 발생하지 않는 완벽한 방청공사를 할 수 있는 특징이 있다.

본 발명은 수도용 도복장 강관의 매설 배관 공사에서 강관을 용접접합한 후 강관 내부에 통수되는 수도수로 부터 장기간 동안 방청을 완전하게 하여 상수도용 도복장 강관의 수명을 극대화 하는 공법을 발명하고자 하는 것이다.

상수도 도복장 강관 (KSD3565-2002)은 주로 대구경 강관이며 강관이 내·외면에 방청도장이 되어 있는 강관이다. 이 강관은 사용 특성상 배관 후에 통수가 되면 내부 도막은 장기간 물에 침적되는 상태가 되므로 강관 내면의 방청 도장은 관로의 수명을 결정하는 중요한 인자이다.

상수도용 도복장 강관을 공장에서 제조할때에는 관의 양끝 부분의 일정길이를 용접접합하기 위하여 미도장 상태로 하며 관 내외부의 방청도장은 규정된 검사를 통해 도막의 두께와 성능을 관리하여 생산 출하된다. 상수도용 도복장 강관이 매설 배관한 후에 용접접합으로 인한 미도장 부분을 강관 내부 방청도장 수준 이상으로 시공되지 않으면 관로의 수명은 단축되어 큰 경제적 손실을 입게 되는 문제점이 발생된다. 강관을 용접 접합하여 관이 연결되면 관로의 내부는 긴 동굴과 같이 되어 좁고 어두운 상태가 되므로 강관의 용접 접합부의 내면 방청도장은 더욱 어렵게 되고 도막의 검사도 용이하지 않게 된다.

이와같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 관로 내부의 용접접합 부위에 고무판 링(6)을 설치하고 고무판 링 양단 끝부분에 밀착 벤드(5)를 고정시켜서 용접접합부와 고무판 사이에 공간을 만들어서 여기에 유동성이 좋은 무용제 에폭시 방청 도료를 주입하여 경화시키고 방청도료가 경화되면 고무판 링(6)을 박리 분리시키는 방법이다. 도막이 경화된 후에는 도막의 내구성이 부여되고, 용접 접합 부위의 미세한 부분까지 도료액이 침투되어 핀홀(Pin-hole)발생의 우려가 전혀 없는 방청도막(10)을 만들 수 있어서 강관 접합부의 내면의 부식이나 녹이 발생되지 않아 오랜 기간 사용할 수 있는 것이다.

본 발명에 의한 수도용 도복장 강관 양끝 내면의 미도장부 용접 접합부위의 부식을 방지하기 위한 방청 라이닝 방법은 융착금속 중에 잔존하는 확산성 수소를 제거하기 위하여 저수소계 용접봉을 사용할 때는 25시간 이상 방치하고, 일메나이트계 용접봉을 사용한 경우에는 14일 이상 방치하여, 도막에 유해한 용접 스래그, 스페터 및 용접 비드부분의 도장에 해로운 돌기부등은 전동그라인더, 전동 와이어부러쉬등으로 제거하여 평활하게 하고 용접 열로 인하여 소실된 방청도막과 공장에서 도장한 프라이머의 열화된 부분을 제거하고 강면에 부착된 기름, 먼지 그외의 이물질을 솔벤트 등을 이용하여 완전히 제거하고, 강관 내면 도장 부위의 끝단 가장자리로부터 최소 20 mm 정도를 샌드페퍼등으로 문질러 기존 도막의 표면을 거칠게 하여 기존 도막과 접착이 잘 되도록 한다.

강관의 내경과 같은 고무링을 강관 용접접합부위와 강관 내면 도장 부위의 샌드페퍼 가공 부분 이상까지 덮일 수 있는 폭으로 하여 강관 내면에 펼치고 고무판 링(6) 양단에 밀착벤드(5)를 설치하여 고무판 링이 강관 내면의 도막과 밀착이 되어 에폭시 수지 방청 도료액이 새어 나오지 않도록 조임 볼트(14)로 조여서 설치하여 관의 용접접합부위와 고무판 링 사이에 방청 도료액 충진 공간(7)을 만든다. 밀착벤드의 구성은 도 3a와 같이 상부 밀착벤드(11)와 하부 밀착벤드(12)로 구성되어 관로 내부에서 운반조립하기에 용이하도록 2등분 되어 있고, 상부 밀착벤드 양 끝단에는 벤드 밀착 지지판(15)이 용접되어있다. 하부 밀착벤드 양 끝단에는 밀착 조임너트(13)와 밀착조임밸트 세트가 용접되어 있는 구조이다. 이 밀착벤드의 조립설치는 도 3b와 같은 모양으로 설치하여 양단의 밀착조임볼트(14)를 돌려 간격을 벌려서 고무판 링(6) 양변을 강관 내면에 밀착시킨다.

이와같이 설치된 고무링은 하부에 방청도료액을 주입할 수 있는 주입밸브(8)가 설치되어 있고 상부에는 내부의 공기를 배출 할 수 있는 배기 밸브(9)가 설치되어 있다. 무용제 에폭시 방청도료액을 혼합주입 펌프로 하부의 주입 밸브에 연결하여 용접접합부위의 공간에 하부로부터 주입하면 공간 내부의 공기를 상부배출 밸브로 배출시켜 공간 내부에 방청 도료액이 미세한 틈새까지 침투되면서 상부의 배기 밸브 위 까지 충진이 되어 도료가 배기 밸브로 밀려 나오게 된다. 이와같은 상태에서 하부의 충진 밸브를 닫고 이어서 상부의 배기 밸브도 닫으면 용접 접합부 내부에 방청 도료액이 채워진 상태로 경화하게 된다. 충진된 에폭시 방청 도료액이 경화되면 밀착벤드를 해체하고 고무판링의 상부에 설치된 배기밸브 고정닛불(17)을 해체하여 고무판 링을 분리할 수 있도록 한 후 고무판 링을 경화도막으로부터 박리 분리하면 용접 접합 부위는 에폭시 수지 방청도료가 셋트-인 몰딩(set-in molding)상태로 완전하게 차단되는 라이닝 도막(10)을 만들어서 강관의 용접 접합부의 내면을 관내 통수시의 수도수로부터 완전하게 차단하는 것이다.

여기에 실시예로 사용한 무용제 속경화 에폭시 수지 방청도료는 한샘산업의 네오코트 SPW3565를 사용하였으며 그 물성은 다음 표와 같다.

물 성 항 목		결 과
도료의 용기내의 상태		주제, 경화제를 섞었을때 덩어리가 없고 균일함
혼합성		주제, 경화제 배합에 균일하게 혼합됨
Gel화 시간 (20℃,시간)		10 분
경화건조시간 (20℃,시간)		2시간
굽힘시험		균열과 박리 없음.
충격시험 (직접, 간접)		직접충격, 간접충격, 박리없음
부착성시험 (25/25)		박리 없음
저온고온 반복시험		균열 박리 없음
내습성시험		녹, 부풀음, 박리 없음
염수분무시험(300시간)		녹, 부풀음, 박리 없음
용 출 시 험	탁도	0.5도 이하
	색도	1도 이하
	과망간칼슘 소비량	1.2 mg/L
	잔류염소 감량	0.3 mg/L
	맛	이상없음
	냄새	이상없음
	시안	검출안됨
	페놀류	검출안됨
	에피클로로 히드린	검출안됨
	아민류	검출안됨
	톨루이딘이소시안네이트	검출안됨

본 발명은 상술한 바와 같이 수도용 도복장강관의 배관 내면 용접 접합부위에 무용제 속건형 에폭시 수지 방청 도료를 주입법에 의한 방청 라이닝을 하므로서 건조 도막이 균일하고 경화시간이 짧아서 작업 효율이 매우 높다. 유동성이 좋은 무용제 에폭시 수지 방청 도료를 주입시키므로서 부식을 유발 할 수 있는 틈새를 완전히 차단시키며 도료가 무용제형이므로 도막의 용제증발로 인한 냄새가 없어서 관로내의 환경이 좋아졌고, 또한 핀홀(Pin-hole) 발생이 되지 않아 핀홀 탐상기(Holyday detecter)로 1500V 전압으로 검사한 결과 불꽃이 발생하는 결함이 없었다. 또한 도막이 완전히 경화된 후에 고무판 링을 분리하게 되므로 도막의 미경화 상태에서 발생할 수 있는 도막이 훼손되는 결함도 전혀 없었다.

Claims (4)

1. 수도용 도복장 강관 배관을 용접 접합한 강관 내면의 부위와 강관 도복장 부위의 끝단 가장자리로부터 강관 도막의 안쪽으로 충분히 덮일 수 있는 폭의 고무판 링(6)을 시공관경의 내경과 같은 형태로 구성하여 방청 도료액을 주입할 수 있는 주입밸브(8)가 고무판 링의 하부에 오도록 하고, 배기 밸브(9)는 고무판 링의 상부에 오도록 설치하고, 고무판 링의 양끝 변에는 밀착벤드(5)를 설치하여 강관 도장면과 고무판 링이 완전히 밀착되어 틈이 생기지 않게 밀착 조임볼트(14)로 조여서 강관 용접 접합부위와 고무판 링 사이에 공간(7)을 형성하고, 무용제 에폭시 방청 도료액을 주입 펌프로 고무판링의 하부에 있는 주입 밸브와 연결하여 강관 용접 접합부위에 충진하고, 공간 내부(7)의 공기는 고무판링의 상부 배기밸브로 배출시켜 방청 에폭시 도료액이 배기 밸브로 배출될 때 까지 충진한 후 충진 주입 밸브를 닫고, 이어서 상부의 배기 밸브를 닫으면 용접 접합부 내면에 방청 에폭시 도료액이 채워진 상태로 경화시킨 후에 밀착벤드를 해체하고, 고무판 링 상부에 있는 배기 밸브를 해체하고, 고무판 링을 경화 도막으로부터 박리 분리하여, 강관 용접 접합부 내면에 방청 라이닝 도막(10)을 만드는 수도용 도복장 강관의 용접 접합부 관 내면의 에폭시 방청도료액 주입에 의한 방청라이닝 공법.
2. 제1항에 있어서 상기 고무판링(6)은 에폭시 방청도료와 접착이 되지 않은 테프론 수지 코팅 고무판이나 우레탄 고무 또는 실리콘 고무로 된 고무판을 사용하거나 이형제를 도포한 일반 가황 고무판을 사용하여 내부 관경과 같은 크기의 링을 구성하고, 고무판 링의 상부에 배기 밸브와 하부에 주입 밸브를 부착하도록 구멍이 가공되어 있는 것을 특징으로 하는 수도용 도복장 강관의 용접 접합부 관 내면의 에폭시 방청도료액 주입에 의한 방청라이닝 공법.
3. 제 1항에 있어서 상기의 고무판 링의 양 변에 설치하는 밀착 벤드는 상부 밀착 벤드(11)와 하부 밀착 벤드(12)로 구성되어 있고, 상부 밀착 벤드 양 끝단에는 밀착 벤드 지지판(15)이 용접되어 있으며, 하부 밀착 벤드 양 끝단에는 밀착 조임 너트(13)와 밀착 조임 볼트(14) 세트가 용접 설치되어 있으며, 관 내부에서 고무판 링 양단에 각각 설치하여 밀착 조임 볼트로 상부 밀착 벤드 양단의 밀착벤드 지지판(15)을 밀어 올려서 고무판 링(6)을 강관 내부벽에 밀착 시킬 수 있는 구조로 되어있는 것을 특징으로 하는 수도용 도복장 강관의 용접 접합부 관 내면의 에폭시 방청도료액 주입에 의한 방청라이닝 공법.
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