KR101150166B1

KR101150166B1 - 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관

Info

Publication number: KR101150166B1
Application number: KR1020110087209A
Authority: KR
Inventors: 최광철
Original assignee: 주식회사 광국실업
Priority date: 2011-08-30
Filing date: 2011-08-30
Publication date: 2012-05-25

Abstract

본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관은 물을 공급하는 강관과 상기 강관과 강관을 연결하는 커넥터로 구성되며, 상기 강관과 커넥트는 금속의 조직을 조밀하게 하고 산화피막을 형성시켜 인장강도, 연신율, 탄성계수 및 내식성을 향상시키기 위하여 질화침습공법으로 처리되고, 상기 커넥터는 상기 강관과 강관을 이어주는 이음관과; 상기 이탈방지턱이 내부에 수용되고 상기 강관과 이음관을 결합시키며, 상기 이음관의 양단에 각각 설치되는 압륜과; 상기 강관의 외부에 삽입되고 상기 이음관의 양단 내부에 삽입되어 상기 압륜에 의해 상기 강관과 이음관에 밀착되어 내부 유체가 누설되는 것을 방지하는 패킹과; 상기 압륜과 이음관을 결합시키는 다수 개의 결합볼트로 구성되고, 상기 압륜은 상기 이탈방지턱에 삽입될 수 있게 동형의 반원으로 상부압륜과 하부압륜으로 분리된다.
본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따르면 관 이음이 쉽고, 상수도관의 이탈방지를 할 수 있으며, 잘못 조여서 관이 파괴되고 관이 빠지는 문제를 해결할 수 있고, 질화침습공법으로 강관과 커넥터를 처리하므로서 강관의 약점인 내식성이 증대되고 인장강도도 증가하여 상수도관의 포설 단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

Description

질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관{Drinking Water Pipe and Connector Applied Nitro-Oxidation Process and Derail Controlling Clamping Method}

본 발명은 질화침습공법 및 이탈 방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음료용수, 생활용수, 공공용 및 산업용으로 소모되는 물을 공급하는 강관과 상기 강관과 강관을 연결하는 커넥터로 구성된 상수도관에 있어서, 상수도관의 이탈방지와 잘못 조이면 관이 파괴되고 관이 빠지는 문제를 해결하며 하기 위하여 이탈방지 압륜기법을 적용한 커넥터의 사용과, 상기 강관과 커넥터를 열처리로 인장강도와 내식성을 증대하고 단가를 낮추기 위하여 질화침습공법을 사용한 상수도관에 관한 것이다.

일반적으로 상수도관은 내충격성과 내약품성와 내식성과 내전식성이 강하나 내충격성이 약한 수도용 경질 폴리염화비닐관(Unplasticized Poly Vinyl Chloride(PVC-U) Pipes for Water Supply KSM 3401)과, 내약품성과 내식성이 양호하나 내외압 강도는 높으나 급격한 압력이 작용할 때 균열의 우려가 있는 닥타일주철관(Ductile Cast Iron Pipe KSD 4311), 강도가 높고 내충격성이 좋으나 피복 손상 시 내약품성과 내식성이 약한 관인 KSD 3565에 의거 내면에 에폭시 + 접착제 + PE를 코팅하고 외면에 액상 에폭시를 코팅한 강관 등이 사용되고 있다.

덕타일주철(Ductile Cast Iron)은 용탕(熔湯)에 Mg, Ca, Ce 등을 첨가하여 흑연을 구상(球狀)으로 정출(晶出)시킨 주철로서, 구상흑연주철 또는 노듈러주철 이라고도 하며, 성질은 강과 비슷하고 보통 주철에 비해 연성이 2배, 충격값이 몇 배 향상되어 가단주철에 가깝우며 절삭성이 향상되고 우수한 주조성과 강인한 기계적 성질을 가지므로 주철관, 롤, 강괴형주형, 기계부품 등에 널리 쓰인다.

그러나 덕타일주철관(Ductile Cast Iron Pipe)은 내식성은 좋으나 단가가 비싼 문제점이 있으며, 관과 관의 연결이 문제점이 많아 관이 이탈되거나 잘못 조이면 관 파괴가 되고 관이 빠지는 문제점이 있다.

일반적으로 덕타일주철관(Ductile Cast Iron Pipe)를 사용하는 상수도관은 후단부에 내경이 넓은 확경부가 형성되어, 상수도관의 선단부를 다른 상수도관의 확경부에 끼워 고정하여 길게 연결할 수 있다.

그리고, 이와 같이 연결된 상수도관의 연결부에는 상호 연결된 상수도관의 선단부와 확경부의 사이에 끼워지는 패킹이 설치되며, 그 외부에는 상수도관을 상호 수밀하면서도 견고하게 고정하는 이탈방지용 압륜이 결합된다.

KSD 3565에 의거 내면에 에폭시 + 접착제 + PE를 코팅하고 외면에 액상 에폭시를 코팅한 강관은 코팅 파괴 시 내식성이 약한 문제와 관과 관의 연결에 용접을 사용하면 인건비가 많이 들고 용접 부위가 특히 부식에 약한 문제점이 있다.

강관의 부식성을 보강하기 위하여 내면에 고무나 경질염화비닐이나 폴리에틸렌의 합성수지로 라이닝을 한 관이 사용되고 있으나 고가이고 연결 부위의 라이닝 처리에 문제가 되고 인건비가 많이 드는 문제점이 있다.

상수도관에 연결 방법으로 압륜을 사용하는 것은 등록특허 10-1044253 상수도관의 이탈방지용 압륜과, 공개특허 10-2011-0053067 상수도관의 이탈방지용 압륜이 있으나, 덕타일주철관(Ductile Cast Iron Pipe)를 사용하는 것으로 후단부에 내경이 넓은 확경부가 형성되어, 상수도관의 선단부를 다른 상수도관의 확경부에 끼워 고정하여 길게 연결할 수 있어 확경부(허브)가 없는 강관 사용 시에는 적용하기 곤란한 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 강관과 커넥터에 금속의 조직을 조밀하게 하고 산화피막을 형성시켜 인장강도, 연신율, 탄성계수 및 내식성을 향상시키기 위하여 질화침습공법을 적용하고, 강관과 강관을 이어주는 이음관과, 상기 이탈방지턱이 내부에 수용되고 상기 강관과 이음관을 결합시키며 상기 이음관의 양단에 각각 설치되는 압륜과, 상기 강관의 외부에 삽입되고 상기 이음관의 양단 내부에 삽입되어 상기 압륜에 의해 상기 강관과 이음관에 밀착되어 내부 유체가 누설되는 것을 방지하는 패킹과, 상기 압륜과 이음관을 결합시키는 다수 개의 결합볼트로 구성된 커넥터에 강관을 삽입하는 상수도관으로 배관에서 관이 빠지는 상수도관의 이탈을 방지하고 내식성과 인장강도를 향상시키는 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관을 제공함에 있다.

본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관은 음료용수, 생활용수, 공공용 및 산업용으로 소모되는 물을 공급하는 강관과 상기 강관과 강관을 연결하는 커넥터로 구성된다.

상기 강관과 커넥트는 금속의 조직을 조밀하게 하고 산화피막을 형성시켜 인장강도, 연신율, 탄성계수 및 내식성을 향상시키기 위하여 질화침습공법으로 처리된다.

상기 강관의 말단에서 일정부분 떨어진 외주에는 상기 커넥터가 상기 강관에서 이탈되는 것을 방지하고 상기 커넥터의 결합 위치를 제한하기 하기 위한 링 형상의 이탈방지턱이 형성된다.

상기 커넥터는 상기 강관과 강관을 이어주는 이음관과; 상기 이탈방지턱이 내부에 수용되고 상기 강관과 이음관을 결합시키며, 상기 이음관의 양단에 각각 설치되는 압륜과; 상기 강관의 외부에 삽입되고 상기 이음관의 양단 내부에 삽입되어 상기 압륜에 의해 상기 강관과 이음관에 밀착되어 내부 유체가 누설되는 것을 방지하는 패킹과; 상기 압륜과 이음관을 결합시키는 다수 개의 결합볼트로 구성된다.

상기 압륜은 상기 이탈방지턱에 삽입될 수 있게 동형의 반원으로 상부압륜과 하부압륜으로 분리되며, 상기 상부압륜과 하부압륜의 각각에는 상기 상부압륜과 하부압륜을 서로 볼트로 결합할 수 있도록 2개소의 상하압륜결합구가 형성되고, 상기 압륜에는 상기 결합볼트가 삽입되어 상기 이음관과 결합하기 위한 다수 개의 결합볼트삽입홀과, 상기 패킹을 눌러주는 링 형상의 패킹밀착돌기와, 상기 이탈방지턱이 수용되는 이탈방지턱수용홈이 형성된다.

상기 결합볼트는 볼트를 회전시킬 때 사용되며 상기 이음관에 접촉되어 조였을 때 상기 압륜와 이음관이 결합되어 분리되지 않도록 하는 볼트머리와 상기 결합볼트삽입홀에 관통되고 너트와 결합되는 볼트몸체로 구성된다.

상기 결합볼트는 상기 결합볼트삽입에 관통되고 너트와 결합되는 볼트몸체와, 상기 너트를 조일 때 상기 이음관과 접촉되는 볼트머리로 구성된다.

상기 이음관의 양단 외주에는 상기 결합볼트의 볼트머리가 걸리는 플랜지가 형성되고, 상기 이음관의 양단 내주에는 상기 패킹이 삽입되는 패킹삽입부가 형성되며, 상기 이음관의 중앙 내주에는 상기 강관의 말단이 더 이상 삽입되는 것을 제한하는 삽입제한링이 형성된다.

상기 질화침습공법은 상기 강관과 커넥터의 표면의 오염물질을 세척하여 제거하는 세척단계와, 세척된 상기 강관과 커넥터를 로에 투입하여 예열처리하는 예열단계와; 예열처리한 상기 강관과 커넥터를 암모니아, 질소, 이산화탄소의 혼합가스 분위기에서 저온 질화처리하는 단계와; 질화처리 후 로 내의 가스를 로 외부로 배출시키는 퍼징단계와; 상기 로 내에 스팀을 투입시켜 질화처리된 상기 강관과 커넥터에 산화피막을 형성시키는 산화피막형성단계와; 산화피막이 형성된 상기 강관과 커넥터를 로로부터 인출한 후 담금질하여 처리하는 담금질단계로 구성된다.

상기 패킹은 내부가 중공이며 상기 강관이 삽입되었을 시 상기 이음관의 패킹삽입부가 형성하는 공간과 동일한 형상으로, 상기 패킹삽입부의 외측에 접촉되는 원통부과 상기 패킹삽입부의 내측에 접촉되는 원뿔부로 구성된다.

상기 볼트머리는 상기 패킹을 상기 패킹밀착돌기로 밀착하기 쉽도록 상기 이음관만 접촉되게 일측으로만 돌출되어 이음관접촉부가 형성되고, 상기 이음관접촉부의 경사도는 접촉력을 높이기 위하여 상기 플랜지의 외부면 경사도와 동일한 경사도를 가진다.

상기 결합볼트의 말단은 상기 결합볼트가 풀리지 않게 너트로 체결하는 구조이다.

상술한 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관으로 본 발명의 해결하고자 하는 과제를 해결할 수 있다.

본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따르면 관 이음이 쉽고, 상수도관의 이탈방지를 할 수 있으며, 잘못 조여서 관이 파괴되고 관이 빠지는 문제를 해결할 수 있고, 질화침습공법으로 강관과 커넥터를 처리하므로서 강관의 약점인 내식성이 증대되고 인장강도도 증가하여 상수도관의 포설 단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 전체 정면도 및 A-A 단면도
도 2는 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 전체 사시도
도 3은 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 전체 단면 사시도
도 4는 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 전체 단면도
도 5는 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 강관 사시도 및 개략도
도 6은 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 커넥터 사시도
도 7은 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 커넥터 단면도
도 8은 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 커넥터 분해도
도 9는 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 이음관 평면 및 측면도
도 10은 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 이음관 사시도
도 11은 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 이음관 B-B 단면도
도 12는 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 압륜 사시도
도 13은 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 압륜 상세도
도 14는 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 압륜 C - C 단면도
도 15는 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 패킹 개략도
도 16은 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 결합볼트 개략도

먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 "질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관"를 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명은 음료용수, 생활용수, 공공용 및 산업용으로 소모되는 물을 공급하는 강관과 상기 강관(1)과 강관(1)을 연결하는 커넥터(2)로 구성된 상수도관으로서, 상기 강관(1)과 커넥터(2)는 금속의 조직을 조밀하게 하고 산화피막을 형성시켜 인장강도, 연신율, 탄성계수 및 내식성을 향상시키기 위하여 질화침습공법으로 처리되고, 상기 강관(1)의 말단에서 일정부분 떨어진 외주에는 상기 커넥터(2)가 상기 강관에서 이탈되는 것을 방지하고 상기 커넥터(2)의 결합 위치를 제한하기 하기 위한 링 형상의 이탈방지턱(11)이 형성된다.

상기 커넥터(2)는 상기 강관(1)과 강관(1)을 이어주는 이음관(21)과; 상기 이탈방지턱(11)이 내부에 수용되고 상기 강관(1)과 이음관(21)을 결합시키며, 상기 이음관(21)의 양단에 각각 설치되는 압륜(22)과; 상기 강관(1)의 외부에 삽입되고 상기 이음관(21)의 양단 내부에 삽입되어 상기 압륜(22)에 의해 상기 강관(1)과 이음관(21)에 밀착되어 내부 유체가 누설되는 것을 방지하는 패킹(23)과; 상기 압륜(22)과 이음관(21)을 결합시키는 다수 개의 결합볼트(24)로 구성된다.

상기 압륜(22)은 상기 이탈방지턱(11)에 삽입될 수 있게 동형의 반원으로 상부압륜(22a)과 하부압륜(22b)으로 분리되며, 상기 상부압륜(22a)과 하부압륜(22b)의 각각에는 상기 상부압륜(22a)과 하부압륜(22b)을 서로 볼트(2211)로 결합할 수 있도록 2개소의 상하압륜결합구(221)가 형성된다.

상기 압륜(22)에는 상기 결합볼트(24)가 삽입되어 상기 이음관(21)과 결합하기 위한 다수 개의 결합볼트삽입홀(222)과, 상기 패킹(23)을 눌러주는 링 형상의 패킹밀착돌기(223)와, 상기 이탈방지턱(11)이 수용되는 이탈방지턱수용홈(224)이 형성된다.

상기 결합볼트(24)는 볼트를 회전시킬 때 사용되며 상기 이음관(21)에 접촉되어 조였을 때 상기 압륜(22)와 이음관(21)가 결합되어 분리되지 않도록 하는 볼트머리(241)와 상기 결합볼트삽입홀(222)에 관통되고 너트(244)와 결합되는 볼트몸체(242)로 구성된다.

상기 이음관(21)의 양단 외주에는 상기 결합볼트(24)의 볼트머리(241)가 걸리는 플랜지(211)가 형성되며, 상기 이음관(21)의 양단 내주에는 상기 패킹(23)이 삽입되는 패킹삽입부(212)가 형성되고, 상기 이음관(21)의 중앙 내주에는 상기 강관(1)의 말단이 더 이상 삽입되는 것을 제한하는 삽입제한링(213)이 형성된다.

상기 질화침습공법은 상기 강관(1)과 커넥터(2)의 표면의 오염물질을 세척하여 제거하는 세척단계와, 세척된 상기 강관(1)과 커넥터(2)를 로에 투입하여 예열처리하는 예열단계와; 예열처리한 상기 강관(1)과 커넥터(2)를 암모니아, 질소, 이산화탄소의 혼합가스 분위기에서 저온 질화처리하는 단계와; 질화처리 후 로 내의 가스를 로 외부로 배출시키는 퍼징단계와; 상기 로 내에 스팀을 투입시켜 질화처리된 상기 강관(1)과 커넥터(2)에 산화피막을 형성시키는 산화피막형성단계와; 산화피막이 형성된 상기 강관(1)과 커넥터(2)를 로로부터 인출한 후 담금질하여 처리하는 담금질단계로 구성된다.

상기 패킹(23)은 상기 강관(1)이 삽입되기 위해 내부가 중공이며, 상기 강관(1)이 삽입되었을 시 상기 이음관(21)의 패킹삽입부(212)가 형성하는 공간과 동일한 형상으로 상기 패킹삽입부(212)의 외측에 접촉되는 원통부(231)과 상기 패킹삽입부(212)의 내측에 접촉되는 원뿔부(232)로 구성된다.

상기 결합볼트(24)는 상기 결합볼트삽입홀(222)에 관통되고 너트(244)와 결합되는 볼트몸체(242)와, 상기 너트(244)를 조일 때 상기 이음관(21)과 접촉되는 볼트머리(241)로 구성된다.

상기 볼트머리(241)는 상기 패킹(23)을 상기 패킹밀착돌기(223)로 밀착하기 쉽도록 상기 이음관(21)만 접촉되게 일측으로만 돌출되어 이음관접촉부(2413)가 형성되고, 상기 이음관접촉부(2413)의 경사도(2411)는 접촉력을 높이기 위하여 상기 플랜지(211)의 외부면 경사도(2111)와 동일한 경사도를 가진다.

상기 결합볼트(24)의 말단은 상기 결합볼트(24)가 풀리지 않게 너트(244)로 체결하는 구조이다.

이하, 본 발명에 따른 "질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관"에 관한 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 다음의 실시 예는 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 전체 정면도 및 A-A 단면도이고, 도 2는 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 전체 사시도이며, 도 3은 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 전체 단면 사시도이고, 도 4는 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 전체 단면도이며, 도 5는 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 강관 사시도 및 개략도이고, 도 6은 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 커넥터 사시도이며, 도 7은 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 커넥터 단면도이고, 도 8은 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 커넥터 분해도이며, 도 9는 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 이음관 평면 및 측면도이고, 도 10은 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 이음관 사시도이며, 도 11은 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 이음관 B-B 단면도이고, 도 12는 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 압륜 사시도이며, 도 13은 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 압륜 상세도이고, 도 14는 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 압륜 C - C 단면도이며, 도 15는 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 패킹 개략도이고, 도 16은 본 발명의 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관에 따른 결합볼트 개략도이다.

도 1, 도2, 도3 및 도 4에 도시되어 있는 것 같이 본 발명의 상수도관은 음료용수, 생활용수, 공공용 및 산업용으로 소모되는 물을 공급하는 강관과 상기 강관(1)과 강관(1)을 연결하는 커넥터(2)로 구성된다.

상기 강관(1)의 말단에서 일정부분 떨어진 외주에는 상기 커넥터(2)가 상기 강관에서 이탈되는 것을 방지하고 상기 커넥터(2)의 결합 위치를 제한하기 하기 위한 링 형상의 이탈방지턱(11)이 형성된다.

상기 강관(1)과 커넥터(2)를 연결하는 방법인 압륜기법은 아래와 같다.

1. 상기 강관(1)과 상기 커넥터(2)의 구성품 중 이음관(21)을 일직선으로 배치한다.

2. 상기 강관에 상기 패킹(23)을 상기 이탈방지턱(11)에서 일정 거리가 떨어진 곳까지 삽입한다.

3. 상기 이음관(21)의 일측에 상기 패킹(23)이 삽입된 강관(1)을 삽입제한링(213)까지 삽입한다.

4. 하부압륜(22b)를 상기 강관(1)의 이탈방지턱(11) 부분 아래에 설치한 후 상부압륜(22a)을 상기 하부압륜(22b) 위에 상하압륜결합구(221)이 일치하도록 설치한 후 볼트(2211)를 삽입한 후 너트(22111)를 상기 볼트(2211) 하부에 돌려 끼우고 상기 볼트(2211)을 조여 상기 상부압륜(22a)와 상기 하부압륜(22b)가 완전히 일체가 되도록 한다.

5. 상기 압륜(22)을 상기 이음관(21)에 밀착시키고 상기 결합볼트(24)를 상기 압륜(22)의 결합볼트삽입홀(222)에 삽입하고 볼트머리(241)의 이음관접촉부(2413)가 상기 이음관(21)의 플랜지(211)에 접촉되도록 한 후 너트(244)를 상기 결합볼트(24)에 삽입하여 조인다.

6. 상기 이음관(21)의 타측에도 상술한 방법으로 상기 강관(1)을 계속 이어나가면서 배관하면 된다.

상술한 상기 강관(1)과 커넥터(2)를 연결하는 방법인 압륜기법은 커넥터 부분이 플랙시블(연성)하므로 상수도관이 도로의 침하나 상부의 하중에 의해 배관 내에서 이탈되는 것을 방지할 수 있으며 잘못 조여서 관이 파괴되고 빠지는 문제를 예방할 수 있고 관 이음이 쉬워 배관 인건비를 줄일 수 있는 효과도 있다.

상기 강관(1)과 커넥터(2)는 금속의 조직을 조밀하게 하고 산화피막을 형성시켜 인장강도, 연신율, 탄성계수 및 내식성을 향상시키기 위하여 질화침습공법으로 처리되며 질화침습공법은 질화침탄법의 내식성이 떨어지는 것을 보강한 신공정이다.

부언해서 설명하면 질화침탄법은 철계 금속을 암모니아, 일산화탄소, 이산화탄소가 들어있는 노에서 가열, 질소와 탄소가 철표면에 침투해 내마모층을 만드는 방법이다. 그러나 강도는 높지만 열처리공정 중 표면에 과잉으로 침투된 질소가 빠져나가면서 기공이 형성돼 내식성이 떨어졌다. 이른 단점 때문에 열처리 후 아연이나 크롬도금 등 방청처리가 필수적이었다.

이와는 달리 질화침습공법은 프로판가스와 암모니아, 공기를 아래쪽에서 불어넣으면서 가열, 철 표면에 산소가 많이 함유된 화합물층을 형성하도록 한 것이다 이 기술의 핵심적 특징은 바로 이 산화물이 기공층을 메워 표면을 매끄럽게 해 부식을 방지한다는 것이다.

내식성을 비교한 결과 질화침습공법을 이용한 것이 내식성은 4~5배, 내구성은 2배 이상 향상되었으며, 또 질화침습공법은 도금과정이 없기 때문에 환경오염을 걱정할 필요가 없을 뿐 아니라 제조원가를 기존의 10% 이상 낮출 수 있다.

질화침습공법에 의해 형성되는 화합물층(Compound Layer)은 다음과 같다.

질화침습공법에 의한 처리는 화합물층에 C와 N이 확산 침투되어 있고, 확산층에는 N만 확산되어 있고 이들의 처리온도가 560~600℃ 범위이므로 처리 후 냉각하여도 조직의 변화는 없다, 단지 형성된 화합물층과 확산층 내에 질소와 탄소가 저온 냉각에 의해서 철질화물 혹은 고용된 상태로 존재한다.

1. 주로 Fe₃(C, N)으로 구성되며, 일부 Fe₄N이 형성되어 두상이 공존함.

2. 화합물층은 Nital부식액(3% HNO₃ + 97% Methanol)에 흰색층으로 보임, 또 최표면에서 3~10㎛ 깊이까지 기공이 형성된다.

3. 화합물층은 주로 내식성 및 내마모성을 담당하며 그의 경도값은 재료가 SPHC(열간압연강판)일 경우 550~700Hv를 나타내며, 강관에서도 비슷한 경도값을 나타내며, 화합물층의 경도값은 화합물층의 두께가 15㎛ 이상일 경우 25-50g Load로 미소경도(Micro Vickers, Hv) 측정가능하고, 최표면층의 경도값은 Pore 때문에 경도값이 낮고, 층의 중간부분에서 내부 방향으로 최고 경도값을 나타낸다.

질화침습공법에 의해 형성되는 산화물층(Oxide Layer)는 화합물층의 외층(최표면)에 형성되며, 검푸른 색의 Fe₃O₄ Oxide가 형성되어 있으며, 이는 0.2~1㎛ 정도이고, 미적색상 및 내식성을 부가적으로 높여주며, 처리조건에 따라서 5% N.S.S.T(Cu 54^58%/Pb 0.1% 이하/Fe 0.25% 이하/Zn 나머지/Mn 0.5%이하/Ni 16.5^19.5%인 물질)에서 72~300hr 정도의 방청특성을 보인다.

질화침습공법를 본 발명의 상수도관에 적용하였을 시 내식성은 150Hr 이상 ( 5% N.S.S Test), 내마모성은 화합물층 표면경도 600Hv 이상, 항복강도 3~5배 향상, 인장강도 2~3배 향상될 수 있다.

이때 커넥터(2)는 분해해서 패킹은 제외하고 스틸 부분만 질화침습처리를 한다.

상기 세척단계는 세정제를 투입하여 50~70℃에서 30~60분간 초음파를 사용하여 오염물질을 세척하는 것이 바람직하다.

상기 예열단계는 질화처리의 전단계로서, 빈 로(Furnace)를 예열하여 540~550℃에서 상기 강관(1)과 커넥터(2)를 투입하고, 제품의 산화 방지를 위해 질소를 4~6㎥ N₂/㎥로·hr 의 속도로 로 내로 투입한다. 이때 질소는 투입된 열연강판 또는 냉연강판에 의해 저하된 온도가 다시 상승하여 로 내의 온도가 490~520℃가 되는 시점까지 투입한 다음 암모니아를 4~6㎥ NH₃/㎥로·hr, 질소를 2~4㎥ N₂/㎥로·hr, 이산화탄소를 0.3~0.7㎥ CO₂/㎥로·hr로 투입하면서 가스배출구는 1/3만 개방하여 가스를 배출시키면서 560~580℃까지 예열처리하는 것이 바람직하다.

상기에서 상기 강관(1)과 커넥터(2)를 로 내에 투입할 때 로의 온도가 540℃ 미만이면, 차가운 상기 강관(1)과 커넥터(2)가 로내에 투입되어 질화처리단계인 560~580℃까지 도달하는데 시간이 오래 걸리게 되고, 로의 온도가 550℃ 초과하면, 상기 강관(1)과 커넥터(2)가 너무 높은 열로 인하여 제품에 스케일이 생겨 경도 및 내식성이 떨어질 뿐 아니라 미관상 불량이 발생할 수 있다.

그리고 상기에서 질소 투입 속도 "4~6㎥ N₂/㎥로·hr"란 1㎥의 로 내부에 시간 당 4~6㎥ N2의 질소가 공급되는 것을 의미한다. 상기에서 공급되는 질소의 양이 부족할 경우에는 질소양의 부족으로 인해 상기 강관(1)과 커넥터(2)가 산화되어 질화처리 시에 스케일이 형성되며, 공급되는 질소의 양이 과다할 경우에는 과다한 질소의 양에 의해 산화층이 두꺼워 내식성이 떨어질 우려가 있다.

그리고 상기에서 로의 온도가 490~520℃가 되는 시점부터 암모니아를 4~6㎥ NH₃/㎥로·hr, 질소를 2~4㎥ N₂/㎥·hr, 이산화탄소를 0.3~0.7㎥ CO₂/㎥로·hr로 투입하며, 가스배출구는 1/3만 오픈하여 가스를 배출시켜 로 내의 가스가 빨리 로 외부로 배출되지 않고, 로 내의 상기 강관(1)과 커넥터(2)와 오래 접촉될 수 있도록 함으로써, 미량의 가스 투입으로도 열연강판 또는 냉연강판의 표면 조직을 아주 조밀하게 하여 인장강도, 항복점, 연신율 및 굽힘시험 결과를 향상시킬 수 있게 된다.

그리고 상기 강관(1)과 커넥터(2)의 예열온도가 560 ℃ 미만이 될 경우에는 상기 강관(1)과 커넥터(2)가 충분히 예열되지 아니하여 질화처리 시 질화층이 제대로 형성되지 아니할 우려가 있고, 그리고 예열온도가 580℃를 초과할 경우에는 열간강판 또는 냉연강판의 과예열로 인해 질화처리시 질화층이 조밀하게 형성되지 않아 인장강도, 항복점, 연신율, 탄성계수 등의 수치가 낮게 나올 수 있다.

상기 질화처리단계는 일반적인 종래의 질화처리방법과는 달리 암모니아(NH₃)-질소(N₂)-이산화탄소(CO₂) 혼합가스의 공급량을 20~25 m³혼합가스/m³로·hr의 속도로 로 내에 공급시키면서 560~580℃의 온도에서 2.5~3.5 시간, 다시 온도를 내려 530~550℃에서 30~80분, 다시 올려 560~580℃의 온도에서 20~40분동안 질화처리하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 통상적인 질화처리온도인 580~600℃의 온도보다 낮은 온도에서 상기 강관(1)과 커넥터(2)를 서서히 질화처리를 실시하고, 특히 560~580℃의 온도에서 질화처리 후 530~550℃로 온도를 낮추어 질화처리하고, 다시 560~580℃의 온도로 상승시켜 질화처리 하므로써, 퍼징시 고온의 로(Furnace) 내의 온도에 의해 암모니아가 분해가 되어 붉은 얼룩이 생기지 않고 깨끗한 강판 표면을 가지며, 상기 강관(1)과 커넥터(2)의 조직이 조밀하게 질화처리되어 인장강도가 급격하게 향상되어진다.

만일 통상적인 질화처리온도인 580~600℃에서 상기 강관(1)과 커넥터(2)를 질화처리할 경우에는 질화 화합물 층은 잘 형성되지만 질화처리된 상기 강관(1)과 커넥터(2)의 조직의 조밀도가 떨어져서 인장강도의 물성이 제대로 향상되지 않게 된다. 또한, 일반적으로 질화처리를 560~580℃의 온도에서 처리한 다음, 530~550℃로 온도를 낮추어 처리하면, 암모니아 분해가 완전히 일어나지 않아 상기 강관(1)과 커넥터(2)에 얼룩이 생기며, 녹이 아닌 붉은 색상이 육안으로 보이게 되는 등의 문제를 겪게 된다.

상기에서 로(Furnace) 내에 주입하는 혼합가스의 양이 부족하거나, 질화 처리시간이 짧거나 또는 질화온도가 낮을 경우에는 활성화 질소(NO)가 적게 발생되거나 또는 가스질화 시간이 짧아 충분한 질화층을 형성시킬 수 없어 상기 강관(1)과 커넥터(2)의 인장강도가 향상되지 않을 우려가 있고, 그리고 혼합가스의 양이 과다하거나, 가스질화 시간이 길거나 또는 온도가 높을 경우에는 열연강판 또는 냉연강판의 양에 비해 활성화 질소(NO)가 너무 많이 발생되거나 또는 질화 시간이 너무 길어 질화층의 두께가 너무 두껍게 형성되어 열연강판 또는 냉연강판의 질화표면에 질화 얼룩이 형성될 우려가 있다.

한 상기에서 혼합가스의 조성비는 암모니아 70±2 부피%, 질소 20±1 부피%, 이산화탄소 10±1 부피%인 것이 바람직하다.

암모니아의 혼합량이 68 부피% 미만이 될 경우에는 질소, 이산화탄소의 혼합량에 비해 상대적으로 적어 활성화 질소가 적게 발생되므로 질화층이 제대로 형성되지 않을 우려가 있고, 암모니아의 혼합량이 72 부피%를 초과할 경우에는 질소, 이산화탄소의 혼합량에 비해 상대적으로 많아지게 되므로 질화층이 과다한 두께로 형성되어 질화 얼룩이 발생될 우려가 있다.

로(Furnace) 내에서의 가스반응은 다음과 같다.

1. 2NH₃ -> 2[N}Fe + 6H -> N₂ + 3H₂

2. C₃H₈ + O₂ -> (CO + CO₂) + H₂O

3. CO₂+ H₂ -> CO + H₂O

4. NH₃ + CO -> HCN + H₂O

5. HCN -> [N]Fe + [C]Fe + 1/2H₂

6. CO + H₂ -> [C]Fe + H₂O

7. 2M + 2H₂O -> 2MO + 2H₂

2M + O₂ -> 2MO

상기 퍼징단계는 로 내의 잔량의 암모니아 등의 가스를 로 외부로 배출시키는 단계로, 질화처리단계와 동일한 560~580℃의 온도에서 로 내의 가스를 배출시키므로써 로 내에 있는 잔량의 암모니아가 분해되어 밖으로 배출되므로 암모니아에 의한 강판의 표면에 붉은 색상을 띄는 현상 없이 깨끗한 표면을 갖게 된다.

만일 통상적인 퍼징온도인 530~550℃에서 퍼징하면 로 내의 분해되지 못하고 잔존한 암모니아가 산화피막형성단계에서 투입되는 스팀과 반응을 하여 강판의 표면이 붉은 색상을 나타내어 제품성 및 내식성을 저하시킨다.

상기 산화피막형성단계는 로 내로 스팀(steam)을 투입하여 질화처리된 상기 강관(1)과 커넥터(2)의 질화층 표면을 산화시켜 그 외각에 산화피막(Fe₃O₄)을 형성시키는 단계로서, 이 때 투입하는 스팀은 240~260℃의 수증기로서 2~4㎥ 수증기/㎥ 로·hr 의 속도로 로 내에 공급시키면서 560~580℃의 온도에서 40±2분 동안 산화시키는 것이 바람직하다. 이때 로 내로 공급되는 스팀의 양이 적고, 산화시간이 짧거나 또는 산화온도가 낮을 경우에는 질화층의 외곽에 충분한 산화피막이 형성되지 않을 우려가 있고, 그리고 로 내로 공급되는 스팀의 양이 많고, 산화시간이 길거나 또는 산화온도가 높을 경우에는 질화층의 외곽에 과다한 산화피막이 형성되어 상기 강관(1)과 커넥터(2)의 외관에 심한 변형을 가져올 우려가 있다. 이러한 산화피막은 상기 강관(1)과 커넥터(2)의 표면색상을 미려하게 하여 제품성이 향상된다.

이때 질화층의 외곽에 형성되는 산화철 피막층의 두께는 1~2㎛가 바람직하다.

상기 담금질단계는 통상적인 담금질법인 수냉 또는 공냉과는 달리 로에서 나온 질화처리된 상기 강관(1)과 커넥터(2)에 서서히 물로 뿌려 담금질하는 방법인 분무담금질을 실시하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 담금질법과 같이 질화처리된 강판을 서서히 식히면 인장강도가 향상될 뿐만 아니라 질화처리된 상기 강관(1)과 커넥터(2)의 변형이 전혀 없게 된다.

따라서 이와 같이 질화침습방법에 의해 질화처리된 상기 강관(1)과 커넥터(2)는 금속의 조직이 아주 조밀하게 하고 인장강도,항복점, 연신율, 굽힘시험 및 탄성계수의 물성이 향상되고 내식성이 향상된다.

도 5에 도시되어 있는 것 같이 상기 강관은 음료용수, 생활용수, 공공용 및 산업용으로 소모되는 물을 공급하는 관으로 ASTM 배관용 탄소강관 A53 Grade A SCH40~80 에 의거 한 관이다.

상기 이탈방지턱(11)은 상기 강관(1)에 용접하여 형성시킨다.

도 6, 도7 및 도 8에 도시되어 있는 것 같이 상기 커넥터(2)는 상기 강관(1)과 강관(1)을 이어주는 이음관(21)과; 상기 이탈방지턱(11)이 내부에 수용되고 상기 강관(1)과 이음관(21)을 결합시키며, 상기 이음관(21)의 양단에 각각 설치되는 압륜(22)과; 상기 강관(1)의 외부에 삽입되고 상기 이음관(21)의 양단 내부에 삽입되어 상기 압륜(22)에 의해 상기 강관(1)과 이음관(21)에 밀착되어 내부 유체가 누설되는 것을 방지하는 패킹(23)과; 상기 압륜(22)과 이음관(21)을 결합시키는 다수 개의 결합볼트(24)로 구성된다.

도 9, 도10 및 도 11에 도시되어 있는 것 같이 상기 이음관(21)은 상기 강관(1)과 강관(1)을 이어주는 역할을 하며, 주강으로 제작되어지는 것이 바람직하다.

상기 이음관(21)의 중앙부에는 상기 강관(1)이 삽입되는 강관삽입부(214)가 양측으로 형성되어 상기 강관(1)이 양쪽으로 삽입된다.

상기 이음관(21)의 양단 외주에는 상기 결합볼트(24)의 볼트머리(241)가 걸리는 플랜지(211)가 형성된다.

상기 플랜지(211)의 외측 즉 상기 결합볼트(24)의 볼트머리(241)의 이음관접촉부(2413)가 접촉되는 부분의 경사도(2111)은 상기 볼트머리(241)의 이음관접촉부(2413)의 경사도(2411)와 동일하여 상기 결합볼트(24)와 상기 이음관(21)이 완전히 접촉되도록 한다.

상기 이음관(21)의 양단 내주에는 상기 패킹(23)이 삽입되는 패킹삽입부(212)가 형성된다.

상기 패킹삽입부(212)에는 상기 패킹(23)의 원통부(231)와 면접촉하는 원통부접촉면(2121)과 상기 패킹(23)의 원뿔부(232)와 면접촉하는 원뿔부접촉면(2122)이 형성된다.

상기 패킹삽입부(212)는 상기 강관(1)이 삽입되었을 시 형성되는 빈공간으로 이 빈공간과 동일한 형상의 패킹(23)이 삽입되고, 패킹밀착돌기(223)가 상기 결합볼트(24)와 너트(244)로 조일 때 상기 패킹(23)이 상기 강관(1)과 이음관(21)에 밀착되어 상기 강관(1)과 이음관(21) 사이에서의 유체의 누설을 방지한다.

상기 이음관(21)의 중앙 내주에는 상기 강관(1)의 말단이 더 이상 삽입되는 것을 제한하는 삽입제한링(213)이 형성되며, 상기 삽입제한링(213)에 의해 좌우에 삽입되는 상기 강관(1)의 길이를 동일하게 하여 지반의 침하는 하중에 의해 한쪽으로 빠지는 것을 방지한다.

도 12, 도 13 및 도 14에 도시되어 있는 것 같이 상기 압륜(22)는 상기 이탈방지턱(11)이 내부에 수용되고 상기 강관(1)과 이음관(21)을 결합시키며, 상기 이음관(21)의 양단에 각각 설치된다.

상기 압륜(22)은 상기 이탈방지턱(11)에 삽입될 수 있게 동형의 반원으로 상부압륜(22a)과 하부압륜(22b)으로 분리된다.

상기 상부압륜(22a)과 하부압륜(22b)의 각각에는 상기 상부압륜(22a)과 하부압륜(22b)을 서로 볼트(2211)로 결합할 수 있도록 2개소의 상하압륜결합구(221)가 형성된다.

상기 압륜(22)은 상기 강관(1)에 결합할 때는 상기 상부압륜(22a)과 하부압륜(22b)으로 분리하여 상기 강관(1)의 상기 이탈방지턱(11)에 결합하고 상기 상하압륜결합구(221)에 볼트(2211)을 삽입하여 너트(22111)로 조여서 체결한다.

도 15에 도시되어 있는 것 같이 상기 패킹(23)은 상기 강관(1)의 외부에 삽입되고 상기 이음관(21)의 양단 내부에 삽입되어 상기 압륜(22)에 의해 상기 강관(1)과 이음관(21)에 밀착되어 내부 유체가 누설되는 것을 방지한다.

상기 패킹(23)은 상기 강관(1)이 삽입되기 위해 내부가 중공이며, 상기 강관(1)이 삽입되었을 시 상기 이음관(21)의 패킹삽입부(212)가 형성하는 공간과 동일한 형상으로 상기 이음관(21)의 패킹삽입부(212)의 외측의 원통부접촉면(2121)에 접촉되는 원통부(231)과 상기 패킹삽입부(212)의 내측의 원뿔부접촉면(2122)에 접촉되는 원뿔부(232)로 구성된다.

상기 패킹(23)에는 상기 강관(1)이 삽입되기 위해 내부가 중공인 강관관통부(233)와 상기 패킹밀착돌기(223)이 밀착되는 패킹밀착돌기 접촉면(234)이 형성된다.

상기 패킹밀착돌기 접촉면(234)에 상기 패킹밀착돌기(223)가 상기 결합볼트(24)로 조이면 압축력을 주어 상기 패킹(23)이 압축되어 상기 강관(1)과 상기 이음관(21)의 패킹접촉면에 밀착되어 강관 내의 물이 누설되는 것을 방지한다.

상기 패킹접촉면은 원통부접촉면(2121)과 원뿔부접촉면(2122)로 구성된다.

도 16에 도시되어 있는 것 같이 상기 결합볼트(24)는 상기 압륜(22)과 이음관(21)을 결합시켜 상기 강관(1)이 상기 커넥터(2)에서 빠지지 않게 하며, 80mm~700mm의 강관에 따라 최소 4개에서 20개 이상이 체결될 수 있다.

상기 결합볼트(24)는 볼트를 회전시킬 때 사용되며 상기 이음관(21)에 접촉되어 상기 압륜(22)와 이음관(21)이 결합되어 분리되지 않도록 하는 볼트머리(241)와, 상기 결합볼트삽입홀(222)에 관통되고 너트(244)와 결합되는 볼트몸체(242)로 구성되고, 상기 볼트머리(241)는 상기 패킹(23)을 상기 패킹밀착돌기(223)로 밀착하기 쉽도록 상기 이음관(21)만 접촉되게 볼트몸체(242)를 기준으로 일측으로만 돌출되어 이음관접촉부(2413)가 형성된다.

즉 상기 볼트머리(241)는 조였을 때 상기 압륜(22)과는 접촉하지 않아 조였을 때 상기 압륜(22)의 패킹밀착돌기(223)가 상기 패킹(23)을 눌러 상기 패킹이 상기 강관(1)의 외주와 이음관(21)의 원통부접촉면(2121)과 원뿔부접촉면(2122)에 밀착되어 되어 상기 강관(1) 내의 물이 누설되지 않게 한다.

상기 이음관접촉부(2413)의 경사도(2411)는 접촉력을 높이기 위하여 상기 플랜지(211)의 외부면 경사도(2111)와 동일한 경사도를 가진다.

상기 결합볼트(24)의 말단은 상기 결합볼트(24)가 풀리지 않게 너트(244)로 체결하는 구조이며, 더블너트로 체결할 수도 있다.

1 : 강관 11 : 이탈방지턱
2 : 커넥터 21 : 이음관
211 : 플랜지 2111 : 경사도
212 : 패킹삽입부 2121 : 원통부접촉면
2122 : 원뿔부접촉면 213 : 삽입제한링
214 : 강관삽입부 22 : 압륜
22a : 상부압륜 22b : 하부압륜
221 : 상하압륜결합구 2211 : 볼트
22111 : 너트 222 : 결합볼트삽입홀
223 : 패킹밀착돌기
224 : 이탈방지턱수용홈 225 : 외륜
23 : 패킹 231 : 원통부
232 : 원뿔부 233 : 강관관통부
234 : 패킹밀착돌기 접촉면 24 : 결합볼트
241 : 볼트머리 2411 : 경사도
2413 : 이음관접촉부 242 : 볼트몸체
2421 : 수나사 244 : 너트

Claims

음료용수, 생활용수, 공공용 및 산업용으로 소모되는 물을 공급하는 강관과 상기 강관(1)과 강관(1)을 연결하는 커넥터(2)로 구성된 상수도관에 있어서,
상기 강관(1)과 커넥터(2)는 금속의 조직을 조밀하게 하고 산화피막을 형성시켜 인장강도, 연신율, 탄성계수 및 내식성을 향상시키기 위하여 질화침습공법으로 처리되고,
상기 강관(1)의 말단에서 일정부분 떨어진 외주에는 상기 커넥터(2)가 상기 강관에서 이탈되는 것을 방지하고 상기 커넥터(2)의 결합 위치를 제한하기 하기 위한 링 형상의 이탈방지턱(11)이 형성되며,
상기 커넥터(2)는 상기 강관(1)과 강관(1)을 이어주는 이음관(21)과;
상기 이탈방지턱(11)이 내부에 수용되고 상기 강관(1)과 이음관(21)을 결합시키며, 상기 이음관(21)의 양단에 각각 설치되는 압륜(22)과;
상기 강관(1)의 외부에 삽입되고 상기 이음관(21)의 양단 내부에 삽입되어 상기 압륜(22)에 의해 상기 강관(1)과 이음관(21)에 밀착되어 내부 유체가 누설되는 것을 방지하는 패킹(23)과;
상기 압륜(22)과 이음관(21)을 결합시키는 다수 개의 결합볼트(24)로 구성되고,
상기 압륜(22)은 상기 이탈방지턱(11)에 삽입될 수 있게 동형의 반원으로 상부압륜(22a)과 하부압륜(22b)으로 분리되며,
상기 상부압륜(22a)과 하부압륜(22b)의 각각에는 상기 상부압륜(22a)과 하부압륜(22b)을 서로 볼트(2211)로 결합할 수 있도록 2개소의 상하압륜결합구(221)가 형성되고,
상기 상부압륜(22a)과 하부압륜(22b)의 결합은 상기 하부압륜(22b)을 상기 강관(1)의 이탈방지턱(11) 부분 아래에 설치한 후 상부압륜(22a)을 상기 하부압륜(22b) 위에 상하압륜결합구(221)가 일치하도록 설치한 후 볼트(2211)를 삽입한 후 너트(22111)를 상기 볼트(2211) 하부에 돌려 끼우고 상기 볼트(2211)을 조여 상기 상부압륜(22a)과 상기 하부압륜(22b)이 일체가 되도록 하며,
상기 압륜(22)에는 상기 결합볼트(24)가 삽입되어 상기 이음관(21)과 결합하기 위한 다수 개의 결합볼트삽입홀(222)과, 상기 패킹(23)을 눌러주는 링 형상의 패킹밀착돌기(223)와, 상기 이탈방지턱(11)이 수용되는 이탈방지턱수용홈(224)이 형성되며,
상기 결합볼트(24)는 볼트를 회전시킬 때 사용되며 상기 이음관(21)에 접촉되어 조였을 때 상기 압륜(22)와 이음관(21)이 결합되어 분리되지 않도록 하는 볼트머리(241)와, 상기 결합볼트삽입홀(222)에 관통되고 너트(244)와 결합되는 볼트몸체(242)로 구성되고
상기 이음관(21)의 양단 외주에는 상기 결합볼트(24)의 볼트머리(241)가 걸리는 플랜지(211)가 형성되며,
상기 이음관(21)의 양단 내주에는 상기 패킹(23)이 삽입되는 패킹삽입부(212)가 형성되고,
상기 이음관(21)의 중앙 내주에는 상기 강관(1)의 말단이 더 이상 삽입되는 것을 제한하는 삽입제한링(213)이 형성되며,
상기 질화침습공법은 상기 강관(1)과 커넥터(2)의 표면의 오염물질을 세척하여 제거하는 세척단계와, 세척된 상기 강관(1)과 커넥터(2)를 로에 투입하여 예열처리하는 예열단계와;
예열처리한 상기 강관(1)과 커넥터(2)를 암모니아, 질소, 이산화탄소의 혼합가스 분위기에서 저온 질화처리하는 단계와;
질화처리 후 로 내의 가스를 로 외부로 배출시키는 퍼징단계와;
상기 로 내에 스팀을 투입시켜 질화처리된 상기 강관(1)과 커넥터(2)에 산화피막을 형성시키는 산화피막형성단계와;
산화피막이 형성된 상기 강관(1)과 커넥터(2)를 로로부터 인출한 후 담금질하여 처리하는 담금질단계로 구성되고,
상기 패킹(23)은 상기 강관(1)이 삽입되기 위해 내부가 중공이며, 상기 강관(1)이 삽입되었을 시 상기 이음관(21)의 패킹삽입부(212)가 형성하는 공간과 동일한 형상으로 상기 패킹삽입부(212)의 외측에 접촉되는 원통부(231)와 상기 패킹삽입부(212)의 내측에 접촉되는 원뿔부(232)로 구성되는 구조이며,
상기 볼트머리(241)는 상기 패킹(23)을 상기 패킹밀착돌기(223)로 밀착하기 쉽도록 상기 이음관(21)만 접촉되게 볼트몸체(242)를 기준으로 일측으로만 돌출되어 이음관접촉부(2413)가 형성되고,
상기 이음관접촉부(2413)의 경사도(2411)는 접촉력을 높이기 위하여 상기 플랜지(211)의 외부면 경사도(2111)와 동일한 경사도를 가지며,
상기 결합볼트(24)의 말단은 상기 결합볼트(24)가 풀리지 않게 너트(244)로 체결하는 구조인 것을 특징으로 하는 질화침습공법 및 이탈방지 압륜기법을 적용한 상수도관
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