KR20210054948A - Sensing method of risk due to internal defect or reducing of thickness for heating pipe - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 난방용 배관의 내부 결함 또는 내부 두께 감육 위험 감지방법에 대한 것으로서, 보다 상세하게는, 난방용 배관 중 표면 어느 일측에 압력시트를 부착하는 단계; 압력시트로부터 배관 내부를 흐르는 유체에 의하여 형성되는 압력을 표면으로부터 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 난방용 배관의 내부 결함 또는 내부 두께 감육 위험 감지방법을 제공한다.The present invention relates to a method for detecting an internal defect or a risk of reducing internal thickness of a heating pipe, and more particularly, comprising: attaching a pressure sheet to any one surface of the heating pipe; It provides a method for detecting a risk of internal defects or internal thickness reduction of a heating pipe comprising; measuring a pressure formed by a fluid flowing inside the pipe from the pressure sheet from the surface.
여러 발전회사, 지역난방공사 등은 가정 또는 사무공간용 건축물 등 사람이 주거 또는 활동하는 공간에 난방을 공급하는 역할을 수행한다. 이와 같이 난방을 공급하기 위해서는 가정 또는 건축물까지 난방용 배관이 가설되어야 한다. 이러한 난방용 배관은 지하에 매설되며, 난방용 유체를 공급하는 과정에서 유체를 고압으로 출발시켜야만, 가정 또는 사무공간용 건축물에 골고루 원활히 공급될 수 있다. 그러나, 난방용 배관의 사용기간이 길어지면서, 배관의 하자가 발생되고, 이러한 하자가 계속하여 누적되는 과정에서 고압의 유체에 의하여 배관이 파손되는 문제점이 발생된다. Several power generation companies, district heating corporations, etc. play a role of supplying heating to spaces where people live or work, such as buildings for homes or office spaces. In order to supply heating in this way, a heating pipe must be installed to a home or a building. These heating pipes are buried underground, and only when the fluid is started at high pressure in the process of supplying the heating fluid, it can be evenly supplied to the building for home or office space. However, as the usage period of the heating pipe is prolonged, defects in the pipe occur, and in the process of continuously accumulating such defects, the pipe is damaged by a high-pressure fluid.
배관이 파손되면, 배관이 지하에 매설되어 있기 때문에, 초기에 파손을 발견하지 못하여 열에너지의 손실이 막대하며, 이를 보수하기 위해서는 균열 또는 손상이 발생된 배관의 위치를 찾는데 시간이 소요되고, 또한, 균열이나 손상이 발생된 배관을 찾은 경우에도 굴착공사를 시행하여 해당되는 배관을 교체하는데 시간이 또 소요됨으로써, 많은 시간적, 경제적 낭비가 초래되고, 특히, 매우 추운 날씨에 난방의 공급이 중단되는 경우에는 난방 이용에 제한이 발생되어 많은 불편함이 야기되는 문제점이 존재한다.When a pipe is damaged, since the pipe is buried underground, the loss of heat energy is enormous because the damage is not found in the early stage.To repair it, it takes time to find the location of the pipe where the crack or damage has occurred. Even if a pipe with cracks or damage is found, it takes time to replace the pipe by carrying out excavation work, resulting in a lot of time and economic waste, especially if the supply of heating is interrupted in very cold weather. There is a problem in that the use of heating is restricted, causing a lot of inconvenience.
그럼에도 불구하고, 난방용 배관의 균열 등 내부결함, 배관의 두께 감육으로 인하여 발생될 수 있는 파괴를 예측하기 위한 감지 수단이 존재하지 않아 이에 대한 방안이 필요한 실정이다.Nevertheless, there is no sensing means for predicting the failure that may occur due to internal defects such as cracks in the heating pipe and the thickness of the pipe, so a solution is needed.
본 발명은 전술한 종래의 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 난방용 배관의 상시 모니터링이 가능하며, 상시 모니터링 결과 난방용 배관의 균열 또는 파손의 위험을 배제할 수 있는 난방용 배관의 내부 결함 또는 내부 두께 감육 위험 감지방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was conceived to solve the problems of the prior art, and it is possible to monitor the heating pipe at all times, and as a result of the constant monitoring, internal defects or internal defects of the heating pipe can exclude the risk of cracking or damage of the heating pipe. It aims to provide a method for detecting the risk of thickness reduction.
다만, 모니터링은 반드시 하지 않을 수도 있으며, 난방용 배관 뿐 아니라, 매우 고온인 발전소 배관에도 적용이 가능하다. 지상에 배관이 있는 경우에는 모니터링이 가능하며, 지하에 배관이 있는 경우에는 직접 However, monitoring may not be necessary, and it can be applied not only to heating pipes, but also to very high temperature power plant pipes. If there is a pipe on the ground, monitoring is possible, and if there is a pipe on the ground, it can be directly
본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 난방용 배관 중 표면 어느 일측에 압력시트를 부착하는 단계; 압력시트로부터 배관 내부를 흐르는 유체에 의하여 형성되는 압력을 표면으로부터 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 난방용 배관의 내부 결함 또는 내부 두께 감육 위험 감지방법을 제공한다.The present invention, in order to achieve the above object, the steps of attaching a pressure sheet to any one side of the surface of the heating pipe; It provides a method for detecting a risk of internal defects or internal thickness reduction of a heating pipe comprising; measuring a pressure formed by a fluid flowing inside the pipe from the pressure sheet from the surface.
상기 압력시트가 부착되는 위치는 난방용 배관 본체 또는 배관간 연결부인 것이 바람직하다.It is preferable that the pressure sheet is attached to a heating pipe body or a connection part between pipes.
상기 압력시트는, 두 개의 압력감지재 단위모듈이 상하 대향되도록 배치되며, 상기 압력감지재 단위모듈 중 적어도 하나는, 기판; 상기 기판상에 형성되어 전극으로 작용하는 금속층; 및 상기 금속층상에 형성되어 감지부로 작용하는 도전성 분말이 합성수지 기지에 분산된 접촉층;을 포함하는 것이 바람직하다. The pressure sheet is disposed such that two pressure sensing material unit modules face up and down, and at least one of the pressure sensing material unit modules includes a substrate; A metal layer formed on the substrate and acting as an electrode; And a contact layer in which conductive powder formed on the metal layer and acting as a sensing unit is dispersed in a synthetic resin matrix.
상기 압력감지재의 접촉층은 금속층과 유전율이 상이한 다른 종류의 금속이거나, 저항 또는 유전 특성을 갖는 세라믹층인 것이 바람직하다.It is preferable that the contact layer of the pressure-sensing material is another type of metal having a different dielectric constant from the metal layer, or a ceramic layer having resistance or dielectric properties.
상기 금속층 및 접촉층에 의하여, 압력이 가해질 때 야기되는 전기적 신호의 변화를 감지하는 것이 바람직하다.By means of the metal layer and the contact layer, it is preferable to detect a change in an electrical signal caused when a pressure is applied.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 난방용 배관의 상시 모니터링이 가능하며, 상시 모니터링 결과 난방용 배관의 균열 또는 파손의 위험을 배제할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.According to the present invention as described above, it is possible to constantly monitor the heating pipe, and as a result of the constant monitoring, an effect of excluding the risk of cracking or damage of the heating pipe can be expected.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 배관에 압력시트를 부착한 상태를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 배관에 압력시트를 부착한 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 압력시트의 단면도를 나타낸 것이다.
도 4는 난방용 배관의 국부적인 두께 감육 상태를 나타낸 것이다.1 is a view showing a state in which a pressure sheet is attached to a pipe according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a state in which a pressure sheet is attached to a pipe according to another embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a pressure sheet according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows a state of local thickness reduction of the heating pipe.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.In addition, terms such as "... unit" and "... group" described in the specification mean units that process at least one function or operation.
본 발명에서 배관에 압력을 미치는 매체는 액체 또는 기체이며, 이는 유체 또는 비유체(흐르지 않는 매체)일 수 있다.In the present invention, the medium that exerts pressure on the pipe is a liquid or gas, which may be a fluid or a non-fluid (medium that does not flow).
본 발명에서는 난방용 뿐 아니라, 발전소용 배관에도 적용할 수 있으며, 이 경우 접촉층으로는 가급적 고온에서도 내구성을 갖는 세라믹 또는 금속이 될 수 있고, 이 때 상기 접촉층은 금속층과 유전율이 상이하여 압력에 따른 신호가 감지될 수 있어야 한다.In the present invention, it can be applied not only for heating, but also for power plant piping, and in this case, the contact layer may be ceramic or metal having durability even at high temperatures as possible. In this case, the contact layer is different from the metal layer and thus the dielectric constant is different from that of the metal layer. The following signal must be detectable.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 배관에 압력시트를 부착한 상태를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 배관에 압력시트를 부착한 상태를 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 압력시트의 단면도를 나타낸 것이고, 도 4는 난방용 배관의 국부적인 두께 감육 상태를 나타낸 것이다.1 is a view showing a state in which a pressure sheet is attached to a pipe according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view showing a state in which a pressure sheet is attached to a pipe according to another embodiment of the present invention, and FIG. 3 Is a cross-sectional view of the pressure sheet according to an embodiment of the present invention, Figure 4 shows a state of local thickness reduction of the heating pipe.
도시된 바와 같이, 본 발명의 압력시트는 난방용 배관의 표면에 부착된다. 이를 위해서 본 발명은 난방용 배관 중 표면 어느 일측에 압력시트를 부착하는 단계; 압력시트로부터 배관 내부를 흐르는 유체에 의하여 형성되는 압력을 표면으로부터 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.As shown, the pressure sheet of the present invention is attached to the surface of the heating pipe. To this end, the present invention includes the steps of attaching a pressure sheet to any one side of the surface of the heating pipe; It characterized in that it comprises a; step of measuring the pressure formed by the fluid flowing through the inside of the pipe from the pressure sheet from the surface.
발전사에서 출발하는 난방용 배관에는 약 150~450℃의 온도를 갖는 유체가 흐르며, 이 때, 압력은 15bar에 달한다. 15bar는 매우 높은 압력인데, 이와 같은 압력이 유지되어야 가정 또는 건축물 내 난방이 공급될 수 있다. A fluid having a temperature of about 150~450℃ flows through the heating pipe starting from the power plant, and the pressure reaches 15bar. 15 bar is a very high pressure, and this pressure must be maintained so that the home or building can be heated.
그러나, 이와 같은 압력이 난방용 배관 내면에 계속하여 작용하게 되면 약 20cm 이상의 두께를 갖는 배관도 어느 순간 한계에 다르게 되며, 균열 또는 손상이 위험이 높아진다. 그러므로, 난방용 배관은 주기적으로 전면 교체하게 되는데, 어떤 경우에는 교체전에 균열이나 파손이 발생되기도 한다. However, if such pressure continues to act on the inner surface of the heating pipe, the pipe having a thickness of about 20 cm or more becomes different from the limit at some point, and the risk of cracking or damage increases. Therefore, the heating pipe is periodically completely replaced, and in some cases cracks or breakages may occur before replacement.
균열이나 파손이 발생되기 이전에는 징후가 감지될 수 있는데, 그 징후란 감육(wall-thinning)인데, 반복되어 가해지는 압력 뿐 아니라,내부요인으로는 유체의 흐름, 온도에 따른 반응 정도이며, 외부요인으로는 수분 침투에의한 부식 등으로 인하여 난방용 배관의 표면이 가늘어지는 현상이다. 감육이 발생되면 해당 위치에서의 압력이 외부로 보다 잘 전달되어 감지되는 압력의 수치가 높아지게 되며, 이러한 압력수치가 미리 설정된 임계치를 넘으면 균열의 징후가 커진다고 보고 미리 해당 위치에 대한 적절한 조치를 수행할 수 있다. Signs can be detected before cracks or breakages occur. The signs are wall-thinning, which is the degree of reaction depending on the flow of fluid and temperature, as well as the pressure applied repeatedly, as well as external factors. The factor is a phenomenon that the surface of the heating pipe becomes thinner due to corrosion caused by moisture penetration. When thinning occurs, the pressure at the location is better transmitted to the outside and the detected pressure level increases.If this pressure level exceeds a preset threshold, it is considered that the signs of cracking increase, and appropriate measures should be taken for the location in advance. I can.
이를 위해서 본 발명에서는 압력시트를 난방용 배관의 표면에 부착하여 표면에 작용하는 압력을 측정하였다. 상기 압력시트가 부착되는 위치는 난방용 배관 본체 또는 배관간 연결부인 것이 바람직하다. 특히 난방용 배관의 연결부는 용접을 수행하는데, 용접된 부위에서의 감육이 두드러지게 일어나는 것을 경험적으로 확인하였기 때문에, 난방용 배관의 연결부에는 반드시 압력시트를 부착하여야 한다. To this end, in the present invention, a pressure sheet was attached to the surface of a heating pipe to measure the pressure acting on the surface. It is preferable that the pressure sheet is attached to a heating pipe body or a connection part between pipes. Particularly, the connection part of the heating pipe is welded. Since it has been empirically confirmed that thinning occurs prominently in the welded part, a pressure sheet must be attached to the connection part of the heating pipe.
압력시트는 압력을 측정할 수 있는 시트를 의미하며, 이는 다음과 같다.The pressure sheet means a sheet that can measure pressure, which is as follows.
본 발명의 압력시트는 두 개의 압력감지재(100) 단위모듈이 상하 대향되도록 배치되며, 상기 압력감지재(100) 단위모듈 중 적어도 하나는, 기판(110); 상기 기판(110)상에 형성되어 전극으로 작용하는 금속층(130); 및 상기 금속층(130)상에 형성되어 감지부로 작용하는 도전성 분말이 합성수지 기지에 분산된 접촉층(120);을 포함하고, 금속층(130)은 상하 서로 교차되도록 배치된다.The pressure sheet of the present invention is arranged so that the two pressure sensing
여기서, 금속층(130)은 전극으로 사용되어 도전성 분말이 합성수지 기지에 분산된 접촉층(120)과 금속층(130)의 접촉에 의하여 발생되는 압력을 감지하되, 압력의 감지는 전극간(금속층(130)간)의 이격거리의 변동에 따른 저항 및 커패시턴스의 변화를 측정함으로써 가능해진다. 도전성 분말이 합성수지에 분산된 상태로 마련되는 접촉층(120)은 페녹시, 폴리이미드, 에폭시 등의 합성수지에 금속, 탄소, 그래핀, CNT 등 탄소계 도전성 물질이 분산된 상태로 제조되는 것이다. Here, the
기판(110)은 유연성이 있는 재질이 바람직하며, 유연성을 갖는 재질이라면 그 종류가 특별히 제한되지는 않는다. 기판(110)의 유연성이 있어야 난방용 배관 표면의 감육에 의하여 형성된 압력에 따라 압력감지재(100)의 변형이 잘 일어나며, 그만큼 상기 압력의 세기를 잘 측정할 수 있다. 즉, 유연성이 없으면 상기 압력에 대응하여 기판(110)이 휘지 않으므로 압력을 제대로 측정하기 어렵다.The
상기 두 개의 압력감지재(100) 단위모듈은 각각의 금속층(130)이 서로 교차하도록 상하 대향하여 배치되는 것이 바람직하다. 특히 상기 두 개의 금속층(130)은 수직으로 교차하는 것이 바람직하다. 물론, 수직이 아닌 방법도 가능하지만, 수직인 경우가 가장 바람직하다. It is preferable that the unit modules of the two pressure-sensing
본 발명에서 압력감지재(100) 단위모듈 모두에 도전성 분말이 합성수지 기지에 분산된 접촉층(120)이 형성되도록 하며, 다른 실시예로서는 단위모듈 중 하나는 도전성 분말이 합성수지 기지에 분산된 접촉층(120)이 코팅되어 있고, 또 하나는 도전성 분말이 합성수지 기지에 분산된 접촉층(120)이 코팅되지 않도록 할 수도 있는데 이유는 다음과 같다. In the present invention, a
도전성 분말이 합성수지 기지에 분산된 접촉층(120)은 평활면의 확보가 쉽지 않으므로 압력감지재(100) 단위모듈이 모두 도전성 분말이 합성수지 기지에 분산된 접촉층(120)에 의하여 코팅되어 있는 경우에는 도전성 분말이 합성수지 기지에 분산된 접촉층(120)간 접촉면적이 국부적으로 상이하여 측정된 압력값의 신뢰도가 저하될 수 있다. 즉, 접촉하고 있는 두 개의 도전성 분말이 합성수지 기지에 분산된 접촉층(120)이 모두 평활하지 않기 때문에 계면의 접촉면적이 국부적으로 매우 달라질 수 있으며, 압력감지시 계면의 접촉여부에 따라서 측정값이 달라질 수 있다. When the
반면, 압력감지재(100) 단위모듈 중 하나에 도전성 분말이 합성수지 기지에 분산된 접촉층(120)이 형성되지 않는 경우에는 해당 단위모듈의 금속층(130)이 대향하는 단위모듈의 도전성 분말이 합성수지 기지에 분산된 접촉층(120)에 직접 접촉되는데, 금속층(130)의 경우 도전성 분말이 합성수지 기지에 분산된 접촉층(120)에 비하여 평활면의 확보가 용이하므로 도전성 분말이 합성수지 기지에 분산된 접촉층(120)과 도전성 분말이 합성수지 기지에 분산된 접촉층(120)이 접촉할 때 보다는 금속층(130)과 도전성 분말이 합성수지 기지에 분산된 접촉층(120)이 접촉할 때, 국부적 접촉면적의 균일성을 상대적으로 더 달성할 수 있으며, 이 경우에는 국부적으로 측정되는 압력값의 차이가 도전성 분말이 합성수지 기지에 분산된 접촉층(120)간 접촉시 측적된 값보다 작아져 압력값에 대한 신뢰도가 높아질 수 있다.On the other hand, when the
도시되지는 않았으나, 금속층(130)의 폭 또는 금속층(130)간의 간격은 자유롭게 조절할 수 있다.Although not shown, the width of the
본 발명에서 금속층(130)의 형성방법, 도전성 분말이 합성수지 기지에 분산된 접촉층(120)의 형성방법, 플렉서블한 기판(110)의 종류 등은 특별히 제한되는 것은 아니므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다. In the present invention, the method of forming the
도 4에서는 난방용 배관의 감육상태를 나타낸 것이다. 4 shows the thinning state of the heating pipe.
상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.It should be noted that the above-described embodiments are for the purpose of explanation and not limitation. In addition, those of ordinary skill in the technical field of the present invention will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
100 : 압력감지재
110 : 기판
120 : 접촉층
130 : 금속층100: pressure sensing material
110: substrate
120: contact layer
130: metal layer
Claims (5)
압력시트로부터 배관 내부를 흐르는 유체 또는 비유체에 의하여 형성되는 압력을 표면으로부터 측정하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 난방용 배관의 내부 결함 또는 내부 두께 감육 위험 감지방법.Attaching a pressure sheet to any one surface of the heating pipe;
Measuring pressure from a surface of a fluid or non-fluid flowing through the pipe from the pressure sheet;
A method for detecting a risk of internal defects or internal thickness reduction of a heating pipe, comprising: a.
상기 압력시트가 부착되는 위치는 난방용 배관 본체 또는 배관간 연결부인 것을 특징으로 하는 난방용 배관의 내부 결함 또는 내부 두께 감육 위험 감지방법.The method of claim 1,
Wherein the pressure sheet is attached to the heating pipe body or the connection between the pipes, characterized in that the internal defect or internal thickness reduction risk detection method of the heating pipe.
상기 압력시트는,
두 개의 압력감지재 단위모듈이 상하 대향되도록 배치되며,
상기 압력감지재 단위모듈 중 적어도 하나는,
기판;
상기 기판상에 형성되어 전극으로 작용하는 금속층; 및
상기 금속층상에 형성되어 감지부로 작용하는 도전성 분말이 합성수지 기지에 분산된 접촉층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 난방용 배관의 내부 결함 또는 내부 두께 감육 위험 감지방법.The method of claim 1,
The pressure sheet,
The two pressure sensing material unit modules are arranged so as to face up and down,
At least one of the pressure sensing material unit modules,
Board;
A metal layer formed on the substrate and acting as an electrode; And
And a contact layer formed on the metal layer in which conductive powder serving as a sensing unit is dispersed in a synthetic resin matrix.
상기 압력감지재의 접촉층은 금속층과 유전율이 상이한 다른 종류의 금속이거나, 저항 또는 유전 특성을 갖는 세라믹층인 것을 특징으로 하는 난방용 배관의 내부 결함 또는 내부 두께 감육 위험 감지방법.The method of claim 1,
The contact layer of the pressure sensing material is another type of metal having a dielectric constant different from that of the metal layer, or a ceramic layer having resistance or dielectric properties.
상기 금속층 및 접촉층에 의하여, 압력이 가해질 때 야기되는 전기적 신호의 변화를 감지하는 것을 특징으로 하는 난방용 배관의 내부 결함 또는 내부 두께 감육 위험 감지방법.The method of claim 4,
An internal defect or an internal thickness reduction risk detection method of a heating pipe, characterized in that for detecting a change in an electrical signal caused when pressure is applied by the metal layer and the contact layer.
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|---|---|---|---|---|
| KR20240064956A (en) | 2022-11-03 | 2024-05-14 | 케이티이 주식회사 | Pipe wall-thinning condition diagonosis system using ai vision technology and diagonosis method using this |
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