옥내급수관 갱생용 금속박막 PET 이중관 접착고정 연구

Abstract

노후된 옥내급수관 부식은 크게 수돗물에서 용출되는 이물질로 인한 인체 유해성 문제와 누수율 증가에 따른 경제적인 손실 문제를 야기 시킨다. 현재까지 노후된 옥내급수관 갱생은 Sandblast공법으로 내부 scale을 제거한 후 에폭시 라이닝 방법으로 진행 된 적이 있지만 여러 가지 하자로 인해 국내에서는 거의 사용이 되지 않고 있다. 따라서 본 연구는 옥내급수관 갱생을 위하여 이중관 삽입공법을 제시하였고, 현재까지 연구 되지 않은 옥내급수관 내부에 신관을 고정시키기 위한 방법으로서 접착제를 이용하는 공법의 가능성을 연구하였다. 이중관 재질은 PET로 선정하였으며, PET film의 염소분해 상수를 Steel plate와 PE film과 비교한 결과를 통해 PET film의 잔류염소와의 반응성이 PE재질 보다는 1.209배 높고, Steel plate 보다는 0.726배로 낮음을 정성적으로 알 수 있었고, Steel plate의 coating재로서 가능하다고 판단하였다. 코로나 전처리한 PET film위에 증착된 Cu박막과 Ti박막의 증착력을 측정한 결과 약 1.375kg/20mm이상이었으며, 점착테이프에 의해 떨어져나간 정도로 보아 Ti박막과 PET film의 접착력이 Cu박막과 PET필름의 접착력보다 더 높음을 알 수 있었다. 이는 Ti Powder의 표면조도가 Cu Powder보다 높기 때문인 것으로 판단된다. PET필름위에 증착된 Cu 및 Ti박막과 Steel 판과의 접착력 테스트에서 에폭시 계통의 열경화성 수지계열 접착제보다 폴리우레탄, 클로로플랜, 시아노부타디엔등의 고무계열 접착제를 사용했을 때 접착력이 3배 이상 높았으며, 고무계중에서도 시아노부타이엔이 가장 높은 접착력을 나타냈다. 전기저항 측정법의 경우 16주 동안 병렬저항 Rp 측정에서는 PE, PET필름 및 Cu박막/PET필름, Ti박막/PET필름 모두 부식인자를 함유한 수분의 이동의 거의 없음 나타냈지만 직렬저항 Rs측정의 경우 PET필름으로 코팅된 아연판의 저항이 약간 증가함을 알 수 있었다. 이는 Rs측정에서는 16주 동안 PET필름의 통해 수분인자의 침투가 약간 있었음을 의미한다. PET필름위에 금속박막을 라미네이팅 처리한 아연판의 경우 Rp, Rs 모두에서 초기값과의 변화가 거의 없었으며 이는 수분의 이동이 없으므로 접착제의 용출 또한 발생하지 않음을 나타낸다. 16주 후 아연판의 표면을 SEM으로 측정해본 결과 PET필름의 경우 약간의 부식이 진행 되었음을 보였으나, PE, 및 Cu박막/PET필름, Ti박막/PET필름 코팅 및 라미네이팅 처리된 아연판은 초기상태와 동일했다. 따라서 16주동안의 실험결과 Cu박막/PET필름 및 Ti박막/PET필름은 접착제 용출을 충분히 방지할 수 있다고 판단하였다. 결국 기존관 내부에 미리 바르면서 이중관을 Winch로 끌고 들어가는 방법을 이용하여 옥내급수관 내부에 이중관을 고정시킬수 있으며, 이 때 갱생하고자 하는 관 내부에 접착제를 분사하기 위해서 기존의 에폭시 용융분사 장치를 이용하고, 접착제 분사 범위 및 분기점을 정확히 파악하기 위해서 진단 장비를 적용한다. 또한 분기점이 포함된 옥내급수관을 갱생하기 위해서, 이중관을 분기점을 기준으로 분기되는 각각의 관말까지 부분적으로 따로 삽입 고정하는 방법을 사용하며 이중관으로 갱생되지 않는 부위인 분기점 정중앙 부위는 기존의 에폭시 수지 라이닝을 함께 적용하여 갱생한다.