코팅 재료의 목적
강관의 외부 표면에 코팅을 하는 것은 녹 방지에 매우 중요합니다. 강관 표면에 녹이 슬면 기능, 품질 및 외관에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 코팅 공정은 강관 제품의 전반적인 품질에 상당한 영향을 미칩니다.
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코팅 재료에 대한 요구 사항
미국석유협회(API) 기준에 따르면 강관은 최소 3개월 동안 부식에 저항해야 합니다. 그러나 최근에는 더 긴 방청 기간에 대한 요구가 증가하고 있으며, 많은 사용자가 옥외 보관 환경에서 3~6개월 동안의 방청 성능을 요구하고 있습니다. 내구성 요구 사항 외에도, 사용자들은 코팅이 매끄러운 표면을 유지하고, 외관을 해칠 수 있는 얼룩이나 흘러내림 없이 방청제가 고르게 분포되기를 기대합니다.
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코팅 재료의 종류와 장단점
도시 지하 배관망에서,강관가스, 석유, 물 등을 운송하는 데 파이프라인이 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 이러한 파이프라인의 코팅은 기존의 아스팔트 재료에서 폴리에틸렌 수지 및 에폭시 수지 재료로 발전해 왔습니다. 폴리에틸렌 수지 코팅은 1980년대에 사용되기 시작했으며, 다양한 적용 분야를 거치면서 구성 요소와 코팅 공정이 점진적으로 개선되었습니다.
3.1 석유 아스팔트 코팅
석유 아스팔트 코팅은 전통적인 부식 방지층으로, 유리 섬유 강화재와 외부 보호용 폴리염화비닐(PVC) 필름으로 구성된 석유 아스팔트 층입니다. 뛰어난 방수성, 다양한 표면에 대한 우수한 접착력, 그리고 경제성을 제공합니다. 그러나 온도 변화에 민감하고, 저온에서 취성이 생기며, 특히 암반 토양 조건에서 노화 및 균열이 발생하기 쉬워 추가적인 보호 조치와 비용 증가를 초래하는 단점이 있습니다.
3.2 콜타르 에폭시 코팅
콜타르 에폭시는 에폭시 수지와 콜타르 아스팔트로 만들어지며, 뛰어난 내수성, 내화학성, 내식성, 우수한 접착력, 기계적 강도 및 절연성을 나타냅니다. 그러나 시공 후 경화 시간이 길어 이 기간 동안 기상 조건의 영향을 받기 쉽습니다. 또한, 이 코팅 시스템에 사용되는 다양한 구성 요소는 특수 보관이 필요하여 비용이 증가합니다.
3.3 에폭시 분말 코팅
1960년대에 도입된 에폭시 분말 코팅은 전처리 및 예열된 파이프 표면에 분말을 정전기적으로 분사하여 조밀한 부식 방지층을 형성하는 방식입니다. 에폭시 코팅의 장점으로는 넓은 온도 범위(-60°C ~ 100°C), 강력한 접착력, 음극 박리 저항성, 충격 저항성, 유연성 및 용접 손상 저항성이 우수하다는 점이 있습니다. 그러나 얇은 도막으로 인해 손상에 취약하고, 정교한 생산 기술과 장비가 필요하여 현장 적용에 어려움이 있습니다. 여러 면에서 우수하지만, 내열성 및 전반적인 부식 방지 성능 면에서는 폴리에틸렌에 비해 떨어집니다.
3.4 폴리에틸렌 부식 방지 코팅
폴리에틸렌은 우수한 내충격성과 높은 경도, 그리고 넓은 온도 범위를 제공합니다. 특히 저온 환경에서 뛰어난 유연성과 내충격성 덕분에 러시아와 서유럽과 같은 추운 지역의 파이프라인에 널리 사용됩니다. 그러나 대구경 파이프에 적용할 경우 응력 균열이 발생할 수 있고, 수분 침투로 인해 코팅 아래 부식이 발생할 수 있어 재료 및 적용 기술에 대한 추가적인 연구와 개선이 필요합니다.
3.5 고강도 부식 방지 코팅
고강도 부식 방지 코팅은 일반 코팅에 비해 훨씬 향상된 부식 저항성을 제공합니다. 이러한 코팅은 가혹한 환경에서도 장기간 효과를 발휘하며, 화학, 해양 및 용제 환경에서는 10~15년 이상, 산성, 알칼리성 또는 염수 환경에서는 5년 이상 수명을 유지합니다. 일반적으로 건조 후 필름 두께가 200μm에서 2000μm에 이르는 고강도 코팅은 탁월한 보호력과 내구성을 보장합니다. 해양 구조물, 화학 설비, 저장 탱크 및 파이프라인 등 다양한 분야에 널리 사용됩니다.
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코팅 재료의 일반적인 문제점
코팅 시 흔히 발생하는 문제로는 고르지 못한 도포, 부식 방지제의 흘러내림, 기포 발생 등이 있습니다.
(1) 불균일한 코팅: 파이프 표면에 부식 방지제가 불균일하게 분포되면 코팅 두께가 과도한 부분이 생겨 낭비가 발생하고, 코팅이 얇거나 코팅되지 않은 부분은 파이프의 부식 방지 능력을 저하시킵니다.
(2) 부식방지제 낙하: 부식방지제가 파이프 표면에 물방울처럼 굳어지는 현상은 부식 저항성에 직접적인 영향을 주지 않으면서 미관에 영향을 미칩니다.
(3) 기포 형성: 적용 중 부식 방지제 내에 갇힌 공기는 파이프 표면에 기포를 생성하여 외관과 코팅 효과 모두에 영향을 미칩니다.
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코팅 품질 문제 분석
모든 문제는 다양한 원인과 요인에 의해 발생하며, 특히 강관 다발의 품질 문제 역시 여러 요인이 복합적으로 작용한 결과일 수 있습니다. 코팅 불균일 현상의 원인은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데, 하나는 강관이 코팅 박스에 들어간 후 분사 과정에서 발생하는 불균일 현상이고, 다른 하나는 분사가 이루어지지 않아 발생하는 불균일 현상입니다.
첫 번째 현상의 원인은 명백히 쉽게 알 수 있습니다. 강관이 코팅 장비 내부 코팅 박스에 들어가 360° 회전하며 총 6개의 분사 건(케이싱 라인은 12개)으로 분사될 때, 각 분사 건에서 나오는 유량 크기가 다르면 강관의 여러 표면에 부식 방지제가 고르게 분포되지 않게 됩니다.
두 번째 이유는 분사 요인 외에도 코팅 불균일 현상을 유발하는 다른 원인이 있다는 것입니다. 강관에 녹이 슬었거나 표면이 거칠어 코팅이 고르게 분포되기 어려운 경우, 강관 표면에 수압 측정 후 남은 잔여물이 코팅과 접촉하여 방부제가 강관 표면에 제대로 부착되지 않아 강관 일부에 코팅이 되지 않아 전체적으로 코팅이 고르지 않게 되는 경우가 있습니다.
(1) 방부제 방울 발생 원인. 강관의 단면은 원형이므로 방부제를 강관 표면에 분사할 때마다 중력으로 인해 상부와 가장자리의 방부제가 하부로 흘러내려 방울이 생기는 현상이 발생합니다. 다행히 강관 공장의 코팅 생산 라인에는 오븐 설비가 있어 분사된 방부제를 적시에 가열하여 경화시키고 유동성을 낮출 수 있습니다. 그러나 방부제의 점도가 높지 않거나, 분사 후 적시에 가열하지 않거나, 가열 온도가 높지 않거나, 노즐 작동 상태가 좋지 않은 경우 등에서는 방부제 방울이 발생할 수 있습니다.
(2) 방부제 기포 발생 원인. 작업 현장 환경의 공기 습도로 인해 페인트 분산이 과도해지거나 분산 공정 온도가 떨어지면 방부제 기포 현상이 발생할 수 있습니다. 공기 습도가 높고 온도가 낮은 조건에서는 분무된 방부제가 미세한 물방울로 분산되는데, 온도가 떨어지면 습도가 높은 공기 중의 수분이 응결되어 방부제와 섞인 미세한 물방울을 형성하고, 결국 도막 내부로 침투하여 도막 기포 현상을 일으킵니다.
게시 시간: 2023년 12월 15일