KR100656045B1 - 내마모 파이프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트펌프차량의 내마모 파이프에 관한 것으로, 이송되는 콘크리트와 직접 접촉되는 기지층(12)과, 상기 기지층(12)의 외주면에 부착 설치되는 외곽층(14) 및, 상기 기지층(12)과 외곽층(14)의 사이에 삽입설치되는 고무계 충격흡수층(16)으로 구성되어지되, 상기 콘크리트와 직접 접촉되어 마찰이 되는 상기 기지층(12)은 내마모특성이 우수한 금속으로 이루어지고, 상기 층격흡수층(16)은 신축성이 뛰어나 외부의 충격을 흡수하는 고무계열로 이루어지므로써, 엘보우형 내마모 파이프가 우수한 내마모성과 내충격성을 얻게 되는 것이다.

콘크리트펌프카, 내마모파이프, 엘보우, 충격흡수층

Description

내마모 파이프{Consume resisting pipe}

도 1 은 본 발명에 따른 내마모파이프의 단면도,

도 2 는 종래의 엘보우형 내마모파이프의 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 내마모파이프 12 : 기지층

14 : 외곽층 16 : 충격흡수층

20 : 내마모파이프

본 발명은 내마모파이프에 관한 것으로, 특히 고무계의 충격흡수층을 내부에 포함하도록 구조를 개선하므로써 콘크리트 펌프카에 장착되어 골재이송시 발생되는 마찰에 대한 내마모성을 향상시킨 내마모 파이프에 관한 것이다.

일반적으로 콘크리트 펌프카는 건축물 또는 구축물의 공사중에 필요한 콘크리트를 높은 위치로 이송시켜 주는 것으로, 유압실린더에 의해 발생되는 높은 압력 을 이용하여 호퍼에 있는 콘크리트를 다수개의 직선형 파이프와 엘보우형 파이프로 길다랗게 연결설치된 수송관을 통하여 원하는 높이의 작업장에 도달하도록 되어 있다.

이때 높은 곳까지 콘크리트를 이송하기 위한 연결통로를 제공하는 수송관은 높은 건물의 건조를 위해서는 상당한 길이가 요구되고, 이러한 요구길이에 따라 적재된 다수개의 직선형 파이프와 도 2에 도시된 바와 같은 45도나 90도로 구부러진 엘보우형 내마모파이프(20)를 서로 죠인트결합하게 된다.

따라서 콘크리이트가 유압실린더로 부터 발생된 높은 압력으로 분사될 때 콘크리이트내에 있는 자갈과 모래는 빠른 속도로 수송관 내를 통과하면서 곡면부를 형성하는 엘보우형 파이프를 통과할 때 직선형 파이프보다도 엘보우형 파이프에 큰 충격을 가하게 되고, 이에 따라 자갈과 모래가 스치고 지나면서 심한 마모를 일으키기 때문에 엘보우는 내충격성과 함께 내마모성도 요구되는 것이다.

그러나 종래에 이송관에 사용되는 내마모 파이프의 제조에 사용된 고크롬주강은 조직에 크롬카바이드가 많이 포함되어 있어서 내마모성이 좋기는 하나 충격에 대해서는 비교적 약한 단점이 있어 직선형 파이프에 사용하기에는 무난하나 충격이 상대적으로 많이 가해지는 엘보우형 파이프에는 사용하기에 부적합하였다.

또한 엘보우형 파이프에 종래 많이 사용되는 고망간강은 조직내에 포함된 오스테나이트가 충격을 받게되면 마르텐사이트로 변태하면서 외부로 부터 가해진 충격을 흡수하는 성질이 있고, 일단 마르텐사이트로 변태가 되면 내마모성이 향상되는 장점이 있기는 하나, 일단 마르텐사이트로 변태가 된 고망간강은 더 이상 변태 로 인한 충격흡수능력을 갖지 못하게 될 뿐만 아니라 마르텐사이트 자체가 내충격성이 약하기 때문에 결과적으로 고망간강도 자갈과 모래의 계속되는 충격에는 오래 견디지 못하고 파괴되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 콘크리트 펌프카의 이송관을 통과하는 콘크리트에 포함된 자갈과 모래의 계속적인 충격에 대한 내충격성과 내구성을 향상시킨 내마모 파이프를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본원발명의 내마모 파이프는, 이송되는 콘크리트와 직접 접촉되는 기지층과, 상기 기지층의 외주면에 부착 설치되는 외곽층 및, 상기 기지층과 외곽층의 사이에 삽입설치되는 고무계 충격흡수층으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이때 상기 기지층이 고탄소강, 공구강, 텅스텐카바이드, 크롬카바이드, 고크롬강, 고망간강, 엠엠씨(MMC) 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 외곽층이 탄소강, 배관용 강관 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 충격흡수층이 천연고무, 클로로프렌고무, 부타디엔고무, 에틸렌-프로필렌고무, 스티렌-부타디엔고무, 부틸고무, 우레탄고무, 니트릴고무, 실리콘 고무 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 내마모파이프를 도시한 도면으로, 이송되는 콘크리트와 직접 접촉되는 기지층(12)과, 상기 기지층(12)의 외주면에 부착 설치되는 외곽층(14) 및, 상기 기지층(12)과 외곽층(14)의 사이에 삽입설치되는 고무계 충격흡수층(16)으로 구성되어 있다.

이때 상기 기지층(12)이 고탄소강, 공구강, 텅스텐카바이드, 크롬카바이드, 고크롬강, 고망간강, 엠엠씨(MMC) 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 외곽층(14)이 탄소강, 배관용 강관 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 충격흡수층(16)은 천연고무(ASTM약호;NR), 클로로프렌고무 (ASTM약호:CR), 부타디엔고무(ASTM약호:BR), 에틸렌-프로필렌고무 (ASTM약호:EPDM), 스티렌-부타디엔고무(ASTM약호:SBR), 부틸고무(ASTM약호:IIR), 우레탄고무 (URETHANE), 니트릴고무(ASTM약호:NBR), 실리콘고무(ASTM약호:Q)중 선택된 어느 하나를 포함하여 사용될 수 있다.

상기한 고무계 충격흡수층(16)은 고망간강과 같은 금속사이에 소정의 두께를 갖도록 삽입하여 금속과 접합하여 사용하게 되는 데, 먼저 기지층(12)을 만들고 그 뒷면에 고무계 충격흡수층(16)를 접합한 다음, 이 충격흡수층(16)위에 또 다른 금속층인 외곽층(14)을 접합하여 샌드위치형상으로 구성하게 된다.

이와같은 구성에서 고무계 충격흡수층(16)은 외부로 부터 가해지는 충격을 신축성이 있는 고무의 탄성에 의해 충격을 흡수하므로써 내충격성을 향상시키게 된다.

따라서 유압실린더에서 분출된 자갈과 모래가 엘보우에 부딪히면 가해진 충격은 기지층(12)을 통하여 고무계 충격흡수층(16)에 전달되고 고무자체의 댐핑특성에 의해 충격은 고무로 흡수되어 금속을 보호하게 된다.

이때 고망간강, 고크롬강과 같은 금속은 이와같은 고무계의 충격흡수층(16)에 의해 충격으로 부터 일차적으로 보호되며 단지 내부에 통과하는 골재들의 마모만을 견디면 되기 때문에 내구성이 큰 재질을 사용하여 내마모파이프의 내마모성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 고무계 충격흡수층(16)를 기지층(12)과 외곽층(14)을 이루는 금속사이에 샌드위치 형상으로 접착하여 콘크리트펌핑트럭의 엘보우 파이프를 제조하므로써, 내마모파이프의 내충격성과 내구성을 모두 향상시킬 수 있게 된다.

[실시예1]

NR에 스테아르산 1 phr, ZnO 5phr, 카본블랙 20phr, 파인탈 3phr, 황 2 phr를 믹스하여 제작한 것을 4mm 두께로 하여 150도에서 30분간 유지하여 25mm두께의 고망간강에 접착제를 바른 후 압착하여 내마모파이프를 제작하였다(단, 'phr'은 'parts per hundred of rubber'의 약어로서, 원료 고무 100에 대한 첨가량을 의미한다).

이때 150℃를 유지하는 것은 물성안정화와 가교화를 시키기 위한 것이다.

펌프카에 실제로 장착하여 하루에 작업시간을 10시간씩 하는 실차실험을 실시하여 고망간강이 닳을 때까지의 시간을 측정하였다.

그 결과 종래의 마모파이프는 평균시간은 60일인 것에 대하여, 본원발명의 실시예1에 따른 내마모파이프는 닳기까지 시간은 102일로 종래의 내마모파이프보다 내구성이 향상된 것을 확인하였다.

[실시예2]

우레탄을 4mm 두께로 제작하여 120도에서 30분간 유지하여 25mm 두께의 고망간강에 접착하여 내마모파이프를 제작하였다.

이때 엘보우에 접착제를 바른 후 프레스로 가압하여 우레탄을 기지금속에 접합하였다.

이렇게 제작된 내마모파이프를 펌프카에 실제로 장착하여 하루에 작업시간을 10시간씩 하는 실차실험을 실시하여 고망간강이 닳을 때까지의 시간을 측정하였다.

그 결과 종래의 마모파이프는 평균시간은 60일인 것에 대하여, 본실시예의 우레탄을 부착한 내마모파이프는 닳기까지 시간은 70일로 종래의 내마모파이프보다 내구성이 향상된 것을 확인하였다.

[실시예3]

BR에 스테아르산 1phr, ZnO 5phr, 카본블랙 20phr, 파인탈 3phr, 황 2phr를 혼합하여 제작한 것을 4mm두께로 제작하여 120도에서 30분간 유지하여 25mm 두께의 고망간강에 접착하여, 이를 기지금속에 접합하였다.

그리고 엘보우에 접착제를 바른 후 프레스로 가압하여 BR을 기지금속에 접합 하였다.

이렇게 제작된 내마모파이프를 펌프카에 실제로 장착하여 하루에 작업시간을 10시간씩 하는 실차실험을 실시하여 고망간강이 닳을 때까지의 시간을 측정하였다.

그 결과 본실시예의 BR을 부착한 내마모파이프는 닳기까지 시간은 90일로 종래의 내마모파이프보다 내구성이 향상된 것을 확인하였다.

[실시예4]

NR과 BR을 60phr:40phr로 섞고, 이에 스테아르산 1phr, ZnO 5phr, 카본블랙 20phr, 파인탈 3phr, 황 2phr를 혼합하여 제작한 혼합패드를 4mm 두께로 제작하여 145도에서 30분간 유지하여 25mm 두께의 고망간강에 접착하여 내마모파이프를 제작하였다.

이때 혼합패드는 기지금속에 접착제를 바른 후 프레스로 가압하므로써 접합하였다.

이렇게 제작된 내마모파이프를 펌프카에 실제로 장착하여 하루에 작업시간을 10시간씩 하는 실차실험을 실시하여 고망간강이 닳을 때까지의 시간을 측정하였다.

그 결과 본실시예의 혼합패드를 부착한 내마모파이프는 닳기까지 시간은 120일로 종래의 내마모파이프보다 내구성이 향상된 것을 확인하였다.

이상에서 서술한 바와같이, 자갈이나 모래와 같은 골재와 직접 접촉되는 내 부의 기지층과 외곽층의 내부에 충격 흡수효과가 우수한 고무계의 충격흡수층을 구비하도록 하여, 내마모성이 우수한 금속으로 이루어진 금속으로 이루어진 기지층과 외부의 충격을 탄력적으로 흡수하는 충격흡수층의 작용에 의해 내마모파이프의 내마모성과 내충격성이 모두 향상시키게 되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 이송되는 콘크리트와 직접 접촉되는 기지층(12)과, 상기 기지층(12)의 외주면에 부착 설치되는 외곽층(14) 및, 상기 기지층(12)과 외곽층(14)의 사이에 소정의 두께로 삽입설치되는 고무계 충격흡수층(16)으로 구성되고,

   상기 기지층(12)은 고탄소강, 공구강, 텅스텐카바이드, 크롬카바이드, 고크롬강, 고망간강, 엠엠씨(MMC) 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 내마모 파이프.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 외곽층(14)이 탄소강, 배관용 강관 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 내마모 파이프.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 충격흡수층(16)이 천연고무, 클로로프렌고무, 부타디엔고무, 에틸렌-프로필렌고무, 스티렌-부타디엔고무, 부틸고무, 우레탄고무, 니트릴고무, 실리콘고무중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 내마모 파이프.

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