외벽 부식 방지층으로서 탁월한 화학적 부식 저항성, 강력한 접착력 및 기계적 손상 저항성 외에도,강관라이닝에는 뛰어난 내마모성 또한 필요합니다. 폴리우레탄 내마모성 및 부식 방지 코팅 소재는 일반적인 내마모성 코팅과 비교했을 때 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.
1. 우수한 화학적 안정성: 장기 부식 방지 코팅으로서, Cl⁻, SO₄²⁻, Na⁺ 등과 같은 화학 매체 내 이온에 대한 탁월한 내식성을 가져야 합니다. 코팅의 내화학성 평가에는 다양한 방법과 기준이 있습니다. 합격 기준은 코팅 표면에 기포, 균열, 심한 변색, 심한 연화 현상이 없고, 중량 증가율이 기준치를 초과하지 않는 것입니다. 기준에 명시된 시간 내에 폴리우레탄 코팅의 중량 증가율이 기준치보다 훨씬 낮으면 강산, 강알칼리 및 염에 대한 우수한 내성을 나타냅니다. 이러한 우수한 내화학성 코팅 재료는 수돗물, 하수, 해수 등의 이송 및 강부식성 토양 매립에 사용할 수 있습니다.
2. 우수한 내수성: 매설 배관의 외부 부식 방지 또는 내부 벽면 부식 방지에 사용되는 경우, 내수성은 부식 방지 코팅의 가장 기본적인 요구 사항이자 코팅 성능을 측정하는 주요 지표입니다. 무기물 수용액에서 물 분자는 가장 작은 부피를 가진 액체 매질이며, 일반 이온보다 투과성이 강합니다. 일반적으로 유기 코팅은 해수에 대해 불투과성이 가장 높고, 수돗물 다음으로 불투과성이 높으며, 증류수에 대해서는 가장 불투과성이 높습니다. 따라서 증류수 또는 희석된 염수 용액에서 코팅의 침투성은 코팅의 치밀성을 직접적으로 반영합니다.
3. 폴리우레탄 코팅은 우수한 기계적 특성을 지닙니다. 강관의 부식 방지 코팅은 뛰어난 부식 방지 성능 외에도 우수한 접착력과 일정 수준의 기계적 강도를 갖춰야 합니다. 경화된 코팅이 강관 기판에 단단히 부착되는지 여부가 코팅의 보호 기능을 발휘할 수 있는지 여부를 결정하는 핵심 요소입니다. 또한, 코팅은 운송 및 설치 중 발생하는 충격을 견딜 수 있는 일정 수준의 기계적 강도를 가져야 하며, 매설 과정에서의 파이프 변형과 같은 작업 조건 하에서의 응력에도 견딜 수 있어야 합니다. 폴리우레탄 코팅은 고온에서도 높은 접착력과 압입 경도를 유지하여 코팅의 장기 사용을 보장합니다. 다만, 수입 코팅에 비해 국내 코팅은 상대적으로 접착력이 낮으며, 표면 처리 품질 또한 코팅의 접착력에 영향을 미친다는 점을 유의해야 합니다.
4. 폴리우레탄 코팅은 우수한 침식 및 캐비테이션 저항성을 갖습니다. 강관의 내벽은 흐르는 물에 의해 침식되며, 부식과 기계적 마모가 동시에 발생하고 이 두 가지는 서로 가속화됩니다. 주요 마모 형태는 충격 부식(침식)과 캐비테이션 부식(캐비테이션) 및 기계적 마모입니다. 침식은 물의 난류 또는 충격에 의해 발생하며, 캐비테이션은 고속으로 흐르는 액체로 인해 불규칙한 흐름으로 발생하는 현상입니다. 이러한 캐비티에는 소량의 수증기 또는 저압 공기가 존재합니다. 압력 및 유동 조건의 잦은 변화로 인해 캐비티는 주기적으로 생성되고 사라집니다. 캐비티가 사라질 때, 주변의 고압과의 큰 압력 차이로 인해 캐비티 근처의 금속 표면에 소위 "수격 현상"이 발생하여 금속 표면의 보호막을 파괴하고 부식을 가속화합니다. 기계적 마모는 물이나 모래 입자와 같은 고체 물질이 금속 표면에 고속으로 충돌하면서 발생하는 것으로, "물방울이 돌을 통과하는 원리"와 유사합니다. 강관은 필연적으로 진흙, 모래, 자갈과 섞이게 됩니다. 이러한 환경에서 코팅은 고체-액체 2상 유동의 침식 및 마모와 물 속 매체의 화학적 부식 작용에 노출됩니다. 따라서 부식 방지 라이닝은 우수한 내식성, 내마모성 및 캐비테이션 저항성을 가져야 합니다. 폴리우레탄 라이닝은 폴리우레탄 고유의 특성으로 인해 우수한 내마모성을 가지며, 내마모성 라이닝에 널리 사용되고 있습니다.
5. 우수한 유압 성능: 파이프라인의 경우 코팅이 매끄러울수록 이송 저항이 줄어들어 동력을 절감하고 에너지 소비를 줄이며 동력 효율을 향상시킬 수 있습니다. 폴리우레탄 라이닝 코팅을 분사하면 내벽의 조도가 0.03~0.04mm에서 0.0025mm로 감소하고, n 값은 0.0085~0.0089 사이가 됩니다. 시멘트 모르타르로 라이닝된 강관과 비교했을 때, 이송 중 액체 압력 손실을 크게 줄일 수 있으며, 동일한 양과 직경의 물을 이송할 경우 에너지 소비를 30~40% 절감할 수 있습니다. 또한, 폴리우레탄 코팅은 완전 경화되고 용제를 함유하지 않으며 코팅 표면이 잘 밀봉되어 스케일 발생이 적고 내벽의 평탄도를 오랫동안 유지할 수 있습니다.
6. 코팅은 굽힘 저항성이 우수합니다.
폴리우레탄 라이닝이 일정 수준의 굽힘 저항성을 가져야 하는 주된 이유는 두 가지입니다. 첫째, 취급 과정에서 폴리우레탄 라이닝이 된 파이프가 떨어지거나 외부 충격을 받으면 미세한 소성 변형이 발생하여 라이닝이 손상될 수 있습니다. 둘째, 지반 침하 또는 다양한 정도의 침하로 인해 연성 주철 파이프에 발생하는 굽힘 모멘트 또한 라이닝 파손으로 이어질 수 있습니다. 따라서 강관용 폴리우레탄 라이닝은 우수한 굽힘 저항성을 가져야 합니다. 간접 충격 시험은 효과적인 검사 방법입니다. EN15655 표준의 요구 사항에 따르면, 폴리우레탄 라이닝은 라이닝 손상 없이 최소 50J의 역방향 충격 에너지를 견딜 수 있어야 합니다.
게시 시간: 2023년 5월 8일