년도

2007

분야

산학연협력연구

연구과제명

고강성 하수관을 제작하기 위한 폐플라스틱 부착 장치개발

첨부파일

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책임자/기관

계형산 교수/목원대

연구기간

07.4~08.2

참여 연구원수

7 명

연구사업비

58,000만원

연구목적

현재 국내ㆍ외에 존재하는 플라스틱 연성관은 모두 원형으로 제작되어 진다. 또한 연성관의 시공 시 관의 다짐은 관의 강성과 장기 내구성에 많은 영향을 미친다. 따라서 국내외의 연성관 시방서에는 관의 다짐의 정도를 90%이상으로 요구하고 있으나 실제 시공 시 다짐의 정도는 적게는 70% 내외에 미칠 뿐이다. 따라서 50년의 내구성을 지녀야 할 연성관은 시공 후 3년 이내에 관 내경의 5 % 이상의 변형이 발생하여 관의 내구성이 낮아지는 현상을 나타내고 있다. 따라서 관의 다짐 시 다짐의 정도가 낮아도 변형이 일어나지 않거나 그 정도가 낮은 관에 대한 사용자의 요구가 많은 것이 사실이지만, 현재 판매되고 있는 모든 연성관에는 그러한 관이 존재하지 않는다.
따라서 본 연구에서는 기존의 연성 하수관 시공 시 다짐의 정도가 낮아도 변형을 방지할 수 있는 하수관을 제작할 수 있는 생산 라인 중 하수관 변형 방지 장치 제작에 관한 연구를 하고자 한다.

주요내용

본 연구의 목적은 다짐의 정도가 낮아도 변형을 최대한으로 억제할 수 있는 플라스틱 연성관의 제작 라인 중 폐플라스틱을 이용하는 변형 방지 장치 제작에 관한 연구이다. 기존에 사용되는 플라스틱 연성관은 그 성능이 시공 시 다짐의 정도에 따라 수명이 결정된다. 즉, 다짐의 정도가 90%를 넘을 경우 설계 수명인 50년을 유지할 수 있으나 다짐이 80% 이하일 경우 수명이 5년 이내로 대폭 줄어드는 문제를 지니고 있다. 따라서 연성관의 시공 시 다짐을 잘 하여야 하지만, 현재의 시공 관행 및 시방서 상 연성관의 다짐은 80%를 넘기기 어려운 것이 현실이다. 그 결과 현재 시행되는 많은 국가 기반 공사에서 연성관이 배척을 받고 있으며 연성관을 사용할 곳에 강성관이 시공되는 현상이 나타나고 있다. 이러한 문제를 해결하는 방법으로는 다짐의 정도가 낮아도 변형이 일어나지 않거나, 혹은 다짐의 정도가 낮아도 최대 허용 변형량을 넘지 않는 연성관을 개발하는 것이 한 방법이라 하겠다. 하지만 새로운 관종을 개발하는 것은 많은 개발 비용과 시장 진입 장벽 등의 문제가 있어 새로운 관종의 개발은 어려운 것이 현실이다.
따라서 본 연구에서는 기존의 연성관 제작 공정 중 폐플라스틱을 이용하여 관의 변형을 최대한으로 억제할 수 있는 관에 부착되는 보조 기구를 폐플라스틱을 이용하여 제작하는 장치를 개발하고자 한다. 이러한 기구는 연성관의 생산 라인에 부착되어 사용되면 가장 좋을 것이지만, 이러한 보조기구가 융착되어 생산되는 연성관 생산 라인 전체 개발에는 많은 비용이 들어가기 때문에 본 과제에서는 기존의 생산 라인의 down stream에 부착 가능한 폐플라스틱을 이용한 하수관용 연성관 변형 방지 보조 기구 제작 장치를 개발하고자 한다. 더불어 추 후 변형에 강한 하수관용 연성관의 제작도 지속적으로 연구할 것이다.

따라서 본 연구의 내용은
(1) 기존의 연성관의 하중에 대한 변형의 정도 측정 연구
-연성 하수관의 분류 : PE, PVC, GRP, CSP관
-ISO와 ASTM에 의한 강성 시험
(2) 하중에 강하여 변형을 억제할 수 있는 형태 연구
-관과 일체형으로 부착이 가능한 형태 연구
(3) 폐플라스틱의 물성 연구
-폐플라스틱과 신재를 이용한 관과의 부착성 연구
-폐플라스틱의 장기 내구성 연구
(4) 변형 방지를 위한 연성관에 부착 가능한 보조 장치에 대한 연구
-최소량의 수지를 사용하여 최적의 강도를 구현하는 디자인 연구
-형태에 따른 강성에 대한 연구
(5) 보조 장치를 제작하기 위한 기기 설비에 대한 연구
-압축 가공 및 접착(welding)에 관한 연구
(6) 보조 장치의 제작과 이에 따른 연성관과의 연결 정도 연구
-기존 라인의 downstream으로의 연결 가능성 연구
(7) 연성관에 부착된 변형 방지 장치를 이용한 변형 방지 실험
-연성관과의 부착성 연구 및 강성 및 편평 시험(변형 방지성)
(8) 가능하다면 실제로 현장 적용이 가능한지에 대한 Field Test를 행하여 볼 것이다.

연구결과 활용

본 과제의 결과물은 (주)하은산업과 공동 개발할 예정이고, 결과물은 참여 업체에 기술 이전하여 상업 생산할 것이다.