[논문자료] 선박 도장용 50MPa급 고압 펌프 개발

출처: 픽사베이

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중방식 도장(Heavy duty coating)은 교량, 해상구조물, 각종 플랜트의 대형구조물, 선박, 컨테이너 또는 심한 부식 환경에 놓여 있는 기타 철 구조물을 부식으로부터 보호하기 위한 도료 및 그 도장 방법으로, 장기간에 걸쳐서 심한 부식 환경에 견딜 수 있는 방식 도장시스템의 총칭을 말한다. 현재 선박도장에서 사용되는 도료는 큰 점성을 가지고 있기 때문에 도료만을 통해 도장 공정을 수행하는데 있어 어려움이 많다. 이러한 고점성의 단점을 해결하기 위해서 도료에 용제를 섞어서 사용하게 되는데, 사용하는 용제는 대부분 휘발성 유기 화합 물질(Volatile organic compounds, VOC)이기 때문에 작업 환경을 열악하게 만들고, 유해물질 배출규제가 적용되는 실정이다(Song, 2002; Lee et al., 2004; Kim, 2006; Yu et al., 2008;). 이러한 문제를 해결하기 위해서는 기존의 분사방식인 에어 스프레이 방식이 에어리스 방식으로 대체되고 있으나, 고점성 도료에 대한 문제를 해결하기 위해서는 고압으로 분사할 수 있는 분사펌프의 개발이 필요하다(Kim et al., 2011a; Kim et al., 2011b).

논문 출처: https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO201302255802350

 

본 연구는 선박용 도장시스템인 공압펌프에서 나타나는 맥동 압력과 냉결기간의 문제점을 개선하기 위하여 구조 및 유동해석을 수행하여 원인을 파악하여, 설계 제작하여 성능평가를 수행한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다.

 

(1) 고압 펌프 작동시 온도 및 압력 조건에 대해 열응력 해석을 수행한 결과 최대 등가응력이 49.292MPa이며 이를 재료의 항복응력과 비교하면 안전율이 8이다.

 

(2) 이동격자를 이용하여 펌프 내부의 유동해석을 수행한 결과 토출부분에서 급속배출로 인해 급격히 온도강하가 일어나며, 이로 인해 배출구에서부터 결빙현상이 일어나는 것을 확인하였다.

 

(3) 공압펌프의 흡, 배기 밸브전환하우징을 측면에 설치하여 흡기관과 배기관의 길이를 동일하게 해줌으로써 기존 펌프가 가지고 있는 맥동압력차가 8.0MPa를 50% 개선하여 평균 맥동압력차를 4.2MPa가 되었다.

 

(4) 펌프 작동시 급속 배출로 인해 발생하는 냉결기간을 지연 시키기 위하여 자연 통풍면적을 극대화하고, 초저온의 배출가스를 최대한 빨리 배출시키기 위해 4-way 밸브 타입의 파일럿 밸브보다는 3-way 밸브 타입의 파일럿 밸브가 사용하는 것이 밸브전환이 용이하다.

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펌스터 ( http://pumster.com )

 

펌스터는 20년간 고온고압 관련 기술과 경험이 축척된 일신오토클레이브의 자회사로 고압 펌프, 부스터 및 압력 시험 설비 분야에서 국내 최고를 자랑합니다.

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