온수 또는 증기 경화
< 그림 2.46 > Inliner CIPP 시공과정
㉮ Insituform PPL (Pressure Pipe Liner)
PPL은 1995년에 처음 도입되었고, 현재 미국에 70km의 PPL이 설치되고 있다. Interactive liner(내·외압에 대해 기존 관의 구조적 지지가 필요한 경우)의 관경은 200~1,500mm 사이이고 14㎏f/㎠까지 기존 관의 작은 구멍이나 간극을 보강할 수 있다. Insituform은 음용수에 적합한 NSF 61에 승인을 받은 특별한 에폭시 수지를 가지고 있지만, 이외에 비닐에스터도 사용된다. 이 튜브는 Insituform의 표준 부직포 튜브로 만들어 지는데, 인장 또는 휨 특성을 더하기 위하여 특별한 강화유리를 첨가시킨다. 초기 PPL의 휨 계수는 17,577㎏f/㎠이고 휨 강도는 457㎏f/㎠이다. 구멍들을 보강하기 위해서 휨 강도가 장기간 성능의 초기 값의 1/3로 감소되어야 한다. 사용되는 안전율은 2이다. PPL은 공장 또는 현장에서 함침 된다. 이 튜브는 안과 밖을 뒤집고 밀착을 형성하기 위하여 수압을 이용하여 기존 관에 설치가 된다. PPL은 90곡관부까지 설치할 수 있다. 전형적인 특정한 갱생 길이는 60~300m이다. 설치가 된 후에 튜브는 순환되는 온수로 경화가 된다. 경화 후에 라이너는 -32℃ 까지 냉각된다. 끝 부분을 절단하고 스테인리스 철강 밴드(band)와 탄성중합체로 밀봉된다. 설치 후에 라이너는 CCTV로 모든 문제에 대해 검사한다. 수집된 샘플을 검사하여 설계 가정에 적절한 물리적인 특성인지를 확인한다. 또한 운영 압력의 두 배 또는 운영압력에 3.5㎏f/㎠를 더해서 압력시험을 한다.
㉯ National Liner
National Liner는 1995년에 도입되었다. National Liner를 제공하는 기술 업체인 National EnvironTech 그룹에 따르면 대부분 중력식 하수관거에만 380km 이상이 설치되었다고 보고하였다. 지난 몇 년간 National Liner는 압력식 하수관 설치에만 사용되어왔다. 아직까지 NSF 61에 미등록되어 음용수에는 사용되지 않고 있다. National Liner의 표준 felt 튜브의 관경은 150~3,000mm이고, 라이너 두께는 4.5~33.5mm이며, 그 이상의 두께도 가능한 것으로 알려져 있다. 이 라이너는 부직포, 니들 폴리에스터 펠트로 만들어지는데 이는 공장이나 현장에서 폴리에스터 수지로 함침된다. 압력관에서는 비닐에스터 수지가 사용된다. National EnvironTech Group은 최대 운영 압력 3.5㎏f/㎠까지 가능한 표준 튜브를 생산하였고 더 높은 압력에 적절한 새로운 유리 섬유 튜브를 개발 중이라고 보고하였다. 펠트 튜브 라이너는 준 구조보강 라이너(Class II/III)로 간주되고, 유리섬유 라이너는 구조보강 라이너(Class IV)로 간주된다. National Liner도 반전방법으로 설치되는데 수두 또는 공기압력을 이용한다. 반전 방법에 따라 경화는 온수 또는 증기를 사용한다. 초과된 수지는 균열 부 등을 충진하여 기존 관을 보강하는 역할을 한다.
다) 구조보강 CIPP 라이너
㉮ Paraliner PW and Paraliner FM
상대적으로 신제품인 Paraliner는 2007년 10월에 NOVOC 성능수지 회사에 의해 도입되었다. 2008년에 대략 3,000 m가 상수관로에 Paraliner PW로 설치되었다. 이 라이너의 관경의 범위는 150~2,500 mm이고 두께의 범위는 4.5~52 mm이다. Paraliner PW와 FM은 스티렌을 포함하지 않은 100% 고형 NOVOC 비닐에스터로 시공자가 함침한다. "Green" solution은 EPA 보고된 내용은 없으나 NSF 61에 승인되어 상수관로에 사용되고 있다. 스티렌이 없어서 경화시간이 일반적인 CIPP liner에 비해 30%에서 50%가 감소된다. 100% 고형에 의한 최소 수축 또한 기존 관에 밀착을 확실하게 한다. 튜브는 하나 이상의 흡수력이 좋은 부직포 펠트로 이루어져 있는데 특성을 개선시키기 위해 약간의 섬유유리를 첨가하였다. 튜브의 외부 층은 불투성의 수지를 포함한 유연한 막으로 코팅되어 있다. 물리적 특징은 휨 계수는 66,089 ㎏f/㎠, 휨 강도는 1,125 ㎏f/㎠, 그리고 인장강도는 1,125 ㎏f/㎠으로 보고된다. 그러나 6 mm 두께의 관경 200 mm 샘플에서 파괴압력의 한도는 16.2 ㎏f/㎠라고 NOVOC이 보고하였다. 이는 내압에 대한 원주방향 인장강도 269.5 ㎏f/㎠와 동등하고 원래 인장강도인 1,125 ㎏f/㎠ 보다는 매우 낮다. P라이너를 설치하기 이전에 기존 관은 메케니컬 스크레이퍼 또는 파워볼링을 이용하여 깨끗하게 해야 한다. 라이너는 반전 또는 견인으로 잡아당겨서 설치한다. 반전방법에서는 온수로 경화한다. 라이너를 잡아당겨 설치할 경우 공기압으로 늘리고 증기로 경화한다. 발열반응을 감시하기 위하여 두 경우 모두 온도센서를 사용한다. 라이너는 45°의 엘보우를 통해서도 설치될 수 있다. 라이너는 경화 후에 38 ℃까지 냉각되고 내부압력이 감소되면 끝단을 절단하고 Weko-Seals 또는 동등한 것으로 봉합한다. 분기관 등 연결은 로봇 등에 의해 복원되며, 큰 관경의 연결과 피팅은 땅을 굴착하고, 기계적 피팅을 사용하여 복원한다. 관경에 따라 최대 갱생 길이는 300 m이다. 라이닝 시공 후 권고사항은 CCTV검사와 사용압력의 120% 압력검사이다.
(다음호에 계속)
<글/ K-water연구원
수석연구원
김정현, 배철호, 책임연구원>
