KR100940400B1

KR100940400B1 - 복합재 파이프, 나선권취형 복합재 파이프, 스틸로 보강되는 플라스틱재의 나선권취형 파이프의 제조방법

Info

Publication number: KR100940400B1
Application number: KR1020047016877A
Authority: KR
Inventors: 베이트만이안로저; 위설굴케이
Original assignee: 립 록 오스트레일리아 프러프라이어터리 리미티드
Priority date: 2002-04-22
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2010-02-02
Also published as: PE20040146A1; IL193592A0; EA200401238A1; MXPA04010461A; KR20050005455A; EP1497103A1; BR0309438B1; CN100488756C; ME00477B; TW200305499A; NO332435B1; EP1497103B1; ES2374723T3; AU2003227090A1; ZA200409038B; EP1497103A4; WO2003089226A1; JP4405268B2; RS51277B; AU2003227090B1

Abstract

본 발명은 권취되어 나선형 파이프가 될 수 있는 복합재 스트립(10)에 관한 것이다. 이 복합재 스트립(10)은 베이스부분(12)과 이 베이스부분(12)으로부터 직립되고 길이방향으로 연장된 적어도 하나의 리브부분(20)을 갖는 세장형의 플라스틱 스트립(11)과, 길이방향으로 연장되고 리브부분(20)에 의하여 측방향으로 지지되며 3:1 이상의 높이 대 두께의 비를 가지고 베이스부분(12)에 대하여 수직으로 배향된 세장형의 보강스트립(30)을 포함한다. 복합재 스트립이 권취되어 나선형 파이프가 될 때, 보강스트립(30)은, 반경방향의 파쇄하중을 견디도록 나선형 파이프를 보강한다. 또한, 복합재 스트립(10)은 길이방향으로 연장되고 베이스부분(12)에 접착되는 박막(50)을 포함하는데, 이 박막(50)은 플라스틱 스트립(11) 보다 더 높은 영률과 항복강도를 갖는다. 이 박막(50)은 복합재 스트립(10)을 권취하여 형성한 파이프의 압력정격을 크게 개선한다.

복합재 스트립, 베이스부분, 리브부분, 금속재 보강스트립, 높이 대 두께비

Description

복합재 파이프, 나선권취형 복합재 파이프, 스틸로 보강되는 플라스틱재의 나선권취형 파이프의 제조방법 {A COMPOSITE STRIP, A HELICALLY WOUND COMPOSITE PIPE, AND A METHOD OF PRODUCING A HELICALLY WOUND STEEL REINFORCED PLASTICS PIPE}

기술분야

본 발명은 보강된 리브형 구조물의 개선에 관한 것으로, 특히 복합재료로 만들어지는, 보강되거나 강화된 파이프 또는 튜브로서 나선형으로 권취된(이하, '나선권취형'이라 합니다.) 파이프 또는 튜브에 관한 것이다.

배경기술

플라스틱이 보다 유연하게 되는 실온 또는 고온에서 플라스틱 파이프가 서로 일정한 간격을 두고 길이방향으로 형성된 일련의 직립형 리브를 갖는 플라스틱 스트립을 나선형으로 권취함으로써 제조될 수 있다는 것은 잘 알려져 있다. 이러한 형태의 나선권취형 튜브는, 이미 파이프 제조분야에서 잘 알려져 있으며 플라스틱 스트립의 형태 및 상기 스트립으로 파이프나 튜브를 제조하는 제조기계의 형태의 두 형태 모두에 관한 본 출원인의 특허들에 기술되어 있다.

고성능의 제품으로 작용해야 하는 이들 파이프가 필요한 강도를 얻기 위해서는, 플라스틱 스트립의 벽두께가 상당히 두꺼워야 하고 이와 마찬가지로 리브의 두께도 상당히 두꺼워야 한다. 또한 완성된 파이프 또는 튜브는 강화부재 또는 보강스트립으로 보강될 수 있다.

보강형 튜브 또는 파이프가 도랑(trench) 내에 매입되거나 또는 큰 지반하중을 받게 되는 환경에서는 이의 강도가 매우 중요하다.

본원 출원인의 호주특허 제607431호는, 리브들의 사이에 배치되는 보강스트립을 이용함으로써 완성된 파이프 또는 튜브의 휨 저항이 현저히 증가되는 보강형 플라스틱 튜브의 제조방법을 개시하고 있다. 상기 보강스트립은 U-형 단면 윤곽을 가지는 금속부재를 포함하는데, 상기 보강스트립의 양 자유단은 서로 인접한 한 쌍의 리브들의 서로 대향하는 플랜지 형성부들의 하측에 결합됨으로써 리브 사이에서 금속스트립을 올바로 위치하게 고정하고 이는 다시 상기 리브들과 상기 완성된 파이프를 강화하도록 구성되어 있다.

본원 출원인의 호주특허 제661047호는 상기 언급된 호주특허 제607431호의 개시내용에 비해 개선된 내용을 개시하고 있다. 이러한 개선은, 상기 리브들의 높이보다 더 높은 반경방향의 높이를 갖는 역 U-자 또는 V-자형 단면의 중앙 동체부분을 가져서 복합재 파이프의 유효외경이 실질적으로 증가되는 보강스트립을 제공함으로써 이루어진다. 이로써 보다 강화된 파이프가 제공된다.

공지의 나선권취된 복합재 파이프는 다단계 작업으로 형성된다. 플라스틱 동체가 압출되고 나서 나선형으로 권취되어 파이프를 형성한다. 세장형의 스틸재 보강스트립들이 별도로 롤 성형(roll formed)되어 필요한 강성을 제공하는 형상(상기 언급된 역 U-자 또는 V-자형 단면형상)으로 된다. 그리고 이와 같이 롤 성형된 스틸재 보강스트립은 나선권취된 플라스틱 동체의 반경에 근접하는(approximating) 반경을 가지도록 감긴다. 마지막으로, 상기한 형상과 반경으로 된 보강스트립이 플라스틱 파이프의 외부에 권취되어 필요한 강성의 갖는 복합재 파이프를 형성한다.

호주특허 제607431호 및 제661047호에 개시된 보강스트립의 사용 시에, 스틸재 보강스트립이 감겨 플라스틱 파이프의 반경에 근접하는 반경이 되는 단계는 스틸재 보강스트립을 그 탄성한계 이상으로 변형시키는 단계를 포함한다. 이는 감는 공정 도중에 상당한 힘을 가할 것을 요구한다. 대조적으로, 압출되는 플라스틱을 권취하여 나선형 파이프가 되게 하는 것은 플라스틱의 재료 특성으로 인해 훨씬 더 적은 힘을 필요로 한다.

본 발명의 일 목적은, 플라스틱 재료와 금속 중 하나 이상으로 형성된 보강스트립을 부가하여 상기 언급된 호주특허 제607431호 및 제661047호에 개시된 개선내용 이상으로 상기 튜브 또는 상기 파이프를 강화하는데 유효한 개선점을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 파이프의 권취 공정 도중에 또는 파이프의 권취 공정 후에 보강스트립을 부가할 필요없이 권취되어 나선형 파이프 또는 튜브로 형성될 수 있는 개선형의 복합재 스트립을 제공하는 것이다. 이러한 복합재 파이프의 제조 방법을 제공하는 것도 본 발명의 일 목적이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 보강스트립이 플라스틱 스트립의 플라스틱 동체의 안에 삽입되기 전에 보강스트립이 사전에 감을 필요를 없게 하는 나선권취형 파이프의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 서로 다른 특성들을 갖는 두 개 이상의 재료로 형성되어 완성된 파이프 또는 튜브가 향상된 특성을 가지며 비교적 저비용으로 제조될 수 있는 나선권취형 플라스틱 파이프를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 고압정격을 갖는 나선권취형 플라스틱 파이프, 즉 파열됨이 없이 내부고압을 견딜 수 있는 파이프를 제공하는 것이다.

발명의 요약

본 발명의 제1실시형태에 따르면, 유체 이송용의 나선형 파이프를 형성하도록 권취될 수 있는 복합재 스트립이 제공되는바, 이 복합재 스트립은, 내면을 형성하는 하측면과 외면을 형성하는 상측면을 가지는 베이스부분을 가지는 세장형(elongate)의 플라스틱 스트립과; 베이스부분의 상기 외면으로부터 직립되고 길이방향으로 연장된 하나 이상의 리브부분과; 길이방향으로 연장되고 리브부분에 의하여 측방향으로 지지되며, 3:1 이상의 높이 대 두께 비를 가지고 베이스부분에 대하여 수직으로 배향된 세장형의 보강스트립을 포함하고, 상기 내면은 보강스트립의 아래에서 연속적인 면을 형성하며, 상기 복합재 스트립이 권취되어 나선형 파이프가 될 때, 보강스트립은 반경방향의 파쇄하중을 견디도록 나선형 파이프를 보강하고 상기 내면은 보강스트립을 상기 나선형 파이프 내의 유체로부터 분리하는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 높이 대 두께의 비가 4:1 이상인 것이 바람직하다.

상기 리브부분에 길이방향으로 연장된 슬로트가 형성되어 있되 상기 슬로트 내에 보강스트립이 수용되고, 상기 보강스트립이 슬로트의 벽에 의하여 측방향으로 지지되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 리브부분이 베이스부분의 길이방향을 따라서 연장되고 서로 평행한 한 쌍의 벽을 포함하고, 서로 평행한 이들 벽이 베이스부분에 대하여 수직으로 배향된 것이 바람직하다.

또한, 상기 보강스트립이 연속되어 있으며 플라스틱 스트립의 길이와 같은 길이를 가진 것이 바람직하다.

또한, 상기 보강스트립이 외부환경에 노출되는 것을 방지하기 위하여 완전히 밀폐된 것이 바람직하다.

또한, 상기 플라스틱 스트립이, 이 플라스틱 스트립의 폭을 가로질러 가면서 서로 간격을 두고 있는 리브부분들을 형성하고 길이방향으로 연장된 슬로트의 배열을 가지며, 각 리브부분이 세장형의 보강스트립을 지지하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 보강스트립은 여러가지 재료를 포함할 수 있으나 금속으로 구성된 것이 바람직하다. 특히 보강스트립은 스틸로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2실시형태에 따르면, 나선형 파이프를 형성하도록 권취될 수 있는 복합재 스트립이 제공되는바, 이 복합재 스트립은, 베이스부분과 이 베이스부분으로부터 직립되고 길이방향으로 연장된 리브부분을 가지는 세장형의 플라스틱 스트립; 길이방향으로 연장되고 리브부분에 의하여 지지되며, 3:1 이상의 높이 대 두께 비를 가지고 베이스부분에 대하여 수직으로 배향되어 있으며 편평한 세장형의 보강스트립; 및 길이방향으로 연장되어 있고 베이스부분에 접착되어 있으며 플라스틱 스트립의 영률과 항복강도보다 더 높은 영률과 항복강도를 가지고 있으며 편평한 박막을 포함하고, 상기 복합재 스트립이 권취되어 나선형 파이프가 될 때, 보강스트립이 반경방향의 파쇄하중을 견디도록 상기 나선형 파이프를 보강하여 박막이 나선형 파이프의 압력정격을 향상시킨 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 높이 대 두께의 비가 적어도 4:1 인 것이 바람직하다.
상기 리브부분에 길이방향으로 연장된 슬로트가 형성되어 있되 이 슬로트 내에 보강스트립이 수용되고, 보강스트립이 슬로트의 벽에 의하여 측방향으로 지지된 것이 바람직하다.
또한, 상기 리브부분이 베이스부분의 길이방향을 따라서 연장되고 서로 평행한 한 쌍의 벽을 포함하고, 서로 평행한 이들 한 쌍의 벽이 베이스부분에 대하여 수직으로 배향된 것이 바람직하다.

본 발명의 제3실시형태에 따르면, 복합재 스트립으로 제조되는 나선권취형 복합재 파이프가 제공되는바, 이 나선권취형 복합재 파이프는, 나선권취형 복합재 파이프의 내면을 형성하는 베이스부분과 이 베이스부분으로부터 직립되고 길이방향으로 연장된 리브부분을 가지는 세장형의 플라스틱 스트립; 및 길이방향으로 연장되고 리브부분에 의하여 지지되며, 3:1 이상의 높이 대 두께 비를 가지고 베이스부분에 대하여 수직으로 배향된 세장형의 금속재 보강스트립을 포함하고, 베이스부분에 대한 보강스트립의 배향이 복합재 스트립을 권취하여 나선권취형 복합재 파이프를 형성한 후에도 변경되지 않는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 높이 대 두께의 비가 적어도 4:1 인 것이 바람직하다.

상기 보강스트립은 연속되어 있으며 플라스틱 스트립의 길이와 같은 길이를 가지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 보강스트립은 금속으로 구성되는 것이 바람직하고, 특히 스틸로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제4실시형태에 따르면, 복합재 스트립으로 제조되는 나선권취형 복합재 파이프가 제공되는바, 이 나선권취형 복합재 파이프는, 나선권취형 복합재 파이프의 내면을 형성하는 베이스부분과 이 베이스부분으로부터 직립되고 길이방향으로 연장된 리브부분을 가지는 세장형의 플라스틱 스트립; 길이방향으로 연장되고 리브부분에 의하여 지지되며, 3:1 이상의 높이 대 두께 비를 가지고 베이스부분에 대하여 수직으로 배향되어 있으며 편평한 세장형의 보강스트립; 및 길이방향으로 연장되어 있고 베이스부분에 접착되어 있으며, 플라스틱 스트립의 영률과 항복강도보다 더 높은 영률과 항복강도를 가지고 있고 편평한 세장형의 박막을 포함하고, 베이스부분에 대한 보강스트립의 배향이 복합재 스트립을 권취하여 나선권취형 복합재 파이프를 형성한 후에도 변경되지 않는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 박막(50)의 서로 접하는 권취부(convolution)들이 서로 직접 접착되지는 않은 것이 바람직하다.
상기 높이 대 두께의 비가 4:1 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 보강스트립이, 연속되어 있으며 플라스틱 스트립의 길이와 같은 길이를 가진 것이 바람직하다.
아울러, 상기 보강스트립이 금속으로 구성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 보강스트립이 스틸로 구성된 것이 바람직하다.
본 발명의 제5실시형태에 따르면, 복합재 스트립으로 제조되는 나선권취형 복합재 파이프가 제공되는바, 이 나선권취형 복합재 파이프는, 나선권취형 복합재 파이프의 내면을 형성하는 베이스부분과 이 베이스부분으로부터 직립되고 길이방향으로 연장된 리브부분을 가지는 세장형의 플라스틱 스트립; 리브부분의 두 개의 벽의 내면과 접하거나 리브부분의 두 개의 벽의 내면과 일체가 된 상태로 배치된 세장형의 보강스트립; 및 길이방향으로 연장되고 베이스부분에 접착되어 있으며 플라스틱 스트립의 영률과 항복강도보다 더 높은 영률과 항복강도를 가지고 있고 편평한 세장형의 박막을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 나선권취형 복합재 파이프의 박막의 서로 접하는 권취부들이 서로 직접 접착되지는 않은 것이 바람직하다.
또한, 상기 보강스트립이 금속으로 구성된 것이 바람직하다.

본 발명의 제6실시형태에 따르면, 스틸로 보강되는 플라스틱재의 나선권취형 파이프의 제조방법이 제공되는바, 이 나선권취형 파이프의 제조방법은, 베이스부분과 이 베이스부분으로부터 직립되고 길이방향으로 연장된 리브부분을 가지는 플라스틱 스트립이 압출되는 단계; 직선형의 복합재 스트립이 제조되도록, 직선형 모서리를 가지고 3:1 이상의 높이 대 두께 비를 가지며 베이스 부분에 대해 수직으로 배향된 세장형의 금속재 보강스트립이 리브부분의 안에 삽입되는 단계; 보강스트립이 소성변형되도록 상기 복합재 스트립이 나선형으로 권취되는 단계; 및 나선형 파이프가 형성되도록 보강스트립의 서로 접하는 권취부들의 서로 접하는 변두리부(edge)들이 상호결합되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 리브부분이, 길이방향으로 연장되어 있되 보강스트립을 지지할 수 있는 형상을 가지는 슬로트를 형성하도록 압출되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 리브부분이, 베이스부분의 길이방향을 따라서 연장되어 있고 베이스 부분에 대해 수직으로 배향되어 있으며 서로 평행한 한 쌍의 벽을 포함하도록 압출되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 방법은 보강스트립이 밀폐되는 단계를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 압출되는 단계 및 상기 삽입되는 단계가 크로스-헤드형 압출다이 내에서 함께 수행되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제7실시형태에 따르면, 스틸로 보강되는 플라스틱재의 나선권취형 파이프의 제조방법이 제공되는바, 이 나선권취형 파이프의 제조방법은, 베이스부분과 이 베이스부분으로부터 직립되고 길이방향으로 연장된 리브부분을 가지는 플라스틱 스트립이 압출되는 단계; 복합재 스트립이 제조되도록, 3:1 이상의 높이 대 두께의 비를 가지고 베이스부분에 대해 수직으로 배향된 세장형의 금속재 보강스트립이 리브부분의 안으로 삽입되는 단계; 플라스틱 스트립의 영률과 항복강도보다 더 높은 영률과 항복강도를 가지는 박막이 베이스부분에 접착되는 단계; 복합재 스트립이 나선형으로 권취되는 단계; 및 나선형 파이프가 형성되도록 복합재 스트립의 서로 접하는 권취부들의 서로 접하는 변두리부들이 상호결합되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 리브부분이, 길이방향으로 연장되어 있되 보강스트립을 지지할 수 있는 형상을 가지는 슬로트를 형성하도록 압출되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 리브부분이, 베이스부분의 길이방향을 따라서 연장되어 있고 서로 평행하며 베이스부분에 대해 수직으로 배향된 한 쌍의 벽을 포함하도록 압출되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제7실시형태에 있어서, 상기 접착단계와 상기 나선형으로 권취되는 단계의 사이에서, 직선형의 복합재 스트립이, 이 복합재 스트립의 베이스부분이 허브의 하측을 향하는 상태에서, 수평축선을 중심으로 하여 회전하는 허브를 가지는 스풀로 공급되는 단계; 직선형의 복합재 스트립이 스풀측으로 당기어지도록 함과 동시에 상기 복합재 스트립이 스풀의 하측으로부터 스풀의 허브 둘레에 권취되도록 스풀이 구동되는 단계; 복합재 스트립을 이용하는 현장으로 스풀이 이송되는 단계, 및 스풀로부터 상기 복합재 스트립을 풀어내는 단계를 추가로 가지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제6실시형태에 있어서, 상기 삽입되는 단계와 상기 나선형으로 권취되는 단계의 사이에서, 직선형의 복합재 스트립이, 이 복합재 스트립의 베이스부분이 허브의 하측을 향하는 상태에서, 수평축선을 중심으로 하여 회전하는 허브를 가지는 스풀로 공급되는 단계; 직선형의 복합재 스트립이 스풀측으로 당기어지도록 함과 동시에 상기 복합재 스트립이 스풀의 하측으로부터 스풀의 허브 둘레에 권취되도록 스풀이 구동되는 단계; 복합재 스트립을 이용하는 현장으로 스풀이 이송되는 단계; 및 스풀로부터 상기 복합재 스트립을 풀어내는 단계를 추가로 가지는 것이 바람직하다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 제1실시형태에 따른 복합재 스트립의 단면도이고,

도 2는 도 1에 도시된 스트립의 분해도이며,

도 3은 도 1에 도시된 복합재 스트립의 사시도이고,

도 4는 도 1과 도 3에 도시된 형상으로부터 권취된 나선권취형의 복합재 파이프의 사시도이며,

도 5는 보강요소를 노출시킨 도 4의 파이프의 부분단면도이고,

도 6은 플라스틱 스트립의 플라스틱 동체에 삽입되는 보강스트립을 보인 사시도이며,

도 7은 본 발명의 제2실시형태에 따른 복합재 스트립의 단면도이고,

도 8은 본 발명의 제3실시형태에 따른 복합재 스트립의 서로 접하는 권취부의 단면도이며,

도 9는 본 발명의 제4실시형태에 따른 복합재 스트립의 단면도이고,

도 10은 본 발명의 제5실시형태에 따른 복합재 스트립의 단면도이며,

도 11은 본 발명의 제6실시형태에 따른 복합재 스트립의 단면도이고,

도 12은 본 발명의 제7실시형태에 따른 복합재 스트립의 단면도이며,

도 13은 본 발명의 제8실시형태에 따른 복합재 스트립의 단면도이고,

도 14는 본 발명의 실시형태들에 이용되는 스풀구동조립체의 사시도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 나선형 파이프를 형성하도록 권취될 수 있는 세장형(elongate)의 복합재 스트립(10)이 도시되어 있다. 복합재 스트립(10)은 세장형의 플라스틱 스트립(11)과 세장형의 금속재 보강스트립(30)을 포함한다. 본 발명의 이 실시형태에 사용된 플라스틱은 폴리에틸렌이지만 다른 적당한 플라스틱이 사용될 수도 있다.

플라스틱 스트립(11)은 편평한 측면(14)을 갖는 베이스부분(12)을 갖는다. 길이방향으로 연장된 다수의 리브부분(20)이 베이스부분(12)으로부터 상측으로 돌출되어 있다. 이 실시형태에서, 각 리브부분(20)은 길이방향으로 뻗어 있는 슬로트(23)를 형성하도록 베이스부분(12)을 따라 길이방향으로 연장된 서로 평행한 한 쌍의 벽(22)(24)을 포함한다. 슬로트(23)는, 도 2에 도시된 바와 같이 보강스트립(30)이 꼭 맞게 삽입될 수 있는 크기와 형상을 갖는다.

플라스틱 비드(40)가 리브부분의 벽(22)(24)의 상측단부들 사이의 간극을 메우도록 배치되어 보강스트립(30)을 완전히 밀폐한다. 이는 보강스트립(30)이 주위환경에 노출되는 것을 방지하고 따라서 부식을 방지하는데 도움이 된다.

본 발명의 제1실시형태에서, 스트립의 폭을 가로질러 서로 간격을 두고 길이방향으로 형성된 3개 리브부분(20)으로 된 배열이 제공되어 있다. 각 리브부분(20)은 세장형의 편평한 금속재 보강스트립(30)을 지지하고 있다. 본 발명의 다른 실시형태에서는, 제1실시형태보다 더 많거나 더 적은 수의 리브부분과 보강스트립이 사용될 수 있다. 세장형의 금속재 보강스트립(30)을 지지하는 리브부분(20)은 연속적으로 되어 있을 필요는 없다. 이 리브부분(20)들은, 이들 리브부분이 수직으로 배향된 보강스트립(30)을 지지한다면 어떠한 형상으로도 이루어질 수 있다.

도 4를 참조하면, 도 1 내지 도 3에 도시된 복합재 스트립을 나선형으로 권취하여 제조되는 나선권취형의 복합재 파이프가 도시되어 있다. 스트립의 서로 접하는 권취부들의 서로 접하는 변두리부(edge)(18)(16)들 사이의 결합이 도 1 및 도 2에서 단면으로 가장 잘 보이고 있다.

도 1과 도 4를 비교하였을 때, 베이스부분(12)의 편평한 측면(14)에 대한 보강스트립(30)의 방향은 복합재 스트립을 권취하여 파이프를 형성한 후에도 실질적으로 변경되지 않았다. 리브부분(20)은 특히 복합재 스트립(10)을 권취하는 동안 보강스트립(30)에 대한 지지체를 제공한다. 복합재 스트립(10)을 권취하여 나선형 파이프를 형성하는 동안, 보강스트립(30)은 복합재 스트립(10)의 권취방향에 수직한 축선의 주위로 굽혀진다. 이에 의해 보강스트립(30)의 소성변형이 이루어진다. 리브부분(20)은, 보강스트립(30)이 옆으로 넘어져서 플라스틱 스트립의 베이스부분(12) 쪽으로 가는 것을 방지하는데 도움이 된다.

도 5는, 보강스트립(30)이 도 4에 도시된 바와 같이 굽혀져서 파이프를 감게 된 후의 보강스트립(30)의 원호형의 부분을 보인 것이다. 좁은 영역의 좌굴부(buckling)(32)들이 도시되어 있다.

이들 좌굴부는 존재하지 않거나 또는 비교적 작아야 하는 것이 중요하다. 만약 과도한 좌굴부가 존재한다면, 반경방향의 파쇄하중(crushing load)를 견디는 파이프의 능력이 약화된다.

또한, 보강스트립의 중량을 최소한으로 유지하는 한편 이와 동시에 재료비를 최소화하는 것을 보장하는 성능기준을 유지하는 것이 중요하다.

플라스틱 스트립의 베이스부분(12)과 세장형의 금속재 보강스트립(30)의 치수와 형상은 권취되어야 하는 파이프의 직경에 맞도록 변경될 수 있다. 다음의 표는 300 ~ 600 mm 범위의 내경을 갖는 파이프에 적합한 보강스트립의 범위의 구성을 보이고 있다.

내 경 mm	스틸두께 mm	스틸높이 mm	높이 대 두께 비	스틸밴드의 수	스틸의 재료
150	0.6	4	6.7:1	3	CA3 SNG
300	0.6	12	20:1	3	CA3 SNG
375	0.6	12	20:1	3	CA3 SNG
450	0.6	14	23:1	3	CA3 SNG
525	0.6	16	27:1	3	CA3 SNG
600	0.8	16	20:1	3	CA3 SNG
675	1.0	16	16:1	3	CA3 SNG
750	1.2	16	13:1	3	CA3 SNG
825	1.6	16	10:1	3	CA3 SNG
900	1.6	16	10:1	3	CA3 SNG
1050	1	19	19:1	3	CA3 SNG
1200	1.2	19	16:1	3	CA3 SNG

* CA3 SNG: 피복되지 않은 냉간압연연강

사용된 스틸재 보강스트립의 높이, 두께 및 수는 권취된 파이프의 강성(stiffness)에 영향을 주는 변수이다. 직경이 큰 파이프의 경우, 파이프의 강성에 대한 플라스틱의 기여율은 비교적 작다(<10%). 직경이 작은 파이프의 경우, 파이프의 강성에 대한 플라스틱의 기여율은 높다(내경이 300 mm 인 파이프의 경우 약 30%).

보강스트립(30)의 상기 높이 대 두께의 비는 여러 가지 이유에서 중요하다. 높이 대 두께의 비가 큰 보강스트립은 파이프의 강성과 재료의 효율적인 이용이란 관점에서는 바람직하지만 이는 결과적으로 발생될 수도 있는 불안정성에 대하여 숙고되여야 한다. 불안정성으로 인하여 보강스트립(30)이 옆으로 넘어져서 플라스틱 스트립의 베이스부분(12)을 향할 수 있거나 또는 지나친 좌굴현상(이러한 좌굴현상이 도 5에 도시되어 있다)이 나타날 수 있다.

이 경우에 있어서, 최적의 영률(또는 인장율)과 항복강도를 갖는 스틸의 선택이 또한 중요하다. 항복강도가 지나친 곳에서는 좌굴현상이 쉽게 나타난다.

상기 표에서 보인 데이터들의 범위를 가지고 리브부분의 두께 범위가 1.4 ~ 1.8 mm 인 경우에, 비교적 경량으로 안정되고 반경방향의 파쇄하중에 대하여 탁월한 저항을 가지는 파이프가 권취될 수 있다.

비록 상기 언급된 실시형태가 스틸재 보강스트립을 이용하였으나 다른 재료로 구성되고 편평한 세장형의 보강스트립이 사용될 수도 있다.

플라스틱 스트립의 베이스부분(12)에 보강스트립(30)을 추가함으로써 파이프의 압력정격이 개선되는데 도움이 될 수 있다. 또한, 상기 언급된 복합재 스트립은 권취된 파이프의 압력정격을 개선하기 위하여 다른 요소들을 결합할 수 있다. 예를 들어, 섬유직물(예, 유리섬유), 플라스틱 또는 스틸로 이루어진 박막이 파이프의 압력정격을 개선하기 위하여 제공될 수 있다. 상기 플라스틱 스트립의 플라스틱재료보다 우수한 영률과 항복강도를 갖는다면 어떠한 재료라도 사용될 수 있다. 상기 박막은 임의의 적당한 방법으로 베이스부분(12)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 박막은 플라스틱 스트립(11)의 베이스에 용착되거나 플라스틱 스트립의 베이스부분(12)에 크로스 헤드 압출(cross-head extruded)될 수 있다.

개선된 상호결합형 변두리부의 특징들도 파이프의 압력정격을 향상시키기 위해 제공될 수 있다. 고압용으로 구성된 상기 복합재 스트립 형태의 예가 도 7 내지 도 13에 도시되어 있다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제2실시형태가 도시되어 있는데, 여기에서 복합재 스트립(10)은 PVC로부터 압출되었다. 플라스틱 스트립(11)으로 형성된 웅형(雄形) 변두리부(16)와 자형(雌形) 변두리부(18)에 의하여 물리적인 고정이 이루어진다. 상기 설명한 형태의 보강스트립(30)도 제공된다. 이러한 형태의 복합재 스트립이 보강스트립(30)을 밀폐한 상태로 크로스헤드 압출되면서 상기 복합재 스트립(10)은 앞서 설명한 바와 같은 밀봉비드를 추가할 필요없이 제조된다. 박막(50)이 플라스틱 스트립(11)의 베이스부분에 접착된다. 이 박막(50)은 PVC 플라스틱 스트립(11) 의 영률과 항복강도보다 더 큰 영률과 항복강도를 갖는다. 이러한 형태의 복합재 스트립은, 권취되어 나선형 파이프가 될 때 압력을 받는 상태로 유체를 운반하는데 적합한 고압파이프에 이용될 수 있다. 비록 서로 접하는 권취부들이 직접 접착되지는 않았으나 플라스틱의 두께와 서로 접하는 변두리부(16)(18)들에 의하여 형성된 물리적인 고정에 의해 확실하게 파이프가 큰 내부압력을 견딜 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 제3실시형태에 따른 복합재 스트립(10)의 서로 접하는 두 권취부의 단면을 보인 것이다. 이 복합재 스트립(10)은 베이스부분(12)으로부터 연장된 3개의 리브부분(20)을 갖는 폴리에틸렌으로 압출된 플라스틱 스트립(11)을 포함하고, 각 리브부분(20)은 보강스트립(30)을 지지한다. 또한, 제4보강스트립(30)을 지지하는 제4리브부분(21)이 제공되어 있다. 이들 제4의 리브부분(21)과 보강스트립(30)은 상기 복합재 스트립의 변두리부 측에 위치하여 서로 접하는 권취부의 박막들 사이의 간극을 따라 권취된 파이프를 보강한다. 이러한 간극(54)이 도 8에 도시되어 있다.

복합재 스트립의 인접한 권취부들 사이에서 결합부분의 상부와, 박막이 불연속되는 영역을 보강함으로써 고압을 견딜 수 있는 파이프가 제조될 수 있다.

본 발명의 제4실시형태가 도 9에 도시되어 있다. 본 발명의 이 실시형태는 상기 결합영역에 부가적인 리브부분과 보강스트립이 제공되는 것을 제외하고는 본 발명의 제3실시형태와 유사하며, 자형결합부분이 두꺼운 벽을 가짐으로써 박막이 불연속되는 영역에서 압력수용능력을 갖는다.

본 발명의 제5실시형태가 도 10에 도시되어 있으며, 여기에서는 서로 접하는 권취부들 사이에서 박막들이 불연속적인 영역을 덮도록 부가적인 구조체가 제공되지 않았다.

본 발명의 제6실시형태가 도 11에 도시되어 있다. 본 발명의 이 실시형태에있어서, 부가적인 박막이 도시된 바와 같이 스트립의 변두리부부분에 용착되어 있다.

본 발명의 제7실시형태가 도 12에 도시되어 있다. 본 발명의 이 실시형태는, 부가적인 박막(55)이 스트립의 권취과정에서 삽입된다는 점에서 상기 언급된 실시형태와 약간 상이하다.

본 발명의 최종실시형태는 도 13에 도시되어 있다. 본 발명의 이 실시형태에있어서, 연속형의 박막이 상기 복합재 스트립의 베이스부분(12)과 변두리부의 결합 영역에서 크로스 헤드 압출되거나 이러한 압출 후 상기 베이스부분에 용착된다.

본 발명의 다른 실시형태에서는 상기 복합재 스트립의 베이스부분(12)에 접착되거나 상기 복합재 스트립의 베이스부분(12) 내에 매입된 박막이 제공될 수 있다.

방향성을 갖는 재료가 박막으로서 사용되거나 박막 내에 매입될 수 있다. 예를 들어, 길이방향으로는 강하지만 횡방향으로는 약한 방향성을 가지는 플라스틱 필름 스트립이 사용될 수 있다. 이러한 스트립은 권취된 파이프의 "후프(hoop)"강도를 개선할 수 있다.

또한 횡방향으로는 강하지만 길이방향으로는 약한 플라스틱 필름 스트립이 사용될 수도 있다.

일부의 경우에 있어서는 상호 직각방향으로 강한 두 개(또는 그 이상)의 플라스틱 필름의 스트립으로 박막을 형성함으로써 전체 방향으로 높은 강도로 이루어지는 복합재를 생성하는 것이 바람직할 것이다.

방향성을 갖는 적절한 재료의 예로서는 신축성이 큰 폴리올레핀 시이트가 있다. 이러한 시이트는 큰 영률과 항복강도를 제공하는 동일방향으로 배향된 분자를 상당한 비율로 갖는다.

일반적으로는, 나선권취형의 복합재 파이프는 다단계 작업으로 제조된다. 일반적으로 플라스틱 동체는 공장 내에서 압출되고 나서 운반을 위하여 스풀에 권취된다. 그리고 나서 압출된 플라스틱 스트립이, 스풀로부터 풀려서 공장 내에 위치하거나 또는 최종 파이프가 요구되는 현장에 위치하는 권취기를 통하여 보내어진다. 마지막으로, 세장형의 스틸재 보강스트립이 새로 권취된 파이프 상에서 감긴다. 많은 경우에 있어서, 스틸재 보강스트립은, 이들 스틸재 보강스트립이 필요한 강성을 갖는 복합재 파이프를 형성하기 위하여 플라스틱 파이프의 외부의 안에 삽입되기 전에 나선권취된 플라스틱 동체의 반경에 근접하는 반경으로 사전에 감긴다. 보강스트립을 사전에 감아 굽혀 놓는 것은, 보강스트립이 굽힘축선의 전체에 걸쳐서 고도의 강성을 갖는 경우에 필요하다.

보강스트립(30)이 파이프 제조의 초기단계에서 및 파이프의 권취 전에 스트립내에 삽입되므로, 도 1, 도 2, 도 3, 도 5 및 도 6을 참조하면 상기 언급된 복합재 스트립으로 나선형 파이프를 구성하는 공정이 간단해진다.

나선형 파이프를 형성하도록 권취될 수 있는 복합재 스트립(10)을 제조하는 방법이 도 6에 도시되어 있다. 편평한 측면을 갖는 베이스부분(12)과 이 베이스부분으로부터 직립되고 평행하게 서로 일정한 간격을 두고 길이방향으로 연장된 리브부분(20)의 배열을 갖는 플라스틱 스트립(11)이 압출된다. 다음으로, 다수의 세장형의 금속재 보강스트립(30)이 리브부분(20)에 삽입된다. 보강스트립(30)은, 4:1 이상의 높이 대 두께의 비를 가지고 베이스부분(12)의 편평한 측면(14)에 수직으로 배향되어 있다.

상기 언급된 삽입단계는 플라스틱 스트립이 편평한 상태로 놓이는 동안에 이루어진다. 보강스트립(30)은 사전에 굽히지 않고 직선상으로 삽입된다. 끝으로, 플라스틱 비드(40)(도 1 및 도 2 참조)가 리브부분(20)의 상측에서 가압되어 보강스트립(30)을 밀봉한다.

나선형 파이프를 형성하도록 권취될 수 있는 복합재 스트립을 구성하는 다른 방법은 다음과 같다. 플라스틱 재료와 스틸 스트립이 크로스-헤드형의 압출다이로 공급되고 여기에서 상기 두 재료가 도 3에서 보인 바와 같은 복합재 스트립과 같은 하나의 복합재 형태로 일체화된다. 크로스 헤드 압출에 의하여 형성된 복합재 스트립은 플라스틱 비드(40)(도 1 및 도 2에서 보인 바와 같음)가 필요하지 않아 위에서 언급된 형태와는 약간 상이하며, 크로스-헤드형 압출다이는, 스틸 스트립이 플라스틱 재료로 완전히 밀폐된 다이로부터 빠져나오도록 구성되어 있다.

복합재 스트립을 제조하면서, 상기 복합재 스트립이, 직접 권취되어 도 4에서 보인 파이프와 같은 나선권취형의 파이프로 만들어지는 것이 가능하거나 스풀에 감겨져 추후에 이 스풀을 사용할 수 있다.

복합재 스트립이 스풀에 감겨져 운반될 수 있도록 한 것에 의해 많은 잇점이 제공된다. 예를 들어, 하나의 스풀이, 현장으로 운반되고 나서 최종파이프가 필요한 곳에 설치된 파이프권취기에 인접하여 배치될 수 있다. 그러면 복합재의 파이프가 여러 가지 특수장비가 없이도 단일공정으로 나선형으로 권취될 수 있다.

스틸재 보강스트립(30)의 좌굴현상 없이 직선형의 복합재 스트립(10)을 스풀에 감기 위해서는 새로운 스풀링(spooling) 방법을 개발하는 것이 필요하게 되었다. 기존의 통상적인 스풀링 방법은, 복합재 스트립을 역으로 굽힌 다음 복합재 스트립이 스풀의 허브에 이르기 전에 복합재 스트립을 직선으로 펼쳐지게 하는 스트립경로를 설치하고 있다. 스풀은 수평축선을 중심으로 하여 회전되고 상기 스트립은 스풀의 상측부로 공급된다. 스틸이 없는 플라스틱 스트립의 경우 이러한 방법은 만족스럽다. 그러나, 플라스틱 스트립 내에 스틸이 보강되는 경우, 이러한 방법은 스틸재 보강스트립(30)을 좌굴되게 하기 때문에 적합하지 않다.

도 14는 스틸로 보강된 복합재 스트립(10)을 스풀에 감기 위하여 개발된 스풀구동조립체(100)를 도시하고 있다. 스풀(101)이 수평축선(102)을 중심으로 하여 회전하도록 지지된다. 스풀의 허브의 폭을 가로질러 복합재 스트립(10)을 공급할 수 있도록 스트립 가이드(110)가 제공되어 있다. 롯드(112)상에서 구동되는 무단공압실린더(endless pneumatic cylinder)(114)가 스트립 가이드(110)를 전후로 구동시킨다.

스틸로 보강된 복합재 스트립을 위하여 개발된 도 14의 스풀링방법은, 복합재 스트립에 가하여져 좌굴현상을 일으키는 원인이 될 수 있는 부하를 최소화하는 스트립경로를 갖는다. 이러한 구성에 있어서 스풀(101)의 스트립경로는, 스풀의 하측부(103)까지 직선경로이며 리브부분은 하측으로 향하고 따라서 베이스부분은 상측으로 향하고 있음으로써 스트립이 스풀 상에서 정확한 방향으로 굽혀질 수 있다(리브부분은 권취된 파이프의 형태로 있을 때 바깥쪽을 향한다.).

이러한 새로운 방법을 위하여 개발된 스풀(101)의 회전속도를 제어하는 방법은 복합재 스트립(10)의 장력(모터의 토크)에 의존한다. 스풀링 방법을 달리하는 것 외에도, 스풀링 과정 중에 리브부분이 좌굴현상을 일으키는 것을 방지할 수 있도록 최적의 스풀허브의 치수가 선택될 필요가 있다. 초기의 허브치수는 450 mm 로서 시도되었는데 이는 스틸의 두께들 중 일부에는 적합하였으나, 스틸이 점점 더 두꺼워지고 더 길어짐에 따라 허브의 치수가 증대될 필요가 있다. 직경이 750 mm 까지의 파이프를 제조하기 위한 복합재 스트립(10)의 경우, 1000 mm 의 허브치수가 필요하다.

도 7 내지 도 13에 예시된 바와 같은 본 발명의 제2-제8실시형태의 복합재 스트립은 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같은 본 발명의 제1실시형태의 복합재 스트립에 대하여 상기 언급된 방법을 이용하여 구성될 수 있다. 박막은 복합재 스트립이 압출된 후에 별도의 단계에서 도입될 수 있다.

본 발명을 보다 잘 용이하게 이해할 수 있도록 바람직한 실시형태를 이용하여 설명하였으나, 본 발명의 원리를 벗어나지 않는다면 다양한 수정이 이루어질 수 있다고 이해해야 한다. 따라서, 본 발명은 본 발명의 범위 내에서의 그러한 모든 수정예를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims

유체 이송용의 나선형 파이프를 형성하도록 권취될 수 있는 복합재 스트립에 있어서,

내면을 형성하는 하측면과 외면을 형성하는 상측면을 가지는 베이스부분(12)을 가지는 세장형(elongate)의 플라스틱 스트립(11)과;

베이스부분(12)의 상기 외면으로부터 직립되고 길이방향으로 연장된 하나 이상의 리브부분(20)과;

길이방향으로 연장되고 리브부분(20)에 의하여 측방향으로 지지되며, 3:1 이상의 높이 대 두께 비를 가지고 베이스부분(12)에 대하여 수직으로 배향된 세장형의 보강스트립(30)을 포함하고,

상기 내면은 보강스트립(30)의 아래에서 연속적인 면을 형성하며,

상기 복합재 스트립이 권취되어 나선형 파이프가 될 때, 보강스트립(30)은, 반경방향의 파쇄하중을 견디도록 나선형 파이프를 보강하고 상기 내면은 보강스트립(30)을 상기 나선형 파이프 내의 유체로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 복합재 스트립.
제1항에 있어서, 상기 높이 대 두께의 비가 4:1 이상인 것을 특징으로 하는 복합재 스트립.
제1항에 있어서, 리브부분(20)에 길이방향으로 연장된 슬로트(23)가 형성되어 있되 상기 슬로트 내에 보강스트립(30)이 수용되고, 상기 보강스트립(30)이 슬로트(23)의 벽에 의하여 측방향으로 지지되는 것을 특징으로 하는 복합재 스트립.
제3항에 있어서, 리브부분(20)이 베이스부분(12)의 길이방향을 따라서 연장되고 서로 평행한 한 쌍의 벽을 포함하고, 서로 평행한 이들 벽이 베이스부분(12)에 대하여 수직으로 배향된 것을 특징으로 하는 복합재 스트립.
제4항에 있어서, 보강스트립(30)이 연속되어 있으며 플라스틱 스트립(11)의 길이와 같은 길이를 가진 것을 특징으로 하는 복합재 스트립.
제5항에 있어서, 보강스트립(30)이 외부환경에 노출되는 것을 방지하기 위하여 완전히 밀폐된 것을 특징으로 하는 복합재 스트립.
제6항에 있어서, 플라스틱 스트립(11)이, 이 플라스틱 스트립의 폭을 가로질러 가면서 서로 간격을 두고 있고 길이방향으로 연장된 다수의 슬로트(23) 형성 리브부분(20)들을 가지며, 각 리브부분(20)이 세장형의 보강스트립(30)을 지지하는 것을 특징으로 하는 복합재 스트립.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 보강스트립(30)이 금속으로 구성된 것을 특징으로 하는 복합재 스트립.
제8항에 있어서, 보강스트립(30)이 스틸로 구성된 것을 특징으로 하는 복합재 스트립.
나선형 파이프를 형성하도록 권취될 수 있는 복합재 스트립에 있어서,

베이스부분(12)과 이 베이스부분(12)으로부터 직립되고 길이방향으로 연장된 리브부분(20)을 가지는 세장형의 플라스틱 스트립(11);

길이방향으로 연장되고 리브부분(20)에 의하여 지지되며, 3:1 이상의 높이 대 두께 비를 가지고 베이스부분(12)에 대하여 수직으로 배향되어 있으며 편평한 세장형의 보강스트립(30); 및

길이방향으로 연장되어 있고 베이스부분(12)에 접착되어 있으며 플라스틱 스트립(11)의 영률과 항복강도보다 더 높은 영률과 항복강도를 가지고 있으며 편평한 박막(50)을 포함하고,

상기 복합재 스트립이 권취되어 나선형 파이프가 될 때, 보강스트립(30)이, 반경방향의 파쇄하중을 견디도록 상기 나선형 파이프를 보강하고 박막(50)이 나선형 파이프의 압력정격을 향상시킨 것을 특징으로 하는 복합재 스트립.
제10항에 있어서, 상기 높이 대 두께의 비가 4:1 이상인 것을 특징으로 하는 복합재 스트립.
제10항에 있어서, 리브부분(20)에 길이방향으로 연장된 슬로트(23)가 형성되어 있되 이 슬로트 내에 보강스트립(30)이 수용되고, 보강스트립(30)이 슬로트(23)의 벽에 의하여 측방향으로 지지된 것을 특징으로 하는 복합재 스트립.
제12항에 있어서, 리브부분(20)이 베이스부분(12)의 길이방향을 따라서 연장되고 서로 평행한 한 쌍의 벽을 포함하고, 서로 평행한 이들 한 쌍의 벽이 베이스부분(12)에 대하여 수직으로 배향된 것을 특징으로 하는 복합재 스트립.
복합재 스트립으로 제조되는 나선권취형 복합재 파이프에 있어서,

나선권취형 복합재 파이프의 내면을 형성하는 베이스부분(12)과 이 베이스부분(12)으로부터 직립되고 길이방향으로 연장된 리브부분(20)을 가지는 세장형의 플라스틱 스트립(11); 및

길이방향으로 연장되고 리브부분(20)에 의하여 지지되며, 3:1 이상의 높이 대 두께 비를 가지고 베이스부분(12)에 대하여 수직으로 배향된 세장형의 금속재 보강스트립(30)을 포함하고,

베이스부분(12)에 대한 보강스트립(30)의 배향이 복합재 스트립을 권취하여 나선권취형 복합재 파이프를 형성한 후에도 변경되지 않는 것을 특징으로 하는 나선권취형 복합재 파이프.
제14항에 있어서, 상기 높이 대 두께의 비가 4:1 이상인 것을 특징으로 하는 나선권취형 복합재 파이프.
제14항에 있어서, 보강스트립(30)이 연속되어 있으며 플라스틱 스트립의 길이와 같은 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 나선권취형 복합재 파이프.
제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 보강스트립(30)이 금속으로 구성된 것을 특징으로 하는 나선권취형 복합재 파이프.
제17항에 있어서, 보강스트립(30)이 스틸로 구성된 것을 특징으로 하는 나선권취형 복합재 파이프.
복합재 스트립으로 제조되는 나선권취형 복합재 파이프에 있어서,

나선권취형 복합재 파이프의 내면을 형성하는 베이스부분(12)과 이 베이스부분(12)으로부터 직립되고 길이방향으로 연장된 리브부분(20)을 가지는 세장형의 플라스틱 스트립(11);

길이방향으로 연장되고 리브부분(20)에 의하여 지지되며, 3:1 이상의 높이 대 두께 비를 가지고 베이스부분(12)에 대하여 수직으로 배향되어 있으며 편평한 세장형의 보강스트립(30); 및

길이방향으로 연장되어 있고 베이스부분(12)에 접착되어 있으며, 플라스틱 스트립(11)의 영률과 항복강도보다 더 높은 영률과 항복강도를 가지고 있고 편평한 세장형의 박막(50)을 포함하고,

베이스부분(12)에 대한 보강스트립(30)의 배향이 복합재 스트립을 권취하여 나선권취형 복합재 파이프를 형성한 후에도 변경되지 않는 것을 특징으로 하는 나선권취형 복합재 파이프.
제19항에 있어서, 박막(50)의 서로 접하는 권취부(convolution)들이 서로 직접 접착되지는 않은 것을 특징으로 하는 나선권취형 복합재 파이프.
제20항에 있어서, 상기 높이 대 두께의 비가 4:1 이상인 것을 특징으로 하는 나선권취형 복합재 파이프.
제20항에 있어서, 보강스트립(30)이, 연속되어 있으며 플라스틱 스트립(11)의 길이와 같은 길이를 가진 것을 특징으로 하는 나선권취형 복합재 파이프.
제19항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 보강스트립(30)이 금속으로 구성된 것을 특징으로 하는 나선권취형 복합재 파이프.
제23항에 있어서, 보강스트립(30)이 스틸로 구성된 것을 특징으로 하는 나선권취형 복합재 파이프.
복합재 스트립으로 제조되는 나선권취형 복합재 파이프에 있어서,

나선권취형 복합재 파이프의 내면을 형성하는 베이스부분(12)과 이 베이스부분(12)으로부터 직립되고 길이방향으로 연장된 리브부분(20)을 가지는 세장형의 플라스틱 스트립(11);

리브부분(20)의 두 개의 벽의 내면과 접하거나 리브부분(20)의 두 개의 벽의 내면과 일체가 된 상태로 배치된 세장형의 보강스트립(30); 및

길이방향으로 연장되고 베이스부분(12)에 접착되어 있으며 플라스틱 스트립(11)의 영률과 항복강도보다 더 높은 영률과 항복강도를 가지고 있고 편평한 세장형의 박막(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 나선권취형 복합재 파이프.
제25항에 있어서, 나선권취형 복합재 파이프의 박막(50)의 서로 접하는 권취부들이 서로 직접 접착되지는 않은 것을 특징으로 하는 나선권취형 복합재 파이프.
제26항에 있어서, 보강스트립(30)이 금속으로 구성된 것을 특징으로 하는 나선권취형 복합재 파이프.
스틸로 보강되는 플라스틱재의 나선권취형 파이프의 제조방법에 있어서,

베이스부분(12)과 이 베이스부분(12)으로부터 직립되고 길이방향으로 연장된 리브부분(20)을 가지는 플라스틱 스트립(11)이 압출되는 단계;

직선형의 복합재 스트립이 제조되도록, 직선형 모서리를 가지고 3:1 이상의 높이 대 두께 비를 가지며 베이스 부분(12)에 대해 수직으로 배향된 세장형의 금속재 보강스트립(30)이 리브부분(20)의 안에 삽입되는 단계;

보강스트립(30)이 소성변형되도록 상기 복합재 스트립이 나선형으로 권취되는 단계; 및

나선형 파이프가 형성되도록 보강스트립(30)의 서로 접하는 권취부들의 서로 접하는 변두리부(edge)들이 상호결합되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 스틸로 보강되는 플라스틱재의 나선권취형 파이프의 제조방법.
제28항에 있어서, 리브부분(20)이, 길이방향으로 연장되어 있되 보강스트립(30)을 지지할 수 있는 형상을 가지는 슬로트(23)를 형성하도록 압출되는 것을 특징으로 하는, 스틸로 보강되는 플라스틱재의 나선권취형 파이프의 제조방법.
제29항에 있어서, 리브부분(20)이, 베이스부분(12)의 길이방향을 따라서 연장되어 있고 베이스 부분(12)에 대해 수직으로 배향되어 있으며 서로 평행한 한 쌍의 벽을 포함하도록 압출되는 것을 특징으로 하는, 스틸로 보강되는 플라스틱재의 나선권취형 파이프의 제조방법.
제30항에 있어서, 보강스트립(30)이 밀폐되는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 스틸로 보강되는 플라스틱재의 나선권취형 파이프의 제조방법.
제30항에 있어서, 상기 압출되는 단계 및 상기 삽입되는 단계가 크로스-헤드형 압출다이 내에서 함께 수행되는 것을 특징으로 하는, 스틸로 보강되는 플라스틱재의 나선권취형 파이프의 제조방법.
스틸로 보강되는 플라스틱재의 나선권취형 파이프의 제조방법에 있어서,

베이스부분(12)과 이 베이스부분(12)으로부터 직립되고 길이방향으로 연장된 리브부분(20)을 가지는 플라스틱 스트립(11)이 압출되는 단계;

복합재 스트립이 제조되도록, 3:1 이상의 높이 대 두께의 비를 가지고 베이스부분(12)에 대해 수직으로 배향된 세장형의 금속재 보강스트립(30)이 리브부분(20)의 안으로 삽입되는 단계;

플라스틱 스트립(11)의 영률과 항복강도보다 더 높은 영률과 항복강도를 가지는 박막(50)이 베이스부분(12)에 접착되는 단계;

복합재 스트립이 나선형으로 권취되는 단계; 및

나선형 파이프가 형성되도록 복합재 스트립의 서로 접하는 권취부들의 서로 접하는 변두리부들이 상호결합되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 스틸로 보강되는 플라스틱재의 나선권취형 파이프의 제조방법.
제33항에 있어서, 리브부분(20)이, 길이방향으로 연장되어 있되 보강스트립(30)을 지지할 수 있는 형상을 가지는 슬로트(23)를 형성하도록 압출되는 것을 특징으로 하는, 스틸로 보강되는 플라스틱재의 나선권취형 파이프의 제조방법.
제34항에 있어서, 리브부분(20)이, 베이스부분(12)의 길이방향을 따라서 연장되어 있고 서로 평행하며 베이스부분(12)에 대해 수직으로 배향된 한 쌍의 벽을 포함하도록 압출되는 것을 특징으로 하는, 스틸로 보강되는 플라스틱재의 나선권취형 파이프의 제조방법.
제28항에 있어서,

상기 삽입되는 단계와 상기 나선형으로 권취되는 단계의 사이에서,

직선형의 복합재 스트립이, 이 복합재 스트립의 베이스부분(12)이 허브의 하측을 향하는 상태에서, 수평축선을 중심으로 하여 회전하는 허브를 가지는 스풀(101)로 공급되는 단계;

직선형의 복합재 스트립이 스풀(101)측으로 당기어지도록 함과 동시에 상기 복합재 스트립이 스풀의 하측으로부터 스풀(101)의 허브 둘레에 권취되도록 스풀(101)이 구동되는 단계;

복합재 스트립을 이용하는 현장으로 스풀(101)이 이송되는 단계; 및

스풀(101)로부터 상기 복합재 스트립을 풀어내는 단계를 추가로 가지는 것을 특징으로 하는, 스틸로 보강되는 플라스틱재의 나선권취형 파이프의 제조방법.
제33항에 있어서,

상기 접착단계와 상기 나선형으로 권취되는 단계의 사이에서,

직선형의 복합재 스트립이, 이 복합재 스트립의 베이스부분(12)이 허브의 하측을 향하는 상태에서, 수평축선을 중심으로 하여 회전하는 허브를 가지는 스풀(101)로 공급되는 단계;

직선형의 복합재 스트립이 스풀(101)측으로 당기어지도록 함과 동시에 상기 복합재 스트립이 스풀의 하측으로부터 스풀(101)의 허브 둘레에 권취되도록 스풀(101)이 구동되는 단계;

복합재 스트립을 이용하는 현장으로 스풀(101)이 이송되는 단계, 및

스풀(101)로부터 상기 복합재 스트립을 풀어내는 단계를 추가로 가지는 것을 특징으로 하는, 스틸로 보강되는 플라스틱재의 나선권취형 파이프의 제조방법.