스크랩 용접시방서

[카페지기]

1. 일반사항

1.1 적 용 범 위

이 시방서는 강관용접 및 구조용 강재나 잡철물 용접에 관한 사항으로 도면에 표시되었거나, 이 시방서에서 요구하는 바와 같다.

1.2 적용규준

다음 규준은 이 시방서에 명시되어 있는 범위 내에서 이 시방서의 일부를 구성하고 있는 것으로 본다.

1.2.1 한국산업 규격 (KS)

KS B 0052 용접기호

KS B 0106 용접용어

KS B 0816 침투탐방 시험방법 및 지시모양의 분류

KS B 0845 강 용접부의 방사선 투과시험방법 및 투과사진의 등급분류방법

KS B 0885 용접기술 검정에 있어서의 시험방법 및 판정기준

KS B 0888 배관용접부의 비파괴검사방법

KS B 0896 강 용접부의 초음파탐방 시험방법 및 시험결과의 등급분류방법

KS C 3321 용접용 케이블

KS C 9602 교류아크용접기

KS C 9605 정류기식 직류아크 용접기

KS C 9607 용접봉 홀더

KS D 7004 연강용 피복아크 용접봉

KS D 7006 고장력강용 피복아크 용접봉

1.3 용어의 정의

- 가용접(Tack Welding) : 본 용접을 하기 전에 정한 위치에 용접물의 부재를 유지하기 위한 용접

- 필렛용접(Fillet Weld) : 겹치기 이음, T 형 이음, 모서리 이음에 있어서 대략 직교하는 두면을 결합하는 3각형 단면의 용착부를 갖는 용접

- 홈용접(Groove Weld) : 홈에 층으로 용접한 것, 표준형으로 I형, V형, U형, J형, X형, H형, K형, 양면 J형 홈용접 등이 있다

- 루우트 간격(Root Opening) : 홈 일부분의 간격

- 루우트 면(Root Face) : 홈 밑부분의 면

- 베벨각(Bevel Angle) : 부재에 흠을 만들기 위하여 가공한 끝면과 부재표면에 수직인 평면사이에 이루는 각

- 교류 아크용접(AC Arc Welding) : 교류아크를 사용하는 용접

- 직류 아크용접(DC Arc Welding) : 직류아크를 사용하는 용접

- 피복아크 용접봉(Coated Electrode/covered Electrode) : 아크용접의 전극으로 쓰이는 용접봉이며, 피복재를 바른 것.

- 위이빙(Weaving) : 용접봉을 용접방향에 대하여 옆으로 교대로 움직이며 용접하는 방법

- 층(Layer) : 한 번 또는 그 이상의 패스로 형성된 용착금속의 층

- 패스(Pass) : 용접의 선방향에 따른 1회의 용접조작

- 슬래그(Slag) : 용착부에 나타난 비금속 물질

- 스패터(Spatter) : 아크용접과 가스용접에 있어서 용접 중에 비산하는 슬래그 및 금속 입자

- 기공(Blow Hole) : 용착금속 중에 가스에 의하여 나타난 빈자리

1.4 제출물

1.4.1 용접공의 자격 수첩

용접작업을 하기 전에 용접공의 사진 및 자격증명서를 제출한다.

1.4.2 용접 시공계획서

용접 접합공사를 시작하기 전에 용접순서, 용접기, 용접봉 등의 상세한 사항을 감독자에게 제출하여 승인을 받아야 한다

1.4.3 용접기록 및 자료

용접이 완료되면 감독자가 지시한 부분의 비파괴검사 성적서를 제출한다.

1.5 용접공의 자격

용접공은 "한국산업인력공단"에서 발행한 용접기능사자격을 보유한 자로서 실무에 1년 이상 계속 종사한 자로 한다.

1.6 견본시공

감독자가 지시한 곳에서 감독자의 입회하에 견본시공을 실시한다

1 .7 운반, 보관 및 취급

가. 용접봉은 항상 건조한 상태가 유지되도록 적절히 관리하고, 습도가 높은 공동구 및 지하층 안에 나봉 상태로 가지고 들어가지 말아야 한다.

나. 용접봉의 피복재는 충격에 의해 떨어지는 경우가 많으므로 운반에 주의하여야 한다. 특히 저수소계 용접봉들은 선단도 피복재로 덮혀 있으므로 주의하여 취급하지 않으면 안된다.

1.8 환경 조건

가. 기온이 0℃ 이하인 경우는 용접을 해서는 안된다. 다만, 접합부로부터 100㎜ 범위의 모재부분을 36℃ 이상으로 가열하여 용접하는 경우는 예외로 한다.

나. 비 또는 눈이 내리는 곳이나 바람이 10㎧ 부는 곳에서 용접을 하여서는 안된다. 단지 날씨 등의 영향을 받지 않도록 충분한 보호시설을 하였을 경우에는 감독자의 승인을 받아서 용접할 수 있다.

2. 자재

2.1 용접기

가. 용접기는 KS C 9602에 규정된 것이나 동등 이상의 성능을 가진 것을 사용해야 하며, 만일 교류전원이 없는 현장에서는 엔진구동식이나 KS C 9605에 규정된 직류 아크용접기를 사용한다.

나. 교류 아크용접기는 소요규격에 적합한 것이어야 한다.

다. 직류 아크용접기는 안정된 아크를 발생시키고 필요한 전류를 간단, 정확, 연속적으로 조정할 수 있으며 양호한 용접을 할 수 있는 것이어야 한다.

라. 용접기는 충분한 용량을 가지고 적정전류로 안정된 아크를 정상적으로 발생시킬 수 있어야 한다.

마. 용접기에는 사고방지를 위한 전격방지장치를 부착하여야 한다.

2.2 용접봉 홀더

KS C 9607에 적합한 것이어야 한다. 불량한 홀더를 사용함으로써, 감전 및 용접봉화의 접촉불량을 유발하여 홀더가 과열되는 일이 있어서는 안된다.

2.3 용접용 케이블

KS C 3321에 적합한 것이어야 하며, 용접기에서 작업자까지의 거리를 가능한 짧게하여 아크 전압저하를 방지한다.

2.4 용접봉

가. 용접봉은 KS 규격에 합격한 것이어야 하며, 용접조건(강재의 종류, 관두께 및 종류, 용접자세 등)에 따라 용접에 적합한 양질의 재료를 사용한다.

  - 구분

  - 접합강재

  - 용접봉

① 강 관, SS400,SWS400, SMA41 KS D 7004(연강용 피복아크용접봉)

   KS D 7006(고장력강용 피복아크용접봉 중 50kg급 중 큰 구속을 받는 부분의 용접에는 저소계용접봉

② SWS490, KS D 7006(고장력강용 피복아크용접봉)의 저수소계 중 50kg급

③ SWS490, SWS490Y KS D 7006(고장력강용 피복아크용접봉)의 저수소계 중 50kg급 및 53kg급

④ ①과 ② 또는 ①과 ③ KS D 7004(연강용 피복아크용접봉)의 저수소계 또는 ②에 표시된 용접봉

⑤ ②와1 ③ ③에 표시된 용접봉

나. 용접봉은 피복이 벗겨졌거나 젖어 있는 것, 오손․변질되거나 녹이 슨 것을 사용해서는 안된다.

다. 용접봉은 피복재가 습기를 흡수하면 용접작업이 곤란해질 뿐 아니라 용착금속 중 수소함량이 많아져 블로우홀, 피트(Pit), 크랙 등 용접결함이 발생하기 쉬우므로 사용 전에 적당한 시간과 온도로 충분히 건조시켜 사용해야 한다

용접봉의 종류	용접봉의 상태	건조온도	건조시간
연강용피복 아크용접봉	개봉 후 12시간 이상 경과   한 때 또는 용접봉이 흡습   할 우려가 있을 때	100～150℃	1시간 이상
저수소계 아크용접봉	개봉 후 4시간 이상 경과   한 때 또는 용접봉이 흡습   할 우려가 있을 때	300～400℃	1시간 이상

3. 시공

3.1 공사준비

가. 작업에 임하기 전에 기상에 따른 제반 방호대책을 확인한다.

나. 모재의 용접면은 충분히 건조시키고 페인트, 기름, 녹, 스케일 등 기타 유해한 것은 와이어브러시 등으로 완전히 제거한다.

다. 용접봉은 용접자세, 이음모양, 작업능률 등에 적합한 종류 및 지름의 것을 선정 한다.

라. 규격화된 보호구를 사용하고 작업자세를 단정히 한다. 용접용 케이블, 홀더, 용접헬멧, 장갑, 보호안경 등은 규격화된 것을 사용한다.

마. 용접봉의 건조상태를 유지하기 위해 휴대용 건조기를 현장 용접공이 휴대토록 한다.

바. 조립도구를 부재에 용접할 때에는 용접부분을 될 수 있는 대로 적게 하고, 제거시에는 이것을 떼어낸 뒤 매끈하게 마무리해야 한다.

사. 가용접은 변형, 어긋남 및 기공을 방지하기 위해 용접봉 및 가용접 위치 등을 충분히 고려하여 신중하게 하여야 한다.

아. 용접작업 중의 유독가스가 체류할 우려가 있는 곳은 적절한 환기설비를 하는 등 대책을 강구하여야 한다

자. 용접작업을 할 때에는 누전, 전격, 아크광 등에 의한 사고 또는 용융금속, 아크 등에 의한 화재 등을 방지할 수 있도록 조치한다.

3.2 홈내기 가공

가. 흠내기 가공은 원칙적으로 기계가공으로 한다. 부득이하여 자동 또는 수동으로 열절단 가공시에는 반드시 그라인더 마무리로 면가공을 행한다. 홈내기 면은 매끈하게 마무리하고 홈내기 면에 부착되어 있는 찌꺼기는 완전하게 제거한다.

나. 접합부분 홈내기 및 용접부 간격의 치수는 다음 표와 같다.

다. 용접작업에는 모재의 베벨각과 루트패스 및 간격 등에 현저한 오차가 없도록 하여야 한다.

3.3 강관 용접

가. 관의 맞대기 용접은 가용접물을 3～4개소 가용접하거나 클램프를 사용하여 관을 회전시키면서 하향으로 용접한다. 관을 회전시킬 수 없을 경우에는 밑에서 위로 용접한다. 용접부 원주상에 가용접이 된 경우에는 가용접 위치에 도달하면 그라인더 등으로 가용접부를 완전하게 갈아낸 후 본용접을 행한다.

나. 용접할 때에는 관의 변형을 교정하고, 관 끝에 지나친 구속을 주지 않는 정도로 정확히 의제하여 가용접을 최소한도로 한다.

다. 비드(Bead)의 덧살(Excess Metal)은 모재면보다 낮아서는 안되며, 높이 여유치는 1～3㎜이어야 한다

라. 아크 용접은 용접부의 수축응력이나 용접변형을 적게 하기 위하여 용접열의 분포가 균등하게 되도록 용접순서에 유의하여야 한다.

마. 용접을 시작한 후 한층이 완료되기까지 연속해서 용접한다.

바. 용접은 각 층마다 슬래그, 스패터 등을 완전히 제거하고 청소한 뒤 실시한다.

사. 양면 맞대기 용접인 경우에는 한쪽의 용접을 완료한 뒤 반대측을 측정하여 건전한 접층까지 따낸 다음 용접하여야 한다.

아. 굴곡 개소에 대한 용접은 그 각도에 따라 관 끝을 절단한 뒤 관 끝을 규정된 치수로 다듬질한 다음에 실시한다. 중간에 절관을 사용하는 경우에도 이에 따른다.

자. 현장용접은 원칙적으로 한쪽 방향에서부터 차례로 실시한다

차. 임시로 가용접한 뒤에는 즉시 본용접하는 것을 원칙으로 하고 임시 고정 가용접만을 선행하는 경우에는 연속 3본 이내로 그쳐야 한다.

카. 용접 후 급격한 냉각을 해서는 안되며, 필요한 경우 후열하여야 한다.

타. 플랜지용접은 플랜지면이 관에 직각이 되도록 맞추고 볼트구멍을 일치시켜서 3～4 개소 가용접한 후 본용접을 행한다. 관경 65㎜ 이하는 단면 용접하고 관경 80㎜ 이상은 양면 용접한다.

3.4 강재 용접

3.4.1 가공 및 접합

가. 용접접합 줄눈의 경사가공은 패게 또는 자동 가스절단기로 설계도에 지시된 대로 시공하여야 한다. 자동 가스절단기로 절단할 때, 표면에 생긴 슬래그나 흠은 완전히 제거해야 한다.

나. 필렛 용접의 루트는 1㎜ 이상 두어서는 아니되며, 루트를 1㎜ 이상 두어야 할 경우에는 루트면을 경사 가공하고 홈용접을 해야 한다.

다. 주부재의 홈용접 및 자동용접에 의한 필렛용접의 양단에는 모재와 동질이며, 접합부 줄눈의 경사가공을 모재와 동일하게 한 조각 강재를 사용하여 용접하고, 용접 후에는 이 조각물 제거하고 그 부분을 마무리해야 한다.

라. 가붙임 용접에 균열이 생겼을 경우에는 용접부분을 완전히 깔아내고, 당초대로 재용접을 해야 한다.

마. 주부재해는 뒷댐판(strong back)을 사용하지 않는 것을 원칙으로 한다. 부득이 사용할 경우에는 사전에 감독자의 승인을 받아야 한다.

바. 홈용접에는 용접표면의 마무리 가공이 규정되어 있는 경우 강판두께의 10～15%의 두께로 덧붙이 용접을 하고, 응력이 작용하는 방향으로 매끈하게 끝마무리를 해야 한다. 이때 모재를 0.5㎜ 이상 깎아서는 아니 된다. 마무리 가공을 지정하지 않은 홈 용접에서는 아래표에 지시된 범위내의 덧붙이기는 용접된 대로 두어도 무방하다

    <홈용접 의 덧붙임(㎜)>

    

비드폭(B)	덧붙임 높이(h)
B < 15	h ≤ 3
15 ≤ B < 25	h ≤ 3
B ≤ 25	h ≤ 4/25 B

3.4.2 본용접

가. 아크를 발생시킬 때는 다른 강재나 용접선 중에서 하여야 한다.

나. 아크의 길이는 원칙적으로 용접봉의 지름 이하로 한다.

다. 운봉법은 직선 비드법이나 위이빙법으로 한다.

라. 용접작업은 용입부족, 슬래그 혼입, 기공, 균열 등 모든 결함이 생기지 않도록 특히 신중하게 하여야 한다.

마. 특별히 필요한 경우를 제외하고는 해열은 하지 아니한다. 예열은 필요하다면 소요규격에 따라 수행하여야 한다.

바. 용접 패스간의 온도는 되도록 낮게 해야 한다.

사. 응력 집중을 피하기 위하여 백가우징 때와 마찬가지로 보강부의 부분을 기계가공, 치핑 해머, 아크 에어 가우징에 의해 제거하고, 그라인더로 마무리 가공을 실시한다.

아. 본용접이나 가붙임 용접에서 지시된 조건에 해당하는 경우에는, 용접면을 따라 양측 5cm의 범위를 규정된 온도로 예열해야 한다

자. 밀시트에서 지시된 탄소함량이 너무 클 경우에는, 용접재료나 용접방법에 관해서 특별한 배려를 해야 한다.

차. 다층용접의 각 층은 다음 층의 용접을 하기 전에 그 표면의 슬래그, 잡물 등을 제거하고 청소를 해야 한다. 용접봉을 바꿀 때나 최종층의 용접이 끝날 때도 같다.

카. 수동 홈용접에서 이면용접을 할 때에는 완전한 용접부까지 이면파기를 하고, 홈용접을 해야 한다.

타. 필렛용접은 부재의 모서리에서 중단하지 않고 돌리기 용접을 해야 한다. 이때 돌림패 용접의 유효길이는 필렛용접 치수의 2배 이상으로 해야 한다.

파. 자동용접에서 수동용접으로 바꿀 때에는 자동용접의 비드 끝부분을 50㎜이상 갈아내고, 수동용접을 시작해야 한다.

하. 용접작업해서는 아크 스트라이크가 생기지 않도록 하여야 하고, 아크 스트라이크가 발생한 경우에는 감독자의 지시에 따라서 보수를 하여야 한다.

3.5 용접부의 청소

가. 용접에 지장이 되는 슬래그는 제거한다.

나. 용접 중에 균열 등의 결함이 발견된 경우에는 그 부분을 완전히 제거한 다음 용접해야 한다.

다. 용접 중 또는 용접개시 전에 가용접으로 균열이 발생한 경우는 그 부분을 완전히 제거한 다음 본용접을 한다.

라. 용접이 완료된 부분의 슬래그는 제거한다. 또한, 용접부 및 주변은 와이어 브러시 등의 적절한 공구로 스패터((Spatter)를 제거하는 등 청소를 하여야 한다. 고착된 스패터 중에서 마찰 접합면 이외의 부분은 제거하지 않아도 된다.

마. 용접부위는 장시간 방치시 쉽게 부식되므로 슬래그 제거 및 외관 육안검사 후 즉시 방청도장을 실시하여야 한다.

3.6 용접 결함

용접부에는  결함이 없어야 한다.

3.7 용접결함의 보수

가. 시공 중에 발생한 불량 용접부의 보수

1) 불량 용접부에 대한 보수의 요령은 감독자의 승인을 받아야 한다

2) 용접 균열의 범위가 국부적이 아닌 경우나 모재가 균열된 경우에는 감독자에게 보고하여 그 보수방법에 대하여 승인을 얻어야 한다.

3) 용접시공 중에 좋지 않은 상태가 많이 발생한 경우에는 보수 전에 발생원인을 규명하여 재발 방지대책을 세워야 한다.

나. 반입검사에 의한 불합격 용접부의 보수

1) 반입검사서 불합격된 용접부는 외관불량, 치수불량, 내부결함 등 어떤 경우에 서나 모든 보수를 하고 재검사하여 합격되게 하여야 한다.

2) 불합격된 용접의 보수는 감독자와 협의하여야 한다

다. 보수 방법

    

No	결함의 종류	보 수 방 법
1	강재의 표면 상처로서 그 범위가 확실한 것	용접, 그라인더 마무리, 용접비드는 길이 40㎜ 이상으로 한다.
2	강재의 표면 상처로서 그 범위가 불명확한 것	정이나, 아크 에어가우징(Arc air gouging)에 의하여 불량부분을 제거한 후 용접 덧붙임, 그라인더 마무리를 한다.
3	강재 끝면의 층상균열	판두께의 1/4 정도의 깊이에 가우징을 하고, 용접 덧붙임, 그라인더 마무리를 한다.
4	아크 스트라이크	모재 표면에 오목부가 생긴 곳은 용접 붙임을 한 후 그라인더 마무리를 한다. 작은 혼적이 있는 정도의 것은 그라인더 마무리만으로 좋다. 용접비드의 크기는 본 표의 1의 경우와 같다
5	가붙임 용접	용접비드는 정 또는 아크 에어스커핑법으로 제거한다. 모재에 언더컷이 있을 때는 용접 덧붙임, 그라인더 마무리를 한다.
6	용접 균열	균열부분을 완전히 제거하고 발생 원인을 규명하여 그것에 따른 재용접을 한다.
7	용접비드 표면의 피트 오우버 랩	아크 에어가우징으로 그 부분을 제거하고 재용접을 한다. 용접비드의 최소길이는 40㎜로 한다.
8	용접비드 표면의 요철	그라인더 마무리를 한다.
9	언 더 컷	비드 용접한 후 그라인더 마무리를 한다. 용접비드의 길이는 40㎜ 이상으로 한다.
10	스터드 용접의 결함	해머 타격검사로 파손된 용접부는 완전히 제거하고 모재면을 정리한 다음 재용접한다. 언더컷 덧붙임 부족에 대한 피복들에 의한 보수용접은 피함이 좋다.

3.8 용접 검사

가. 외관검사

1) 용접작업이 완료되면 용접부의 결함 유무를 육안으로 조사한다.

2) 결함은 3.6을 참조한다

나. 비파괴검사 등

용접의 품질과 검사기준은 KS규격의 기준에 따르며, 실시해부 및 검사빈도는 해당 시방서 각 절의 요구에 따른다.

1) 방사선 투과시험  : KS B 0845

2) 초음파 탐상시험 : KS B 0896

3) 침투 탐방시험 : KS B 0816

4) 배관용접부의 비파괴검사방법 : KS B 0888

1. 일반사항

  본 시방서는 지하에 매설되는 상수도관, 가스관 등의 현장 용접이음부의 표면을 부식으로부터 보호하기 위하여 시행하는 세라믹 코팅공사에 대한 일반절차를 규정한다.

2. 작업환경

2-1 작업가능 환경

구 분	대 기 온 도	습 도	풍 속	기 타
내 용	5℃∼40℃	85%이하	20km/H 이내	분진이 심할 경우 불가

2-2 최적환경

  가장 이상적인 기후조건은 건조하고 바람이 없으며 상온 18℃∼25℃ 이다.

2-3 주의사항

  코팅시 철재의 표면온도가 5℃ 이상이어야 하며, 이슬점 또는 그 이하에서의 코팅은 피한다.

3. 표면처리

  세라믹코팅 프라이머 작업 전 철재면에 대한 표면처리는 방식의 수명과 효과에 중요한 영향을 미치는 요소이므로 엄격하게 기준을 준수하여야 한다.

3-1 철재면 전처리 기준

  철재면에 대한 전처리는 현장에서 샌드블라스팅 또는 적절한 블라스팅 공법으로 SSPC-SP10 (SIS SA-2½)기준 이상으로 처리 하여야 한다.

3-2 블라스팅 및 조도기준

  철재 표면위의 녹, 기름때, 기타 불순물을 블라스팅 작업으로 제거하며, 도장면의 조도 (PROFILEROUGHNESS)는 45μ∼75μ을 기준으로 한다.

3-3 세 척

  블라스팅 후 남아있는 먼지나 기존 잔류물을 고압 진공청소기로 제거하거나 AIR BLOW 하여야 한다. 필요시 세척제를 사용하여야 하며, 녹 불순물을 완전히 제거하며 건조시킨다.

3-4 용접부

  용접부의 비이드, 스패터는 그라인딩 작업등으로 매끈하게 잘 다듬어야 한다.

 3-5 표면처리 범위

4. 세라믹코팅 프라이머

4-1 재 료

  세라믹코팅 프라이머는 세라믹, 징크, 폴리머를 주원료로 특수 혼합시킨 제품으로 도장면의 1차 방식용으로 50μ을 기준으로 한다.

4-2 재료혼합

구 분	용 량 비	중 량 비	희 석 제
기본제 : 경화제	3 : 1	10 : 1	(기본제 + 경화제)1kg/200cc

 - 스프레이 작업을 위한 혼합은 프라이머 1kg에 희석제200cc를 기준으로 한다.

 - 작업환경에 따라 스프레이 작업이 가능하도록 점도조절이 필요한 경우 희석제를 15%까지 가감 할 수 있다.

4-3 사용가능 시간

구     분	5℃	20℃	30℃
지 촉 건 조 경 화 건 조 상도가능시간 사용가능시간	30분 60분 1시간∼1개월 3시간	15분 40분 40분∼1개월 2시간	10분 30분 30시간∼1개월 1시간

 - 혼합된 제품은 사용가능시간(가사시간)내에 사용하여야 한다.

5. 세라믹 코팅

5-1 재 료

  세라믹코팅제는 세라믹분말, 금속분말, 폴리머를 주원료로 특수혼합 반응시킨 제품으로 물성자체의 발열로 인하여 경화되며, 공인기관으로부터 CERAMIC COATING ANTI-CORROSION CERTIFICATE를 획득한 제품이어야 하고, 국산 신기술제품인정 또는 동등이상의 성능을 가져야 하며 다음과 같은 재료의 특성을 가져야 한다.

5-2 세라믹코팅 재료의 특성

 1) 내굴곡성(KSM-5307)에 이상이 없어야 한다.

 2) 냉열반복(+80℃, -20℃, 1hr, 3회)에 이상이 없어야 한다.

 3) 내 알카리성(5%NaoH, 168hr)에 이상이 없어야 한다.

 4) 내유성(KSM 5307)에 이상이 없어야 한다.

 5) 내충격성(KSM 5307)에 이상이 없어야 한다.

 6) 염수분무시험(KSD 9502)에 이상이 없어야 한다.

 7) 접착력은 168kgf/㎠ 이상이 되어야 한다.

5-3 코팅준비

 1) 혼합비율 기준온도 : 20℃

구 분	용량비	중량비	사용가능시간	지촉건조시간	재 도장간격
기본제:경화제	3 : 1	5 : 1	30∼60분	2∼3시간	3시간∼5시간 이내

 2) 혼합방법

  세라믹 코팅 프라이머 작업후 스프레이 작업을 위한 혼합은 코팅제 1kg에 희석제 200cc를 기준으로 한다. 고온 환경이나 사용가능 및 경화시간의 연장이 필요한 경우 희석제를 추가 사용한다.

  기준에 따라 희석된 코팅제 1kg에 희석제30cc를 더 추가하였을 경우 사용가능 시간이 연장되며 사용가능시간 연장이 더 필요한 경우 제조자와 협의한다.

 3) 점도조절 :  스프레이 작업이 가능하도록 점도 조절이 필요한 경우 희석제를 가감하여 조절한다.

 4) 혼합된 제품은 사용가능 시간내 사용하여야 하며, 사용가능 시간이 경과되면 품질이 저하되므로 사용하지 않는 것이 좋다.

5-4 코팅작업

 1) 육성 및 성형

  피도장체가 마모, 홈, 균열 등이 있으면 덧붙임 용접이나 보수제 육성을 하여 도장될 면이 평활하게 되도록 하며, 설비에서 일부가 떨어져 나갔다면 형틀을 이용하여 성형시켜 준다.

 2) 철관 내부도장

 - 세라믹 메탈(육성)

 · 용접부는 용접선 중심부 두께를 5㎜로 하여 양쪽 가장자리로 낮아지는 라운딩되게 처리하되 그폭은 100㎜로 세라믹 메탈(육성)로 도포하여야 한다. (그림1참조)

 · 철관의 양쪽 피복재가 끝나는 모서리에는 세라믹 메탈(육성)로 경사지게 채워지도록 도포 하여야 한다.

 (그림2참조)

 - 세라믹 코팅

 ·세라믹코팅 프라이머 작업후 상기 세라믹 메탈(육성)작업이 완료되면 세라믹 코팅을 도포하여야 한다.

 ·도포는 구조물의 구조등 여건에 따라 Airless Gun, 로울러, 붓등을 이용하며, 스프레이 할 경우 피도면에 수직으로하여 1회 100μ 내외(흐르지 않을정도)로 규정된 도막두께(200μ, 해수 : 250μ)까지 2∼3회 도포하며, 재도장간격인 24시간내에 도포하여야 한다.

 3) 철관외부도장(보강테이프 공법)

 - 보강테이프를 사용시 혼합된 코팅제를 충분히 함침시킨 후 피복된 강관끝단 50∼100㎜ 안쪽부터 나선형으로 돌려감는다.

 - 보강테이프를 돌려감을 시 처음과 끝부분은 충분히 겹쳐주고, 겹침너비는 10㎜ 이상이 되어야 하며, 도막두께 600μ이 되도록 돌려 감기식으로 코팅하여야 한다.

 4) 되메움시 코팅부 보호조치

 - 도장부의 경화는 자연건조 경화를 원칙으로 하며 충분히 경화된 후에 되메움을 하여야 하며 되메움시 도장부위의 손상이 없도록 조치하여야 한다.

6. 검 사

  시공현장에서의 검사는 전처리 검사, 도장완료후 검사를 시행한다.

6-1 전처리 검사

  도장면에 대한 전처리 및 도장전 모든 과정을 기준에 따라 시행되었는지를 검사하며 육안검사를 원칙으로 하며 감독관의 확인후 도장작업을 한다.

6-2 도장완료 후 검사

  검사는 도장완료 후 도장면이 경화된 후 시행하며 아래사항을 포함하여 감독관 입회하에 검사한다.

 가. 도장면 일반검사

 1) 도장면 전부위에 대하여 감독관 입회하에 검사한다.

 2) 도막의 흐름, Pinhole 등 도장면의 불량부위에 대하여는 사포 또는 동력공구를 이용하여 표면을 거칠게 한 후 재도장 한다.

 3) 추가 도장 후 이와 같은 방법으로 재측정 한다.

 나. 도막두께 측정

 1) 도막검사는 현장에서 완전경화 후 막후계를 사용하여 측정한다.

 2) 한면의 상·하·좌·우 4개소를 임의로 지정하여 도막 측정한다.

 3) 도막두께가 95%이상인 경우를 합격으로 하며, 미달시 그 부위에 대하여 추가 코팅 후 재측정 한다.

 다. 핀홀테스트

  핀홀테스트는 도장두께 검사 완료후 습식 핀홀테스트기를 이용하여 감독관이 임의로 지정하여 측정한다.

7. 안전관리

  본 절차에서 특별히 명시하지 않은 사항은 일반 안전수칙을 적용한다.

7-1 장비 및 공구

  세라믹 코팅제는 일단 경화 후 장비 및 공구는 재사용이 어려우므로 작업종료시 즉시 세척·제거하여야 한다.

7-2 작업자 안전수칙

 1) 작업전 감독관의 안전교육 실시

 2) 작업자의 안전보호장구 착용상태 확인

 3) 작업자는 화기등 인화물질을 제거한 후 작업실시

7-3 작업시 주의사항

 1) 제품이 경화된 후에는 재사용이 불가능하므로 적당한 양으로 혼합 사용한다.

 2) 제품이 경화된후 인체에 전혀 무해하나 작업중 제품이 피부에 묻거나 눈에 들어가지 않도록 조심하여야 한다. 눈에 들어간 경우 흐르는 물에 10분이상 씻어내야 한다.

 3) 희석제를 사용하여 강관내부 또는 밀폐된 공간에서 작업시 특히 환기에 유의하여야 하며 방폭용 장비 및 시설을 설치하여야 하며, 소화용 시설을 구비하여야 한다.

 4) 희석제 사용시 작업자의 인화물질 휴대를 절대 금한다.

 5) 고소작업, 수중작업 등 특별히 위험한 작업시 해당하는 안전수칙에 따른다.

8. 시설물 사후관리

8-1 목적

  정기적인 점검을 통하여 시설물을 보수·유지함으로써 최상의 방식품질을 지속적으로 유지시킨다.

8-2 유지관리

 1) 정기적인 점검 : 매년5월

 2) 시설관리자와 시공사가 공동으로 실시한다.

 3) 도장된 부위의 손상시 보수 도장재는 수중에서도 시공 가능한 세라믹 코팅제를 사용한다.

8-3 관리카드 작성유지

 1) 정기점검 또는 수시점검을 통하여 보수한 내용, 기간 등을 정확히 기록하고 사진 첨부하여 관리카드를 유지한다.

 2) 관리카드는 시설관리담당기관(자)과 시공사가 공히 보유한다.

장 대 레 일

1. 장대레일의 개요

 가. 장대레일의 필요성

 1) 장대레일의 기원은 1953년 독일 1,000m의 부설결과 양단부 100m만이 신축하고 중간부분 부동구간 발생확인으로 장출현상에 대한 예방책 강구되면서부터이다

 2) 궤도의 3대 취약부는 이음매부, 분기부, 곡선부이며 이중 최대 약점부는 레일 이음매부라 할 수 있다

 3) 20∼25m의 정척레일을 이음매판을 이용하여 연결하는 이음매에서는 차륜과 레일간의 충격으로 인하여 레일의 끝닳음 현상, 소음과 진동, 승차감의 약화 등을 유발함은 물론 궤도파괴의 주요요인이 되고 있다

 4) 따라서 가능한 한 레일을 용접하여 장대화하므로서 궤도의 최대 결점부를 제거하고 효과적인 궤도구조로 설계하여야 한다

 5) 한 개의 장대레일의 신축하는 양단부의 합계는 100∼200m 정도로 200m 이상의 레일이어야 경제적이므로, 200m 이상의 레일을 장대레일이라 한다

 6) 레일을 장대화하게 되면 열차진동이 제거되고 무진동, 쾌속운행으로 좋은 승차감을 제공하여 서비스 향상에 기여할 뿐 아니라, 궤도보수주기 연장으로 보수비절감, 궤도재료 절약 등으로 철도경영 합리화에 크게 이바지 하고있는 실정인바, 장대레일의 의의는 대단히 크며, 그 실효성은 이미 입증되었다.

 나. 장대레일의 장점(長點)

 1) 궤도보수주기 연장

 2) 소음 ·진동의 발생 감소

 3) 궤도재료의 손상 감소

 4) 차륜동요가 적어 승차감 양호

 5) 기계화 작업이 용이하다.

 6) 열차의 고속화 및 수송력 강화

 7) 써비스 개선효과

 다. 장대레일의 문제점(問題點)

 1) 장대레일 양단에 레일의 신축처리가 가능한 신축이음매가 필요.

 2) 레일 절손 시 절손부위의 유간이 운전보안상 안전 한도 내에 있어야 한다.

 3) 궤도 좌굴을 억제할 수 있는 궤도구조 .

 4) 레일을 이음 용접할 수 있는 용접방법의 개발.

 라. 장대레일 관련용어

 1) 장대레일: 한 개의 레일길이가 200m 이상인 것.

 2) 장척레일: 한 개의 레일길이가 20m 보다 길고 200m 미만인 것.

 3) 정척레일: 한 개의 레일길이가 20m 인 것

 4) 단척레일: 한 개의 레일길이가 5m 이상 20m 미만인 것

 5) 장대레일의 설정: 장대레일을 체결장치로 완전히 체결하여 궤도부설을 마친 것을 말한다.

 6) 설정온도 : 장대레일을 부설할 때의 레일온도로서 장대레일 전길이에 대한 평균온도로 표시한다. 레일온도측정은 레일저부상면 장대레일 구간의 여러곳을 측정하여 산출평균치로 한다.

 7) 중위온도 : 장대레일부설 후에 일어날 수 있는 레일의 최고온도와 최저온도의 중간온도(평균온도가 아님)

 8) 재설정 : 한번 설정한 장대레일 체결장치를 모두 풀어서 레일의 신축을 자유롭게 한다음 다시 체결하는 것(가급적 봄, 가을에 시행하며 중위온도가 적당하다.)

 9) 좌굴저항 : 궤도의 좌굴에 저항하는 힘. 즉 도상 횡저항력, 도상 종저항력, 궤도강성을 말한다.

 10) 도상 횡저항력 : 궤도가 수평방향으로 이동하려고 할 때 침목과 자갈사이에 생기는 저항력을 말한다.

 11) 도상 종저항력 : 궤도가 레일 방향으로 이동하려고 할 때 침목과 자갈사이에 생기는 저항력을 말한다.

 12) 궤도강성 : 사다리 모양의 궤광을 수평방향으로 구부릴 때 구부러지지 않으려는 저항력을 말한다.

 13) 국부틀림 : 작은 곡선반경으로 생긴 부분적인 틀림

 14) 부동구간 :도상저항력과 레일의 유동방지에 의하여 레일이 신축을 제한하는 경우 레일이 어느 길이 이상이 되면 중앙부에 신축이 생기지 않는 구간이 생기는데 이 구간을 부동구간이라 한다.(양단부100m를 제외한 부분)

 15) 신축이음매 : 장대레일 끝에 신축이음매를 사용하여 신축량을 흡수하는 것으로 궤간의 변화와 충격을 주지 않으면서 전 신축량을 흡수하게 한다. 우리나라는 입사각이 없는 텅레일과 비슷하며, 신축이음매의 동정은 250㎜로 하였다.

 16) 신축이음매의 스트로크(Stroke): 신축이음매의 이동하는 활동구간을 말하며 50kgN용은 125㎜ 이다.

 17) 이음매저항 : 이음매의 유간 변화에 대한 마찰 저항력

 18) 완충레일 : 장대레일의 신축대비로서 3~5개 정도의 정척레일 과 고탄소강의 이음매판과 이음매볼트를 사용하여 레일단부의 신축량을 배분

2. 장대레일의 기원(起源)

 가. 외국의 장대레일

 1) 과거 19세기에는 레일을 연속적으로 용접하여 장대레일이 되면 온도변화에 의한 레일의 신축량이 커져, 레일 끝에는 많은 유간을 두어야하고, 이 과대 유간으로 인하여, 열차의 탈선이나 이음매의 격심한 충격으로 열차운행이 불가능한 것으로 판단되었다.

 2) 그러나 용접방법의 발달로 1906년~ 1908년 사이 프랑스와 독일은 거의 같은 시기에 장대레일 용접 및 부설에 대한 연구를 시작하여, 독일에서는 1924년에 320m, 1953년에는 1,000m 의 장대레일을 부설하였고, 프랑스에서는 1949년 장대레일 293m 를 7km 구간에 걸쳐 부설하였다.

 3) 또한 미국에서는 1933년 뉴욕 센트럴 철도에서 처음으로 테르미트 용접방법에 의하여 1,830m 의 장대레일을 부설하였다.

 4) 일본은 1939년 동양에서 처음으로 200m 의 장대레일을 부설하였고, 1953년부터 도카이도신간선(東海道新幹線)은 대부분 1,500m 이상의 장대레일로 부설하였으며 양단 끝에는 신축이음매를 사용하였다.

 나. 우리나라 철도(鐵道)의 장대레일

 - 우리나라 철도에서는 1956년 경부선 삼랑진~원동간 전호(電弧)용접으로 100m 3개, 300m를 시험 부설한바 있으며, 1966년 경부선 영등포~안양, 오산~서정리구간 6개소에 가스용접으로 100m 레일을 현장 운반한 후, 테르미트 용접으로 연결하여, 1,200~1,800m의 장대레일을 부설한 것이 한국철도의 장대레일 시초이다.

 다. 지하철(地下鐵)의 장대 레일

 1) 1974년 8월15일 서울 지하철 1호선 개통 당시에는 정척레일로 건설하였으나, 그후 1991년 선로 개량화 사업을 추진하면서 장대화 하였다.

 2) 서울지하철 장대레일은 2호선 건설부터 최초로 부설하였으며, 이후 3·4호선에서 장대화는 전구간의 약 60% 수준으로 건설하였으며, 최근에는 50KG 레일에서 60KG 레일로 중량화를 병행하여 추진하고 있다.

3. 장대레일의 신축이론

 가. 장대레일의 온도 신축과 축압력

 1) 장대레일은 온도변화에 따른 레일길이 방향의 신축을 체결구, 침목 및 도상이 이를 억제한다

 2) 온도변화에 따른 자유신축을 억제하므로서 신축 또는 수축으로 인한 에너지가 레일내의 응력으로 축척되어 레일 길이 방향으로 작용하며 이를 레일축력이라 한다

 3) 장대레일 내부에 발생하는 축압력의 크기는 레일의 탄성계수에 비례한다.

 4) 장대레일 부동구간에서는 신축하는 양만큼 축력이 작용한다.

 5) 온도변화에 따른 신축량

 ① 우리나라에서의 레일의 최고, 최저온도의 범위는 80 (가장 높은 대기온도 40 에서의 레일온도는 60 최저온도 -20 )이다.

 ② 대기온도 20 이하에서의 레일온도는 대기온도와 거의 같다.

 ③ 신축량 공식 : l = (t-to)?L×1000

 온도변화에 따라 자유신축 시(즉 축력 P=0)

 l : 신축량(㎜) : 레일의 선팽창 계수(1.14 10ⁿ, n = -5)

 t : 현재온도

 to : 부설 또는 재설정시의 레일온도( C)

 L : 레일길이(m)

 6) 도상의 종저항력

 - 유도상 구간의 레일의 이동은 레일과 침목을 체결구가 고정하고 있으므로 그 저항은 침목과 도상과의 저항력으로 나타난다.

 - 그러므로 장대레일 구간의 종저항력을 체결구, 침목, 자갈이 지배한다.

 - 체결구는 체결력이 큰 것이 좋고, 침목은 목침목보다 PC침목이, 도상은 친자갈보다 깬자갈이 좋다.

 - 도상저항력은 궤도구조에 따라 차이가 있으나, 실험에 의하면 400 - 800kg/m 레일이고, 침목 이동량은 2-5㎜/개 정도이다.

 나. 신축이음매와 완충레일

 1) 신축이음매

 ① 장대레일 끝에 신축이음매를 사용하여 신축량을 흡수하는 방법은 프랑스에서 처음 사용하였으며

 ② 국철에서는 입사각이 없는 텅레일과 비슷하며 이것을 장대레일 끝에 설치하여 가능한 한 궤간의 변화와 충격을 주지 않으면서 전 신축량을 흡수하고 있다

 ③ 국철에서는 신축이음매 동정(stroke)은 250㎜ 임

 - 동정을 250㎜로 정한 이유는 예를들어 도상저항력 500㎏/m, 온도변화량 40℃, 레일은 50㎏N라 하면 장대레일단의 신축량은 약 30㎜이다.

 - 그러나 계산치와 실제궤도상태의 차이가 장대레일구간에서도 레일의 복진이 전무하다고 볼 수 없으므로 이론상의 신축에 여유를 보아야 하며 보수작업의 편의를 생각하여야 한다.

 - 레일단의 신축량은 서로 접한 2개의 레일을 고려하여 30㎜×2=60㎜, 복진과 보수주기와 안전율을 고려하여 60×3=180㎜ 즉 신축이음매에서 180㎜의 신축량만 처리하여도 되나, 더욱 안전율을 높이기 위해 250㎜로 하였다.

 2) 완충레일 buffer rail

 ① 장대레일의 신축장비로서 특수구조 이음매를 사용하지 않고 2 - 5개 정도의 정척레일과 고탄소강 이음매판과 볼트를 사용한 보통 이음매 구조로

 ② 유간변화를 이용하여 장대레일 단부의 신축량을 배분

 ③ 장대레일 사이에 부설하는 정척레일을 완충레일이라 부른다

 ④ 완충레일의 유간설정요령은 장대레일쪽은 맹유간으로 하고 나머지는 등분한다.

4. 장대레일 용접방법 welding method

 - 장대레일을 이론적으로 가능케 한 근거의 하나는 추운 겨울 장대레일에 발생하는 큰 인장력이나 열차의 하중작용시에도 파괴되지 않는 용접강도가 확보될 수 있었기 때문이다

 가. 후레쉬 벗트(Flash Butt)용접 : 효율 97%

 1) 용접할 2개의 레일 단부를 약 2㎜ 띄어 전류를 통하게 한 후 양 단부의 접촉과 분리를 반복하여 발생하는 전기저항의 열에 의하여 접합단부를 가열한 후 양모재를 밀착시켜 강압하는 용접법

 2) 장점 : 강도의 균일성이 높음. 기계적인 작업으로 단시간에 용접

 3) 단점 : 기계장치, 전원설비가 대규모

 나. 가스압접(Gars Pressure welding)용접 : 효율 94%

 1) 산소, 아세틸렌, 프로판가스 등을 양레일의 단부를 가열해서 양모재를 가압하여 용접시키는 방법으로 closed butt법과 open butt법이 있고 국철에서는 레일의 양단부를 처음부터 밀착시켜 가열하는 closed butt법이 사용되고 있다

 2) 장점 : 장치가 간단하여 현장에서 용접될 수 있고 장치의 신뢰도가 높다

 다. 테르밋트(Thermit welding)용접 : 효율 92%

 1) 양레일을 예열해서 간극에 테르미트라는 산화철과 알미늄위 분말을 혼합한 용제를 점화시켜 가열하여 화학반응에 의해 발생되는 고열과 용융철을 얻어 레일과 레일사이에 간격을 메워 용접

 2) 장점 : 부설되어 있는 상태의 레일 이음매에 형틀을 설치하여 간단한 설비로 시행 가능

 라. 엔크로즈드아크(Enclased Arc welding)용접

 1) 양레일 단부에 용접봉에 의한 전류를 통해서 발생하는 Arc열에 의해 레일단을 용접봉으로 용접하는 것

 2) 장접 : 신뢰도가 높고 현장에서 시공가능하며, 레일 끝닳음 및 크로싱 살부치기 용접에도 쓰임

 마. 용접부 검사

 1) 외관검사 : 요철, 균열, 굳힘, 비틀림, undercut, blow hole

 2) 침투검사

 3) 초음파탐상

 4) 경도시험 : Hb 240~340 Hs 36~50

 5) 굴곡시험 : 용접부를 중심으로 지점간의 거리 1.0m로 하여 레일 두부와 저부를 상면으로 가압시험

 6) 낙중시험 : 용접부를 중심으로 914㎜를 지지하고 중량 907㎏의 추를 0.5m높이부터 0.5m씩 높이면서 반복 낙하시켰을 때 파단시의 낙하고를 측정하는 시험

 7) 줄맞춤 및 면맞춤 검사 : 용접부를 중심으로 1m직각자에 대하여 신품레일 0.3㎜ 헌레일 0.5㎜ 이어야 함

5. 장대레일의 부설조건

 - 장대레일을 부설하려면 궤도는 온도변화에 따른 큰 축압력에 견딜수 있고 충분한 용접강도가 확보되는 장기간 레일 편마모, 부분손상이 생기지 않아야 하며 필요한 횡방향 및 종방향의 강도를 가진 궤도구조여야 하므로 선형, 구조물 및 궤도 구조물에 대한 조건을 정하여야 하며 국철에서는 다음과 같이 정하고 있다

 가. 선로조건

 1) 곡선반경

 ① 반경 600m미만(지하철:400m)의 곡선에는 부설하지 않는다

 - 반경이 작은 곡선에서는 편마모가 심하며, 도상 횡방향 저항력에 미치는 영향이 크다

 - 장대레일을 R = 600m 이상의 곡선상에 부설할 때 양쪽 신축이음매의 위치는 곡선 시종점 부근의 직선상에 두어야 한다

 ② 반경 1500m미만의 반향곡선은 연속해서 1개의 장대레일로 하지 않아야 한다.

 - 상향의 구배 변경점에서 레일에 축압이 가해지면 궤광이 부상하여 도상 종저항력을 감퇴시켜 좌굴현상이 나타나게 된다

 2) 구배변환점

 - 궤도의 구배 변환점에는 어느 것이나 반경 3000m이상의 종곡선을 삽입하여야 한다.

 - 상향의 구배 변경점에서 레일에 축압이 가해지면 궤광이 부상하여 도상저항력을 감퇴시켜 좌굴현상이 나타나게 된다.

 3) 교량

 ① 전장 25m를 넘는 무도상 교량이 있는 구간은 피한다.

 - 이는 교량의 궤도와 거더가 완전히 체결되어 거더와 레일의 신축이 일치하지 않아 거더의 신축량만큼 레일 내부에 이상응력이 발생하여 위험하며 교량장이 길수록 불리하다

 ② 25m 미만의 교량에서도 거더, 교대, 교각의 강도에 대해 검토한다

 4) 복진

 - 복진현상이 심한 선로구간은 피한다.

 - 장대레일은 온도신축에 의한 이동량을 최소로 하기 위하여 체결장치에 의하여 레일을 강력하게 구속하므로 복진은 거의 없는 경우가 많으나 현장여건에 따라 어느정도 복진이 일어 난다.

 - 신축이음매에서 복진을 흡수할 수 있으나, 예상외로 복진량이 많을 때에는 장대레일을 부설하지 않는 것이 좋다.

 5) 기타

 ① 노반불량개소는 피한다

 ② 흑점균열 및 공전 상처가 발생하는 구간은 피한다.

 ③ 누수, 전식등 국부적인 레일부식이 심한개소는 피한다.

 나. 궤도조건

 1) 궤도구조가 구비할 조건

 ① 장기간 부식, 피로가 발생하지 말 것

 ② 과대한 신축이 일어나지 않도록 충분한 체결력과 도상저항력이 있어야 하고

 ③ 좌굴에 대해 저항할 충분한 궤도중량 및 도상저항력을 확보

 ④ 레일 파단에 대하여 충분한 모재강도와 용접강도가 있어야 한다

 2) 소요강도를 확보하는 궤도재료

 ① 레일

 - 레일은 50kg 또는 60kg의 신품레일을 사용하되 흠이나 버릇이 없는 것 사용

 ② 양단부 이음매 구조

 - 장대레일 양단부의 이음매 구조는 장대레일의 온도 신축량과 복진량을 처리할 수 있어야한다

 - 장대레일에서는 신축이음매를 사용하거나 온도변화나 복진이 극히 적은곳은 완충레일을 사용하되 이음매판 및 볼트는 열처리한 것을 사용

 ③ 침목

 - 침목은 원칙상 P.C침목으로 하고 도상횡. 종저항력 500kg/m이상 되도록 배치(20m당 34정의 침목)

 - 장대레일의 온도신축을 구속하기 위하여 레일을 침목에 완전히 고정시켜 궤도방향으로 이동이 불가능하게 이중탄성체결장치를 사용한다.

 ④ 도상

 - 도상의 강도는 좌굴방지와 과대신축방지에 절대적 필요

 - 도상자갈은 깬자갈을 사용하고 도상저항력이 500kg/m이상(지하구간 : 400kg/m이상) 이어야하며 장대레일 설정전에 반드시 표본측정을 하여 저항치를 확인하여야 한다.

 - 도상종저항력 : 600㎏/m 도상횡저항력 : 500kg/m (도상저항력은 도상다지기 상태, 침목부설 경과년수에 따라 다르다.)

 - 도상저항력 : 궤도편측 1m당 kg으로 표시

 다. 온도조건

 1) 설정온도

 ① 장대레일의 최대문제점은 온도신축의 처리와 대책임

 ② 장대레일의 체결장치를 체결할 때의 온도가 가장 중요하며 이를 설정온도라 하며 이 온도와의 차이가 레일의 축응력을 변동시키고 레일 단부가 신축한다

 ③ 설정온도는 년간 평균온도로 한다

 ④ 설정온도는 예상되는 실제의 최고 레일온도 보다 35 이상 낮아서는 안되고, 실제의 최저 레일온도 보다 40 이상 높아서도 안된다

 ⑤ 이 온도를 초과하여 설정하였을 때는 최단 시일 내에 기준온도에 맞추어 재설정 하여야 한다.

 2) 설정온도 결정시 검토사항

 ① 설정온도로부터 일어날 수 있는 최고온도 상승을 예상하여 좌굴안정성 검토

 ② 설정온도로부터 일어날 수 있는 최저온도 하강을 예상하여 파단강도 검토

 ③ 장대레일을 부설하고자 하는 장소의 연간 레일최고, 최저온도 측정 검토

 라. 터널내의 장대레일

 - 터널 내부는 외부보다 온도차가 적으므로 특별히 궤도구조를 보강하지 않고도 장대레일의 효과를 얻을 수 있어 경제적이나 아래 사항을 주의하여야 한다

 1) 온도변화의 범위가 설정온도의 20 이내인 터널을 선택할 것

 2) 터널의 갱문(U-type) 부근에서 외부온도와의 영향이 큰 곳은 피할 것

 3) 취약노반은 피할 것

 4) 누수등으로 국부적인 레일부식이 심한 개소는 피할 것

 5) 반경 800m정도 이하의 곡선부는 레일의 마모를 고려하여 피할 것

 6) 도상면을 침목면과 같게하고 견폭은 300㎜이상으로 할 것

 마. 교량상의 장대레일

 - 교량의 거더는 온도에 따른 신축을 고정단에서는 부동상태이고 가동단에서 만 이동가능하고 장대레일의 부동구간이 거더위에 부설되어 있으면 거더는 신축이 가능하나 레일은 부동상태이므로 거더와 레일의 신축이 일치하지 않으므로 거더의 신축량 만큼 레일 내부에 이상응력이 발생하는데 이것이 교량상에 장대레일을 부설하는데 있어서 문제점으로 교량상 장대레일 부설시 아래 사항을 주의하여야 한다

 1) 교량상 레일체결부 및 침목과 거더와의 체결부는 횡방향의 강도를 가지며 부상(浮上)을 충분히 방지할 수 있는 구조이어야 한다.

 2) 무도상교량 및 5m이상의 유도상교량에 있어서는 전 후 방향의 종저항력을 주지 않도록 하여야 한다.

 3) 교대 및 교각은 장대레일로 인하여 발생되는 힘에 대하여 충분히 견딜 수 있는 구조이어야 한다.

 4) 거더의 온도와 비슷한 레일온도에서 장대레일을 설정할 것

 5) 연속보의 상간에 교량용 레일 신축이음매를 설치하고 신축이음매의 동정(Stroke)을 살펴야 한다.

6. 장대레일의 좌굴

 가. 궤도좌굴

 1) 장대레일 양단부의 100m정도를 제외한 중앙부 부동구간에서는 설정온도에 대한 온도차에 비례한 레일축압력이 발생한다

 2) 온도하강에 의한 강도력은 레일의 허용 인장응력의 한도내에 있어야 하며

 3) 온도상승에 의한 온도축압력이 과대해지면 좌굴(座屈)을 일으키게 됨

 4) 도상 횡방향 저항력과 궤강강성에 의한 구속력의 합계보다 압축력이 크면 레일 내부에 저장된 저항응력에 불균형이 돌발하여 궤도는 좌우 어느 쪽이든 좌굴하게 된다

 나. 도상 횡방향 저항력

 1) 공식 ; r = P/2a

 r : 횡저항력(레일한쪽)(kg/m)

 P : 침목저항력(kg)

 a : 침목배치간격(m)

 2) 온도상승에 따라 증가하는 궤도의 좌굴을 예방키 위해서는 도상 횡방향 저항력을 증가시키는 것이 가장 효과적이며 절대적이다

 3) 도상 횡저항력은 침목의 재질, 중량, 형상, 치수, 간격 등과 도상의 재질, 도상어께, 입도, 단면형상, 함수량 등에 의해 좌우된다

 4) 침목종류에 따른 저항력

 ① 침목 저항방향의 연직면이 클수록 저항력이 크다

 ② 침목저면에 요철을 붙이면 도상저항력이 20% 정도 증가

 5) 횡압의 발생원인

 ① 차량동요에 의한 횡압

 ② 곡선불균형 원심력에 의한 횡압

 ③ 궤도틀림에 의한 횡압

 ④ 차량 전향에 의한 횡압

 ⑤ 차량이 탈선할 수 있는 횡압의 크기는 수직력의 70~80% 이상이다

 다. 궤도의 국부틀림과 좌굴강도

 1) 장대레일에 있어 작은 범위의 곡률반경이 작은 틀림으로, 곡선부의 곡률틀림과는 구별됨.

 2) 궤도의 국부적인 틀림은 궤도좌굴에 큰 원인이 되어 국부적인 횡방향 변위가 1~3㎜라도 급격한 경우에는 평형이 깨져 좌굴현상이 돌발하게 된다

 3) 궤도 국부틀림은 궤도좌굴에 큰 원인이 되므로 특히 건널목, 교량 등의 구조물 및 그 전후점에는 충분한 주의가 필요하며, 좌굴이 발생될 수 있는 최악의 궤도틀림 조건을 축압의 최저좌굴강도라 하고 여기에 안전도를 고려한다

 4) 궤도의 국부틀림과 좌굴강도의 계산

 - 공식 : P 〉R. g

 P : 레일의 축압력

 R : 궤도의 국부틀림의 곡율반경

 g : 도상 횡방향 저항력

 - 예) g = 400kg/m P = 60t 일 때

 R 〉P/g 이므로 R= 60000/400 = 150m 이상

 여유를 보아 R=200m정도 이하의 국부적인 곡율이 일부분이라고 있으면 좌굴의 염려가 있음

 5) 좌굴을 억제하는 요소

 ① 도상 종저항력

 - 체결구, 침목, 도상상태가 주가 된다.

 ② 도상횡방향 저항력

 - 침목배치수, 침목의 중량·형상 및 도상의 다짐상태, 단면형상, 단위용적량, 입도 등이 좌우된다.

 ③ 궤광 강성

 - 궤도의 강성은 궤광이 휘지 않으려는 힘과 회전저항모멘트로 정해지며, 즉 궤도의 견고성이라 할 수 있다.

 ④ 궤도의 중량 (궤광의 부상을 방지할만한 중량)

7. 장대레일의 부설

 가. 장대레일의 교환시 주의사항

 1) 적재 운반하화 등의 작업을 할 때 취급을 잘하여 레일의 손상이나 버릇이 생기지 않도록 할것

 2) 부설현장에서 하차되어 부설할 때까지 보관중에 장출되는 수도 있고 다른 원인으로 버릇이 생기는 경우가 있으므로 관리를 잘할 것

 3) 부설작업은 설정온도 부근에서 온도변화가 심하지 않을 때를 선택할 것

 4) 레일을 부설할 때는 레일전장의 설정온도가 균등하여야하며 부분적으로 축응력이 상이해서는 안된다.

 5) 설정온도는 설정시간 중 정확하게 측정하여 평균설정온도를 기록하고 다시 설정할 필요성의 유무를 검토한다.

 6) 갱환직후에 급격한 온도변화가 있을 경우에는 침목의 이동량도 크고 궤도의 각부가 불안정하므로 레일교환 후 빠른 시일 내에 궤도가 안정상태가 되도록 노력할 것

 7) 장대레일을 부설한 후에 레일의 양단부가 정확한 위치에 올 수 있도록 설정온도에서 정확하게 신축이음매 위치에 맞추어 그 자리에서 절단하여야 한다.

 나. 신축이음매의 부설

 1) 신축이음매는 직선구간에 배향으로 부설하되 체결을 정확하게 하며

 2) 신축이음매의 동정 상태는 실제 일어날 수 있는 최고온도와 최저온도와의 중간온도(중위온도)에서 동정의 중위에 맞춘다.(국철 250㎜)

 3) 5 이상 차이로 온도를 설정할 때에는 차이온도 1 에 대하여 1.5㎜율로 정정한다.

 4) 완충레일의 부설시 주의사항

 ① 체결장치를 소정의 체결력으로 체결하여야 하며

 ② 적정유간을 확보하는 것이다

 ③ 일반레일과 열처리 이음매판과 볼트를 사용한다.

 ④ 완충레일은 3~5개정도 정척레일(25m)과 고탄소강 이음매판과 볼트를 사용한다.

8. 장대레일의 보수

 가. 보수개요

 1) 부설초기에 적정하고 양호한 상태로 보수하여 안정된 후에는 너무 빈번하게 보수작업을 하지 않는다.

 2) 보수 시 유의사항으로 좌굴방지, 과대신축 및 복진방지, 재료의 부분적 마모 및 손상방지 등에 유의하여야 한다

 나. 궤도보수

 1) 정비목표

 - 레일부설 후 초기정비에 완벽을 기하며 안정된 후에는 정비한도에 도달하지 않는 사소한 틀림은 자주 정비하지 않고 틀림의 진행이 빠른 개소를 감시하여 보수한다

 2) 국부적 틀림

 - 궤도의 국부적 틀림은 좌굴에 큰 영향이 되므로 궤도환경이 급변하는 건널목과 교량등의 구조물 및 그 전후 부분에는 특히 발생하기 쉬우므로 보수에 중점을 두어야 한다

 3) 레일 결속부

 - 전장에 걸쳐 순회점검을 실시하여 보수 함

 4) 신축이음매

 ① 선로 순회 시 정밀검사를 하여 이상 발견 시 즉시보수

 ② 침목을 견고히 다지고 궤간 등의 검측을 정확히 시행

 ③ 이음매 처짐이 발생하지 않도록 보수

 5) 레일의 부분적 마모 및 손상방지

 - 공전, 용접불량 등에 의해 발생한 흠이 더 확대되지 않도록 함

 다. 도상횡저항력 확보를 위한 유의사항

 1) 도상의 보충상태(도상의 단면 확보)를 주의하여 도상 어깨폭 및 도상어깨 높이 확보에 유의하고 필요시에는 즉시 도상을 보충하여야 한다.

 2) 도상다짐을 충분히 하여 궤도틀림을 방지하고 도상표면은 충분히 달고다짐하여 도상 저항력을 강화한다.

 3) 도상저항력이 불안할 때에는 몇번이라도 저항력 시험을 하여 수치적으로 확보하여야 한다.

 4) 교량, 건널목의 전후등 궤도틀림이 발생하기쉬운 장소 및 상향구배 변환점에 대하여는 특히 도상저항의 유지에 유의하여야 한다.

 라. 온도 신축량 파악

 1) 장대레일 양단부의 온도신축량을 정확하게 조사하면 부동구간을 파악할 수 있고

 2) 탄성체결장치의 체결도, 도상저항력 및 복진발생의 유무를 알게 되며

 3) 신축이음매 장치의 상태도 정상적으로 유지할 수 있게 된다

 마. 좌굴시 응급조치

 1) 장대레일에 좌굴이 발생하였을 때 아래 방법으로 조치한다

 ① 그대로 밀어 원상태로 하거나

 ② 적당한 곡선을 삽입하거나

 ③ 레일을 절단하여 은급 조치한다

 2) 좌굴된 부분이 많아서 구부러지지 않았을 때, 레일에 손상이 없을 때 또는 손상에 대하여 운전상지장이 없다고 판단 될 때는 밀어 넣거나 곡선을 삽입하여 응급조치 한다

 3) 밀어넣기가 곤란할 때는 손상부분을 절단하고 다른 레일을 넣어 응급조치하며 아래 방법에 의한다

 ① 절단제거 범위 : 레일이 현저하게 굽은부분 및 손상이 있는 부분

 ② 절단방법 : 레일의 축력, 구부러짐 등을 고려하여 레일절단기 또는 가스로 절단

 ③ 바꾸어 넣는 레일 : 절단레일과 같은 정도의 단면

 ④ 이음매 : 바꾸어 넣은 레일의 양단에 유간을 두어 응급조치 할 때 이음매볼트는 500kg/cm의 토오크로 조이고 유간복구시까지 예상되는 온도상승 또는 하강에 대하여 감안하여 유간 확보

 바. 기타

 1) 초음파 탐상기 검사

 2) 용접방법 : 테르밋트 또는 엔크로조드 아크용접

 3) 재설정