윤성식님의 글
------------------------------------
지금 배수로 게이트의 온-오프를 제어할 실험 장치를 계획중인데
게이트에 적합한 재료를 찾고 있는 중입니다.
제가 원하는 재료의 성질은

비중 2이하이고
인장강도가 15kg/mm2 이상
항복점이 6kg/mm2 이상
내열성 110C 이상
이고 농촌에서 사용할 배수로 이기 때문에
재료의 가격이 저렴하고 내수성이 있는 재료를 찾습니다.
배수로의 크기는 1m * 1m 정도입니다

알고 계신 분은 답변 부탁드립니다.
감사합니다

----------------- [답 변] -------------------

쉽지 않은 재료 선택입니다.
제가 나름대로 질문하신 분의 의도를 해석해서 답변드리겠습니다.
비중이 2 이하를 원한신 것은 전체적인 중량을 작게 하기 위한 것으로 이해 됩니다.
Steel종류로는 이를 맞추기가 불가능합니다.
제가 설계를 한다면 FRP를 추천합니다.
FRP의 경우에는 제작 방법에 따라 다소의 차이는 있지만 1.2 ~ 1.8정도의 비중이 나오게 됩니다.
인장강도와 항복강도는 FRP가 다소 불리한 점이 있습니다.
하지만 설계 압력 10Kg/mm2정도 까지 사용되고 있는 Pump용 FRP들이 많이 있으므로 그리 걱정하실 정도는 아니라고 생각됩니다.
참고로, 불포화포리에스터 수지의 Tensile Strength를 알려드리겠습니다.
주형품 : 39.2 ~ 68.6 Mpa (4 ~ 7 Kg/mm2)
적층품 : 294 ~ 441 Mpa (30 ~ 45 Kg/mm2)
이렇게 수치상의 차이가 나타나는 것은 적층과정(방법)의 특성과, 각 제조 회사 별로 사용되는 Glass의 종류에 따라 다르게 나타납니다.
내열성 또한 FRP가 다소 불리한 점입니다.
하지만, 아마도 110℃의 기준이 설계사의 여유를 감안한 것으로 추정되어 이를 기준으로 말씀드리지요.
가장 고온에 좋은 재료는 페놀수지로서 약 200℃에서도 열간 강도 유지율이 80%이상입니다.
그외에 널리 사용되는 비닐에스터 계열도 100℃ 정도까지는 견딜 수 있는 것으로 알고 있습니만, 정확한 자료가 없어서 구체적인 수치는 말씀드리지 못하겠습니다.
불포화포리에스터의 경우에는 종류별로 75 ~ 140℃ 정도까지 견딜 수 있습니다.
현재 수문의 크기가 그리 크지 않으므로 Steel Plate를 얇게 Insert한 후에 FRP Lining등으로 처리하는 것이 좋겠습니다.
알루미늄이나 Stainless Steel등도 추천할 수 있으나, 지금 요구하시는 비중 사양과 가격면에서 합당하지 않을 것 같습니다.
(알루미늄의 비중 약 2.4, Carbon Steel 비중 약 7.8정도 입니다.)

FRP 제조 회사와 협의하시어 좀더 자세한 자료를 구하시면 결정하시는 데 도움이 되실 것입니다.

도움이 되시길 바랍니다.