KR101064097B1 - 충격시험장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 선박이나 해상 구조물 또는 기타 산업구조물 등에서 낙하물 등의 충격에 의한 바닥면이나 벽면 등 구조체의 기계적 손상여부를 예측 및 평가하기 위한 실험장치에 관한 것으로서 실험대상인 실제 구조체에 대한 충격시험을 수행하지 않고도 실제의 충격 환경과 동일한 조건하에서 간편하게 충격시험을 수행할 수 있도록 구성된 충격시험장치에 관한 것이다.
본 발명에서는, 선박, 해상 구조물 및 기타 산업구조물 등에 가해지는 낙하물 등에 의한 충격 정도를 예측하고 평가하기 위하 것으로서, 압축공기를 공급하기 위한 압축기, 일측이 상기 압축기에 연결되어 압력을 축적하는 압력챔버 및 상기 압력챔버의 타측에 연결되는 베럴로 구성되며, 상기 베럴에 연결되는 토출밸브의 작동으로 베럴 내에 장전된 발사체를 발사시킬 있도록 한 것을 특징으로 하는 충격시험장치를 제시한다.
낙하 충격물, 볼트 및 너트이 결합체, 파이프 지지대, LNG 수송선, 화물창, 벽체, 바닥면, 1,2차 방벽, 압축기, 압축공기, 인입밸브, 압력챔버, 토출관, 토출밸브, 베럴, 가이드레일, 수직지지대, 베럴 지지대, 타겟 구조체, 신호검출기, 전 선
Description
본 발명은 충격시험장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 선박, 해상 구조물 및 기타 다양한 산업 구조물 등에 가해지는 충격에 의한 손상의 정도를 예측, 평가 및 관리하기 위한 충격시험용 장치에 관한 것이다.
최근 천연가스의 소비량은 국내외를 불문하고 전세계적으로 급증하고 있으며, 우리나라의 경우에도 천연가스를 주요 난방용 에너지 자원으로서 사용하고 있으며 최근에는 버스 등의 연료로 사용함으로써 디젤 자동차로 인한 환경 오염을 줄이기 위한 시도를 활발히 하고 있는 실정이다.
이처럼 천연가스는 그 수요도 많고 사용처도 다양하나 부존자원이 부족한 우리나라의 경우에 전량을 수입에 의존하고 있는 실정이다. 천연가스는 액화된 상태로 천연가스 수송 선박에 저장한 후 국내로 운반된 후 육상 또는 해상의 가스배관을 통하여 각 수요처로 공급된다.
천연가스를 액화된 상태인 액화천연가스(LNG, Liquefied Natural Gas)의 상태로 운반하는 전용선박을 통상적으로 LNG 수송선(LNG carrier)이라고 하며, LNG 수송선은 천연가스를 약 -163 ℃의 극저온 상태로 냉각함으로써 부피를 대략 1/600 로 줄여 해상을 통한 원거리 운반을 하게 된다. 이러한 LNG 수송선의 내부에 설치되는 LNG 저장탱크는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 적용하는지 여부에 따라 독립형 탱크(Independent type tank)과 멤브레인형 탱크(Membrane type tank)로 분류할 수 있다.
이러한 LNG 저장탱크(화물창)는 그 내용물인 액화천연가스의 특성과 위험성으로 인하여 화물창에 대한 구조적 디자인과 강도에 대한 평가가 필수적으로 선행되어야 한다. 만일 화물창 내부의 어느 한 곳에서라도 액화천연가스의 누출이 발생하게 되면 LNG 수송선의 안전을 담보할 수 없을 뿐 아니라 돌이킬 수 없는 대형사고를 초래할 수 있기 때문이다. 그런데, 이러한 LNG 수송선의 경우 화물창 내부 바닥면 등의 벽체에 볼트, 너트 및 파이프 지지대 등이 낙하하는 경우가 발생할 수 있으며, 이러한 낙하 물체 등은 선체의 벽면에 낙하 충격으로 인한 덴트를 형성하는 등 여러가지 기계적 손상을 입히게 된다. 그 중 몇몇의 경우에는 낙하물 등에 의한 충격으로 인하여 바닥판에 구멍이 생기거나 하는 등의 치명적인 손상을 입기도 하며 그로 인하여 화물창 내부에 적재된 가스가 누출되기도 하는 것이다.
이러한 낙하물 등에 의한 충격으로 인한 구조재에 대한 기계적 손상에 대한 문제는 비단 LNG 수송선에만 국한되는 것이 아니라 기타 다른 해상 구조물 및 산업 구조물 등에도 동일하게 발생한다. 특히, LNG 수송선이나 기타 해상 구조물처럼 그 높이가 수십미터나 되는 경우에는 작은 볼트 하나가 떨어지더라도 선체 바닥면 등에 가하는 충격으로 인한 손상은 치명적일 수 있는 것이다. 따라서, 이러한 낙하물 등의 충격에 의한 기계적 손상에 대한 예측, 평가 및 관리가 대단히 중요하다고 할 것이다.
도 1은 LNG 수송선의 실제 화물창 내부 구조의 일예를 보인 사진이다. 즉,도시한 사진은 150K㎥ 급 마크 3(Mark III) 타입의 LNG 수송선의 화물창 내부 구조를 보여주고 있다.
도 2는 도 1의 화물창 내부 벽체의 구조를 보인 개략적인 단면도이다. 도시한 것처럼, 화물창의 내부 벽체(10)는 1차 방벽(11,primary barrier), 플라이우드(13a, plywood), 1차 단열벽(14a, RPUF panel), 2차 방벽(12, secondary barrier), 2차 단열벽(14b, RPUF panel), 플라이우드(13b) 및 마스틱(mastic, 15)이 순서대로 내부 선체(16, inner hull)에 적층되어 구성된다. 상기 1차 방벽(11)은 주로 STS 304 등의 스테인레스 금속판으로 형성되는 1차 멤브레인으로서 -160℃ 정도의 화물이 직접 닿는 부분이므로 열응력에 잘 견디도록 파형의 주름진(corrugated) 구조로 시공된다. 상기 2차 방벽(12)은 1차 방벽(11)이 파손되었을 경우 일정 기간동안 화물의 누설을 방지하는 기능을 한다. 상기 1,2차 단열벽(14a,14b)는 폴리우레탄 폼으로 된 것으로서 저장탱크인 화물창에 열이 침투하는 것을 방지한다. 상기 플라이우드(13a,13b)는 단열벽의 균일 배치로 방벽에 일정한 하중을 받을 수 있도록 도와주며, 수직방향의 하중에 의한 변위를 완화시키는 역할을 한다. 상기 마스틱(15)은 저장탱크의 하중을 선체에 전달하는 역할을 한다.
도 3은 LNG 수송선의 화물창 내부 벽체의 실제 구조의 예를 보여주는 사진이고, 도 4는 작은 주름과 큰 주름을 교차 형성한 1차 방벽(11)의 확대사진이며, 도 5a 및 도 5b는 낙하 충격물의 예인 볼트 및 너트의 결합체와 파이프 지지대의 사진 이다. 도시한 볼트(21a) 및 너트(21b)의 결합체(21)나 파이프 지지대(22)가 화물창의 높이인 27m 높이에서 낙하하는 경우 바닥면의 1차 방벽(11) 등의 멤브레인 구조에 기계적인 손상을 입히게 된다. 따라서, 이러한 낙하 충격물에 의한 낙하 충격으로 인한 화물창 벽체 구조의 손상에 대한 평가 및 예측 과정이 필수적으로 요구되는 것이다. 그런데, 실제의 LNG 수송선의 화물창 내에서 낙하물 등에 의한 충격 시험을 수행하는 것은 매우 어려우며 적당하지 않다는 문제가 있다. 왜냐하면 실험과정에서 필연적으로 고가의 LNG 수송선의 벽체에 손상을 주게 되고 이러한 손상된 부분을 복구하기 위하여 높은 비용과 시간이 소요되기 때문이다.
전술한 문제점으로 인하여 실제 LNG 수송선의 화물창 내부에 손상을 주지 않고서도 화물창의 내부에서 충격물의 낙하에 의하여 벽체 구조에 가해지는 손상의 정도를 예측하고 평가하기 위한 시스템의 개발이 절실히 요청된다고 하겠다. 또한 이러한 낙하물 등에 의한 사전 충격시험의 필요성은 비단 선박에만 국한되는 것이 아니라 해상 구조물 및 기타 다양한 산업 구조물 등에 있어서도 요청되는 바이다.
본 발명의 목적은 LNG 수송선 등의 선박이나 해상 구조물 및 기타 다양한 산업 구조물 등의 구조체에 대한 낙하물 등에 의한 충격시험을 실제로 해당 구조체에서 직접 수행하지 않고서도 실제와 동일한 조건하에서 간편하게 충격시험을 수행할 수 있는 수단을 제공하는 것이다. 그리하여 고가의 LNG 수송선의 화물창과 같은 구조물에 대한 낙하 충격 등에 의한 손상의 정도를 사전에 예측 및 평가함으로써 보다 안전하게 해당 시설물의 유지관리를 가능케 하고자 한다.
전술한 기술적 과제의 해결을 위하여 본 발명에서는, 선박, 해상 구조물 및 기타 산업구조물 등에 가해지는 낙하물 등에 의한 충격 정도를 예측하고 평가하기 위하 것으로서, 압축공기를 공급하기 위한 압축기, 일측이 상기 압축기에 연결되어 압력을 축적하는 압력챔버 및 상기 압력챔버의 타측에 연결되는 베럴로 구성되며, 상기 베럴에 연결되는 토출밸브의 작동으로 베럴 내에 장전된 발사체를 발사시킬 있도록 한 것을 특징으로 하는 충격시험장치를 제공한다.
여기서, 상기 베럴은 베이스 프레임 상에서 전후좌우로 이동 가능하도록 설치하는 것이 바람직하다.
상기 베럴 내부 상기 발사체가 장전 되는 위치의 후방에는 베럴의 단면 형상에 대응하는 단면 형상을 가지는 수압체가 삽입되는 것이 바람직하다.
상기 압력챔버의 타측과 상기 베럴의 사이에는 토출관이 결합하고 상기 토출밸브는 상기 토출관 상에 형성될 수 있다.
상기 발사체가 발사되는 베럴의 단부 측에는 일정한 거리를 두고 두 곳의 지점에 관통구멍이 형성되고 상기 각 관통구멍으로는 전선이 관통삽입하여 저항 또는 전압을 측정할 수 있는 신호검출기에 연결되도록 한다.
본 발명에 의하면 선박의 화물창이나 해상 구조물 및 기타 산업 구조물 등의 시설에서 직접 충격물을 낙하시키거나 충격하여 그에 의한 바닥이나 벽체 등의 손상 정도에 대한 실험을 수행하지 않더라도 별개의 장소에서 실제와 동일한 조건으로 동일한 충격시험을 수행할 수 있으므로 시간이나 비용면에서 매우 경제적이라는 잇점이 있다.
또한, 낙하물 등에 의한 충격시험을 실제와 동일한 조건으로 정확하고 간편하게 수행할 수 있으므로 충격물의 낙하나 충격에 의한 바닥면이나 벽체 등의 손상의 정도를 사전에 정확하게 예측 및 평가할 수 있게 된다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 작동원리를 보다 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 충격시험장치의 구성도이다. 본 발명의 충격시험장치(100)는 크게 압축기(110), 압력챔버(120), 베럴(barrel,133) 및 베이스 프레임(150)으로 구성된다. 압축기(compressor, 110)는 압축기 케이블(111)에 의하여 압력챔버(120)의 일측에 마련되는 인입관(131)에 연결되며, 상기 인입관(131) 상에는 압축공기의 출입을 단속하기 위한 인입밸브(134)가 설치된다. 상기 압력챔버(120)의 타측에는 토출관(132)이 연결되며, 상기 토출관(132)의 단부에 베럴(133)이 배관 연결재(136) 등의 피팅류에 의하여 연결된다. 여기서, 상기 토출관(132) 및 상기 베럴(133)은 일체로 형성할 수도 있으나, 도시한 것처럼 배관연결재(136)에 의하여 서로 분리 또는 결합할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 베럴(133)의 직경을 달리할 필요가 있는 경우 배관 연결재(136)를 풀어 다른 직경의 베럴로 교체가 용이해지기 때문이다. 상기 토출관(132) 상에는 압력챔버(120) 내부에 축적된 압축공기의 토출을 조절하기 위한 토출밸브(135)가 설치된다. 상기 토출밸브(135)는 충격시험장치(100)의 방아쇠(trigger) 역할을 하는 것으로서 수동으로 조작하거나 또는 전자 제어되는 전자밸브 형태로 구성할 수도 있다.
상기 압력챔버(120)에는 압력챔버(120) 내부에 축적되는 공기압을 측정하기 위한 압력계(121)가 장착된다. 상기 압력챔버(120)는 수직 지지대(141,142)에 의하여 베이스 프레임(150) 상에 설치된다. 상기 수직 지지대는 외측 지지대(141)와 상기 외측 지지대(141) 내부의 내측 지지대(142)로 구성되는데, 외측 지지대(141)가 내측 지지대(142)의 외면 상에서 상하로 슬라이딩 가능하도록 구성한다. 이는 후술할 실험 대상인 타켓 구조체(200)의 목표지점에 발사체를 정확히 타격하기 위하여 베럴(133)의 높이를 상하로 조절하기 위한 것이다.
상기 베이스 프레임(150) 상에는 제1 및 제2 가이드 레일(151,152)이 형성되어 상기 수직 지지대(141,142)가 전후좌우로 슬라이딩 이동할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 내측 지지대(142)는 상기 제1 가이드 레일(151) 상에서 좌우로 슬라이딩 이동 가능하도록 장착되고, 상기 제1 가이드 레일(151)은 상기 제2 가이드 레일 상에서 전후로 슬라이딩 이동 가능하도록 장착될 수 있다. 상기 가이드 레일(151,152)로는 슬라이딩 이송 가능한 구조이면 어떠한 형식의 것이라도 채택할 수 있으며 도면의 실시예에서는 가이드 레일(151,152) 상의 가이드 홈(151a,152a)을 따라 내측 지지대(142)와 제1 가이드 레일(151)이 슬라이딩 이동하도록 하고 있다.
상기 베이스 프레임(150)의 전방에는 장공(152a)이 형성된 베럴 지지대(153)가 장착되는데, 상기 베럴 지지대(153)도 상기 베이스 프레임(150) 상에서 좌우로 슬라이딩 이동 가능하게 설치하는 것이 바람직하다.
도 7은 상기 베럴의 횡단면도로서 베럴 내부에 발사체인 볼트와 너트의 결합체가 장전된 경우를 보인 것이고, 도 8은 발사체가 장전된 상기 베럴의 종단면도이다. 상기 베럴(133)에는 도시한 바와 같이 볼트(21a)와 너트(21b)의 결합체(21) 등의 발사체가 장전된다. 상기 베럴(133)은 일종의 총열로서 내부가 빈 중공관의 형상을 가지므로 발사체인 볼트와 너트의 결합체(21) 등을 총열의 단부 측 개구부(총구)를 통하여 삽입한 후 꼬질대(미도시) 등으로 베럴(133)의 안쪽으로 밀어 넣으면 발사준비가 완료되는 것이다. 여기서, 상기 베럴(133)의 측면부 일부를 개방하여 발사체를 측면으로 투입하도록 한 후 개방부를 밀봉할 수 있는 도어(미도시) 등을 장착하면 발사체의 장전이 훨씬 용이하게 수행될 수 있을 것이다.
이때 베럴(133)의 내경과 볼트(21a)나 너트(21b)의 직경이 서로 달라서 발사체가 베럴(133)의 내측 벽면에 밀착되지 않는 경우에는 후술할 발사단계에서 압축공기의 압력이 발사체에 제대로 전달되지 못하는 문제가 생길 수 있다. 따라서, 이러한 경우에는 발사체인 결합체(21) 등의 후방에 도시한 것처럼 원판형의 수압체(受壓體, 23)를 장착하면 압력챔버(120)로부터 개방된 공기 압력이 손실 없이 그대로 발사체에 전달될 수 있게 된다. 상기 수압체(23)는 고무나 기타 수지재질로 하는 것이 바람직할 것이다. 상기 수압체(23)는 상기 베럴(133)의 단면 형상이 원형인 경우 단면 형상이 원형인 원판 또는 원기둥 형상의 것으로 하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 수압체(23)는 그 단면 형상이 상기 베럴(133)의 단면 형상에 대응하는 형상을 가지도록 형성하면 충분하다.
전술한 구성을 가지는 충격시험장치(100)를 이용하여 충격시험을 하는 과정을 설명하면 다음과 같다. 우선 압축기(110)를 가동하고 인입밸브(134)를 열어 압력챔버(120)의 내부 압력을 원하는 수준까지 끌어올린다. 압력챔버(120)의 내부 압력이 일정 수준에 도달하면 토출밸브(135)를 열어 베럴(133)에 장전된 발사체를 타겟 구조체(200)를 향하여 발사하면 되는 것이다. 이때 발사체가 충격할 목표지점이 베럴(133)의 총구 위치와 맞지 않는 경우에는 베이스 프레임(150) 상의 가이드 레일 상에서 전후좌우로 슬라이딩 이동시켜 목표지점을 정확히 조준하는 작업이 선행되어야 한다. 상기 타겟 구조체(target structure, 200)는 충격물에 의한 손상 여 부를 관찰하고자 하는 대상 물체로서, 본 실시예에서는 전술한 LNG 수송선의 화물창 내부 벽체를 그대로 구현하여 타겟 구조체(200)로 하여 실험을 수행하였다.
그런데, 상기 충격시험장치(100)는 각종 충격물의 낙하 충격 등에 의하여 LNG 수송선의 화물창 등의 바닥면에 가해지는 기계적 손상 여부를 사전에 예측하고 평가하기 위한 것이므로 실제 충격물의 낙하 상황 등과 동일한 조건하에서 실험이 수행되어야 한다. 즉, 화물창 내부에 각종 기계요소가 낙하하는 경우를 예로 들면, 화물창의 낙하 높이에서 실제로 볼트나 너트 등이 떨어질 때 바닥면에 부딪히기 직전의 속도인 지면 도달 속도와 동일한 속도로 발사체를 발사시켜야만 실제 상황에 근접한 실험결과를 얻을 수 있게 되는 것이다.
일반적으로 중력장 하에서 어떤 물체가 자유낙하하는 경우 지면도달속도(v)는 다음과 같은 수식으로 표현된다.
수식 1.
(여기서, v: 지면도달속도, h: 낙하높이, g: 중력가속도)
만일 화물창 내부의 낙하 높이 h= 27m 라면,
가 된다.
따라서, 발사체 역시 23.02 m/s의 발사속도로 타겟 구조체(200)를 충격해야 한다. 그런데, 발사체의 발사속도는 상기 압력챔버(120)의 내부 압력에 비례하는데 어떤 수치의 압력일때 발사체가 원하는 속도를 가지게 되는 지를 결정할 필요가 있다. 따라서, 본 발명에서는 발사체의 속도를 다음과 같은 방법으로 정확하게 조절한다.
도 9는 발사체의 속도와 압력챔버의 내부압력과의 관계를 결정하기 위한 신호 검출장치의 구성도이고, 도 10은 도 9의 신호 검출장치를 이용하여 획득한 '전압 vs 시간'의 그래프이며, 도 11은 도 9의 신호검출장치를 이용하여 결정된 '발사체 속도 vs 압력챔버의 내부압력'의 그래프이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 발사체가 장전된 베럴(133)의 출구에 가까운 쪽에 일정한 거리(L)를 두고 두 곳의 지점(P1,P2)에 두 가닥의 전선(161,162)을 관통 삽입하여 신호 검출기(160)에 연결한다. 이때 압력챔버(120)의 내부압력을 측정하고 기록한다. 다음으로 토출밸브(135)를 열면 발사체가 베럴(133) 내부에서 발사되면서 제1 전선(161)을 끊고 지나가게 되고 연이어 제2 전선(162)을 끊고 지나가게 된다. 이때 신호 검출기(160)에는 도 10에 도시한 바와 같은 볼트(또는 저항)의 파형 변화가 발생한다. 그래프에서 첫번째 파형은 제1 전선(161)의 단선에 의하여 얻어진 것이며, 두번째의 파형은 제2 전선(162)의 단선에 의한 것이다. 따라서, 두 파형 간의 시간차인 x 좌표축(시간축) 간의 거리를 읽으면 발사체가 지점 P1과 지점 P2를 통과하는 데 걸리는 시간을 알 수 있다. 상기 실시예에서는 지점 P1과 P2 사이의 거리(L)를 150mm로 하여 실험을 수행하였다.
따라서, 발사체의 이동거리(P1과 P2 간의 거리)와 소요시간(ΔT)을 알 수 있 으므로, 발사체의 발사속도(v1)는 다음과 같은 수식을 사용하여 계산할 수 있다.
수식 2.
(여기서, L=0.15m)
이와 같은 실험을 압력챔버(120)의 내부 압력을 달리하여 수차례 수행한 후 계산된 발사속도(v1)와 그때의 압력을 '압력 vs 속도'의 좌표 상에 표시하여 선으로 연결하면 도 11에 나타낸 것과 같은 '압력 vs 속도' 간의 그래프가 얻어진다. 따라서, 수식 1에서 계산한 지면도달속도인 v=23.02 m/s를 만족하는 발사체의 속도를 얻으려면 압력챔버의 내부 압력은 약 1.5 bar가 되어야 함을 도 11의 그래프를 통하여 알 수 있게 되는 것이다.
도 12는 발사체의 충격 시험을 수행할 타켓 구조체 내의 충격 위치를 나타낸 실험사진이고, 도 13은 도 12의 충격 시험 위치에 발사체를 타격한 후의 실험결과를 나타낸 사진이며, 도 14는 도 13의 각 충격 시험 위치에 가해진 기계적 손상을 확대하여 나타낸 사진이다.
도 12 및 도 13에서, B1은 큰 주름과 작은 주름의 교차지점, B2는 작은 주름의 마루 부분, B3는 멤브레인 시트의 바닥면, B4는 멤브레인 시트의 용접 부분, B5는 작은 주름의 용접부분의 마루 부분, B6는 큰 주름의 마루 부분을 각각 나타내며볼트와 너트의 결합체(21)의 충격 시험을 위하여 선택되었다. 추가적으로 선택된 큰 주름의 마루 부분(S1)과 멤브레인 시트 바닥면(S2)은 파이프 지지대(22)의 충격 시험을 위하여 선택되었다.
볼트 및 너트의 결합체(21) 및 파이프 지지대(22)가 종속 23 m/s 의 속도로 전술한 각 충격 시험 위치에 발사되었다.
도 14에서, (a) 내지 (h)의 사진은 각각 B1,B2,B3,B4,B5,B6,S1 및 S2 위치의 기계적 손상 정도를 보여주는 사진이다. 실험결과 큰 주름과 작은 주름의 마루 부분인 B2 및 B6의 손상이 다른 부분에 비하여 두드러진 것을 알 수 있다. B2 및 B6 위치의 찌그러진 깊이는 최대 약 11 mm 정도였으며, S1의 경우에는 약 18 mmm 정도였으나, 1차 방벽(primary barrier) 내로 손상의 정도가 제한되었으며 가스가 누출될 정도의 관통 손상은 발견되지 않았다. 그러나, B3,B4 및 S2 위치의 경우에는 플라이우드 패널이 어느 정도 손상을 입었을 것으로 관찰되었다. 왜냐하면, 멤브레인 시트의 찌그러진 깊이가 멤브레인 시트의 두께를 초과하는 것으로 관찰되었기 때문이다.
이와 같이 본 발명의 충격시험장치에 의하면 선박의 화물창이나 해상 구조물 등에서 실제로 볼트,너트나 배관 자재 등 각종 기계적 요소들을 낙하시키지 않고서도 그들의 낙하 충격에 의한 바닥면 등의 벽체 구조물의 손상 정도를 정확하게 예측하고 평가할 수 있게 된다. 아울러, 본 발명에 의하면 선박 뿐만 아니라 해상 구조물이나 기타 다양한 산업 구조물 등에 있어서도 일정 속도를 가지는 물체의 충격에 의한 손상 정도를 사전에 예측하고 평가하여 관리할 수 있게 되는 것이다.
도 1은 LNG 수송선의 실제 화물창 내부 구조의 일예를 보인 사진.
도 2는 도 1의 화물창 내부 벽체의 구조를 보인 개략적인 단면도.
도 3은 LNG 수송선의 화물창 내부 벽체의 실제 구조를 보여주는 사진.
도 4는 작은 주름과 큰 주름을 교차 형성한 1차 방벽(11)의 확대사진.
도 5a 및 도 5b는 낙하 충격물의 예인 볼트 및 너트의 결합체와 파이프 지지대의 사진.
도 6은 본 발명에 따른 충격시험장치의 구성도.
도 7은 베럴 내부에 발사체인 볼트와 너트의 결합체가 장전된 경우를 보인 횡단면도.
도 8은 도 7의 발사체가 장전된 베럴의 종단면도.
도 9는 발사체의 속도와 압력챔버의 내부압력과의 관계를 결정하기 위한 신호 검출장치의 구성도.
도 10은 도 9의 신호 검출장치를 이용하여 획득한 '전압 vs 시간'의 그래프.
도 11은 도 9의 신호검출장치를 이용하여 결정된 '발사체 속도 vs 압력챔버의 내부압력'의 그래프.
도 12는 발사체의 충격 시험을 수행할 타켓 구조체 내의 충격 위치를 나타낸 실험사진.
도 13은 도 12의 충격 시험 위치에 발사체를 타격한 후의 실험결과를 나타낸 사진.
도 14는 도 13의 각 충격 시험 위치에 가해진 기계적 손상을 확대하여 나타낸 사진.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 충격시험장치 110: 압축기
111: 압축기 케이블 120: 압력챔버
131: 인입관 132: 토출관
133: 베럴 134: 인입밸브
135: 토출밸브 136: 배관 연결재
141: 외측 지지대 142: 내측 지지대
150: 베이스 프레임 151,152: 가이드레일
153: 베럴 지지대 200: 타겟 구조체
Claims (5)
- 선박, 해상 구조물 및 기타 산업구조물 등에 가해지는 낙하물 등에 의한 충격 정도를 예측하고 평가하기 위하 것으로서, 압축공기를 공급하기 위한 압축기, 일측이 상기 압축기에 연결되어 압력을 축적하는 압력챔버 및 상기 압력챔버의 타측에 연결되는 베럴로 구성되며, 상기 베럴에 연결되는 토출밸브의 작동으로 베럴 내에 장전된 발사체를 발사시킬 있도록 하되,상기 베럴은 베이스 프레임 상에서 전후좌우로 이동 가능하도록 설치하고, 상기 베럴 내부 상기 발사체가 장전되는 위치의 후방에는 베럴의 단면 형상에 대응하는 단면 형상을 가지는 수압체가 삽입되는 것을 특징으로 하는 충격시험장치.
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 압력챔버의 타측과 상기 베럴의 사이에는 토출관이 결합하고 상기 토출밸브는 상기 토출관 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 충격시험장치.
- 제 1항에 있어서,상기 발사체가 발사되는 베럴의 단부 측에는 일정한 거리를 두고 두 곳의 지점에 관통구멍이 형성되고 상기 각 관통구멍으로는 전선이 관통삽입하여 저항 또는 전압을 측정할 수 있는 신호검출기에 연결되는 것을 특징으로 하는 충격시험장치.
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