KR101845824B1 - 버트 용접 조정관 설치 단면 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버트 용접 조정관 설치 단면 측정장치에 관한 것으로, 두 개의 파이프 양단면에 버트 용접되는 조정관을 설치하기 위해 조정관 설치 단면을 측정하는 장치에 있어서; 상기 파이프의 양단면 원주를 따라 90°간격을 두고 각각 4개씩 총 8개 설치되며 역 'ㄹ' 형상을 갖되 하부는 고정지지부를 이루고, 상부는 지그장착부를 이루는 가상플랜지와; 상기 가상플랜지의 고정지지부 바닥면을 관통하여 설치되는 나비볼트와; 상기 지그장착부의 하부 공간상에 배치되고, 상기 나비볼트의 단부와 나사체결되어 상기 파이프의 원주에 맞물려 고정되는 고정블럭과; 상기 지그장착부에 마련된 수납홈에 교체 가능하게 삽입되고, 볼 팁 자의 양단에 구비된 볼이 삽입 안착되는 구멍을 갖는 교환지그를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 버트 용접 조정관 설치 단면 측정장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 조정관을 제작을 위한 파이프 절단 및 그라인딩 작업에 따른 시수가 줄어들고, 현장에서 파이프 절단 및 그라인딩 작업으로 인한 안전사고를 예방하며, 그라인딩 작업에 따른 분진 발생을 감소시키는 효과를 얻을 수 있다.

Description

버트 용접 조정관 설치 단면 측정장치{APPARATUS FOR MEASURING CROSS SECTION OF ADJUSTING PIPE INSTALLATION FOR BUTT WELDING}

본 발명은 버트 용접 조정관 설치 단면 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 버트 용접 조정관의 설치 단면 형상을 정확하게 측정하고, 그 측정값을 토대로 조정관을 제작함으로써 제작오차와 작업공수를 줄여 생산성 및 작업효율을 향상시킬 수 있도록 한 버트 용접 조정관 설치 단면 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 선박을 제작하기 위해서는 선체 각 부분을 제작한 후에 조립된 부분인 각각의 블록을 도크로 이동시켜 각 블록을 용접 조립하게 된다.

즉, 선체의 각 부분을 이루는 일정한 크기와 형태의 블록을 공장이나 넓은 작업장 등에서 제작한 후 이를 선박 제조장인 도크로 이동시켜 용접함으로써 선체를 제작하게 되는 것이다.

이러한 제작 공정을 거치는 선박에는 매우 복잡한 다수의 배관이 설치되는 데 상기 배관은 각 블록 제작시 부착되지만, 각 블록을 연결하는 조정관의 경우에는 블록 결합시 연결 상태를 체크한 후 여기에 적합하도록 플랜지가 설치된 배관을 별도로 제작하게 된다.

다시 말해, 양측에 대향됨과 아울러, 중심거리 또는 각도가 상이하게 배치된 배관과 배관 사이에서 상기 각도 및 거리를 소정의 측정 장비로 측정한 후, 플랜지와 원통관이 별도 형성된 조정관을 블록으로 이동시키고, 조정관이 블록 내부로 이동되면 상기 플랜지를 일측 배관에 연결하고, 측정된 치수로 원통관을 가공함과 아울러 배관 사이에 위치시키고, 길이 및 각도가 측정치와 일치하게 되면 플랜지로서 배관 사이를 결합시키게 되는 것이다.

여기서, 상기 조정관의 결합 작업시 배관 사이의 각도 및 길이 측정이 부정확하게 됨으로써, 조정관의 결합 과정이 여러번의 조정 공정을 거쳐 이루어지게 된다.

그러나, 상기한 바와 같이 조정관을 배관 사이에 설치할때 여러번의 조정 공정을 거치게 되면 작업 능률이 저하됨과 아울러 용접성이 저하되는 문제점이 있다.

즉, 버트(Butt) 용접 조정관 제작을 위해 파이프와 파이프의 단면을 줄자로 측정하고, 측정된 값으로 파이프를 절단하여 조정관을 제작하며, 제작된 조정관을 이음부에 끼워서 적절한 용접 갭을 유지하는지 확인하고, 갭이 부족한 부분은 그라인딩을 실시하는 형태로 설치와 그라인딩을 반복적으로 수행해야 하는 단점이 있었다.

뿐만 아니라, 그라인딩 작업시 분진이 많이 발생되고, 용접부 갭이 일정하게 가공되지 않아 용접 품질이 떨어지는 단점도 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 파이프와 파이프의 단면을 줄자로 측정한 부정확한 측정값을 토대로 조정관을 제작한 후 이를 실제로 끼워 본 후 오차가 나는 부분을 수정하는 형태로 다수회 반복 수정하던 불편을 없애고자 버트 용접 조정관의 설치 단면 형상을 측정지그를 이용하여 정확하게 측정하고, 그 정확한 측정값을 토대로 조정관을 제작함으로써 제작오차와 작업공수를 줄여 생산성 및 작업효율을 향상시킬 수 있도록 한 버트 용접 조정관 설치 단면 측정장치를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 두 개의 파이프(110,120) 양단면에 버트 용접되는 조정관을 설치하기 위해 조정관 설치 단면을 측정하는 장치에 있어서; 상기 파이프(110,120)의 양단면 원주를 따라 90°간격을 두고 각각 4개씩 총 8개 설치되며, 파이프(110,120)의 둘레에 끼워질 수 있도록 측단면이 'F' 형상을 갖되 하부는 고정지지부(102)를 이루고, 상부는 지그장착부(104)를 이루는 가상플랜지(100)와; 상기 가상플랜지(100)의 고정지지부(102) 바닥면을 관통하여 설치되는 나비볼트(106)와; 상기 지그장착부(104)의 하부 공간상에 배치되고, 상기 나비볼트(106)의 단부와 나사체결되어 상기 파이프(110,120)의 원주에 맞물려 고정되는 고정블럭(108)과; 상기 지그장착부(104)에 마련된 수납홈(H)에 교체 가능하게 삽입되고, 볼 팁 자(200)의 양단에 구비된 볼이 삽입 안착되는 구멍을 갖는 교환지그(300)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 버트 용접 조정관 설치 단면 측정장치를 제공한다.
이때, 상기 고정블럭(108)의 후면과 접촉되는 상기 고정지지부(102)의 전면부에는 상기 고정블럭(108)을 안내하는 가이드가 더 설치된 것에도 그 특징이 있다.

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또한, 상기 교환지그는 상기 수납홈의 일측벽을 관통하여 설치된 고정볼트에 의해 고정되는 것에도 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 교환지그는 파이프의 직경, 파이프 간 이격 거리, 파이프들의 단면 형상에 따라 서로 다른 구멍 크기를 갖고, 상기 구멍이 형성되는 위치도 달라지는 것에도 그 특징이 있다.

아울러, 상기 가상플랜지는 디지털 레벨계(400)로 0.0°세팅된 파이프의 원주 상부 꼭지점에 설치된 것을 기준으로 각각 원주방향을 따라 90°간격으로 설치되는 것에도 그 특징이 있다.

그리고, 상기 가상플랜지는 디지털 레벨계로 0.0°세팅된 파이프의 원주 상부 꼭지점에 설치된 것을 기준으로 각각 원주 길이를 줄자로 측정하여 4등분되는 지점에 각각 설치되는 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 가상플랜지는 디지털 레벨계로 0.0°세팅된 일측 파이프의 원주 상부 꼭지점에 설치된 것을 기준으로 각각 원주방향을 따라 원주 길이를 4등분한 지점에 4개 설치되고, 상기 4개의 가상플랜지로부터 포인트 레이저를 이용하여 타측 파이프의 단면에 조사된 레이저 빔의 위치에 일 대 일 대응되게 설치되는 것에도 그 특징이 있다.

나아가, 상기 가상플랜지는 파이프의 원주 길이를 측정한 다음 그 길이를 4등분하여 설치하고, 각 가상플랜지 끼리 일 대 일 대응되게 유지하는 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 조정관을 제작을 위한 파이프 절단 및 그라인딩 작업에 따른 시수가 줄어들고, 현장에서 파이프 절단 및 그라인딩 작업으로 인한 안전사고를 예방하며, 그라인딩 작업에 따른 분진 발생을 감소시키는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 측정장치의 설치예를 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 측정장치의 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 측정장치를 구성하는 교환 지그의 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 측정장치의 영점 조정예를 보인 예시도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 측정장치의 사용예를 보인 예시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 측정장치 사용시 측정에 영향을 미치는 측정요소를 예시한 도면이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 측정장치의 설치예를 보인 예시도로서, 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 측정장치는 가상플랜지(100)를 포함한다.

상기 가상플랜지(100)는 볼 팁 자(Ball Tip Ruler)(200, 도 6 참조)를 사용하여 파이프(110)의 양 단면을 측정하기 위한 지그로서, 파이프(110)의 단면에 고정되고 파이프(110)의 규격에 따라 측정이 가능한 교환 지그(300, 도 3 참조)가 고정된다.

이때, 상기 가상플랜지(100)는 상기 파이프(110)의 반경방향을 따라 대략 90°간격을 두고 4개 설치됨이 바람직하다.

물론, 상기 가상플랜지(100)는 측정을 위해 도 5에 도시한 바와 같이, 두 개의 파이프(110,120) 상호간에 각각 4개씩 마주보고, 총 8개가 구비되며, 서로 일대일 대향되는 위치에 배치되어야 한다.

아울러, 상기 볼 팁 자(200)는 양단에 줄자 형태를 갖는 측정용 자로서, 양단에 볼(ball)이 설치되고, 중앙에는 길이 측정값이 표시되는 디지털 측정수단 중 하나로서, 공지된 것이다.

또한, 본 발명에서는 조정관 자체를 제작하는 것에 있는 것이 아니라, 조정관 제작을 위한 측정값을 정확하게 측정할 수 있는 측정장치를 개시하는 것이며, 조정관 제작에 관하여는 본 출원인에 의해 선출원된 공개특허 제1998-036407호에 잘 나타나 있다.

한편, 도 2는 본 발명에 따른 측정장치의 예시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 측정장치를 구성하는 교환 지그의 예시도이다.

도 2에 따르면, 상기 가상플랜지(100)는 측단면을 봤을 때 대략 'F'형상으로 이루어져 파이프(110,120)의 둘레에 끼워질 수 있도록 구성되는데, 이를 위해 파이프(110,120)에 고정되는 고정지지부(102)와, 상기 고정지지부(102)와 일체로 형성된 지그장착부(104)로 이루어진다.

이때, 상기 고정지지부(102)의 바닥면에는 이를 관통하여 나비볼트(106)가 설치되고, 상기 나비볼트(106)의 단부에는 상기 고정지지부(102) 내부, 즉 상기 지그장착부(104)의 하측에 위치하면서 움직일 수 있는 고정블럭(108)이 치결합된다.

따라서, 상기 고정지지부(102)의 바닥면과 상기 고정블럭(108) 사이에 파이프(110,120)의 테두리가 끼워진 상태에서 상기 나비볼트(106)를 조이면 상기 고정블럭(108)이 상기 파이프(110,120)를 물게 되고, 이에 따라 상기 파이프(110,120)의 테두리에 상기 가상플랜지(100)가 고정될 수 있다.

덧붙여, 상기 고정블럭(108)의 유동을 더욱 더 안정적으로 하기 위해 상기 고정블럭(108)의 후면과 접촉되는 고정지지부(102)의 전면부에는 가이드(미도시)를 더 구비할 수도 있다.

그러면, 상기 고정블럭(108)이 상기 나비볼트(106)의 조임방향에 따라 상기 가이드를 타고 이동되기 때문에 훨씬 더 안정적인 동작을 구현할 수 있다.

그리고, 상기 지그장착부(104)에는 수납홈(H)이 형성되고, 상기 수납홈(H)의 일측면에는 수납홈(H)의 측벽을 관통하여 출몰되는 고정볼트(B)가 설치된다.

이 경우, 상기 수납홈(H)은 상기 고정블럭(108)이 설치된 면과 반대되는 면 쪽의 지그장착부(104) 상에 형성되어야 하며, 또한 도 3에 도시된 다양한 크기와 형상의 규격화된 교환지그(300)가 삽입되고 상기 고정볼트(B)에 의해 고정된다.

따라서, 상기 교환지그(300)는 상황에 따라 교체 사용할 수 있는데, 이는 도 7에 도시된 여러가지 측정요소, 즉 파이프(110,120)의 길이와 형상, 끝단의 각도, 파이프(110,120) 중심 단차 등 여러 변수들에 따라 그에 대응할 수 있는 형상의 교환지그(300)를 사용함으로써 측정의 정확성을 높이도록 하기 위함이다.

뿐만 아니라, 교환지그(300)의 구경이 다른 것도 파이프(110,120)의 규격이 다르기 때문에 규격에 대응할 수 있도록 구비된 것이며, 특히 도 7의 (c)와 같이 파이프(110,120) 간 거리가 L1과 L2로 서로 다를 경우, 본 발명에 따른 가상플랜지(100)의 설치시 파이프(110,120)의 상부 꼭지점에 각각 설치되어야 하는데, 이때 도 4와 같은 디지털 레벨계(400)를 이용하여 상부 꼭지점의 0.0°가 되는 점을 기준점으로 하여 가상플랜지(100)의 설치위치가 정확히 세팅되도록 하여야 한다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 측정장치는 다음과 같은 작동관계를 갖는다.

먼저, 가상플랜지(100)를 세팅하는 것이 가장 중요한데, 이때 다음 4가지 형태로 세팅될 수 있다.

예컨대, 파이프(110,120)의 단면에 90°간격으로 분할하여 각각 4개씩, 마주보고 8개 설치되는 형태를 가질 수 있는데, 이 경우에는 앞서 설명한 바와 같은 거리 단차가 있으므로 한 단면과 대응하는 다른 파이프의 단면에서 가상플랜지(100)의 설치위치는 파이프 단면의 등분 위치와 동일한 원주방향에 설치되어야 하고, 다시 말해 일 대 일 대향되게 설치해야 하고, 파이프의 상부 꼭지점(디지털 레벨계를 통해 0.0°가 되는 지점)에 설치되는 것을 기준으로 하여야 한다.

다른 예로, 파이프(110,120) 상부에 설치되는 가상플랜지(100)가 0.0°로 세팅된 상태에서, 파이프(110,120)의 원주 길이를 줄자로 측정한 후 이를 4등분하고, 마킹한 다음 그 마킹된 위치에 나머지 가상플랜지(100)를 설치하는 형태가 될 수도 있다.

또다른 예로, 한 쪽 파이프(110)의 단면에 각각 가상플랜지(100)를 세팅한 다음 그 가상플랜지(100)로부터 대향측을 향해 포인트 레이저를 통한 레이저 빔을 발사한 후 레이저 빔이 도달한 다른 쪽 파이프(120)의 위치에 각각 대향되게 가상플랜지(100)를 설치하는 형태가 될 수도 있다.

또다른 예로, 파이프(110,120)의 원주 길이를 측정한 후에 그 길이를 4등분하여 설치위치를 마킹하고, 마킹된 위치에 가상플랜지(100)를 직접 설치하는 형태가 될 수도 있다.

이와 같은 다양한 형태로 가상플랜지(100)가 설치되는데, 그 설치방식은 앞서 설명하였듯이 파이프(110,120)의 원주에 고정지지부(102)의 바닥면과 고정블럭(108) 사이의 공간을 끼워 넣은 다음 나비볼트(106)를 조임으로써 이루어진다.

이 후, 지그장착부(104)에 적절한 교환지그(300)를 끼워 넣고 고정볼트(B)로 고정한 상태에서 볼 팁 자(200)를 이용하여 도 6에 예시된 방식으로 직선, 대각선 방향의 거리를 측정하므로써 정확한 측정이 가능하게 된다.

이때, 상기 가상플랜지(100) 각각에 대하여 직선방향 및 대각선 방향으로 각각 4회씩 측정하도록 함으로써 그 정확도를 더욱 높일 수 있다.

이에 따라, 조정관 제작을 위한 파이프 절단 및 그라인딩 작업을 다수회 반복하지 않아도 되므로 작업공수가 줄어들고, 분진 발생이 그만큼 줄어들게 되어 작업환경도 개선되고, 작업효율도 향상되며, 품질 향상에도 기여하게 된다.

100 : 가상플랜지 102 : 고정지지부
104 : 지그장착부 106 : 나비볼트
108 : 고정블럭 110,120 : 파이프
200 : 볼 팁 자 300 : 교환지그
400 : 디지털 레벨계

Claims (8)

1. 두 개의 파이프(110,120) 양단면에 버트 용접되는 조정관을 설치하기 위해 조정관 설치 단면을 측정하는 장치에 있어서;
   상기 파이프(110,120)의 양단면 원주를 따라 90°간격을 두고 각각 4개씩 총 8개 설치되며, 파이프(110,120)의 둘레에 끼워질 수 있도록 측단면이 'F' 형상을 갖되 하부는 고정지지부(102)를 이루고, 상부는 지그장착부(104)를 이루는 가상플랜지(100)와;
   상기 가상플랜지(100)의 고정지지부(102) 바닥면을 관통하여 설치되는 나비볼트(106)와;
   상기 지그장착부(104)의 하부 공간상에 배치되고, 상기 나비볼트(106)의 단부와 나사체결되어 상기 파이프(110,120)의 원주에 맞물려 고정되는 고정블럭(108)과;
   상기 지그장착부(104)에 마련된 수납홈(H)에 교체 가능하게 삽입되고, 볼 팁 자(200)의 양단에 구비된 볼이 삽입 안착되는 구멍을 갖는 교환지그(300)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 버트 용접 조정관 설치 단면 측정장치.
   
2. 청구항 1에 있어서;
   상기 고정블럭(108)의 후면과 접촉되는 상기 고정지지부(102)의 전면부에는 상기 고정블럭(108)을 안내하는 가이드가 더 설치된 것을 특징으로 하는 버트 용접 조정관 설치 단면 측정장치.
   
3. 청구항 1에 있어서;
   상기 교환지그(300)는 상기 수납홈(H)의 일측벽을 관통하여 설치된 고정볼트(B)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 버트 용접 조정관 설치 단면 측정장치.
   
4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서;
   상기 교환지그(300)는 파이프(110,120)의 직경, 파이프(110,120) 간 이격 거리, 파이프(110,120)들의 단면 형상에 따라 서로 다른 구멍 크기를 갖고, 상기 구멍이 형성되는 위치도 달라지는 것을 특징으로 하는 버트 용접 조정관 설치 단면 측정장치.
   
5. 청구항 1에 있어서;
   상기 가상플랜지(100)는 디지털 레벨계(400)로 0.0°세팅된 파이프(110,120)의 원주 상부 꼭지점에 설치된 것을 기준으로 각각 원주방향을 따라 90°간격으로 설치되는 것을 특징으로 하는 버트 용접 조정관 설치 단면 측정장치.
   
6. 청구항 1에 있어서;
   상기 가상플랜지(100)는 디지털 레벨계(400)로 0.0°세팅된 파이프(110,120)의 원주 상부 꼭지점에 설치된 것을 기준으로 각각 원주 길이를 줄자로 측정하여 4등분되는 지점에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 버트 용접 조정관 설치 단면 측정장치.
   
7. 청구항 1에 있어서;
   상기 가상플랜지(100)는 디지털 레벨계(400)로 0.0°세팅된 일측 파이프(110)의 원주 상부 꼭지점에 설치된 것을 기준으로 각각 원주방향을 따라 원주 길이를 4등분한 지점에 4개 설치되고, 상기 4개의 가상플랜지(100)로부터 포인트 레이저를 이용하여 타측 파이프(120)의 단면에 조사된 레이저 빔의 위치에 일 대 일 대응되게 설치되는 것을 특징으로 하는 버트 용접 조정관 설치 단면 측정장치.
   
8. 청구항 1에 있어서;
   상기 가상플랜지(100)는 파이프(110,120)의 원주 길이를 측정한 다음 그 길이를 4등분하여 설치하고, 각 가상플랜지(100) 끼리 일 대 일 대응되게 유지하는 것을 특징으로 하는 버트 용접 조정관 설치 단면 측정장치.

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