KR20110083950A

KR20110083950A - 배관 지지물에 작용하는 하중 측정장치

Info

Publication number: KR20110083950A
Application number: KR1020100003944A
Authority: KR
Inventors: 원윤호; 전창빈
Original assignee: 한국전력기술 주식회사
Priority date: 2010-01-15
Filing date: 2010-01-15
Publication date: 2011-07-21
Also published as: CN102162758A; KR101156050B1; US8495920B2; US20110174085A1

Abstract

본 발명은 배관 지지물에 작용하는 하중 측정장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 하중 측정장치는, 배관을 지지하는 지지물에 작용하는 하중을 측정하는 장치에 관한 것으로, 상기 배관에 접촉되는 접촉부와 상기 배관으로부터 작용하는 하중을 측정하기 위한 측정부를 가지는 로드셀; 및 상기 접촉부의 이동에 따라 발생되는 상기 지지물과 배관 사이의 갭을 측정하는 갭센서;를 구비하여서, 상기 로드셀에 의해 측정된 하중과 상기 갭센서에 의해 측정된 갭을 기초로 상기 지지물에 작용하는 하중을 측정하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

배관 지지물에 작용하는 하중 측정장치{Load measurement apparatus acting on pipe support}

본 발명은 배관 지지물에 작용하는 하중 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 클램프와 행거로드 방식 뿐만 아니라 빔이나 부재를 이용한 방식의 배관 지지물에 작용하는 실제 하중을 정확하게 측정할 수 있도록 근본적인 방법을 구현한 배관 지지물에 작용하는 하중 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 발전소와 일반산업체의 배관 지지물은 클램프와 행거로드 방식뿐만 아니라 빔이나 부재를 이용한 방식으로 이루어져 있다. 그런데 클램프와 행거로드 방식의 배관 지지물에 대해서는 실제 하중을 측정하는 장치가 고안되어 있으나 빔이나 부재를 이용한 방식의 배관 지지물에 대해서는 실제 하중을 측정할 수 있는 장치가 없는 실정이다.

가동 중인 발전소를 현장 점검하다 보면, 부재를 이용한 배관 지지물이 실제로는 배관과 접촉하지도 못한 채 공중에 떠있는 경우, 또는 설계하중보다 과도한 하중을 받아 배관 지지물이 변형된 경우가 목격된다. 이러한 경우들은 배관 지지물 시공 시의 설치오류, 또는 발전소 운전 중에 발생한 과도하중으로 인한 배관 지지물의 변형에 기인한 것으로 판단된다.

이 때 공중에 떠있는 배관 지지물은 인접한 배관 지지물에 하중을 전가하고, 하중을 전가 받은 인접 배관 지지물은 설계하중을 초과하는 위험이 초래되며, 과도하중으로 인해 변형된 배관 지지물은 그 배관 지지물 자체는 물론이고 배관에도 파손을 입힐 수 있다.

그러므로 부재를 이용한 배관 지지물이 현장에서 실제로 지지하고 있는 하중이 얼마인지를 정확하게 측정하여 설계하중을 초과하지 않는지의 여부를 확인하는 것이 절실하게 필요한 실정이다. 하지만, 현재로서는 빔이나 부재를 이용한 배관 지지물에 작용하는 실제 하중을 측정하는 장치가 없다.

도 1은 종래 "배관에 설치된 상태에서의 행거 하중측정 및 건전성 평가방법(공개특허공보 제 10-2000-0053668호)"를 구현하기 위한 하중 측정장치를 도시한 것이다. 여기서, 도면 중 미설명부호들에 대해서는 위 공개특허공보를 참조하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 배관을 지지하고 있는 행거에 가해지는 하중을 측정하기 위한 종래 설비는, 유압실린더(31)와 로드셀(91), 상하부 지지대(41, 49)로 구성되는 보조장치를 사용한다.

이러한 종래 기술은 클램프와 행거로드 방식의 배관 지지물에 대해서만 적용이 가능한 것이므로, 빔이나 부재를 이용한 배관 지지물에 작용하는 실제 하중을 측정할 수 없다는 단점과, 상기 보조장치를 반드시 필요로 하여 그 구성이 복잡하기 때문에 설치에 소요되는 시간 및 비용이 증대되는 단점을 가진다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 클램프와 행거로드 방식뿐만 아니라 빔이나 부재를 이용한 방식의 배관 지지물에 작용하는 실제 하중을 측정할 수 있는 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 간소하고 경량화된 구성에 의해 현장에서 신속하고 정확하게 배관 지지물에 작용하는 하중을 측정할 수 있는 장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 배관을 지지하는 지지물에 작용하는 하중을 측정하는 장치에 관한 것으로, 상기 배관에 접촉되는 접촉부와 상기 배관으로부터 작용하는 하중을 측정하기 위한 측정부를 가지는 로드셀; 및 상기 접촉부의 이동에 따라 발생되는 상기 지지물과 배관 사이의 갭을 측정하는 갭센서;를 구비하여서, 상기 로드셀에 의해 측정된 하중과 상기 갭센서에 의해 측정된 갭을 기초로 상기 지지물에 작용하는 하중을 측정하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 접촉부는, 상기 배관의 하중방향 및 반대방향으로 이동가능하게 상기 로드셀에 설치되고, 상기 로드셀은, 상기 접촉부를 상대이동시키기 위한 이동수단;을 구비하는 것이 바람직하다.

상기 이동수단은, 서로 반대방향의 나사산 모양을 가지고, 일정간격을 두고 마주하게 배치되는 한 쌍의 나사부; 및 상기 한 쌍의 나사부를 이격 및 접근시키는 방향으로 이동시킬 수 있도록, 상기 한 쌍의 나사부에 결합되는 핸들;을 구비하는 것이 바람직하다.

상기 로드셀은, 상기 측정부에서 측정된 하중과 상기 갭센서에 의해 측정된 갭을 2차원 그래프에 의해 표시되게 하는 표시부를 구비하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 배관 지지물에 작용하는 하중 측정장치는 간소한 구성에 의해 빔이나 부재를 이용한 방식의 지지물 뿐만 아니라 클램프와 행거로드 방식의 지지물에 작용하는 실제 하중을 정확하게 측정할 수 있어서, 본 발명의 기술분야에서 제품공용화를 이룰 수 있는 장점과 현장에서 신속하고 정확하게 배관 지지물에 작용하는 하중을 측정할 수 있는 장점을 가진다.

도 1은 종래기술에 의한 행거 하중 측정장치의 개략적인 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배관 지지물에 작용하는 하중 측정장치의 부분단면도.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 배관 지지물에 작용하는 하중 측정장치를 첨부된 도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배관 지지물에 작용하는 하중 측정장치의 부분단면도이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 하중 측정장치는 배관(10)을 지지하는 지지물(20)에 작용하는 하중을 측정하기 위한 것으로, 로드셀(100)과 갭센서(200)를 포함하여 이루어진다.

상기 로드셀(100)은, 상기 배관(10)에 접촉되는 접촉부(110)와 공지의 스트레인 게이지의 하중 측정원리를 이용하여 작용하중을 측정하기 위한 측정부(미도시)를 구비한다.

본 실시예에서, 상기 접촉부(110)는 상기 배관(10)의 하중방향 및 반대방향으로 이동가능하게 상기 로드셀(100)에 설치되고, 아래에서 설명될 이동수단에 의해 승강동작이 이루어지게 된다.

즉, 상기 로드셀(100)은, 상기 접촉부(110)를 상대이동시키기 위한 이동수단을 구비하고, 상기 이동수단은 다양하게 구현이 가능하나 구성의 간소화를 이룰 수 있도록 한 쌍의 나사부(113)와 핸들(115)로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 한 쌍의 나사부(113)는, 서로 반대방향의 나사산 모양을 가지고 상기 로드셀(100)에 일정간격을 두고 마주하게 배치된다. 그리고, 상기 핸들(115)은 상기 한 쌍의 나사부(113)를 서로 이격 및 접근시키는 방향으로 이동시킬 수 있도록, 상기 한 쌍의 나사부(113)에 결합된다.

상기 핸들(115)이 일방향으로 회전되면 상기 한 쌍의 나사부(113)는 서로 이격되고, 상기 접촉부(110)와 표시부(300)는 서로 이격됨으로써 상기 배관(10)을 상측으로 상승시킨다. 반대로 상기 핸들(115)이 타방향으로 회전되면 상기 한 쌍의 나사부(113)는 서로 접근되고, 상기 접촉부(110)와 표시부(300)는 서로 접근됨으로써 상기 배관(10)을 하측으로 하강시킨다. 이와 같이, 본 실시예는, 간단한 구성 및 조작에 의해서도 상기 배관(10)이 승강됨에 따라 상기 로드셀(100)에 작용하는 하중을 신속하고 정확하게 측정할 수 있는 장점을 가진다.

상기 갭센서(200)는 상기 접촉부(110)의 승강에 따라 발생되는 상기 지지물(20)과 배관(10) 사이의 갭을 측정하기 위한 것으로, 상기 측정부와 전기적으로 연결되어 있다.

본 발명은, 상기 갭센서(200)에 의해 측정된 갭과 상기 측정부에 의해 측정된 하중 간의 상관관계에 의해 상기 배관(10)을 지지하는 지지물(20)에 작용하는 하중을 신속하고 정확하게 측정할 수 있는 것이다.

이와 같이, 본 발명은 간소한 구성을 가지는 로드셀(100)과 갭센서(200) 만으로도 본 실시예에서 설명한 빔이나 부재를 이용한 방식의 지지물(20) 뿐만 아니라 클램프와 행거로드 방식의 지지물(20)에 작용하는 실제 하중을 정확하게 측정할 수 있어서, 간소한 구성에 의해 현장에서 신속하고 정확하게 배관 지지물(20)에 작용하는 하중을 측정할 수 있는 장점을 가진다.

한편, 상기 로드셀(100)은, 상기 측정부에서 측정된 하중과 상기 갭센서(200)에 의해 측정된 갭을 2차원 그래프에 의해 표시되게 하는 표시부(300)를 구비하는 것도 가능하다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 배관 지지물에 작용하는 하중 측정장치를 이용하여 배관 지지물에 작용하는 하중을 측정하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 로드셀(100)의 핸들(115)을 돌리면 한 쌍의 나사부(113)의 운동에 의해 로드셀(100)의 길이가 증가하면서 배관(10)은 점점 위로 올라가게 되며, 이 때 탄성체인 배관 지지물(20)이 받고 있던 하중은 점차 로드셀(100)로 이동되면서 줄어들고, 탄성 변형되었던 배관 지지물(20)의 형상이 복원된다.

그러다가 배관 지지물(20)이 받고 있던 하중이 전부 로드셀(100)로 이동되는 순간 배관 지지물(20)에 작용하는 하중은 제로인 상태가 된다. 이 시점 이후로는 배관(10)이 올라감에 따라서 배관(10)과 배관 지지물(20) 사이에 갭이 생기는데 이 갭을 갭센서(200)를 이용하여 측정한다.

상기 표시부(300)에서는 로드셀(100)이 측정한 하중과 갭센서(200)가 측정한 갭을 각각 표시하고 하중과 갭의 관계를 하중-갭 그래프로 출력할 수도 있다.

한편, 상기 로드셀(100)이 측정한 하중은 배관 지지물(20)의 하중이 제로가 된 시점 이후로도 계속 증가하고 갭 역시 계속 증가하는데, 이들로부터 하중-갭 그래프를 출력할 수 있는 것이다. 출력된 하중-갭 그래프로부터, 갭이 제로에서 플러스 값을 나타내기 직전(즉, 마지막 제로 상태)의 하중을 역으로 환산할 수 있다. 그 환산된 하중이 배관 지지물(20)에 작용하고 있던 실제 하중인 것이다.

이렇게 측정된 배관 지지물(20)의 실제 하중이 설계하중치보다 작을 경우, 배관 지지물(20)에 하중이 더 작용하도록 배관 지지물(20)을 위로 더 올려주어야 하는데 얼마만큼 올려주어야 할지는 하중-갭 그래프로부터 정확하게 예측할 수 있다.

반대로, 측정된 배관 지지물(20)의 실제 하중이 설계하중치보다 클 경우, 배관 지지물(20)을 아래로 내려주어야 하는데 얼마만큼 내려주어야 할지는 하중-갭 그래프로부터 정확하게 예측할 수 있다.

한편, 본 실시예에 의한 빔이나 부재를 이용한 방식이 아닌 클램프와 행거로드 방식의 배관 지지물에서는 갭센서를 클램프와 행거로드의 연결핀에 위치시켜 클램프와 행거로드 사이의 갭을 측정할 수 있다.

이상, 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며 본 발명이 속하는 기술분야에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있음은 자명하다.

10:배관 20:지지물
100:로드셀 110:접촉부
113:나사부 115:핸들
200:갭센서 300:표시부

Claims

배관을 지지하는 지지물에 작용하는 하중을 측정하는 장치에 관한 것으로,
상기 배관(10)에 접촉되는 접촉부(110)와 상기 배관(10)으로부터 작용하는 하중을 측정하기 위한 측정부를 가지는 로드셀(100); 및
상기 접촉부(110)의 이동에 따라 발생되는 상기 지지물(20)과 배관(10) 사이의 갭을 측정하는 갭센서(200);를 구비하여서,
상기 로드셀(100)에 의해 측정된 하중과 상기 갭센서(200)에 의해 측정된 갭을 기초로 상기 지지물(20)에 작용하는 하중을 측정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배관 지지물에 작용하는 하중 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 접촉부(110)는, 상기 배관(10)의 하중방향 및 반대방향으로 이동가능하게 상기 로드셀(100)에 설치되고,
상기 로드셀(100)은, 상기 접촉부를 상대이동시키기 위한 이동수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 배관 지지물에 작용하는 하중 측정장치.
제2항에 있어서,
상기 이동수단은,
서로 반대방향의 나사산 모양을 가지고, 일정간격을 두고 마주하게 배치되는 한 쌍의 나사부(113); 및
상기 한 쌍의 나사부(113)를 이격 및 접근시키는 방향으로 이동시킬 수 있도록, 상기 한 쌍의 나사부(113)에 결합되는 핸들(115);을 구비하는 것을 특징으로 하는 배관 지지물에 작용하는 하중 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 로드셀(100)은, 상기 측정부에서 측정된 하중과 상기 갭센서(200)에 의해 측정된 갭을 2차원 그래프에 의해 표시되게 하는 표시부(300)를 구비하는 것을 특징으로 하는 배관 지지물에 작용하는 하중 측정장치.