KR0116243Y1 - 강관 및 용접강관의 편평시험 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 강관 및 용접강관의 품질을 정량적으로 평가할 수 있는 강관 및 용접강관의 편평시험 장치에 관한 것으로 용접강관의 편평가공성을 시험하기 위한 장치에 있어서, 만능시험기의 상하부 고정축에 연결되는 압축원형판과 시험대를 갖추고, 시험중 강관 용접선이 정확히 압착되도록, 강관용접선과 용접선 중심표시대를 일치 시킨 다음, 간이 수평계가 수평임을 확인한 후,강관집게로 강관과 체결하는 한편, 시험중 강관에 균열이 처음 발생하는 순간을 감지할 수 있도록 강관 용접선에 접촉식 초음파 센서를 부착시켜서 된 것이다.

이와같은 본 고안은, 강관업체에서 강관제조시 용접시공 조건의 최적화는 물론, 용접강관의 품질특성을 평가하는데 매우 간편하면서도 효과적이다.

Description

강관 및 용접강관의 편평시험 장치

제1도는 본 고안의 분해 사시도

제2도는 본 고안의 결합 사시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:편평시험장치11:상부 고정축

12:압축원형 판13:하부 고정축

14:시험대15,16:시험대 홈

17:강관18:용접선

19:간이 수평계20:강관집게

21:용접선 중심 표시대22,23:수평계 클립

24,25:고정볼트26:공기방울

27:수평계 중심선28,29:초음파 센서

30:전기신호 변환기31:제어장치

본 고안은 강관 및 용접강관의 품질을 정량적으로 평가할 수 있는 강관편평시험 장치에 관한 것이다.

일반적으로 소구경의 용접강관 품질 특성을 평가하기 위한 시험 방법중, 편평시험은 용접균열의 발생 여부 및 용접조건의 적정성을 조사하는데 매우 효과적인 방법이다.

특히 용접강관은 사용재료의 두께가 얇고 또 고속 용접이 실시되기 때문에 용접시공성이 매우 까다로운 특징을 보인다.

즉, 용접부에서 균열, 용입부족 등과 같은 결합의 발생 가능성이 매우 높다. 따라서 강관 용접부에 대한 품질검사 방법이나, 정략적인 평가방법의 선택이 매우 중요하다.

이러한 시험 및 검사방법에는 육안검사, 초음파에 의한 비파괴 검사, 등의 확관시험 및 편평시험이 주로 이용되고 있다.

그러나 육안에 의한 방법은 강관용접 직후, 비드(Bead)가 연삭 또는 절삭되시 때문에 사실상 결함의 검사가 불가능하고, 초음파 검사는 강관의 소구경이거나 재질이 스테인리스강인 경우 고가의 시험장비와 고도의 기술을 요구되기 때문에 현실적으로 매우 어렵다.

또 확관시험 및 편평시험은 지금까지의 강관업체에서는 용접강관의 품질 평가에 주로 사용된 시험방법으로서 확관시험은 강관의 가공성을 평가하는데 매우 간편하지만 용접부의 결함을 검사하는데 부정확한 반면, 편평시험은 강관을 소정의 길이로 제작하여 용접선을 중심으로 180° 압착시키기 때문에 용접시 발생한 결함의 종류 및 발생율을 조사하는데 매우 효과적인 시험 방법이라고 할 수 있다.

그러나 이러한 편평시험은 강관 용접부를 정확히 압착시키기가 어렵기 때문에, 시험시 다량의 반복시험이 이루어져야 하므로 그에 따른 번거로움이 지적되고 있었다.

또한 종래에는 소정의 길이로 절단한 용접강관을 압착시키기 위해 작업대에 고정시킨 다음,용접선을 육안 또는 공구로 강관의 직경과 용접선을 측정하는 방법으로 시험용 강관을 셋팅한 다음, 용접선이 압착되도록 편평시험을 실시하고 있다.

그러나 육안에 의한 방법은 시험시 강관 용접선의 올바른 위치 선정이 어렵기 때문에 모재 또는 용접 열영향부에서 압착되는 등 용접선의 정확한 압착이 어려워 시험의 실패 확률이 크고 시험결과의 재현성도 불량하다.

이를 보완하기 위해 공구를 사용하여 측정하는 방법도 있으나, 시험편을 교체할 때마다 측정이 필요하다는 점에서 작업조건이 매우 번거롭다.

특히 강종별 용접부 특성을 비교하는데 유용하게 활용할 수 있는 용접결함 발생시점에서의 임계 편평율을 정량화하는 것은 불가능하였다.

따라서 본 고안은 상기의 같은 문제점을 해소하기 위하여 고안한 것으로, 용접강관의 편평가공성을 정량적으로 평가할 수 있는 시험장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 고안은 상기 목적을 달성하기 위하여 강관의 품질을 평가하기 위한 편평시험 장치에 있어서, 만능시험기의 상하부 고정축에 압축 원형판과 시험대를 갖추고, 강관용접선이 정확히 압축될 수 있도록 용접선 중심 표시대와 강관 집게로 구성된 간이 수평계를 이용하고, 시험중 용접부의 균열 발생순간을 감지할 수 있도록 강관 용접부에 접촉식 초음파 센서를 부착시켜서 된 것이다.

이와같은 본 고안을 첩부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

용접강관의 편평가공성을 시험하기 위한 장치를 형성함에 있어서, 만능시험기의 상하부 고정축(11)(13)에는 압축원형판(12)과 시험대(14)를 설치하고, 이 압축원형판(12)과 시험대(14)의 사이에는 강관(17)을 위치시키되, 상기 강관(17)에 형성된 용접선(18)은 간이수평대(19)의 일측에 수평형 클립(23)과 체결된 용접선 중심표시대(21)와 일치하도록 위치시켰고, 상기 간이수평대(19)의 타측에는 수평형클립(22)을 이용하여 체결된 강관집계(20)로 강관(17)을 고정하도록 하였고 상기 강관(17)에 형성된 용접선(18)의 일측 양쪽에는 초음파센서(28)(29)를 설치하여서 된 것이다.

이와같이 구성된 본 고안의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 시험장치(1)는 만능 시험기의 상부 고정축(11)에 연결되는 압축원형판(12)및 만능시험기 하부축(13)에 연결되는 시험대(14)로 구성되어 있으며, 시험대(14)에는 강관(17)이 시험대(14) 중심에 위치되도록 직각의 교차 시험대홈(15), (16)이 있다.

강관(17)에는 탈착이 가능한 강관집계(20)와 용접선 중심표시대(21)로 구성된 간이 수평계(19)를 갖추고 있다. 또 강관 끝단의 용접부 양단에는 접촉식 초음파 센서(28)(29)가 부착되어 있다.

상기의 간이 수평계(19)는 시험편 셋팅시 수평정도를 간편하게 확인할 수 있도록 내부의 공기방울(26)과 외면에 중심선(27)이 표시되어 있다.

그리고 간이 수평계(19)의 양단에는 강관 용접선(18)과 일치시킬 수 있는 용접선 중심표시대(21)와 강관집게(20)를 갖추고 있으며, 이들은 좌우 이동이 가능한 수평계 클립(22)(23)과 고정볼트(24)(25)에 의해 간이 수평계(19)의 직경 중심에서 직각이 되도록 각각 체결시킨다.

한편 시험중 강관에서 균열이 발생하는 순간을 정확하게 판정할 수 있도록 강관 용접선(18)의 양단에 초음파 센서(28)(29)를 부착시키고, 여기서 발생하는 신호를 전기신호 변환기(도면 미도시)을 통하여 전기적으로 변환하여 만능시험기의 제어장치(도면 미도시)에 전송함으로써, 만능 시험기의 구동축(11)에 정지 명령을 내려 시험이 즉시 정지되도록 제어시킨다.

이와같은 본 고안은 압축용 원형판(12)과 시험대(14)를 만능시험기의 상부 및 하부고정축(11)(13)에 연결시킨 다음, 강관(17)을 시험대(14)중심에 놓고 시험시 강관 용접선(18)을 정확하게 압착시키기 위해 용접선 중심표시대(21)로 강관용접선(18)에 일치시킨 후, 간이 수평계(19) 내부의 공기방울(26)이 수평계 중심선(27)에 오도록 수평을 맞추고, 강관집게(20)로 간이 수평계(19)와 용접선 중심표시대(21)를 강관(17)과 고정시키면, 강관의 용접선(18) 높이는 시험대(14)로부터 시험용 강관(17) 직경의 1/2위치가 된다.

한편 편평시험은 강관 용접선(18) 양단에 초음파 센서(28)(29)를 부착시킨 다음, 압축용 원형판(12)을 소정의 높이에서 일정속도로 강관(17)에 압축을 가하면, 강관(17)의 기하학적 형상에 이해 용접선(18)이 가장 응력을 많이 받게 되고, 이 부위가 우선적으로 소성변형이 일어나며, 계속하여 부가되는 압축응력에 의해 용접선에 대한 편평 가공성의 평가가 가능해진다. 시험은 용접비드에서 반향음(ECHO)이 발생하는 순간을 포착하여, 여기에서 발생하는 신호를 전기신호 변환기를 통하여 전기적으로 변환하여 만능시험기의 제어장치에 전송함으로써, 즉시 상부 고정축(11)에 정지 명령을 내려 시험이 중지된다. 이와같이 중단되었을때, 강관직경(17)과 압축된 강관 직경의 차이로부터 임계 편평율을 계산할 수 있고, 또한 강관의 용접선(18) 양단에 부착한 초음파 센서(28),(29)를 제거한 다음, 용접선을 180° 압착시키면, 이때 발생하는 균열의 총길이를 시험용 강관(17)의 길이로 나눈 강관의 용접부의 편평율을 산출할 수 있다.

상기와 같은 시험은 강관 용접부를 정확하게 압착시킬 수 있기 때문에 한번의 시험으로서 강관(17)의 편평가공성, 즉 임계 편평율 및 180° 편평율로 부터 강관용 재료간의 용접부 특성을 정략적인 비교가 가능하다. 또한 180°로 강관(17) 압착시에는 용접부(18)에서 발생한 균열갯수 및 길이를 조사함으로서 강관제조시 사용한 용접시공 조건에 대한 적정성을 조사할 수 있다.

따라서 본 고안을 이용하면, 강관업체에서 강관제조시 용접시공 조건의 최적화는 물론, 용접강관의 품질특성을 평가하는데 매우 간편하면서도 효과적이다.

Claims (1)

1. 용접강관의 편평가공성을 시험하기 위한 장치를 형성함에 있어서, 만능시험기의 상하부 고정축(11)(13)에는 압축원형판(12)과 시험대(14)를 설치하고, 이 압축원형판(12)과 시험대(14)의 사이에는 강관(17)을 위치기키되, 상기 강관(17)에 형성된 용접선(18)은 간이수평대(19)의 일측에 수평형 클립(23)과 체결된 용접선 중심표시대(21)와 일치 하도록 위치시켰고, 상기 강이수평대(19)의 타측에는 수평형클립(22)을 이용하여 체결된 강관집계(20)로 강관(17)을 고정하도록 하였고 상기 강관(17)에 형성된 용접선(18)의 일측 양쪽에는 초음파센서(28)(29)를 설치하여서 구성됨을 특징으로하는 강관 및 용접강관의 편평시험장치.