KR100232083B1 - 벌브 l 형재(形材)의 제조 방법 및 그 방법에 의하여 제조된 벌브 l 형재 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 벌브 L 형재의 제조 방법 및 그 방법에 의하여 제조된 벌브 L 형재에 관한 것이다. 벌브 L 형재는 다음과 같은 과정, 즉 : 벌브부(2)를 별도로 압연하는 과정 ; 평 형재부(3)를 별도로 압연하는 과정 ; 및 벌브부(2)를 평 형재부(3)에 용접하는 과정으로 제조된다. 벌브부(2)는 플랜지를 형성하지 않도록 압연되어, 필요한 굽힘 강도를 가지는 벌브 L 형재(1)에 맞도록 선택된 크기를 가지는 웨브부가, 벌브 부재의 길이 방향으로 뻗어있는 모서리부(8, 9)에 용접될 수 있게 하고, 또한 그 용접 과정에서 발생하는 열이 벌브 부재로 전달될 수 있도록 한다. 상술한 길이 방향으로 뻗어 있는 모서리부는 각각 길이 방향으로 뻗어 있는 지지부 및 접촉부를 형성하는 비스듬히 맞붙여진 표면(8, 9)을 포함하게 된다.

Description

벌브 L 형재(形材)의 제조 방법 및 그 방법에 의하여 제조된 벌브 L 형재

[발명의 상세한 설명]

본 발명은, 벌브 L 형재의 제조 방법 및 그 방법에 의하여 제조된 벌브 L 형재에 관한 것이다.

벌브 L 형재는 평평한 웨브부 또는 웨브판과 일반적으로 웨브부 쪽으로 경사지게 둥근 헤드부를 포함하는 압연된 일체의 부재로 이루어진다. 둥글게 굴려진 형태 때문에 벌브 L 형재들은, 표면 처리 공정에서 요구되는 접근의 용이성 및 접착의 우수성이 요구되는 대형 구조물의 뼈대 또는 외관의 보강재로서 유용하게 사용될 수 있다. 따라서, 벌브 L 형재들은 종종 선박의 선체 및 특히 소금물이 펌프질되어 들어갔다가 다시 소금물이 펌프질되어 나오는 밸래스트 탱크(ballast tank)로 작용하는 선체들 사이의 공간을 가지는 쌍둥이 선체 선박에서 보강재로 사용되고 있다. 따라서, 표면 처리 공정에서 접근의 용이함 및 접착의 우수성은 중요하다.

벌브 L 형재는 선체의 내부면을 따라 수평으로 용접되며, 관련 부분들로써 형재의 웨브부와 함께 제1의 필수적인 부하 흡수부를 형성한다. 벌브 L 형재의 벌브부는 상기 형재의 웨부와 함께 제2의 필수적인 포오스(force) 흡수부를 형성한다.

벌브 L 형재 상에 작용하는 포오스는 주로 장력 및 압축력으로서, 여기서 벌브 L 형재는 벌브부, 평평한 스트립부 및 선박의 선체부에 형성되는 무게 중심으로 부터 바깥으로 점점 증가하는 포오스 또는 부하의 분산을 나타낸다.

선박 선체 상에 작용하는 포오스는 수면으로부터의 거리에 따라 선형적으로 증가하는데, 여기서 벌브 L 형재 상에 작용하는 포오스는 형재가 위치하는 선체의 보다 아래에서 증가하게 된다.

결과적으로, 이 포오스를 견디기 위하여 선박의 바닥부에는 매우 높은 내굽힘성을 가지는 강화재가 요구된다. 벌브 L 형재의 요구되는 굽힘 저항성은 벌브 L 형재가 벌브의 높이와 웨브의 폭 사이의 적정한 관계를 가지므로서 얻어지거나, 보다 상세히는 벌브부의 관성 모멘트 및 평스트립부의 관성 모멘트 사이에 정확하게 선택된 비에 의하여 얻어진다.

선박의 선체에 용접되는 벌브 L 형재의 굽힘 강도는, 이 경우에는 선박의 금속 판체부가 벌브 L 형재의 제2끝단부를 형성한다는 차이점을 가지지만 비슷한 방식으로 계산된다. 또한 이 부재의 관성 모멘트가 상기의 계산을 할 때 고려되어야 한다.

지금까지, 벌브 L 형재들은 표준 규격에 따라 일률적으로 제조되어 왔고, 여기서 그들의 다양성의 수는 전체 폭, 판체 두께 및 벌브 L 형재의 벌브 높이의 일련의 조합으로서 형성되며, 이것은 벌브 L 형재의 수많은 크기의 다양성이 그 생산 계획에 고려되어야만 한다는 것을 의미한다. 이것은 제조 경비를 증가시킬 뿐만 아니라, 고객의 경비도 증대시키는데, 이것은 그러한 수많은 다양성을 저장해놓고 있어야 하며, 또한 이들 다양한 생산품 모두를 제조하는데 필요한 여러 가지 다른 타입의 롤(roll)들에 의하여 필수적으로 수반되는 높은 자재 경비 때문이기도 하다.

결과적으로, 현재는 모든 요구되는 크기의 다양성에 따라 모든 벌브 L 형재들을 경제적으로 총체적인 구조로 가공하는 것은 불가능하다. 또한 오늘날, 선박의 선체의 최하부 상에 작용하는 포오스를 견디기 위하여 요구되는 벌브 L 형재들의 크기, 즉, 일반적으로 450-650㎜의 범위에 있는 크기의 벌브 L 형재들을 압연하기 위한 압연기 또한 불가능한데, 이것은 최초 강편(鋼片)으로부터 최종 크기 및 형태의 압연된 벌브 L 형재를 가공할 때, 제조자는 주어진 수의 축소 단계나 과정에 제한되고, 또한 제조자는 형재의 벌브부의 제조에 대한 압연 프로필에서 한 홈의 사용에 제한되기 때문이다.

종래의 평 형재로써 현재의 벌브 L 형재를 연장하는 것이 적절할 것으로 생각될 수도 있다. 그러한 해결책이 어떤 면에서는 가능할 것 같지만, 그 결과적인 벌브 L 형재는 대부분의 경우에 필요한 기계적 강도치를 가지지 못한다는 것을 발견했는데, 그것은 웨브의 폭에 대한 벌브의 높이의 비가 적정하지 않거나, 보다 엄밀히는 상기 부분들의 각각의 관성 모멘트 사이의 비율이 맞지 않기 때문이다.

일체로 된 대형 부분의 복잡한 형태 또는 단면의 압연 단면들에 수반되는 문제점은, 일반적으로 알려져 있는 것으로서, 비록 표준 크기를 벗어나는 I-빔(beam)의 제조와 관련한 것이기는 하지만, 예를 들어 미국 특허 공보 2,263,272 호에 개시되어 있고, 그 문제는 T 단면을 가공하므로써 그리고 적절한 크기의 웨브를 가진 단면을 제공하므로써 해결하고 있다. 그러나, 이러한 제조 방법은, 많은 단점들을 가지고 있다. 예를 들어, 웨브와 T-프로필은 웨브 두께의 선택은 밖으로 돌출하는 T-단면의 축부의 두께에 따라야 한다는 의존 관계 및 여기서 그 의존 관계는 요구되는 공동 작용 효과를 주지 못한다는 것이다. 또한, 축부 및 웨브부는 부분 가열 공정에 의하여 함께 용접되고, 열은 오직 제한된 범위까지만 전달되기 때문에, 이러한 부분들을 통하여 그들을 함께 용접하는 과정에서 화재의 위험이 있다. 이 특허 명세서는 상술한 벌브 L 형재에 관련된 문제점들에 대한 아무런 해결책도 제공하지 못한다.

현재로는, 건축 기술자들은 선박의 선체의 최하부 상에 작용하는 포오스를 견디기 위하여 L 부재의 사용, 즉, 일반적으로 450-650㎜의 범위의 크기에 있는 L 부재의 사용에 의뢰하고 있다. 이들 L 부재들은 벌브 L 형재보다 강하고 보다 높은 무게비를 가지기는 하지만, 그들의 형태 때문에, L 부재들은 표면 처리 부재의 목적에 쉽게 사용될 수 없는 한편, 그 부재들의 날카로운 모서리는 그 부재들을 표면 처리할 때에 접착의 우수성을 얻기 어렵게 한다.

본 발명의 목적은, 현재의 압연기 및 종래의 방법을 사용하여 원하는 크기로 제조될 수 있는 벌브 L 형재와 같은 생산품을 제공하므로써 상술한 문제점들을 해결하고자 함이며, 또한 공지 기술을 사용하였을 때보다도 싼 제조 원가로 벌브 L 형재를 제조하고자 하는 것이다. 이 목적을 위하여, 벌브 L 형재 부재들, 즉, 벌브부와 웨브부는 별도로 가공(압연)되고 그 후 완성된 벌브 L 형재를 형성하기 위하여 길이 방향을 따라 함께 용접될 것이 제안된다.

보다 상세히는, 벌브부와 웨브부는 다양한 크기의 일련의 표준 시리즈로 생산되고 그 후 저장하며, 그로부터 벌브부와 웨브부들을 고객의 주문이나 제조 계획에 따라 편리한 방식으로 선택하며, 그것으로 의도하는 목적에 적합한 벌브 L 형재, 즉, 벌브의 높이, 형재의 웨브의 폭 및 웨브의 두께가 적정한 기계적 강도 특성을 가질 수 있는 벌브를 제공한다. 벌브부는 플랜지가 없는, 즉 종래 기술을 실시할 때 웨브부로 용접되기 위한 그러한 돌출부를 가지지 않는 단면의 형태를 가지는 형태로 가공되기 때문에, 다른 부재의 플랜지 두께 사이의 의존적 관계가 없고, 그리하여, 벌브 L 형재를 형성하는 몇 가지 크기 또는 다양한 벌브부 및 웨브부로 부터 많은 다양한 벌브 L 형재를 얻을 수 있다. 저장되면, 이들 웨브부 또는 판체들은 또한 예를 들어 I-빔, L-빔 등과 같은 다른 타입의 압연 및 용접된 최종 제품에 부품으로 사용될 수도 있다.

상술한 목적들은 이하의 특징적인 부분들에 나타난 특징들에 의하여 본원 발명에 따라 달성될 수 있다.

[도면의 간단한 설명]

상술한 목적과 본 발명의 다른 목적들 및 가능한 다른 장점들은 따라서, 이하의 설명 및 그 설명들이 인용하는 첨부된 도면들로부터 나타날 것이다.

여기서,

제1도는 용접된 벌브 L 형재의 사시도이며,

제2도는 벌브부의 단면도이며,

제3도는 용접된 벌브 L 형재의 단면도이며, 그리고

제3(a)도는 제3도에 나타난 용접 부분의 단면도이다.

제1도에서 부호(1)은 일반적으로 벌브부(2)와 그 벌브부에 단단하게 용접되는 플레이트 또는 웨브부(3)를 포함하는 벌브 L 형재를 나타낸다. 본 발명에 의하면, 제2도에 나타난 벌브부(2)는 한쪽 모퉁이가 비스듬히 경사져 있고, 거의 둥글게 굴려진 모퉁이를 가지는 직사각 형태를 가진다. 벌브 높이는 서로 떨어져서 그로부터 직각으로 연장되어 있는 상호 평행한 면들(4, 6)에 의하여 구획되는 면(5)의 길이와 동일하며, 그 면들(4, 6)중의 한 면(4)은 실질적으로 다른 면(6)보다 더 길며, 여기서 뚜렷한 경사면은 면 (4)쪽으로 비스듬히 연장되어 면 (5)와 평행하게 뻗어있는 비스듬히 맞붙혀진 면(8)으로 이어지며 면 (4)에 대한 경사지게 비스듬히 맞붙여진 면 (9)에서 종결된다. 상술한 비스듬히 맞붙여진 평행면 (8)은 길이 방향으로 연장되는 지지 및 접촉부를 형성하는 한편, 비스듬히 맞붙여진 면 (9)는 웨브부(3)에 대한 연결 부위를 형성한다. 제3도에 나타난 바와 같이, 웨브부(3)는 하나 또는 그 이상의 용접부(10, 11)에 의하여 벌브부(2)에 접합되며, 여기서 각 용접부는 제3(a)도에 나타난 바와 같이, 각각의 주변, 길이 방향으로 연장되는 웨브부(3)와 벌브부(2) 사이의 접촉부를 따라 연장된다.

특정한 고객의 주문에 따라, 또는 유력한 생산 계획에 따라, 벌브 L 형재 부품으로부터, 의도하는 목적에 적합한 벌브 높이, 웨브 폭 및 웨브 두께를 선택할 수 있고, 따라서, 완성된 벌브 L 형재는 적정한 기계적 강도 특성을 가지게 된다. 벌브 L 형재는 이하의 방법 과정에 따라 제조된다:

- 별도의 벌브부(2)가 압연된다;

- 별도의 평 스트립 또는 웨브부(3)가 압연된다; 그리고

- 벌브부(2)는 웨브부(3)에 단단하게 용접된다;

여기서, 용접을 할 수 있도록, 용접부(2)는 플랜지가 없는 형태로 적절하게 압연되어, 요구되는 굽힘 강도를 가지는 벌브 L 형재를 얻기 위해 적절히 선택된 크기를 가지는 웨브부(3)가, 벌브의 길이 방향으로 연장된 모서리 부분(8, 9)에 용접될 수 있게 하며, 또한 용접 과정에서 발생되는 열이 벌브부로 전달되도록 하며, 여기서 상기 길이 방향으로 연장되는 모서리 부분은 비스듬히 맞붙여진 면들(8, 9)을 나타내는데, 이 중 비스듬히 맞붙여진 면 (8)은 연속적인 용접 과정을 위한 길이 방향으로 연장되는 지지 및 접촉부를 형성하며, 비스듬히 맞붙여진 면 (9)는 접합부 표면을 형성한다. 용접되기 전에, 부재들(2, 3)은 플레이트 또는 웨브부(3)의 길이 방향으로 연장되는 면 쪽을 향하고 있는 압연된 벌브부(2) 상에서 비스듬히 맞붙여진 면(8)과 나란히 위치되며, 그 후 그 부재들은 길이 방향으로 함께 용접된다.

상술한 실시예에 의하여 주어지는 장점들과 얻어지는 벌브 L 형재(1)는 이리하여 특징부를 연구하므로써 명확해질 것이다.

벌브 L 형재(1)는 다른 부품의 플랜지 두께 사이의 의존 관계를 가지지 않는데, 이것은 벌브부가 플랜지가 없는 형태로 압연되기 때문이다. 이것은 많은 다양한 벌브 L 형재들을, 벌브 L 형재의 몇 개의 벌브 및 웨브 부재들(2, 3)로부터 얻을 수 있도록 하며, 이로 인해 벌브 높이와 웨브 폭 사이의 적정한 관계를 가지는 벌브 L 형재들이 손쉽게 제조될 수 있도록 한다. 벌브 L 형재의 구조로 인하여, 벌브 L 형재들은 모든 요구되는 크기로 제조될 수 있고, 오늘날 표준 규격을 초과하는 크기까지로도 제조될 수 있다.

또한, 제2도에 나타난 바와 같이, 플랜지가 없는 형태로 가공되는 벌브부(2)는 용접 아크를 벌브부 상으로 유리하게 향하도록 하며, 용접 과정에서 발생하는 열이 벌브부로 유도될 수 있게 되며, 이리하여 형재 부재들이 타게되는 위험을 줄일 수 있고, 이것은 부가적인 장점이다.

종종 최대 부하 및 스트레스를 받게 되는 벌브부(2)는 웨브부(3)를 제조하는 물질보다 높은 기계적 강도를 가지는 물질로 제조될 수 있음은 자명하다.

본 발명은, 그러나, 상술한 실시예에 한정되지 않는데, 그것은 이하의 청구 범위에 확정된 바와 같은 발명의 개념의 범위 내에서 변화 및 수정이 가해질 수 있기 때문이다.

Claims (6)

1. 별도의 벌브부(2)를 압연하고, 별도의 평부재 또는 웨브부(3)를 압연하고, 그리고 벌브부(2)를 웨브부(3)에 용접하고, 상기 벌브부(2)가 상기 웨브부(3)에 접속되는 측부는 해당 벌브부의 형상에 대하여 전체적으로 평탄하여, 상기 웨브부(3)가 그 치수에 상관없이 해당 벌브부의 측부영역에 용접될 수 있는 형상으로 압연하는 것을 특징으로 하는 벌브 L 형재의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 웨브부는 일련의 여러 가지 표준치수로 압연되고, 요구되는 굽힘 강도를 구비한 벌브 L 형재를 얻기 위하여, 치수가 선택된 웨브부(3)가 상기 벌브부(2)로 용접되는 것을 특징으로 하는 벌브 L 형재의 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 벌브부(2)와 웨브부(3)는 쌍방이 일련의 여러 가지 표준치수로 압연되고, 요구되는 굽힘 강도를 구비한 벌브 L 형재를 얻기 위하여, 상대치수가 선택된 벌브부(2)와 웨브부(3)가, 서로 용접되는 것을 특징으로 하는 벌브 L 형재의 제조 방법.
4. 별도로 만들어진 벌브부(2)와 별도로 만들어진 웨브부(3)를, 일체로 결합하는 용접부를 포함하여 구성되고, 상기 별도로 만들어진 벌브부(2)는, 이 벌브부의 측부영역으로 상기 웨브부가 해당 웨브부의 치수에 상관없이 용접될 수 있도록, 해당 웨브부에 접속되는 상기 벌브부의 측부영역이 해당 부분의 형상에 대하여 평탄하도록 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 벌브 L 형재.
5. 제4항에 있어서, 상기 벌브부(2)은 제1과 제2의 맞붙여진 면(8,9)을 제공하는 길이방향으로 연장된 모서리 영역을 포함하며, 상기 제1의 맞붙여진면(8)은 상기 웨브부(3)를 위한 길이방향으로 연장하여 지지 및 접촉영역으로서 작용하고, 상기 제2맞붙여진면(9)은 용접과정을 위한 접합준비부로서 작용하는 것을 특징으로 하는 벌브 L 형재.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 벌브부(2)는 상기 웨브부(3)의 재질보다 더 강한 기계적 강도를 가지는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 벌브 L 형재.