KR100750487B1 - 부분 평면 용접부를 갖는 ｌｎｇ 운반선 단열탱크의멤브레인 금속패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LNG 운반선 단열탱크의 멤브레인 금속패널에 관한 것으로, 그 목적은 멤브레인 금속패널에 존재하는 일부 코러게이션의 끝단부 형상을 개선하여 멤브레인 금속패널 용접부의 일부를 평면화함으로써, 단열탱크의 제조를 용이하게 하는 LNG 운반선 단열탱크의 멤브레인 금속패널을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 서로 평행하게 형성되는 다수개의 횡/종방향 직선 코러게이션과, 상기 횡/종방향 직선 코러게이션이 일방향으로 돌출 되어 형성되는 평면부와, 모서리 및 4 변의 끝단으로 이루어지는 접촉용접부를 구비하는 멤브레인 금속패널에 있어서; 상기 횡방향 직선 코러게이션은 양끝단이 멤브레인 금속패널의 양단 변까지 연장되는 다수개의 횡방향 연결 코러게이션과, 상기 다수개의 횡방향 연결 코러게이션 사이에 위치하고 양단부가 마감부에 의해 평면부에 이어지는 다수개의 횡방향 마감 코러게이션으로 구성되고, 상기 종방향 직선 코러게이션은 양끝단이 멤브레인 금속패널의 양단 변까지 연장되는 다수개의 종방향 연결 코러게이션과, 상기 다수개의 종방향 연결 코러게이션 사이에 위치하고 양단부가 마감부에 의해 평면부에 이어지는 다수개의 종방향 마감 코러게이션으로 구성되어, 상기 다수개의 횡/종방향 마감 코러게이션의 양단부와 멤브레인 금속패널의 4 변 사이에 일정폭을 구비하는 평면화된 접촉용접부가 형성되도록 되어 있다.

멤브레인, LNG운반선, 단열탱크, 코러게이션, 평면용접부

Description

부분 평면 용접부를 갖는 ＬＮＧ 운반선 단열탱크의 멤브레인 금속패널 {Membrane metal panel with flat welding joint part for insulated cargo tanks of LNG carrier}

도 1 은 종래의 멤브레인 금속패널의 구성을 보인 예시도

도 2 는 본 발명에 따른 멤브레인 금속패널의 구성을 보인 예시도

도 3 은 본 발명에 따른 멤브레인 금속패널의 또다른 구성을 보인 예시도

도 4 는 본 발명에 의한 코러게이션 마감부 형상을 보인 예시도

도 5 는 본 발명에 의한 멤브레인 금속패널의 결합 상태를 보인 예시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(10) : 횡방향 직선 코러게이션 (11) : 횡방향 연결 코러게이션

(12) : 횡방향 마감 코러게이션 (13) : 마감부

(20) : 종방향 직선 코러게이션 (21) : 종방향 연결 코러게이션

(22) : 종방향 마감 코러게이션 (23) : 마감부

(30) : 교차점 코러게이션 (40) : 평면부

(50) : 접촉용접부 (100) : 멤브레인 금속패널

본 발명은 LNG 운반선 단열탱크의 멤브레인 금속패널에 관한 것으로, 멤브레인 금속패널에 존재하는 일부 코러게이션의 끝단부 형상을 개선하여 멤브레인 금속패널 용접부의 일부를 평면화함으로써, 단열탱크의 제조를 용이하게 하는 LNG 운반선 단열탱크의 멤브레인 금속패널에 관한 것이다.

일반적으로 LNG 는 대기압하에 비등점이 영하 162℃인 초저온 액체이며, 다중구조의 단열탱크에 저장하게 된다. 상기 다중구조 단열탱크의 1차 밀봉벽인 멤브레인 금속패널은 저온 취성에 강한 재질이 사용되며, 온도와 하중의 변화에 대응하여 팽창 및 수축을 할 수 있도록 설계 및 제작된다.

상기 영하 162℃ 의 극저온인 LNG를 안전하게 저장하기 위하여 저장탱크는 멤브레인 금속패널로 이루어진 내부탱크와 내부탱크 주위를 둘러싸고 있는 단열층으로 형성되어서 탱크 외부에서의 잠입열량에 의한 기화가스 발생이 최소가 되도록 구성되어 있다. 상기 멤브레인 금속패널은 영하 162℃의 극저온 상태의 LNG와 직접적으로 접촉하게 되므로 응력변화에 대응할 수 있는 알루미늄 합금, 인바(Invar), 9% 니켈강 등 저온 취성에 강한 금속재질이 사용된다. 또한, 상기 멤브레인 금속패널은 반복적인 온도변화 및 저장액체의 하중변화에 팽창 및 수축이 용이하도록 중앙부가 융기된 직선 코러게이션을 구비하고 있다.

종래에 사용되고 있는 멤브레인 금속패널은 도 1 에 도시된 바와 같이 열과 하중의 변화에 팽창 및 수축이 용이하도록 다수개의 횡/종방향 직선 코러게이션(10,20)이 금속패널(100) 전체에 걸쳐 형성되어 있으며, 상기와 같이 다수개의 횡/종방향 직선 코러게이션을 구비하는 단일 멤브레인 금속패널의 모서리 및 4 변에는 접촉용접부(50)가 형성되어 있다. 즉, 상기와 같이 다수개의 횡/종방향 직선 코러게이션을 구비하는 단일 멤브레인 금속패널은 모서리 및 4 변이 이웃하는 또다른 단일 멤브레인 금속패널의 모서리 및 4변에 의해 겹쳐진 후 겹치기 용접에 의해 서로 연결되어 탱크의 기밀성을 유지하도록 되어 있다.

그러나, 상기 종래의 멤브레인 금속패널은 중앙부가 융기된 다수개의 주름(직선 코러게이션)이 직사각 형상을 구비하는 멤브레인 금속패널의 4변까지 연장되도록 즉, 멤브레인 금속패널의 용접시 이웃하는 멤브레인 금속패널과 겹쳐지는 부분(멤브레인 금속패널의 4변 부분)에도 직선 코러게이션이 형성되어 있어, 단일 멤브레인 금속패널과 이에 이웃하는 또다른 단일멤브레인 금속패널을 겹치기 용접할 경우, 직선용접과 곡선용접을 번갈아 수행하여야 하며, 이로 인해 용접제어를 별도 설정하여야 하고, 두 가지 용접을 동시에 수행할 수 있는 용접장비를 구비해야 하는 문제점이 있었다.

특히, 용접부위에 있는 직선 코러게이션의 굴곡(멤브레인 금속패널의 평면부에서 직선 코러게이션 곡면부의 연결부위 및 직선 코러게이션 곡면부의 변곡부위)을 용접할 경우, 굴곡에 의해 용접결함이 많이 발생되고, 용접속도 및 품질이 저하되며, 이로 인해 탱크의 기밀성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 각각의 멤브레인 금속패널을 용접에 의해 연결하는 작업을 통해 LNG 운반선의 단열탱크가 제작되고, 단열탱크 제작공정의 약 40% 정도가 용접시공에 사용되고 있음을 감안할 경우, 용접부위에 형성된 직선 코러게이션의 굴곡에 의해 발생되는 용접속도와 용접품질의 저하 및 다수개의 직선 코러게이션의 형성에 의해 제조원가가 상승하게 되고 이로 인해 경제적 부담감이 가중되는 등 여러 가지 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 멤브레인 금속패널에 존재하는 일부 코러게이션의 끝단부 형상을 개선하여 멤브레인 금속패널 용접부의 일부를 평면화함으로써, 용접선의 일부를 직선처리하여 용접속도 및 작업의 편리성을 증대시키고, 이를 통해 용접품질 및 탱크의 기밀성을 향상시키는 LNG 운반선 단열탱크의 멤브레인 금속패널을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 서로 평행하게 형성되는 다수개의 횡방향 직선 코러게이션과, 상기 횡방향 직선 코러게이션과 교차하고 서로 평행하게 형성되는 다수개의 종방향 직선 코러게이션과, 상기 횡/종방향 직선 코러게이션이 일방향으로 돌출되어 형성되는 평면부와, 이웃하는 또다른 단일 멤브레인 금속패널과 겹쳐지며 모서리 및 4 변의 끝단으로 이루어지는 접촉용접부를 구비하는 멤브레인 금속패널에 있어서; 상기 횡방향 직선 코러게이션은 양끝단이 멤브레 인 금속패널의 양단 변까지 연장되는 다수개의 횡방향 연결 코러게이션과, 상기 다수개의 횡방향 연결 코러게이션 사이에 위치하고 양단부가 마감부에 의해 평면부에 이어지는 다수개의 횡방향 마감 코러게이션으로 구성되고, 상기 종방향 직선 코러게이션은 양끝단이 멤브레인 금속패널의 양단 변까지 연장되는 다수개의 종방향 연결 코러게이션과, 상기 다수개의 종방향 연결 코러게이션 사이에 위치하고 양단부가 마감부에 의해 평면부에 이어지는 다수개의 종방향 마감 코러게이션으로 구성되어, 상기 다수개의 횡/종방향 마감 코러게이션의 양단부와 멤브레인 금속패널의 4 변 사이에 일정폭을 구비하는 평면화된 접촉용접부가 형성되도록 되어 있다.

이하 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 발명에 따른 멤브레인 금속패널의 구성을 보인 예시도를, 도 3 은 본 발명에 따른 멤브레인 금속패널의 또다른 구성을 보인 예시도를, 도 4 는 본 발명에 의한 마감부의 형상을 보인 예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 멤브레인 금속패널에 서로 평행하게 형성되는 다수개의 횡방향 직선 코러게이션(10)과, 상기 횡방향 직선 코러게이션(10)에 교차하고 서로 평행하게 형성되는 다수개의 종방향 직선 코러게이션(20)과, 상기 횡방향 직선 코러게이션(10)과 종방향 직선 코러게이션(20)의 교차지점에 형성되는 교차점 코러게이션(30) 및 상기 코러게이션(10,20,30)이 형성되지 않는 평면부(40)로 구성하되, 상기 다수개의 횡방향 직선 코러게이션(10) 및 종방향 직선 코러게이션(20)의 양끝단이 멤브레인 금속패널(100)의 4변까지 연장되거나 연장되지 않도록 각각 이원화하고, 상기 이원화 된 횡방향 직선 코러게이션을 서로 혼합하여 일정간격에 위치하도록 형성하며, 상기 이원화된 종방향 직선 코러게이션을 서로 혼합하여 일정간격에 위치하도록 형성한다.

상기 횡방향 직선 코러게이션(10)은 멤브레인 금속패널의 평면부(40)에서 일측방향으로 융기되도록 형성되어 있으며, 양끝단이 멤브레인 금속패널(100)의 양단 변까지 연장되는 다수개의 횡방향 연결 코러게이션(11)과, 상기 다수개의 횡방향 연결 코러게이션(11) 사이에 위치하고 양단부가 마감부(13)에 의해 평면부(40)에 이어지는 다수개의 횡방향 마감 코러게이션(12)으로 구성되어 있다.

상기 마감부(13)는 일측단이 횡방향 마감 코러게이션(12)과 연결되고 타측단이 평면부(40)와 연결되며, 상기 평면부(40)와의 연결부위는 평면에서 볼 경우 도 4 에 도시된 바와 같이 조리와 같이 평면부(40)와 연결되는 타측단이 방사형으로 넓게 퍼지도록 되어 있으며, 횡방향 마감 코러게이션(12)과 연결된 일측단에서 평면부(40)와 연결된 타측단 방향으로 높이가 점차적으로 낮아지도록 형성되어 있다.

일반적으로 마감부(13)의 평면부 연결부위는 부채꼴 또는 타원형상을 이루고 있으나, 본 발명에서는 상기 평면부 연결부위를 방사형으로 넓게 퍼진 형상으로 구성함으로써, 마감부에 의해 마감 코러게이션이 이웃하는 또다른 단일 멤브레인 금속페널의 코러게이션과 연결되지 못함으로써 발생될 수 있는 열응력 집중을 회피한다.

상기와 같이 구성된 횡방향 연결/마감 코러게이션(11,12)은 도 3 과 같이 일측 횡방향 연결 코러게이션과 이에 인접하는 또다른 횡방향 연결 코러게이션 사이에 하나 또는 다수개의 횡방향 마감 코러게이션이 위치하도록 형성되어 있으며, 횡방향 마감 코러게이션의 양단에 형성된 마감부와 멤브레인 금속패널(100) 양변 사이에 형성되는 평면 공간에 의해 접촉용접부(50)의 일부 구간이 평면화되도록 구성되어 있다.

상기 종방향 직선 코러게이션(20)은 멤브레인 금속패널의 평면부(40)에서 일측방향으로 융기되도록 형성되어 있으며, 양끝단이 멤브레인 금속패널의 양단 변까지 연장되는 다수개의 종방향 연결 코러게이션(21)과, 상기 다수개의 종방향 연결 코러게이션(21) 사이에 위치하고 양단부가 마감부(23)에 의해 평면부(40)에 이어지는 다수개의 종방향 마감 코러게이션(22)으로 구성되어 있으며, 상기 종방향 연결/마감 코러게이션(21,22)은 횡방향 연결/마감 코러게이션(11,12)과 유사한 형상을 구비하고, 종방향 마감 코러게이션에 연결되는 마감부(23)는 횡방향 마감 코러게이션(12)에 연결되는 마감부(13)와 유사한 형상을 구비한다.

상기와 같은 횡/종방향 직선 코러게이션(10,20)을 구비하는 멤브레인 금속패널(100)은 횡/종방향 마감 코러게이션(12,22)의 양단에 형성된 마감부(13,23)와 멤브레인 금속패널의 4변 사이에 형성되는 평면 공간에 의해 접촉용접부(50)의 일부가 평면화된 접촉용접부(50)를 구비하게 된다.

즉, 상기 횡/종방향 마감 코러게이션의 양단부와 평면부를 이어주는 마감부(13,23)는 멤브레인 금속패널의 4변까지 연장되지 않으며, 이로 인해 멤브레인 금속패널의 모서리 및 4변의 끝단에 형성되는 접촉용접부는 횡/종방향 연결 코러게이션에 의한 곡선구간과, 횡/종방향 마감 코러게이션에 의한 일정폭(α)을 구비하는 평면구간으로 형성되게 된다. (도 2 에 도시된 접촉용접부(50)에 대한 실선은 접촉용접부를 설명하기 위한 것으로, 실제 멤브레인 금속패널에는 이와 같은 실선은 형성되어 있지 않다.)

이와 같이 형성된 본 발명의 멤브레인 금속패널은 용접에 의한 저장탱크의 형성시, 일측 멤브레인 금속패널(100)의 접촉용접부와 이웃하는 또다른 멤브레인 금속패널(200)의 접촉용접부를 서로 겹치기 할 경우, 도 5 에 도시된 바와 같이 접촉용접부의 일부분이 평면화된 용접선을 구비하게 되므로, 용접선 일부분을 직선용접에 의해 서로 연결할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 LNG 운반선 단열탱크의 멤브레인 금속패널에 한정하여 적용되는 것이라기 보다는 LNG(대기압하에 비등점이 영하 162℃)와 같은 초저온 액체를 저장할 수 있는 모든 단열탱크에 적용할 수 있다.

본 발명은 상술한 특정한 바람직한 실시예에 한정되지 않으며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

이와 같이, 본 발명은 멤브레인 금속패널의 겹쳐지는 부분 일부를 평면으로 형성하여, 용접속도와 용접품질 및 탱크의 기밀성을 향상시켰으며, 단열탱크 제조시간과 제조원가를 절감할 수 있는 등 많은 효과가 있다.

Claims (4)

1. 서로 평행하게 형성되는 다수개의 횡방향 직선 코러게이션과, 상기 횡방향 직선 코러게이션과 교차하고 서로 평행하게 형성되는 다수개의 종방향 직선 코러게이션과, 상기 횡/종방향 직선 코러게이션이 일방향으로 돌출되어 형성되는 평면부와, 이웃하는 또다른 단일 멤브레인 금속패널과 겹쳐지고 모서리 및 4 변의 끝단으로 이루어지는 접촉용접부를 구비하는 멤브레인 금속패널에 있어서;

   상기 횡방향 직선 코러게이션은 양끝단이 멤브레인 금속패널의 양단 변까지 연장되는 다수개의 횡방향 연결 코러게이션과, 상기 다수개의 횡방향 연결 코러게이션 사이에 위치하고 양단부가 마감부에 의해 평면부에 이어지는 다수개의 횡방향 마감 코러게이션으로 구성되고,

   상기 종방향 직선 코러게이션은 양끝단이 멤브레인 금속패널의 양단 변까지 연장되는 다수개의 종방향 연결 코러게이션과, 상기 다수개의 종방향 연결 코러게이션 사이에 위치하고 양단부가 마감부에 의해 평면부에 이어지는 다수개의 종방향 마감 코러게이션으로 구성되며,

   상기 마감부는 일측단이 횡/종방향 마감 코러게이션과 연결되고 평면부와 연결되는 타측단이 방사형으로 넓게 퍼지도록 되어 있어,

   상기 다수개의 횡/종방향 마감 코러게이션의 양단부와 멤브레인 금속패널의 4 변 사이에 일정폭을 구비하는 평면화된 접촉용접부를 구비하는 것을 특징으로 하는 LNG 운반선 단열탱크의 멤브레인 금속패널.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 횡방향 연결/마감 코러게이션은 일측 횡방향 연결 코러게이션과 이에 인접하는 또다른 횡방향 연결 코러게이션 사이에 하나 이상의 횡방향 마감 코러게이션이 위치하도록 형성된 것을 특징으로 하는 LNG 운반선 단열탱크의 멤브레인 금속패널.
3. 제 1 항에 있어서;

   상기 종방향 연결/마감 코러게이션은 일측 종방향 연결 코러게이션과 이에 인접하는 또다른 종방향 연결 코러게이션 사이에 하나 이상의 종방향 마감 코러게이션이 위치하도록 형성된 것을 특징으로 하는 LNG 운반선 단열탱크의 멤브레인 금속패널.
4. 삭제

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