KR100760482B1 - 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합구조 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액화천연가스(LNG) 운반선의 단열방벽 접합구조 및 그 방법을 개시한다. 본 발명은 LNG 운반선의 탱크에 보냉을 위하여 표면에 섬유강화복합재료(FRC) 보강시트가 부착되어 있으며 서로 인접하도록 설치되어 있는 단열방벽들간의 이음매를 접합하기 위한 구조이다. 단열방벽들의 이음매에 위치되도록 FRC 보강시트에 FRC 이음시트가 접착제에 의하여 접합되어 있으며, FRC 보강시트와 FRC 이음시트 사이에 접착제의 두께를 균일하게 유지할 수 있도록 간격유지수단이 개재되어 있다. 간격유지수단은 와이어들, 비드들, 섬유매트나 FRC 이음시트의 일면에 형성되는 돌기들과 홈들로 구성된다. 단열방벽들의 이음매 주위의 FRC 보강시트에 간격유지수단을 배열하고, 간격유지수단 위에 접착제를 도포한다. 그리고 접착제에 FRC 이음시트를 부착하며, FRC 보강시트에 대하여 FRC 이음시트를 가압한 후 접착제를 경화시켜 FRC 이음시트를 FRC 보강시트에 접합한다. 본 발명에 의하면, 단열방벽의 FRC 보강시트와 FRC 이음시트 사이에 접착제의 두께를 균일하게 유지할 수 있는 간격유지구조가 구성되어 접합 불량을 방지하고 열팽창계수와 열잔류응력을 감소시킬 수 있다. 또한, FRC 이음시트에 발생되는 균열의 전파를 차단하여 피로파괴를 방지할 수 있다.
Description
도 1은 본 발명에 따른 단열방벽 접합구조의 제1 실시예의 구성을 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 단열방벽 접합구조의 제1 실시예의 구성을 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 단열방벽 접합방법의 제1 실시예를 설명하기 위하여 나타낸 흐름도,
도 4는 본 발명에 따른 단열방벽 접합구조의 제2 실시예의 구성을 나타낸 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 단열방벽 접합구조의 제3 실시예의 구성을 나타낸 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 단열방벽 접합구조의 제4 실시예의 구성을 나타낸 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 단열방벽 접합구조의 제5 실시예의 구성을 나타낸 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 단열방벽 접합구조의 제6 실시예의 구성을 나타낸 사 시도,
도 9는 본 발명에 따른 단열방벽 접합방법의 제2 실시예를 설명하기 위하여 나타낸 흐름도,
도 10은 본 발명에 따른 단열방벽 접합방법의 제7 실시예를 설명하기 위하여 나타낸 사시도,
도 11은 본 발명에 따른 단열방벽 접합구조의 제8 실시예의 구성을 나타낸 사시도,
도 12는 본 발명에 따른 단열방벽 접합구조의 제8 실시예의 구성을 나타낸 단면도이다.
♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣
10, 12: 단열방벽 14: 단열폼
16: 섬유강화복합재료 보강시트 18: 이음매
20: 퍼티 22: 프리프레그 보강시트
30: 섬유강화복합재료 이음시트 32: 프리프레그 이음시트
40: 접착제 50: 간격유지수단
52: 와이어 54: 비드
56: 섬유매트 58: 돌기
60: 홈 62: 격자형 돌기
70: 프리프레그 시트
본 발명은 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합구조 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 섬유강화복합재료의 보강시트와 이음시트를 접합하는 접착제의 두께가 균일하게 유지되는 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합구조 및 그 방법에 관한 것이다.
액화천연가스 운반선(Liquefied Natural Gas, LNG tank ship)의 탱크는 -175℃의 LNG를 저장 및 운반하기 위하여 스테인리스스틸(Stainless Steel), 예를 들어 STS304, STS304L를 소재로 제작되고 있다. 탱크의 내벽에는 보냉재에 의하여 방벽을 구성하고 있다.
미국 특허 제6,035,795호에는 탱크의 내벽에 샌드위치폼(Sandwich form)과 유리섬유강화복합재료 시트(Glass fiber reinforced composite sheet)로 제작되어 있는 보냉재에 의하여 단열방벽을 구성하는 기술이 개시되어 있다. 한국 등록특허공보 제10-0557354호에는 단열방벽의 이음매에 알루미늄포일과 유리섬유의 3중 구조를 갖는 트리플렉스 스트립(Triplex strip)을 열가소성수지로 접합하는 기술이 개시되어 있다.
한편, 종래기술의 LNG 운반선의 단열방벽 접합구조는 단열방벽의 이음매를 섬유강화복합재료(Fiber Reinforced Composite, FRC) 이음시트의 단일 겹치기(Single lap)에 의하여 접합하고 있다. FRC 이음시트의 접합부분은 구조적으로 가장 취약한 부분이고, 접합구조의 강도에 많은 영향을 주기 때문에 신뢰성을 보장할 수 있는 설계와 제작이 상당히 중요하다.
그러나 상기한 바와 같은 종래기술의 LNG 운반선의 단열방벽 접합구조에 있어서는, 보냉재의 이음매를 접착하는 접착제의 취성이 매우 강하므로, FRC 이음시트는 작은 하중에 파손이 쉽게 발생하고, FRC 이음시트의 파손에 의하여 LNG의 누출이 이 발생되는 문제가 있다.
또한, FRC 이음시트의 접합에 사용되는 고분자 접착제는 금속 및 FRC 보강시트에 비하여 열팽창계수가 높다. 따라서 탱크에 LNG의 충전하거나 탱크로부터 LNG를 방출할 때 발생하는 온도의 차이에 의하여 FRC 이음시트와 접착제에 잔류열응력이 발생되고, 이 잔류열응력에 의하여 미세한 균열이 생겨 피로파괴가 발생되는 문제가 있다. 접착제의 두께가 불균일할 경우 접착 강도가 낮아질 뿐만 아니라, FRC 이음시트 사이에 접착제가 도포되지 못하여 접착 강도와 기밀성을 저하시키는 접착제층의 결함으로 작용되는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 여러 가지 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 단열방벽의 FRC 보강시트와 FRC 이음시트 사이에 접착제의 두께를 균일하게 유지할 수 있는 간격유지구조가 구성되어 접합 불량을 방지하고 열팽창계수와 열잔류응력을 감소시킬 수 있는 LNG 운반선의 단열방벽 접합구조 및 그 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 균열의 전파를 차단하여 피로파괴를 방지할 수 있는 LNG 운반선의 단열방벽 접합구조 및 그 방법을 제공함에 있다.
이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, LNG 운반선의 탱크에 보냉을 위하여 서로 인접하도록 설치되며 단열폼과 이 단열폼의 표면에 부착되어 있는 FRC 보강시트를 갖는 단열방벽들의 이음매를 접합하기 위한 LNG 운반선의 단열방벽 접합구조에 있어서, 단열방벽들의 이음매에 위치되도록 FRC 보강시트에 FRC 이음시트가 접착제에 의하여 접합되어 있으며, FRC 보강시트와 FRC 이음시트 사이에 접착제의 두께를 균일하게 유지할 수 있도록 간격유지수단이 개재되어 있는 LNG 운반선의 단열방벽 접합구조에 있다.
본 발명의 다른 특징은, LNG 운반선의 탱크에 보냉을 위하여 서로 인접하도록 설치되며 단열폼과 이 단열폼의 표면에 부착되어 있는 FRC 보강시트를 갖는 단열방벽들의 이음매를 접합하기 위한 LNG 운반선의 단열방벽 접합방법에 있어서, 단열방벽들의 이음매 주위의 FRC 보강시트에 간격유지수단을 배열하는 단계와; 간격유지수단 위에 접착제를 도포하는 단계와; 접착제에 FRC 이음시트를 부착하는 단계와; FRC 보강시트에 대하여 FRC 이음시트를 가압하는 단계와; 접착제를 경화시켜 FRC 이음시트를 FRC 보강시트에 접합하는 단계로 이루어지는 LNG 운반선의 단열방벽 접합방법에 있다.
이하, 본 발명에 따른 LNG 운반선의 단열방벽 접합구조 및 그 방법에 대한 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1과 도 2에는 본 발명에 따른 LNG 운반선의 단열방벽 접합구조의 제1 실시예가 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 제1 실시예의 LNG 운반선의 단열방벽 접합구조는 LNG 운반선의 탱크에 보냉을 위하여 서로 인접하도록 설치되는 단열방벽(10, 12)들 사이에 구성된다. 단열방벽(10, 12)들 각각은 단열폼(14)과, 이 단열폼(14)의 표면에 부착되어 있는 FRC 보강시트(16)로 구성되어 있다.
단열방벽(10, 12)들의 이음매(18)는 퍼티(Putty: 20)에 의하여 접합되어 있다. 단열방벽(10, 12)들의 이음매(18)에는 FRC 이음시트(30)가 접착제(40)에 의하여 접합되어 있다. FRC 보강시트(16)와 FRC 이음시트(30) 각각은 다수의 보강섬유(16a, 30a)들과, 이 보강섬유(16a, 30a)들을 결합하는 매트릭스(Matrix: 16b, 30b)로 구성되어 있다.
한편, FRC 보강시트 및 이음시트(16, 30) 각각의 보강섬유(16a, 30a)들은 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유(Aramid fiber), 폴리에스테르섬유(Polyester fiber), 폴리비닐아크릴섬유(Polyvinyl acrylic fiber) 등으로 구성될 수 있다. 아마미드섬유는 케블라섬유(Kevlar fiber, 미국 듀퐁(Dupont)사의 상품명), 스펙트라섬유(Spectra fiber, 미국 허니웰(Honeywell)사의 상품명), 다이나마섬유(Dyneema fiber, 네덜란드 디에스엠(DSM)사의 상품명) 등이 적용될 수 있다. 매트릭스(16b, 30b)는 에폭시수지(Epoxy resin), 폴리에스테르수지(Polyester resin), 비닐에스테르(Vinylester resin), 폴리우레탄(Polyurethane) 등으로 구성될 수 있다.
FRC 보강시트 및 이음시트(16, 30) 각각은 프리프레그(Prepreg)로 제조될 수 있다. 프리프레그는 다수의 보강섬유(16a, 30a)들을 매트릭스(16b, 30b)에 함침시킨 후, 비-스테이지(B-stage)로 경화시켜 시트 또는 층(Laminate)으로 제조한다. 프리프레그는의 보강섬유(16a, 30a)들은 일방향으로 배열되는 장섬유로 구성될 수 있다. 프리프레그의 보강섬유(16a, 30a)들은 단섬유로 구성될 수 있고, 단섬유는 매트릭스에 균일하게 분산된 형태로 가교결합되어 구성된다. FRC 보강시트 및 이음시트(16, 30) 각각은 직물 프리프레그로 구성될 수 있다. 직물 프리프레그는 보강섬유들을 합친 섬유다발(Yarn)을 직물과 같은 형태로 직조하고, 이것에 매트릭스를 첨가하여 시트 형태로 성형한다. 직물 프리프레그는 보강섬유들이 서로 꼬여 있으므로, 층간 박리와 같은 구조적 파손에 강한 특성을 보유한다.
본 발명에 따른 제1 실시예의 LPG 운반선의 단열방벽 접합구조는 FRC 보강시트(16)와 FRC 이음시트(30) 사이에 접착제(40)의 두께를 균일하게 유지할 수 있는 간격유지수단(50)이 개재되어 있다.
도 1과 도 2를 참조하면, 간격유지수단(50)은 원형 단면을 갖는 복수의 와이어(Wire: 52)들로 구성되어 있다. 와이어(52)들은 FRC 보강시트(16)와 FRC 이음시트(30) 사이에 일정한 간격을 두고 배열되어 있다. 도 1에 와이어(52)들은 단열방벽(10, 12)들의 이음매(18)와 평행하도록 배열되어 있는 것이 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로 와이어(52)들은 이음매(18)와 교차되도록 배열되거나 서로에 대하여 직각교차되도록 배열될 수 있다.
도 3에는 본 발명에 따른 LNG 운반선의 단열방벽 접합방법의 제1 실시예가 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 와이어(52)들의 개재에 의한 제1 실시예의 LNG 운반선의 단열방벽 접합방법은, 먼저 단열폼(14)과, 이 단열폼(14)의 표면에 부착되어 있는 FRC 보강시트(16)를 갖는 단열방벽(10, 12)들을 배열한다(S10). 이때, 단열방벽(10, 12)들이 접하는 이음매(18)는 퍼티(20)로 채워진다. 단열방벽(10, 12)들이 접하는 이음매(18) 주위의 FRC 보강시트(16)에 와이어(52)들을 일정한 간격을 두고 배열한 후(S12), 와이어(52)들 사이에 접착제(40)를 도포한다(S14).
다음으로, 접착제(40)에 FRC 이음시트(30)를 부착한다(S16). 그리고 FRC 보강시트(16)에 대하여 FRC 이음시트(30)를 가압하고(S18), 접착제(40)를 경화시켜 FRC 이음시트(30)를 FRC 보강시트(16)에 접합한다(S20). FRC 이음시트(30)의 가압은 롤러(Roller), 에어백(Air bag), 에어패드(Air pad) 등의 가압수단에 의하여 FRC 이음시트(30)의 표면을 눌러주는 것에 의하여 실시된다.
이와 같이 FRC 보강시트(16)와 FRC 이음시트(30) 사이의 접착제(40)에 간격유지수단(50)으로 원형 단면의 와이어(52)들이 개재되면, 접착제(40)의 두께를 일정하게 유지된다. 따라서 FRC 이음시트(30)의 접합 불량이 방지되고, 열팽창계수와 열잔류응력이 감소된다. 또한, FRC 이음시트(30)의 접합면에서 발생한 균열의 전파가 차단되어 신뢰성이 크게 향상된다.
도 4에는 본 발명에 따른 LNG 운반선의 단열방벽 접합구조의 제2 실시예가 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 제2 실시예의 LNG 운반선의 단열방벽 접합구조는 FRC 보강시트(16)와 FRC 이음시트(30) 사이에 접착제(40)의 두께를 균일하게 유지할 수 있는 간격유지수단(50)으로 복수의 비드(Bead: 54)들이 개재되어 있다. 비드(54)들은 접착제(40)에 균일하게 혼합한 후, 비드(54)들이 혼합되어 있는 접착제(40)를 FRC 보강시트(16)의 표면에 도포하여 FRC 보강시트(16)와 FRC 이음시트(30) 사이에 균일하게 개재시킬 수 있다. 비드(54)들의 개재에 의해서는 앞에서 설명한 와이어(52)들과 마찬가지로 접착제(40)의 두께가 일정하게 유지된다.
도 5에는 본 발명에 따른 LNG 운반선의 단열방벽 접합구조의 제3 실시예가 도시되어 있다. 도 5를 참조하면, 제3 실시예의 LNG 운반선의 단열방벽 접합구조는 FRC 보강시트(16)와 FRC 이음시트(30) 사이에 접착제(40)의 두께를 균일하게 유지할 수 있는 간격유지수단(50)으로 섬유매트(Fiber mat: 56)가 개재되어 있다. 섬유매트(56)는 유리섬유, 탄소섬유 등의 보강섬유로 구성될 수 있다. 접착제(40)는 섬유매트(56) 사이에 스며들어 FRC 보강시트(16)와 FRC 이음시트(30)를 균일한 두께로 접합한다.
도 6에는 본 발명에 따른 LNG 운반선의 단열방벽 접합구조의 제4 실시예가 도시되어 있다. 도 6을 참조하면, 제4 실시예의 LNG 운반선의 단열방벽 접합구조는 FRC 보강시트(16)와 FRC 이음시트(30) 사이에서 접착제(40)의 두께를 균일하게 유지할 수 있는 간격유지수단(50)으로 FRC 보강시트(16)와 접하는 FRC 이음시트(30)의 일면에 돌출되도록 형성되어 있는 복수의 돌기(58)들로 구성되어 있다. 돌기(58)들에 의해서는 앞에서 설명한 와이어(52)들, 비드(54)들과 섬유매트(56)와 마찬가지로 접착제(40)의 두께가 일정하게 유지된다.
도 6에 돌기(58)들의 단면 형상이 반원형으로 형성되어 있는 것이 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로 돌기(58)들의 단면 형상은 필요에 따라 삼각형, 사각형 및 기타의 형상으로 적절하게 변경될 수 있다. 또한, 돌기(58)들은 단열방벽(10, 12)들의 이음매(18)와 평행 또는 교차하는 방향으로 형성되는 직선형으로 구성될 수 있으며, 직선형의 돌기들은 격자 형상으로 형성될 수도 있다. 그리고 돌 기(58)들은 FRC 이음시트(30)에 형성되어 있는 것이 도시되고 설명되었으나, 돌기(58)들은 FRC 보강시트(16)에도 적용될 수 있다.
도 7에는 본 발명에 따른 LNG 운반선의 단열방벽 접합구조의 제5 실시예가 도시되어 있다. 도 7을 참조하면, 제5 실시예의 LNG 운반선의 단열방벽 접합구조는 FRC 보강시트(16)와 FRC 이음시트(30) 사이에서 접착제(40)의 두께를 균일하게 유지할 수 있는 간격유지수단(50)으로 FRC 보강시트(16)와 접하는 FRC 이음시트(30)의 일면에 형성되어 있는 복수의 홈(60)들로 구성되어 있다. 홈(60)들에는 과잉의 접착제(40)가 유입되므로, FRC 보강시트(16)와 FRC 이음시트(30) 사이에서 접착제(40)의 두께가 일정하게 유지된다.
도 7에 홈(60)들의 단면 형상이 반원형으로 형성되어 있는 것이 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로 홈(60)들의 단면 형상은 필요에 따라 삼각형, 사각형 및 기타의 형상으로 적절하게 변경될 수 있다. 또한, 홈(60)들은 단열방벽(10, 12)들의 이음매(18)와 평행 또는 교차하는 방향으로 형성되는 직선형으로 구성될 수 있으며, 직선형의 돌기들은 격자 형상으로 형성될 수도 있다. 그리고 홈(60)들은 FRC 이음시트(30)에 형성되어 있는 것이 도시되고 설명되었으나, 홈(60)들은 FRC 보강시트(16)에도 적용될 수 있다.
도 8에는 본 발명에 따른 LNG 운반선의 단열방벽 접합구조의 제6 실시예가 도시되어 있다. 도 8을 참조하면, 단열방벽(10, 12)들의 이음매(18)에는 프리프레그 이음시트(32)가 접합되어 있다. 프리프레그 이음시트(32)는 보강섬유(32a)들이 매트릭스(32a)에 함침되어 비-스테이지로 경화되어 있다. 단열방벽(10, 12)들의 FRC 보강시트(16)와 프리프레그 이음시트(32) 사이에는 간격의 유지를 위한 간격유지수단(50)으로 복수의 와이어(52)들이 개재되어 있다. 간격유지수단(50)의 와이어(52)들은 비드(54)들, 섬유매트(56)나 프리프레그 이음시트(32)에 형성되는 돌기(58)들, 홈(60)들로 대신할 수 있다. FRC 보강시트(16)는 프리프레그 이음시트(32)와 마찬가지로 프리프레그 보강시트로 구성될 수 있다. 프리프레그 이음시트(32)는 필요에 따라 직물 프리프레그로 구성될 수 있다.
도 9에는 본 발명에 따른 LNG 운반선의 단열방벽 접합방법의 제2 실시예가 도시되어 있다. 도 9를 참조하면, 와이어(52)들의 개재에 의한 제2 실시예의 LNG 운반선의 단열방벽 접합방법은, 먼저 단열폼(14)과, 이 단열폼(14)의 표면에 부착되어 있는 FRC 보강시트(16)를 갖는 단열방벽(10, 12)들을 배열한다(S30). 단열방벽(10, 12)들이 접하는 이음매(18) 주위의 FRC 보강시트(16)에 와이어(52)들을 일정한 간격을 두고 배열한 후(S32), 와이어(52)들 위에 프리프레그 이음시트(32)를 부착한다(S34).
다음으로, FRC 보강시트(16)에 대하여 프리프레그 이음시트(32)를 가압한다(S36). 프리프레그 이음시트(32)의 가압은 롤러 등의 가압수단에 의하여 프리프레그 이음시트(32)의 표면을 눌러주는 것에 의하여 실시된다. 프리프레그 이음시트(32)의 가압에 의하여 비-스테이지 상태의 매트릭스(32a)는 와이어(52)들 사이에 충전된다. 와이어(52)들 사이에 충전되는 매트릭스(32a)는 FRC 보강시트(16)와 프리프레그 이음시트(32)를 접합하는 접착제의 기능을 갖는다. 마지막으로, 프레프레그 이음시트(32)를 경화시켜 프리프레그 이음시트(32)를 FRC 보강시트(16)에 접합 한다(S36).
이와 같이 FRC 보강시트(16)와 프리프레그 이음시트(32) 사이에 와이어(52)들을 개재한 후, FRC 보강시트(16)에 대하여 프리프레그 이음시트(32)를 압밀하여 접합함으로써, 와이어(52)들에 의하여 FRC 보강시트(16)와 프리프레그 이음시트(32) 사이의 간격, 즉 매트릭스(32a)의 두께를 균일하게 유지할 수 있다. 따라서 FRC 보강시트(16)와 프리프레그 이음시트(32)의 접합 불량이 방지되고, 열팽창계수와 열잔류응력이 감소된다. 또한, 균열의 전파가 차단되어 FRC 보강시트(16)와 프리프레그 이음시트(32)의 접합부의 피로파괴가 방지되어 신뢰성이 크게 향상된다. 그리고 프리프레그 이음시트(32)에 접합은 앞에서 설명한 FRC 이음시트(30)의 접합공정보다 간편하게 실시할 수 있다.
도 10에는 본 발명에 따른 LNG 운반선의 단열방벽 접합구조의 제7 실시예가 도시되어 있다. 도 10을 참조하면, 단열방벽(10, 12)들 각각은 단열폼(14)과, 이 단열폼(14)의 표면에 부착되어 있는 FRC 보강시트(16)로 구성되어 있다. 단열방벽(10, 12)들의 이음매(18)는 퍼티(20)에 의하여 채워진다. 단열방벽(10, 12)들의 이음매(18)에는 FRC 이음시트(30)가 접합되어 있다. FRC 이음시트(30)는 도 8에 도시되어 있는 프리프레그 이음시트(32)로 구성될 수 있다. 프리프레그 보강시트(22)는 보강섬유(22a)들이 매트릭스(22a)에 함침되어 비-스테이지로 경화되어 있다.
FRC 이음시트(30)와 접하는 프리프레그 보강시트(22)의 표면에 간격의 유지를 위한 간격유지수단(50)으로 격자형 돌기(62)가 형성되어 있다. 프리프레그 보강시트(22)에 대하여 FRC 이음시트(30)의 가압하면, 비-스테이지 상태의 매트릭 스(22a)는 격자형 돌기(62) 사이에 충전된다. 격자형 돌기(62) 사이에 충전되는 매트릭스(22a)는 프리프레그 보강시트(22)와 FRC 이음시트(30)를 접합하는 접착제의 기능을 갖는다. 간격유지수단(50)의 격자형 돌기(62)는 프리프레그 보강시트(22)와 FRC 이음시트(30) 사이에서 매트릭스(22a)의 두께를 균일하게 유지한다.
도 11과 도 12에는 본 발명에 따른 단열방벽 접합구조의 제8 실시예가 도시되어 있다. 도 11과 도 12를 참조하면, 단열방벽(10, 12)들 각각은 단열폼(14)과, 이 단열폼(14)의 표면에 부착되어 있는 FRC 보강시트(16)로 구성되어 있다. 단열방벽(10, 12)들의 이음매(18)는 퍼티(20)에 의하여 채워진다. 단열방벽(10, 12)들의 이음매(18)에는 FRC 이음시트(30)가 접합되어 있다.
FRC 이음시트(30) 위에 간격유지수단(50)으로 프리프레그 시트(70)가 접합되어 있고, 프리프레그 시트(70) 위에 FRC 이음시트(30)가 접합되어 있다. 프리프레그 시트(70)는 다수의 보강섬유(70)들을 매트릭스(70b)에 함침시킨 후, 비-스테이지로 경화시켜 시트 또는 층으로 제조한다. 보강섬유(70)들은 장섬유 또는 단섬유로 구성될 수 있다. 또한, 프리프레그 시트(70)는 직물 프리프레그로 구성될 수 있다.
FRC 보강시트(16)와 FRC 이음시트(30) 사이에 프리프레그 시트(70)를 개재한 상태에서 FRC 보강시트(16), FRC 이음시트(30)와 프리프레그 시트(70)는 동시경화(Co-cure)에 의하여 서로 접합한다. FRC 보강시트(16)와 FRC 이음시트(30) 각각은 필요에 따라 프리프레그로 구성될 수 있다. 이와 같이 FRC 보강시트(16)와 FRC 이음시트(30) 사이에 비-스테이지 상태로 경화되어 있는 프리프레그 시트(70)를 간 격유지수단(50)으로 개재한 후, 동시경화에 의하여 접합하는 것에 의하여 접합공정이 간편해지고, FRC 보강시트(16)와 FRC 이음시트(30) 사이의 간격을 균일하게 유지할 수 있다. 따라서 FRC 보강시트(16)와 FRC 이음시트(30)의 접합 불량이 방지되고, 열팽창계수와 열잔류응력이 감소되며, 피로파괴가 방지되어 신뢰성이 크게 향상된다.
이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 LNG 운반선의 단열방벽 접합구조 및 그 방법에 의하면, 단열방벽의 FRC 보강시트와 FRC 이음시트 사이에 접착제의 두께를 균일하게 유지할 수 있는 간격유지구조가 구성되어 접합 불량을 방지하고 열팽창계수와 열잔류응력을 감소시킬 수 있다. 또한, FRC 이음시트에 발생되는 균열의 전파를 차단하여 피로파괴를 방지할 수 있다. 그리고 단열방벽의 FRC 보강시트와 프리프레그 이음시트 사이에 간격유지구조가 구성되는 것은 FRC 이음시트보다 접합공정을 간편하게 실시할 수 있는 효과가 있다.
Claims (17)
- 액화천연가스 운반선의 탱크에 보냉을 위하여 서로 인접하도록 설치되며 단열폼과 이 단열폼의 표면에 부착되어 있는 섬유강화복합재료 보강시트를 갖는 단열방벽들의 이음매를 접합하기 위한 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합구조에 있어서,상기 단열방벽들의 이음매에 위치되도록 상기 섬유강화복합재료 보강시트에 섬유강화복합재료 이음시트가 접착제에 의하여 접합되어 있으며, 상기 섬유강화복합재료 보강시트와 상기 섬유강화복합재료 이음시트 사이에 상기 접착제의 두께를 균일하게 유지할 수 있도록 간격유지수단이 개재되어 있는 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 간격유지수단은 복수의 와이어들, 복수의 비드들과 섬유매트 중 어느 하나로 이루어지는 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 간격유지수단은 상기 섬유강화복합재료 보강시트와 접하는 상기 섬유강화복합재료 이음시트의 일면에 형성되어 있는 복수의 돌기들과 홈들 중 어느 하나로 이루어지는 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합구조.
- 액화천연가스 운반선의 탱크에 보냉을 위하여 서로 인접하도록 설치되며 단 열폼과 이 단열폼의 표면에 부착되어 있는 섬유강화복합재료 보강시트를 갖는 단열방벽들의 이음매를 접합하기 위한 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합구조에 있어서,상기 단열방벽들의 이음매에 위치되도록 상기 섬유강화복합재료 보강시트에 프리프레그 이음시트가 접합되어 있으며, 상기 섬유강화복합재료 보강시트와 상기 프리프레그 이음시트 사이에 간격을 유지할 수 있도록 간격유지수단이 개재되어 있는 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합구조.
- 제 4 항에 있어서, 상기 간격유지수단은 복수의 와이어들, 복수의 비드들과 섬유매트 중 어느 하나로 이루어지는 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합구조.
- 제 4 항에 있어서, 상기 간격유지수단은 상기 섬유강화복합재료 보강시트와 접하는 상기 프리프레그 이음시트의 일면에 형성되어 있는 복수의 돌기들과 홈들 중 어느 하나로 이루어지는 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합구조.
- 액화천연가스 운반선의 탱크에 보냉을 위하여 서로 인접하도록 설치되며 단열폼과 이 단열폼의 표면에 부착되어 있는 섬유강화복합재료 보강시트를 갖는 단열방벽들의 이음매를 접합하기 위한 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합구조에 있어서,상기 단열방벽들의 이음매에 위치되도록 상기 섬유강화복합재료 보강시트에 섬유강화복합재료 이음시트가 접합되어 있으며, 상기 섬유강화복합재료 보강시트와 상기 섬유강화복합재료 이음시트 사이에 간격을 유지할 수 있도록 간격유지수단이 개재되어 있고, 상기 섬유강화복합재료 보강시트와 상기 섬유강화복합재료 이음시트 중 어느 하나는 프리프레그로 이루어지는 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합구조.
- 제 7 항에 있어서, 상기 간격유지수단은 복수의 와이어들, 복수의 비드들과 섬유매트 중 어느 하나로 이루어지는 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합구조.
- 제 7 항에 있어서, 상기 간격유지수단은 상기 섬유강화복합재료 보강시트와 상기 섬유강화복합재료 이음시트 중 상기 어느 하나의 일면에 형성되어 있는 복수의 돌기들과 홈들 중 어느 하나로 이루어지는 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합구조.
- 액화천연가스 운반선의 탱크에 보냉을 위하여 서로 인접하도록 설치되며 단열폼과 이 단열폼의 표면에 부착되어 있는 섬유강화복합재료 보강시트를 갖는 단열방벽들의 이음매를 접합하기 위한 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합방법에 있어서,상기 단열방벽들의 이음매 주위의 상기 섬유강화복합재료 보강시트에 간격유지수단을 배열하는 단계와;상기 간격유지수단 위에 접착제를 도포하는 단계와;상기 접착제에 섬유강화복합재료 이음시트를 부착하는 단계와;상기 섬유강화복합재료 보강시트에 대하여 상기 섬유강화복합재료 이음시트를 가압하는 단계와;상기 접착제를 경화시켜 상기 섬유강화복합재료 이음시트를 상기 섬유강화복합재료 보강시트에 접합하는 단계로 이루어지는 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 간격유지수단은 복수의 와이어들, 복수의 비드들과 섬유매트 중 어느 하나로 이루어지는 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 간격유지수단은 상기 섬유강화복합재료 보강시트와 접하는 상기 섬유강화복합재료 이음시트의 일면에 형성되어 있는 복수의 돌기들과 홈들 중 어느 하나로 이루어지는 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합방법.
- 액화천연가스 운반선의 탱크에 보냉을 위하여 서로 인접하도록 설치되며 단열폼과 이 단열폼의 표면에 부착되어 있는 섬유강화복합재료 보강시트를 갖는 단열방벽들의 이음매를 접합하기 위한 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합방법에 있어서,상기 단열방벽들의 이음매 주위의 상기 섬유강화복합재료 보강시트에 간격유 지수단을 배열하는 단계와;상기 간격유지수단에 프리프레그 이음시트를 부착하는 단계와;상기 섬유강화복합재료 보강시트에 대하여 상기 프리프레그 이음시트를 가압하여 접합하는 단계로 이루어지는 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합방법.
- 제 13 항에 있어서, 상기 간격유지수단은 복수의 와이어들, 복수의 비드들과 섬유매트 중 어느 하나로 이루어지는 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합방법.
- 제 13 항에 있어서, 상기 간격유지수단은 상기 섬유강화복합재료 보강시트와 접하는 상기 프리프레그 이음시트의 일면에 형성되어 있는 복수의 돌기들과 홈들 중 어느 하나로 이루어지는 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합방법.
- 액화천연가스 운반선의 탱크에 보냉을 위하여 서로 인접하도록 설치되며 단열폼과 이 단열폼의 표면에 부착되어 있는 섬유강화복합재료 보강시트를 갖는 단열방벽들의 이음매를 접합하기 위한 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합방법에 있어서,상기 단열방벽들의 이음매 주위의 상기 섬유강화복합재료 보강시트에 프리프레그 시트를 적층하는 단계와;상기 프리프레그 시트 위에 섬유강화복합재료 이음시트를 적층하는 단계와;상기 섬유강화복합재료 보강시트, 프리프레그 시트와 섬유강화복합재료 이음 시트를 동시경화에 의하여 접합하는 단계로 이루어지는 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합방법.
- 제 16 항에 있어서, 상기 섬유강화복합재료 보강시트와 섬유강화복합재료 이음시트는 프리프레그로 이루어지는 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합방법.
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