KR100848547B1 - 강관 시공 방법 및 그에 사용되는 외면 자동용접기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 강관 시공 방법 및 그에 사용되는 외면 자동용접기는, 외면 용접기를 정형기로부터 분리하여 구성함과 아울러, 실제 시공시에는 강관의 정형 및 견인 후에는 정형기를 분리한 상태에서 외면 용접기를 장착하여 외면 용접을 실시하게 되므로, 전체적으로 강관의 시공을 신속하고 정확하게 진행할 수 있고, 또한 정형기와 외면 용접기, 내면 용접기를 독자적으로 분리하여 구성하므로, 각각의 장비를 보다 효율적으로 운용하면서 배관을 시공할 수 있고, 특히 각각의 전용 장비를 각 분야의 전문가가 전담하여 운전할 수 있게 되므로, 독자적 수행에 따른 전문성이 확보되고, 이에 따라 보다 우수한 시공 결과를 얻을 수 있는 효과를 갖게 된다.

정형기, 외면, 내면, 용접기, 주행 모터, 견인 장치

Description

강관 시공 방법 및 그에 사용되는 외면 자동용접기{Method for constructing steel pipes and automatic outside welding device used to the same}

도 1은 선행 기술의 강관의 시공방법의 전체 공정 순서도,

도 2a 내지 도 2f는 선행 기술의 강관 시공방법의 공정 순서를 개략적으로 나타낸 도면들,

도 3은 본 발명에 따른 강관 시공에 이용되는 정형기가 도시된 측면 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 강관 시공에 이용되는 정형기가 도시된 정면 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 강관 시공에 이용되는 외면 자동 용접기가 도시된 측면 구성도,

도 6은 본 발명에 따른 강관 시공에 이용되는 외면 자동 용접기가 도시된 정면 구성도,

도 7은 본 발명에 따른 강관 시공 방법이 도시된 순서도,

도 8 내지 도 12는 본 발명에 따른 강관 시공 방법의 공정 순서를 개략적으로 나타낸 도면들이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 정형기 11, 12 : 원형 몸체

13 : 상부 몸체 14, 15 : 쿼터형 몸체

20 : 연결 장치 25 : 정형 장치

30 : 견인 장치 35 : 개폐 장치

38 : 잠금 장치 40 : 외면 자동 용접기

50 : 원형 몸체 55 : 상부 몸체

56, 57 : 쿼터형 몸체 60 : 연결 장치

70 : 개폐 장치 80 : 잠금 장치

90 : 정형 장치 100 : 자동 용접부

110 : 용접 레일 120 : 자동 용접기

125 : 주행 모터 200 : 내면 자동 용접기

본 발명은 대형 강관의 시공 방법에 관한 것으로서, 특히 강관 자동 정형기에서 외부 용접기를 분리한 구성으로 대형 강관의 배관 시공을 보다 용이하고 신속하게 시행할 수 있도록 한 강관 시공 방법 및 그에 사용되는 외면 자동용접기에 관한 것이다.

본 출원인은 600mm 이상의 대형 강관 시공시에 배관 및 용접을 자동으로 시행하여 시공성, 경제성, 안전성을 높일 수 있도록 "강관의 시공방법"을 개발하여 특허출원 한 바 있고, 대한민국 특허청으로부터 위의 기술에 대하여 등록번호 10- 0440555호로 특허 받은 바 있다.

이러한 본 출원인의 특허 발명은 자동 정형기를 도입하여 방사상으로 배치된 정형실린더를 이용하여 강관의 원주상 균등한 진원을 자동으로 확보하고, 정형기 사이에 장착된 자동 견인장치를 이용하여 자동으로 동일 중심축 상에서 강관을 삽입하여 배관하고, 자동 용접 장치들을 이용하여 강관의 내외면 접합부에 자동용접을 실시할 수 있는 기술이다.

이와 같은 자동 정형 및 자동배관삽입 및 자동 용접 방법으로 작업시간이 최소화되어 공사기간, 공사비 등을 최적으로 절감할 수 있고, 특히 자동화 시공 방법으로 시공 성능을 향상시킴과 아울러 안전사고 발생을 줄일 수 있는 기술이다.

상기 특허 발명의 "강관의 시공방법"에 대하여 도면을 참조하여 간략히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 전체 공정 순서도이고, 도 2a 내지 도 2f는 공정 순서를 개략적으로 나타낸 도면들이다.

도 1에 도시된 바와 같이 강관의 시공방법은 강관 정렬단계, 진원성형단계, 맞춤단계, 용접단계 순으로 진행된다.

이와 같이 진행되는 각 단계에 대해 간략히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 강관 정렬단계는 백호우(BH: back hoe) 등으로 터파기 작업을 수행하고, 도 2a와 같이 개략적으로 강관(P)들을 정렬한다.

다음, 상기 진원성형단계는 도 2b와 도 2c에 도시된 바와 같이 상기 정렬단계에 의해 정렬된 서로 이웃하는 강관(P)의 끝단부분에 정형기(1)를 설치하고 상기 정형기(1)를 이용하여 강관(P)의 외측에서 그 중심을 향하여 방사형으로 가압하면서 진원으로 조정하고 유지시킨다.

다음, 상기 맞춤 단계는 도 2d에서와 같이 상기 진원성형단계 이후에 이웃하는 강관(P)의 끝단원주면이 서로 맞닿거나 소켓(PS)내에 삽입 결합되게 맞춘다.

다음, 상기 용접 단계는 상기 맞춤단계에 의해 서로 이웃하는 강관(P)의 내면과 외면 접합부를 용접한다.

여기서 내면 용접은 도 2e에서와 같이 강관(P)의 내부에서 그 길이방향을 따라 이동하고 정지 상태에서 용접 토치(6)만이 강관(P)의 내면 접합부를 따라 회전하여 용접 가능한 용접로봇(5)에 의해 이루어진다.

그리고 외면 용접은 도 2f에서와 같이 강관(P) 끝단부분을 소정의 진원으로 성형하는 장치에 일체로 설치되어 강관(P)의 외면 접합부를 따라 용접 토치(7)가 이동하면서 용접 가능한 외면 용접로봇(8)에 의해 이루어진다.

그러나 상기한 바와 같은 특허 발명은 정형기(1)에 외면 용접관련 장비 즉, 외면 용접로봇(8)이 함께 구성되기 때문에 작업 준비 시간이 과도하게 소요됨과 아울러, 외면 용접을 시행하는 중에 정형기(1)는 별도로 사용할 수 없는 문제점이 발생되었다.

즉, 강관의 정형 및 배관삽입 후에 외면 용접을 수행하기 위해서는 용접관련 어스선, 전원 케이블, 가스 배선 등의 설비를 각 장치별로 설치 및 준비해야 하고, 또한 용접을 위해 용접 캐리지 등을 탑재해야 하는 등, 전체적으로 많은 시간이 소요되고, 각종 연결 선재들로 인하여 주변 작업 환경이 복잡해짐과 아울러 시공 작 업에도 상당한 지장을 초래하는 문제점이 발생되고 있다.

결국, 외면 용접 장비가 함께 구성된 상태에서 강관 시공 작업이 진행됨에 따라 작업 시간이 많이 소요됨은 물론, 각각의 작업에 대한 전문성 확보가 어려워 시공의 신속성 및 정확성을 확보하는데 한계가 있고, 각각의 장비를 효율적으로 사용 및 관리하기도 쉽지 않은 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 정형기로부터 외면 용접기를 분리하여 구성함과 아울러, 정형기와 외면 용접기를 별도로 이용하여 강관 시공을 진행함으로써 작업 준비 시간은 물론 시공 시간, 정리 시간을 크게 단축하고, 독립적인 기구도 별도 시공을 진행할 수 있도록 하여 시공의 전문성을 확보하고, 보다 우수한 시공을 실현할 수 있도록 하는 강관 시공 방법 및 그에 사용되는 외면 자동용접기를 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 강관 시공 방법은, 강관을 시공 현장에서 시공할 강관들이 대략 일직선이 되도록 정렬하는 정렬단계와; 상기에서 정렬된 양쪽 강관의 끝단부에 정형기를 장착하여 양쪽 강관의 끝단부를 파지하는 파지 단계와; 상기 파지 단계가 완료되면 상기 정형기의 정형 장치를 이용하여 양쪽 강관의 진원을 조정하는 진원정형단계와; 상기 단계에서 진원이 조정된 이웃 하는 양쪽 강관을 정형기의 견인 장치를 이용하여 한 쪽 강관을 다른 쪽 강관에 삽입하거나 맞대어 연결하는 강관연결단계와; 상기 단계를 완료한 후에 상기 정형기를 강관에서 분리하는 정형기 분리단계와; 상기 정형기가 분리된 강관의 연결부분에 외면 자동용접기를 장착하고, 외면 용접을 실시하는 외면용접 단계와; 상기 외면용접단계의 전,후에 상기 강관의 연결 부위에 내면 자동 용접기를 투입하여 내면용접을 실시하는 내면용접 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 정형기를 분리하기 전,후에 상기 양쪽 강관의 연결 부분 수 개소에 수동 용접을 실시하는 가용접 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 정형기 분리단계를 거친 정형기는 다음 강관의 시공 공간으로 이동시켜 강관의 정형 및 관 견인 작업을 실행하는 것이 바람직하다.

또한, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 강관 시공 방법에 이용되는 외면 자동 용접기는, 반원형 상부 몸체와 이 상부 몸체의 양쪽에 결합되는 쿼터형 몸체로 이루어져, 강관의 둘레에 결합될 수 있도록 폐쇄시에 원형 구조를 갖는 원형 몸체와; 상기 상부 몸체와 양쪽 쿼터형 몸체 사이에 구비되어 상기 쿼터형 몸체의 개폐 상태를 조절하는 개폐 장치와; 상기 양쪽 쿼터형 몸체가 상호 맞닿는 부분에 구비되어 벌어지는 것을 방지하는 잠금 장치와; 상기 원형 몸체에 복수개가 구비되어 강관이 표면에 밀착되면서 강관의 진원을 조정하는 정형 장치와; 상기 원형 몸체의 한쪽 측면에서 원형 링 구조로 돌출되는 용접 레일과; 상기 용접 레일에 장착되어 이동하면서 강관의 외면을 용접하는 자동 용접기를 포함한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 강관 시공 방법에 이용되는 외면 자동 용접기는, 강관의 둘레에 결합될 수 있도록 벌어지거나 닫히고, 폐쇄시에 원형 구조를 갖는 원형 몸체와; 상기 원형 몸체의 한쪽 측면에서 원형 링 구조로 돌출되는 용접 레일과; 상기 용접 레일에 장착되어 이동하면서 강관의 외면을 용접하는 자동 용접기를 포함하여 구성하는 것도 가능하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 강관 시공 방법에 이용되는 정형기와 외면 자동용접기를 살펴보면 다음과 같다.

3과 도 4는 본 발명에 따른 강관 시공 방법에 이용되는 정형기가 도시된 측면 배치도 및 정면도이다.

본 발명에 따른 정형기(10)는 두 개의 원형 몸체(11,12)가 도 3에서와 같이 나란히 배치되어 구성된다. 각 원형 몸체(11,12)는 반원형 구조의 상부 몸체(13)와, 이 상부 몸체(13)의 양쪽에 결합되어 개폐 및 잠금이 이루어지는 쿼터형 몸체(14,15)가 상호 조립되어 구성된다.

즉, 상기 상부 몸체(13)는 원형 구조에서 1/2의 크기로 분할되고, 쿼터형 몸체(14,15)는 1/4의 크기로 분할되어, 상호 조립됨으로써 강관(P)의 둘레를 파지할 수 있도록 원형 구조를 이루게 된다.

상기 원형 몸체(11,12)의 상부에는 연결 장치(20)가 구비되는데, 상기 연결 장치(20)는 두 원형 몸체(11,12)의 간격 변화에 신축적으로 대응할 수 있도록 복수의 링크 구조로 연결되어 구성된다.

즉, 상기 연결 장치(20)는 도 3에 도시된 바와 같이 양쪽 원형 몸체(11,12)에 각각 고정된 브래킷(21)과, 상기 브래킷(21)에 링크 구조로 연결된 연결 링크(22)와, 이 연결 링크(22)의 중앙부에 회전 가능하게 연결되는 연결 고리(23)로 이루어진다.

다음, 상기 각 원형 몸체(11,12)에는 강관의 진원을 조정하고, 강관의 둘레에 본 발명의 장치를 안정적으로 고정하기 위한 복수의 정형 장치(25)가 구성된다. 이 정형 장치(25)는 각 원형 몸체(11,12)에 복수개가 일정 간격마다 설치되는데, 유압에 의해 작동하는 정형 실린더(26) 및 이 실린더의 끝단부에 패드(27)가 부착되어 강관의 외면에 밀착되게 구성된다. 한편, 상기 정형 실린더(26)의 측면에는 유압을 단속하는 솔레노이드 밸브(28)가 구성된다.

다음, 상기 양쪽 원형 몸체(11,12) 사이에는 견인 장치(30)가 구비되는데, 이 견인 장치(30)는 견인 실린더(31)를 작동하여 진원이 확보되는 강관(P)에 정확하게 압입되도록 구성된다. 물론 견인 실린더(31)의 양측에는 양쪽 원형 몸체(11,12)를 서로 연결하는 견인 가이드봉(32)이 구비된다.

다음, 상기 상부 몸체(13)와 쿼터형 몸체(14,15)의 연결부분 사이에는 강관(P)의 둘레에 결합시킬 때, 쿼터형 몸체(14,15)를 벌린 상태에서 다시 모아지도록 하기 위한 유압 실린더(36)가 포함된 개폐 장치(35)가 구비된다. 물론 상부 몸체(13)와 쿼터형 몸체(14,15)의 연결부분에는 힌지축(37)이 구비된다.

다음, 상기 양쪽 쿼터형 몸체(14,15)의 상호 마주하는 끝단부에는 강관에 둘레에 결합될 때, 벌어지는 것을 방지할 수 있도록 잠금 장치(38)가 구성된다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 정형기(10)는 두 개의 원형 몸체(11,12)로 구성되므로, 각각의 원형 몸체(11)(12)에는 상기한 정형 장치(25), 개폐 장치(35), 잠금 장치(38) 등이 각각 구성된다. 또한 상기 정형기(10)의 각 구성 부분은 아래에서 자세히 설명하는 외면 자동용접기의 구성부분과 동일 또는 유사하게 구성되는 것이 바람직하다.

도 5와 도 6은 본 발명에 따른 강관 시공 방법에 이용되는 외면 자동용접기가 도시된 측면 배치도 및 정면도이다.

본 발명에 따른 외면 자동용접기(40)는 강관(P)의 둘레를 파지할 수 있도록 폐쇄시 원형 구조를 갖는 원형 몸체(50)가 구비된다.

이 원형 몸체(50)는 도 5에서와 같이 전체적으로 양측 링형 플레이트(51,52) 사이에 본 장치를 구성하는데 필요한 여러 장치들이 설치되고, 두 플레이트(51,52) 사이에는 연결 부재(53)가 구비되어 간격 유지 및 상호 고정이 이루어지도록 구성된다.

특히 상기 원형 몸체(50)는 도 6에서와 같이 크게 반원형 구조를 가진 상부 몸체(55)와, 상기 상부 몸체(55)의 양단부에 회전 가능하게 각각 연결되고 양 끝단부가 서로 잠가질 수 있게 구성되는 쿼터형 몸체(56,57)로 이루어진다.

즉, 상기 상부 몸체(55)는 원형 구조에서 1/2의 크기로 분할되고, 쿼터형 몸 체(56,57)는 1/4의 크기로 분할되어, 상호 조립됨으로써 강관의 둘레를 파지할 수 있도록 원형 구조를 이루게 된다.

다음, 상기 상부 몸체(55)의 상측에는 크레인 등의 장비를 이용하여 외면 자동 용접기(40)를 인양하거나 이동시킬 수 있도록 연결 장치(60)가 구비된다.

이 연결 장치(60)는 도 5에서와 같이 상기 링형 플레이트(51,52)의 양쪽에 연결 플레이트(61)가 각각 고정되고, 두 연결 플레이트(61) 사이에 연결축(62)이 설치되며, 이 연결축(62)에 체인 등을 연결할 수 있는 연결 고리(63)가 구성된다. 물론 상기 연결 고리(63)는 상기 연결축(62)으로부터 어느 정도 자유롭게 회전할 수 있도록 설치되는 것이 바람직하다.

다음, 상기 상부 몸체(55)와 쿼터형 몸체(56,57)의 연결부분 사이에는 용접기(40)가 강관(P)의 둘레에 결합시킬 때, 쿼터형 몸체(56,57)를 벌린 상태에서 다시 모아지도록 하기 위한 개폐 장치(70)가 구비된다.

상기 개폐 장치(70)는 유압 실린더(71)로 구성되며, 상기 양쪽 쿼터형 몸체(56,57)에 각각 구비된다. 물론 상기 상부 몸체(55)와 쿼터형 몸체(56,57)의 연결부에는 힌지(58, 59)가 각각 구비된다.

다음, 상기 양쪽 쿼터형 몸체(56,57)의 상호 마주하는 끝단부에는 강관에 둘레에 결합될 때, 벌어지는 것을 방지할 수 있도록 잠금 장치(80)가 구성된다.

다음, 상기 원형 몸체(50)에서 양쪽 링형 플레이트(51,52) 사이에는 강관(P)의 진원을 조정하고, 강관의 둘레에 본 발명의 장치를 안정적으로 고정하기 위한 복수의 정형 장치(90)가 구성된다.

상기 정형 장치(90)는 상기 원형 몸체(50)에서 복수개가 일정 간격마다 설치되는 것이 바람직한 바, 도면에서는 8개가 설치된 구조를 예시하고 있다.

이러한 정형 장치(90)는 유압에 의해 작동하는 정형 실린더(91)가 구비되며, 실린더의 끝단부에 패드(92)가 부착되어 강관의 외면에 밀착된다.

도 5와 도 6에서 참조 번호 93은 상기 정형 실린더(91)에 유압 제공을 단속하는 솔레노이드 밸브를 나타낸다. 이 솔레노이드 밸브(93)는 정형 실린더의 바로 옆에 부착되어 외부 제어에 따라 보다 신속하게 정형 실린더를 작동할 수 있게 된다.

다음, 원형 몸체(50)의 측면에는 자동 용접을 실시할 수 있도록 자동 용접부(100)가 구성된다.

상기 자동 용접부(100)는 도 5에서와 같이 상기 원형 몸체(50)의 한쪽 측면에서 원형 링 구조로 돌출되는 용접 레일(110)과, 이 용접 레일(110)에 장착되어 이동하면서 강관의 외면을 용접하는 자동 용접기(120)로 이루어진다.

상기 용접 레일(110)은 원형판인 레일 플레이트(111)와, 이 레일 플레이트(111)의 안쪽면에 구비되어 상기 자동 용접기(120)가 따라 이동할 수 있도록 이루어진 가이드 레일(115)로 구성된다.

여기서 상기 레일 플레이트(111) 및 가이드 레일(115)은 상기 원형 몸체(50)에서 상부 몸체(55), 쿼터형 몸체(56,57)와 동일하게 나누어져 구성되며, 상기 가이드 레일(115)은 상기 자동 용접기(120)의 원활한 이동을 위해 기어 구조를 갖는 선형 부재로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 자동 용접기(120)는 접촉식 센서에 의해 X축 및 Y축 방향으로 실시간 위치 이동이 가능하도록 구성된 상태에서 자동 용접이 이루어지도록 구성된다.

이러한 자동 용접기(120)는 상기 가이드 레일(115)을 따라 이동시키는 주행 모터(125)가 구성되는데, 주행 모터는 DC 모터보다는 스탭핑(Stapping) 모터와 윔 감속기로 구성되는 것이 바람직하다.

그 이유는 DC모터를 이용할 경우에, DC 모터의 특성상 속도조절이 어렵고, 최대 주행속도가 310㎜/min로 느리기 때문에 용접 후, 다음 패스(pass)의 용접을 위해 시작점으로 후진시, 1회에 약 15분 정도가 소요되어 기타 준비작업까지 20분이상 소요될 수 있다. 하지만 스탭핑 모터와 웜 감속기를 이용할 경우에는 최대 주행속도를 1,200㎜/min로 향상시켜 1층 용접 후 2층, 3층 용접을 위해 후진시 약4분이 소요되어 기타 준비작업까지 10분 이내로 개선됨에 따라 전체 용접 공정 시간을 최소한 20분 이상 단축할 수 있는 효과를 얻기 때문이다.

한편, 본 발명에서 사용되는 내면 자동 용접기는 공지의 용접기를 이용하는 구성도 가능하므로 여기서 자세한 구조에 대한 설명은 생략한다.

상기와 같은 정형기(10), 외면 자동 용접기(40), 내면 자동 용접기(200)를 이용한 본 발명의 강관 시공 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 7은 본 발명에 따른 강관 시공 방법이 도시된 순서도이고, 도 8 내지 도 12는 시공 순서를 개략적으로 나타낸 도면들이다.

도면을 참조하여 본 발명에 따른 강관 시공 방법을 차례로 설명한다.

본격적인 시공 전에 정형기(10), 외면 자동 용접기(40), 내면 자동 용접기(200) 등을 준비하고, 먼저 도 8에 도시된 바와 같이 정형기(10)를 크레인(C)에 장착한 다음, 유압 장비 등 필요한 장비를 장착한다.

다음, 강관(P)을 시공 현장에서 시공할 강관들이 대략 일직선이 되도록 개략적으로 정렬한다(S1). 이때 도 9에서와 같이 상호 접속할 강관(P)들이 최대한 근접하게 위치되도록 정렬하는 것이 바람직하다.

다음, 상기에서 정렬된 서로 이웃하는 강관의 끝단부에 정형기(10)를 장착하여 양쪽 강관의 끝단부를 파지한다(S2)

즉, 도 10에서와 같이 크레인을 이용하여 정형기(10)를 강관(P) 접속부 쪽으로 이동시키고, 개폐 실린더와 잠금 실린더 등을 작동시켜 강관을 완전히 파지한다. 이때 정형기(10)는 두 개의 원형 몸체(11,12)가 도 11의 (a)에서와 같이 접속할 강관의 양쪽에 파지된다.

다음, 상기 정형기(10)의 진원 조절 장치를 이용하여 양쪽 강관의 진원을 조정한다(S3). 즉, 도 10에서와 같이 정형 장치(25)의 정형 실린더에 유압을 제공하게 되면, 방사상으로 강관의 외면을 가압하면서 양쪽 강관의 끝단부가 진원으로 교정하고 유지하게 된다.

다음, 진원이 조정된 이웃하는 양쪽 강관을 정형기(10)의 견인 장치(30)를 이용하여 한 쪽 강관을 다른 쪽 강관(P)에 삽입하거나 맞대어 연결한다(S4). 즉, 도 11에 도시된 바와 같이 (a)에서와 같이 양쪽 강관의 끝부분이 정형기(10)에 의 해 진원이 유지된 상태에서 견인 실린더(31)를 작동시켜 도 11의 (b)에서와 같이 한쪽 강관을 다른 쪽 강관(P)의 소켓(PS)에 삽입하여 연결한다.

이때, 양쪽 강관은 정형기(10)에 의해 진원이 형성된 상태에서 동심도 일치하게 되므로 별다른 저항 없이 부드럽게 삽입되어 결합된다.

특히 상기 정형기(10)의 상부에 구비되는 연결 장치(20)가 링크 구조로 구성되어 있기 때문에 복잡한 연결 구조를 가지지 않더라도 양쪽 원형 몸체(11,12)의 이동이 원활하게 이루어지게 된다.

다음, 상기와 같이 하여 양쪽 강관이 서로 결합되면 정형기(10)를 분리한다(S5). 이때에는 역으로 잠금 장치가 해제되고, 개폐 실린더가 작동하여 쿼터형 몸체(14,15)가 개방된 후에, 도 12에서와 같이 크레인(C)에 의해 들어 올려져서 이동하게 된다.

상기와 같이 분리된 정형기(10)는 바로 다음 강관의 연결 접속부로 이동시켜 정형 및 관 연결 작업을 바로 실행할 수 있다(S5-1). 즉, 종래에는 외면 용접장치가 정형기와 함께 구성되는 관계로, 정형기(10)를 그대로 강관에 장착한 상태에서 외면 용접을 실시하였지만, 본 발명에서는 정형기(10)와 외면 자동 용접기(40)가 별도로 구성되므로, 정형기(10)를 분리하여 다음 강관 접속 구간으로 이동시킬 수 있으므로, 정형기를 계속해서 사용할 수 있게 된다.

물론, 정형기보다 용접 시간이 많이 소요되므로, 하나의 정형기에 여러 대의 내외면 자동 용접기를 이용하게 되면, 보다 효과적으로 강관 시공 작업을 시행할 수 있게 된다.

다음, 상기 정형기(10)를 분리하기 전 또는 후에 상기 서로 결합된 강관의 연결 부분에 수동 용접으로 수 개소에 가용접을 실시한다(S6). 이때 실시하는 가용접은 외면 자동 용접기(40) 및 내면 자동 용접기(200)를 이용하여 본격적으로 용접하기 전에 실시하는 것으로, 작업자가 관의 둘레를 따라 적절한 곳에 가용접을 실시하는 것이다.

다음, 상기 정형기(10)가 분리된 강관의 연결부분에 외면 자동 용접기(40)를 장착하고, 외면 용접을 실시한다(S7)(S8). 외면 자동 용접기(40)도 정형기(10)와 마찬가지로 크레인 등을 통해 이송하고, 도 13에서와 같이 양쪽 강관 중 한쪽 강관의 둘레에 개폐 실린더 및 잠금 장치를 작동시켜 강관에 장착한다. 그리고 자동 용접부에 부착된 자동 용접기(120)를 이용하여 외면 용접을 실시한다.

이때 자동 용접기(120)를 두 개 이상 사용하여 용접하는 것도 가능하고, 용접부분을 복수의 층으로 수회에 걸쳐 용접하는 것도 가능하다.

다음, 상기 외면용접 후 또는 외면용접과 동시에 상기 강관의 연결 부위에 내면 자동 용접기(200)를 이용하여 도 14에서와 같이 내면용접을 실시한다(S9)(S10).

한편, 상기에 기재된 본 발명의 실시예에서는 한쪽 끝단에 소켓(PS)이 형성된 강관(P)을 이용하여 다른 쪽 강관을 삽입하는 방식을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 이웃하는 강관(P)의 끝단 외주면이 일치되도록 맞닿는 상태의 맞대기 이음방식으로 시공할 수 있음은 물론이고, 본 발명의 시공 방법 및 장치들도 동일하게 적용할 수 있다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 강관 시공 방법 및 그에 사용되는 외면 자동용접기은, 외면 용접기를 정형기로부터 분리하고, 강관의 정형 및 견인 후에는 정형기를 분리하고, 외면 용접기를 장착하여 외면 용접을 실시하게 되므로, 전체적으로 강관의 시공을 신속하고 정확하게 진행할 수 있는 이점이 있다.

특히 외면 용접기가 별도로 구성되어 이용됨으로써 용접 관련 어스선, 전원 케이블, 가스 배선 등의 설비 작업이 필요치 않게 되어 시공 준비 및 정리에 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있고, 정형기와 용접기가 함께 구성될 때의 복잡한 케이블 및 배관들을 깨끗하게 정리할 수 있으므로 작업 환경 개선은 물론 작성성도 향상시킬 수 있게 된다.

또한 본 발명은 정형기와 외면 용접기, 내면 용접기를 독자적으로 분리하여 구성하므로, 각각의 장비를 보다 효율적으로 운용하면서 배관을 시공할 수 있고, 특히 각각의 전용 장비를 각 분야의 전문가가 전담하여 운전할 수 있게 되므로, 독자적 수행에 따른 전문성이 확보되고, 이에 따라 보다 우수한 시공 결과를 얻을 수 있는 이점도 있다.

Claims (5)

1. 강관을 시공 현장에서 시공할 강관들이 일직선이 되도록 정렬하는 정렬단계와;

   상기 정렬단계에서 정렬된 양쪽 강관의 끝단부에 정형기를 장착하여 양쪽 강관의 끝단부를 파지하는 파지단계와;

   상기 파지단계가 완료되면 상기 정형기의 정형 장치를 이용하여 양쪽 강관의 진원을 조정하는 진원정형단계와;

   상기 진원정형단계에서 진원이 조정된 이웃하는 양쪽 강관을 정형기의 견인 장치를 이용하여 한 쪽 강관을 다른 쪽 강관에 삽입하거나 맞대어 연결하는 강관연결단계와;

   상기 강관연결단계를 완료한 후에 상기 정형기를 강관에서 분리하는 정형기 분리단계와;

   상기 정형기 분리단계를 통해 정형기가 분리된 강관의 연결부분에 외면 자동용접기를 장착하고, 외면 용접을 실시하는 외면용접단계와;

   상기 외면용접단계의 전,후에 상기 강관의 연결 부위에 내면 자동 용접기를 투입하여 내면용접을 실시하는 내면용접 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 강관 시공 방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 정형기를 분리하기 전,후에 상기 양쪽 강관의 연결 부분 수 개소에 수동 용접을 실시하는 가용접 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 강관 시공 방법.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 정형기 분리단계를 거친 정형기는 다음 강관의 시공 공간으로 이동시켜 강관의 정형 및 관 견인 작업을 실행하는 것을 특징으로 하는 강관 시공 방법.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 강관 시공 방법에 이용되는 외면 자동 용접기로서,

   반원형 상부 몸체와 이 상부 몸체의 양쪽에 결합되는 쿼터형 몸체로 이루어져, 강관의 둘레에 결합될 수 있도록 폐쇄시에 원형 구조를 갖는 원형 몸체와;

   상기 상부 몸체와 양쪽 쿼터형 몸체 사이에 구비되어 상기 쿼터형 몸체의 개폐 상태를 조절하는 개폐 장치와;

   상기 양쪽 쿼터형 몸체가 상호 맞닿는 부분에 구비되어 벌어지는 것을 방지하는 잠금 장치와;

   상기 원형 몸체에 복수개가 구비되어 강관이 표면에 밀착되면서 강관의 진원을 조정하는 정형 장치와;

   상기 원형 몸체의 한쪽 측면에서 원형 링 구조로 돌출되는 용접 레일과;

   상기 용접 레일에 장착되어 이동하면서 강관의 외면을 용접하는 자동 용접기를 포함한 것을 특징으로 하는 강관 시공용 외면 자동 용접기.
5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 강관 시공 방법에 이용되는 외면 자동 용접기로서,

   강관의 둘레에 결합될 수 있도록 벌어지거나 닫히고, 폐쇄시에 원형 구조를 갖는 원형 몸체와;

   상기 원형 몸체의 한쪽 측면에서 원형 링 구조로 돌출되는 용접 레일과;

   상기 용접 레일에 장착되어 이동하면서 강관의 외면을 용접하는 자동 용접기를 포함한 것을 특징으로 하는 강관 시공용 외면 자동 용접기.

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