KR100930866B1

KR100930866B1 - 분기배관 용접접속부 절삭가공장치

Info

Publication number: KR100930866B1
Application number: KR1020070137875A
Authority: KR
Inventors: 김상민
Original assignee: 한전케이피에스 주식회사
Priority date: 2007-12-26
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2009-12-10
Also published as: KR20090070020A

Abstract

본 발명은 용접접속부 절삭가공장치 설치전 모배관에 설치되어 장비 안착지지대 기능을 하는 마운팅 플레이트부, 상기 마운팅 플레이트의 설치위치와 용접접속부 절삭가공장치의 센터링을 위한 레벨링 플레이트부 및 용접접속부를 절삭가공하는 절삭가공부로 이루어진 분기배관 용접접속부 절삭가공장치 및 이를 이용한 분기배관 용접접속부 절삭가공 방법에 관한 것으로, 장비의 현장 운반 및 설치가 용이하고, 회전토오크가 커서 절삭능력이 우수하며, 용접자리부의 평면가공과 분기배관 안착부의 구멍자리부를 동시에 병행하여 능률적으로 기계 가공이 가능하고, 절삭가공에 따른 작업자의 안전위해 요소가 없는 효과가 있다.

원자로, 증기발생기, 분기배관, 용접접속부, 절삭가공

Description

분기배관 용접접속부 절삭가공장치{Machining tool for branch piping}

본 발명은 분기배관 용접접속부 절삭가공장치 및 이를 이용한 분기배관 용접접속부 절삭가공 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 용접접속부 절삭가공장치 설치전 모배관에 설치되어 장비 안착지지대 기능을 하는 마운팅 플레이트부, 상기 마운팅 플레이트의 설치위치와 용접접속부 절삭가공장치의 센터링을 위한 레벨링 플레이트부 및 용접접속부를 절삭가공하는 절삭가공부로 이루어진 분기배관 용접접속부 절삭가공장치 및 이를 이용한 분기배관 용접접속부 절삭가공 방법에 관한 것이다.

원자력발전소 S/G(Steam Generator, 증기발생기)의 급수 순환링 (16")의 상부에는 구역별로 급수 분배할 수 있도록 소구경 분기배관 형태의 J-노즐(튜브형)이 설치되어 있다. S/G 초기 제작모델인 51-시리즈, F-모델(웨스팅하우스사)의 경우에 J-노즐의 재질이 탄소강 재질이어서 운전 중 곡관부에 감육현상(배부식에 의해 관벽이 얇아지는 현상 : Wall Thinning)이 발생되면 내식성이 강한 내열합금인 인코넬(inconel) 재질로 교체해야 한다. 이러한 경우, 일반적으로 작업 여건이 좋은 곳에서는 마그네틱 드릴링 장비를 이용하여 파이프 구멍가공이 가능하나, S/G 2차측 내부와 같이 1, 2단계 습분분리장치, 급수배관, 지지구조물 등 각종 배관 및 구조물들이 밀집된 작업조건에서는 장비 반출입 및 설치가 불가능한 문제점이 있어 왔다.

또한, J-노즐의 교체작업 시 현장에서 J-노즐을 절단하고 신 재질로 교체작업을 수행해야 하므로, 용접시공 전 분기배관(branch piping)을 절삭가공하기 위해서는 밀폐된 협소공간에서도 장비 반입 및 설치가 용이하도록 이동용 전용절삭장비의 개발이 필요한 실정이나, 이를 위한 이동용 전용장비가 개발되거나, 개발이 시도된 바 없다.

이에 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 예의 연구를 거듭한 결과 본 발명에 이르게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 분기배관 교체작업시 현장의 협소한 작업공간에 손쉽게 장비를 반입하여 설치가 용이하고 분기배관 용접자리부를 능률적으로 절삭가공 할 수 있으며 절삭가공에 따른 작업자의 안전위해 요소가 없는 분기배관 용접접속부 절삭가공장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 각각 별도의 독립적인 구조로 이루어진 마운팅 플레이트부, 레벨링 플레이트부 및 절삭가공부로 이루어진 분기배관 용접접속부 절삭가공장치에 의하여 달성되었다.

본 발명은 용접접속부 절삭가공장치 설치전 모배관에 설치되어 장비 안착지지대 기능을 하는 마운팅 플레이트부, 상기 마운팅 플레이트의 설치위치와 용접접속부 절삭가공장치의 센터링을 위한 레벨링 플레이트부 및 용접접속부를 절삭가공하는 절삭가공부로 이루어진 분기배관 용접접속부 절삭가공장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 기계가공 작업 전에 컷팅 휠을 사용하여 모배관의 분기배관을 절단하여 용접접속부를 형성시키는 단계; 상기 모배관에 마운팅 플레이트부 설치하는 단계; 레벨링 플레이트부를 가조립하여 상기 마운팅 플레이트부를 센터링(centering)하고 위치를 고정시키는 단계; 상기 레벨링 플레이트부를 제거한 후 용접접속부 절삭가공부를 마운팅 플레이트부에 안착시키고 볼트를 체결하여 고정시키는 단계; 및 상기 절삭가공부에 설치된 공압구동장치를 동작시켜서 절삭량을 조정하면서 용접접속부를 가공하는 단계로 이루어진 분기배관 용접접속부의 가공방법을 제공한다.

상기 마운팅 플레이트부는 장비 안착지지대 기능을 하며, 레벨상태를 조정하는 레벨링 조절볼트, 레벨링 머신 고정용 볼트가 장착되는 레벨링 머신 고정 볼트 홀, 센터키 및 모배관에 마운팅 플레이트부를 고정시키는 고정체인과 체결너트로 구성된다.

상기 레벨링 플레이트부는 마운팅 플레이트부 위에 있는 센터키에 조립되어 안착되며, 장비의 설치 중심을 설정하기 위한 센터링 지그, 센터링 지그를 조정하는 회전손잡이, 마운팅 플레이트부의 수평 유지 상태를 조정하기 위한 레벨게이지 및 센터키 홀로 구성된다.

이러한 레벨링 플레이트부는 센터링 및 레벨링이 완료된 후 마운팅 플레이트부에 절삭가공부를 설치하기 위해 제거된다.

상기 절삭가공부는 사전에 센터링 및 레벨링된 마운팅 플레이트부(30) 위에 장착되며, 절삭속도 조절나사, 장비 체결볼트, 공압구동장치, 바이트 및 엔드밀로 구성된다.

공압구동장치에 의해 절삭가공 조작이 수행되며, 절삭속도 조절나사을 조작하여 절삭량 조정할 수 있다. 절삭과정 초기에는 엔드밀에 의해서 분기배관 그루터기가 가공되며 이어서 용접자리부가 바이트에 접촉되면서 구멍가공과 용접자리부 평면가공이 동시에 이루어지게 된다.

상기와 같은 본 발명의 분기배관 용접접속부 절삭가공장치는 장비의 현장 운반 및 설치가 용이하고, 회전토오크가 커서 절삭능력이 우수하며, 용접자리부의 평면가공과 분기배관 안착부의 구멍자리부를 동시에 병행하여 능률적으로 기계 가공이 가능하고, 절삭가공에 따른 작업자의 안전위해 요소가 없다는 장점이 있어 발전 설비 정비기계 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

이하 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 분기배관 용접접속부 절삭가공장치를 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 발전소의 증기발생기의 단면을 도시한 도로서, 도면 내에 원으로 표시된 부분이 본 발명의 분기배관 용접접속부 절삭가공장치를 사용하여 분기배관 용접접속부를 가공하게 될 작업 공간을 나타낸다.

도 2는 본 발명의 분기배관 용접접속부 절삭가공장치가 모배관에서 분기배관이 절단된 용접접속부에 장착되어지는 과정을 나타낸 도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 분기배관 용접접속부 절삭가공장치(10)은 마운팅 플레이트부(20), 레벨링 플레이트부(30) 및 절삭가공부(40)으로 이루어진다.

용접접속부(70)는 모배관(50)과 분기배관(60)의 접속부를 컷 팅휠로 절단하여 형성되며, 작업시 상기 용접접속부(70) 내의 구멍에 절삭가공부(40)의 엔드밀(45)이 삽입 장착되어 주위의 그루브가 가공되게 된다.

마운팅 플레이트부(20)는 도 3에 도시한 바와 같이, 4개의 레벨링 조절볼트(21), 4 개의 고정볼트 홀(22), 2 개의 센터키(23) 및 4 개의 체결너트를 갖춘 고정체인(24)으로 구성되어 용접접속부 절삭가공부(40)를 모배관(50)의 용접접속부(70) 에다 설치하기 전에 모배관(50)에 고정체인(24)을 감아 체결너트의 체결로 설치되며, 절삭가공부(40)의 안착지지대 기능을 하는 것이다.

레벨링 조절볼트(21)는 마운팅 플레이트부(20) 상면의 전, 후, 좌, 우 4개소에 위치하여 플레이트부(20)부의 레벨상태를 조정하게 되며, 고정 볼트 홀(22)은 상기 플레이트부(20) 상면 안쪽의 전, 후, 좌, 우 4개소에 위치하여 절삭가공부(40)의 장비 체결볼트(42)가 삽입 고정됨으로써 마운팅 플레이트부(20)에 절삭가공부(40)가 장착되게 된다.

마운팅 플레이트부(20)는 네 방향의 모서리 각각에서 체결너트를 구비한 체고정체인(24)이 사용되어 체인걸이 방식으로 모배관(50)에 각각 두 가닥의 체인을 서로 감아 체결시켜 고정되며, 용접접속부 절삭가공장치의 절삭부하를 충분한 강성을 가지고 지지할 수 있도록 제작되어야 하며, 질화열처리 스테인레스 강인 SUS 304 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

레벨링 플레이트부(30)는 절삭가공부(40)가 재치될 상기 마운팅 플레이트부(20)의 설치위치와 용접접속부(70) 내의 구멍에 절삭가공부(40)를 센터링하는 역할을 한다.

도 4a에 도시한 바와 같이, 상기 레벨링 플레이트부(30)는 센터링 지그(31), 회전손잡이(32), 레벨게이지(33) 및 센터키 홀(34)로 구성되며, 이는 마운팅 플레이트부(20) 위에 있는 센터키(23)에 조립되어 안착된다.

마운팅 플레이트부(20)와 레벨링 플레이트부(30)를 움직여 센터링 지그(31)를 분기배관(60)의 용접접속부(70)에 정렬시키고, 그 상태로 회전손잡이(32)를 돌려가며 장비설치의 중심 위치를 수정하게 된다.

레벨링 정렬과정은 도 4b에 도시한 바와 같이 원형 레벨게이지(33)의 기포가 중앙에 오도록 마운팅 플레이트부(20)의 전, 후, 좌, 우 수평 유지상태를 조정하여 수행된다. 레벨링을 통한 정렬이 완료되면 마운팅 플레이트부(20)의 고정체인(24)을 모배관(50)에 견고하게 감아 고정시킨다.

이어서, 레벨링 플레이트부(30)는 절삭가공부(40)를 마운팅 플레이트부(20)에 설치하기 위해 제거된다.

절삭가공부(40)는 공압구동력을 이용하여 용접접속부를 절삭가공하는 부분으로, 도 5에 도시한 바와 같이, 절삭속도 조절나사(41), 장비 체결볼트(42), 공압구동장치(43), 바이트(44) 및 엔드밀(45)로 구성된다.

상기 용접접속부 절삭가공부(40)는 사전에 마운팅 플레이트부(30)에 의해 센터링 및 레벨링된 마운팅 플레이트부(20) 위에 장착되고 장비 체결볼트(42)가 고정 볼트 홀(22)에 체결되어 고정되고, 절삭가공 조작은 공압구동장치(43) "On/Off 스위치”조작에 의해 동작되며 역회전이 가능하다. 또한, 절삭가공 중 비정상 상황이 발생하면 즉시 공압구동장치(43)의 “On/Off 스위치”를 조작하여 비상 정지 가능하다. 절삭가공부(40)는 본체 상단에 있는 절삭속도 조절나사(41)을 조작하여 절삭량을 조정할 수 있다.

절삭과정을 도시한 도 6에서와 같이, 초기에는 엔드밀(45)에 의해서 분기배관 그루터기가 가공되며 가공 깊이가 증가해서 분기배관 그루터기 가공이 완료되면 용접자리부가 바이트(44)에 접촉되면서 구멍가공과 용접자리부 평면가공이 동시에 이루어지게 된다.

도 1은 발전소의 증기발생기의 단면을 도시한 도로서, 본 발명의 분기배관 용접접속부 절삭가공장치를 사용하여 분기배관 용접접속부를 가공하게 될 작업 공간을 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명의 분기배관 용접접속부 절삭가공장치의 전체 조립 상황을 나타낸 도이다.

도 3은 본 발명의 분기배관 용접접속부 절삭가공장치의 마운팅 플레이트부를 나타낸 도이다.

도 4는 발명의 분기배관 용접접속부 절삭가공장치의 레벨링 플레이트부를 나타낸 도로서, 4a는 레벨링 플레이트부의 구성을, 4b는 레벨링 과정을 나타낸 도이다.

도 5는 발명의 분기배관 용접접속부 절삭가공장치의 절삭가공부를 나타낸 도이다.

도 6은 발명의 분기배관 용접접속부 절삭가공장치의 절삭가공부의 가공과정을 모식적으로 나타낸 도이다.

Claims

레벨상태를 조정하는 레벨링 조절볼트(21), 장비 체결볼트(42)가 체결 고정되는 고정볼트 홀(22), 센터키(23) 및, 모배관(50)에 마운팅 플레이트부를 고정시키는 체결너트를 갖춘 고정체인(24)으로 구성되어 용접접속부 절삭가공장치 설치전 모배관(50)에 설치되어 장비 안착지지대 기능을 하는 마운팅 플레이트부(20)와; 장비의 설치 중심을 설정하기 위한 센터링 지그(31), 센터링 지그(31)를 조정하는 회전손잡이(32), 마운팅 플레이트부(20)의 수평 유지 상태를 조정하기 위한 레벨게이지(33) 및, 센터키 홀(34)로 구성되어 상기 마운팅 플레이트부(20)의 설치위치와 절삭가공부(40)의 센터링을 위한 레벨링 플레이트부(30) 및; 상기에서 센터링 및 레벨링된 마운팅 플레이트부(20) 위에 장착되며, 절삭속도 조절나사(41), 장비 체결볼트(42), 공압구동장치(43), 바이트(44) 및 엔드밀(45)로 구성되어 용접접속부(70)의 절삭가공을 수행하는 절삭가공부(40)로 구성되고, 상기 모배관(50) 상에는 마운팅 플레이트부(20)의 고정체인(24)을 감아 체결너트의 체결로 마운팅 플레이트부(20)가 설치 고정되고, 상기 모배관(50)의 용접접속부(70) 내의 구멍에 레벨링 플레이트부(30)의 센트링 지그(31)가 삽입된 채로 마운팅 플레이트부(20) 상에 레벨링 플레이트부(30)가 재치되어 마운팅 플레이트부(20)의 레벨링 조절볼트(21)의 조절로 마운팅 플레이트부(20)의 레벨링이 이루어지며, 상기 마운팅 플레이트부(20)의 레벨링 후 레벨링 플레이트부(30)가 제거된 마운팅 플레이트부(20)의 고정볼트 홀(22)에 절삭가공부(40)의 장비 체결볼트(42)가 삽입 고정된 채로 엔드밀(45)이 용접접속부(70) 내의 구멍에 삽입되어 분기배관(60)의 용접접속부(70)를 절삭가공 하는 것을 특징으로 하는 분기배관 용접접속부 절삭가공장치.
기계가공 작업 전에 컷팅 휠을 사용하여 모배관(50)의 분기배관(60)을 절단하여 용접접속부를 형성시키는 단계와;

상기 모배관(50)에 마운팅 플레이트부(20)를 설치하는 단계와;

레벨링 플레이트부(30)를 상기 마운팅 플레이트부(20)에 가조립하여 상기 마운팅 플레이트부(20)를 센터링(centering)하고 위치를 고정시키는 단계와;

상기 레벨링 플레이트부(30)를 제거한 후 절삭가공부(40)를 마운팅 플레이트부(20)에 안착시키고 장비 체결볼트(42)를 체결하여 고정시키는 단계 및;

상기 절삭가공부(40)에 설치된 공압구동장치(43)를 동작시켜서 절삭량을 조정하면서 용접접속부(70)를 가공하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분기배관 용접접속부의 가공방법.