KR101068220B1 - 파이프 연결용 플랜지 제조방법 - Google Patents

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Abstract

부식성 유체를 전달하는 파이프를 상호 연결하기 위하여 커플링 파이프를 이용하는 플랜지를 제조하는 방법을 개시한다. 제조방법은 플랜지의 내주면에 연결되는 파이프와 동일한 재료의 커플링 파이프를 압입하는 단계와, 커플링 파이프의 단부와 함께 플랜지의 내주면 테두리를 절삭하는 단계와, 커플링 파이프의 절삭된 단부와 플랜지의 절삭된 내주면 테두리에 커플링 파이프와 동일한 재료의 용재를 용접하여 오버레이 부재를 형성하는 단계와, 오버레이 부재를 표면 가공하는 단계를 포함한다.
파이프, 관이음쇠, 플랜지, 스터브 엔드

Description

파이프 연결용 플랜지 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING FLANGE FOR CONNECTING PIPE}
본 발명은 부식성 유체를 전달하는 파이프와 파이프를 연결하는 플랜지를 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면, 스테인레스 스틸이나 비철로 제조된 오버레이 부재를 구비하는 파이프 연결용 플랜지를 제조하는 방법에 관한 것이다.
스테인레스 스틸로 제조된 파이프를 사용하는 배관 설비에서 파이프와 파이프를 연결하는 경우에, 파이프의 결합부의 강도를 보장하고 또한 결합부에서의 누설을 방지하기 위하여, 슬립-온(slip-on) 타입 플랜지, 웰딩-넥(welding-net) 타입 플랜지, 또는 랩-조인트(lap-joint) 타입 플랜지를 파이프에 삽입한 이후에, 스터브 엔드 부재를 플랜지와 파이프 사이에 배치한다. 그 이후에, 스터브 엔드 부재와 플랜지를 그리고 스터브 엔드 부재와 파이프를 상호 완전히 용접한다.
도 3은 스터브 엔드 부재를 이용하여 스테인레스 스틸 파이프를 연결하는 종래 구성을 도시하고 있다.
도 3을 참조하면, 관이음쇠(10)는 일측단부에 연결될 스테인레스 스틸 파이프(20)가, 예를 들면 용접 등에 의한 방법으로 연결되는 관형 스터브 엔드 부재(11)와, 상기 스터브 엔드 부재(11)의 타단부로부터 돌출 형성된 엔드부(12)와 체결되는 플랜지(30)를 구비한다.
이러한 관이음쇠(10)를 파이프(20)에 설치하는 과정을 설명하면, 플랜지(30)를 연결한 파이프 양쪽에 각각 미리 장착한 이후에, 엔드부(12)가 마주 보는 상태로 한 쌍의 스터브 엔드 부재(11)를 배치한다. 그리고, 스터브 엔드 부재(11)의 단부와 파이프(20)의 단부를 각각 용접하고, 파이프(20)에 장착된 한 쌍의 플랜지(30)를 스터브 엔드 부재(11)의 엔드부(12)를 그 사이에 둔 상태로 볼트 및 너트(비도시)로 상호 체결한다.
부식성 유체를 운반하는 파이프는 내식성을 향상시키기 위하여 스테인레스 스틸로 제조되는 것이 일반적이다. 이러한 스테인레스 스틸 파이프를 연결하는데 사용되는 스터브 엔드 부재 역시 스테인레스 스틸로 제조되며, 상기 스터브 엔드 부재를 체결하기 위한 플랜지는 재료비 절감을 위하여 강철로 제조되는 것이 일반적이다.
전술한 종래 스터브 엔드 부재를 이용하여 파이프를 연결하는 과정을 살펴보면, 한 쌍의 플랜지를 미리 파이프에 장착하고, 스터브 엔드 부재를 각각 연결하고자 하는 파이프 사이에 배치한다. 그리고, 플랜지와 스터브 엔드 부재 그리고 스터브 엔드 부재와 파이프의 단부를 각각 용접하므로, 플랜지와 스터브 엔드 부재를 설치하는 과정이 복잡하게 된다. 또한, 용접 과정이 복잡하고 용접 횟수가 증가하기 때문에, 작업 시간이 증가하는 단점도 있다.
게다가, 용접 부위가 많다는 점은 그것에 비례하여 파이프 내부를 유동하는 유체의 누설 위험이 증가함을 의미하므로, 파이프의 연결 부위에서 용접 결합부의 갯수를 가능한 감소시키는 것이 요구되고 있다.
본 발명은 전술한 종래 스테인레스 스틸과 같은 재료로 제조된 파이프를 상호 연결하는데 사용되는 관이음쇠의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 커플링 파이프를 플랜지 내부에 냉간, 온간, 열간 등의 방법에 의하여 강제 압입하여 용접 과정을 단축시킬 수 있는 파이프 연결용 플랜지를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
삭제
본 발명의 또 다른 목적은 파이프와 파이프를 상호 연결할 때 용접 이음을 최소화하여 파이프 내부를 유동하는 유체의 누설을 방지할 수 있는 플랜지를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 및 기타 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따르면, 유체를 전달하는 파이프를 상호 연결하는데 사용되는 플랜지를 제조하는 방법에 있어서, 플랜지의 내주면에 연결되는 파이프와 동일한 재료의 커플링 파이프를 압입하는 단계와, 커플링 파이프의 단부와 함께 플랜지의 내주면 테두리를 절삭하는 단계와, 커플링 파이프의 절삭된 단부와 플랜지의 절삭된 내주면 테두리에 커플링 파이프와 동일한 재료의 용재를 용접하여 오버레이 부재를 형성하는 단계와, 오버레이 부재를 표면 가공하는 단계를 포함하는 파이프 연결용 플랜지 제조방법이 제공된다.
이때, 상기 커플링 파이프 압입 단계는 열간, 온간 또는 냉간 방법을 이용하여 수행되는 것이 바람직하다.
삭제
전술한 본 발명에 따르면, 커플링 파이프를 열간, 온간 또는 냉간 등의 공법으로 플랜지에 강제 압입함으로써, 종래와 같이 스터브 엔드 부재를 현장에서 플랜지에 용접하는 과정을 생략할 수 있는 장점이 있다.
또한, 스터브 엔드 부재와 플랜지 사이에 용접부가 없기 때문에, 용접시에 발생되는 미세한 크랙과 같은 단점으로부터 자유로운 효과가 있다.
또한, 커플링 부재를 플랜지에 강제 압입하고, 플랜지의 접촉면에 사용되는 파이프와 동일한 재료로 오버레이 용접함으로써, 고가의 재료 사용량을 감소시킬 수 있는 장점도 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파이프 연결용 플랜지 제조방법을 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 오버레이 부재가 마련된 슬립-온(Slip-on) 타입 플랜지와 웰딩-넥(Welding-net) 타입 플랜지를 각각 도시하는 단면도이다.
우선, 도 1을 참조하면, 강철로 제조된 슬립-온 타입 플랜지(102)의 내주면에 커플링 파이프(108)가 압입되어 있다. 커플링 파이프(108)는 연결되는 파이프(104)와 동일한 재료로 제조되며, 그 일단부는 파이프(104)와 용접에 의하여 결합되어 커플링 파이프(108)와 파이프(104) 사이에 용접부(118)가 형성되고, 타단부는 플랜지(102)의 접촉면(112)과 동일한 평면 상에 배치된다.
플랜지(102)의 접촉면(112)에는 연결되는 파이프(104)와 동일한 재료의 용재를 사용하여 오버레이 부재(106)를 형성한다.
도 1에 도시된 슬립-온 타입 플랜지를 제조하는 방법을 설명하면, 플랜지(102)의 내경과 동일하거나 약간 큰 외경을 가지며, 플랜지(102)와 동일한 재료로 제조된 커플링 파이프(108)를 준비한다. 이 경우에, 커플링 파이프(108)는 플랜지(102)의 두께보다 약간 긴 길이를 갖는 것이 바람직하다.
그 후, 커플링 파이프(108)는 파이프의 재료 및 규격에 따라 0℃ 내지 1000℃ 또는 -200℃ 내지 0℃로 가열 또는 냉각된 이후에, 커플링 파이프(108)를 플랜지(102)의 내경부에 강제 압입한다. 플랜지(102)에 삽입되는 커플링 파이프(108)의 단부가 플랜지(102)의 접촉면(112)과 동일한 평면 상에 위치하면, 강제 압입 과정을 중단한다. 플랜지(102)를 강제 압입할 때, 커플링 파이프(108)의 단부가 변형되는 것을 방지하기 위하여 플랜지(102)의 나사부(110) 주변을 압입하는 것이 바람직하다.
플랜지(102) 내부에 강제 압입된 고온의 커플링 파이프(108)를 대기중에서 자연 냉각시킨 이후에, 사용되는 파이프(104)와 동일한 재료의 용재를 사용하여 플랜지(102)의 접촉면에 오버레이 부재(106)를 형성시키는데, 커플링 파이프(108)의 단부와 함께 플랜지(102)의 내주면 테두리를 소정의 깊이와 폭으로 절삭하고, 절삭된 부위에 용재를 용접하여 채움으로써 오버레이 부재(106)를 형성하며, 이후 오버레이 부재(106)의 표면 가공으로 오버레이 부재(106)와 커플링 파이프(108)를 구비하는 슬립-온 타입 플랜지가 제조된다.
전술한 슬립-온 타입 플랜지를 제조하는 방법은 열간 또는 온간 방법을 이용하여 커플링 파이프(108)를 강제 압입하였으나, 상온에서 냉간 방법을 이용하여 커플링 파이프를 플랜지의 내경부에 강제 압입할 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 2를 참조하면, 강철로 제조된 웰딩-넥 타입 플랜지(202)의 내주면에 커플링 파이프(208)가 압입되어 있다. 커플링 파이프(208)는 연결되는 파이프(204)와 동일한 재료로 제조되며, 그 일단부는 파이프(204)와 용접에 의하여 결합되어 커플링 파이프(208)와 파이프(204) 사이에 용접부(218)가 형성되고, 타단부는 플랜지(202)의 접촉면(212)과 동일한 평면 상에 배치된다.
플랜지(202)의 접촉면(212)에는 연결되는 파이프(204)와 동일한 재료의 용재를 사용하여 오버레이 부재(206)를 형성한다.
도 2에 도시된 웰딩-넥 타입 플랜지를 제조하는 방법을 설명하면, 플랜지(202)의 내경과 동일하거나 약간 큰 외경을 가지며, 플랜지(202)와 동일한 재료로 제조된 커플링 파이프(208)를 준비한다. 이 경우에, 커플링 파이프(208)는 플랜지(202)의 두께보다 약간 긴 길이를 갖는 것이 바람직하다.
그 후, 커플링 파이프(208)는 파이프의 재료 및 규격에 따라 0℃ 내지 1000℃ 또는 -200℃ 내지 0℃로 가열 또는 냉각된 이후에, 커플링 파이프(208)를 플랜지(202)의 내경부에 강제 압입한다. 플랜지(202)에 삽입되는 커플링 파이프(208)의 단부가 플랜지(202)의 접촉면(112)과 동일한 평면 상에 위치하면, 강제 압입 과정을 중단한다. 플랜지(102)를 강제 압입할 때, 커플링 파이프(208)의 단부가 변형되는 것을 방지하기 위하여 플랜지(202)의 나사부(210) 주변을 압입하는 것이 바람직하다.
플랜지(202) 내부에 강제 압입된 고온의 커플링 파이프(208)를 대기중에서 자연 냉각시킨 이후에, 사용되는 파이프(204)와 동일한 재료의 용재를 사용하여 플랜지(202)의 접촉면에 오버레이 부재(206)를 형성시키는데, 커플링 파이프(208)의 단부와 함께 플랜지(202)의 내주면 테두리를 소정의 깊이와 폭으로 절삭하고, 절삭된 부위에 용재를 용접하여 채움으로써 오버레이 부재(206)를 형성하며, 이후 오버레이 부재(206)의 표면 가공으로 오버레이 부재(206)와 커플링 파이프(208)를 구비하는 웰딩-넥 타입 플랜지가 제조된다.
전술한 웰딩-넥 타입 플랜지를 제조하는 방법은 열간 또는 온간 방법을 이용 하여 커플링 파이프(208)를 강제압입하였으나, 상온에서 냉간 방법을 이용하여 커플링 파이프를 플랜지의 내경부에 강제 압입할 수 있음은 당업자에게 자명하다.
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본 발명을 상기 실시예를 참조하여 설명하였지만, 보호 받고자 하는 보호범위가 전술한 실시예에 의하여 한정되지 않는다. 본 발명의 보호 범위는 하기의 청 구범위에 의하여 결정된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 파이프 연결용 플랜지를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파이프 연결용 플랜지를 도시한 단면도.
도 3은 스터브 엔드 부재를 이용하여 스테인레스 스틸 파이프를 연결하는 종래 구성을 도시한 단면도.
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<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
102: 슬립-온 타입 플랜지 104, 204: 파이프
106, 206: 오버레이 부재
108, 208: 커플링 파이프 112, 212: 접촉면
110, 210: 나사부 118, 218: 용접부
202: 웰딩-넥 타입 플랜지

Claims (4)

  1. 유체를 전달하는 파이프를 상호 연결하는데 사용되는 플랜지를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 플랜지의 내주면에 연결되는 파이프와 동일한 재료의 커플링 파이프를 압입하는 단계와;
    상기 커플링 파이프의 단부와 함께 상기 플랜지의 내주면 테두리를 절삭하는 단계와;
    상기 커플링 파이프의 절삭된 단부와 상기 플랜지의 절삭된 내주면 테두리에 상기 커플링 파이프와 동일한 재료의 용재를 용접하여 오버레이 부재를 형성하는 단계와;
    상기 오버레이 부재를 표면 가공하는 단계를 포함하는 파이프 연결용 플랜지 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 커플링 파이프 압입 단계는 열간, 온간 또는 냉간 방법을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 파이프 연결용 플랜지 제조 방법.
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