KR101077724B1 - 파이프라인 맞대기 용접용 자동 용접 캐리지의 가이드 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제작 방법상 외경 오차가 필연적으로 발생하게 되는 대구경 파이프의 외경 오차에 대응하여 가이드 링을 지지하는 텐션지지부가 삽입 또는 돌출되도록 함으로써 자동 용접 캐리지를 안내하는 가이드 링에는 파이프의 외경 오차가 영향을 미치지 않도록 하여 자동 용접 캐리지의 정밀한 주행과 토치 제어를 수행할 수 있도록 하는 파이프라인 맞대기 용접용 자동 용접 캐리지의 가이드 장치에 관한 것이다.

상기 파이프라인 맞대기 용접용 자동 용접 캐리지의 가이드 장치는, 맞대기 용접될 파이프가 외경 오차가 발생되도록 제작되더라도 상기 파이프의 외경 오차에 대응하여 텐션지지부의 지지핀이 하우징의 탄성부재 삽입 홀 내부로 더 삽입되거나 파이프의 외주면 방향으로 더 돌출될 수 있도록 하여 상기 파이프의 외경 오차를 보정할 수 있도록 함으로써 텐션지지부에 의해 지지되는 가이드 링에는 외경 오차가 발생되지 않도록 하여 가이드 링에 설치되는 자동 용접 캐리지의 정밀한 주행과 토치 제어를 구현할 수 있도록 함으로써 용접부위의 품질 저하 현상을 방지하여 용접부의 신뢰도를 더욱 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

파이프 라인, 맞대기 용접, 자동 용접 캐리지, 가이드 링, 텐션지지부

Description

파이프라인 맞대기 용접용 자동 용접 캐리지의 가이드 장치{Guide ring of automatic welding carriage for the welding of pipe butt joint}

본 발명은 파이프라인 맞대기 용접용 자동 용접 캐리지의 가이드 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 맞대기 용접될 파이프의 외주면에 설치되어 서로 맞대기 용접될 파이프의 용접부를 자동 용접하기 위한 자동 용접 캐리지를 장착하여 상기 자동 용접 캐리지가 파이프의 용접부를 따라 이동하면서 파이프를 맞대기 용접할 수 있도록 가이드 하는 파이프라인 맞대기 용접용 자동 용접 캐리지의 가이드 장치에 관한 것이다.

이하, 배경기술과 그 문제점에 대하여 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 파이프라인이나 배관라인에 사용되는 대구경 라인파이프나 배관 파이프는 평판(Plate)을 성형한 다음, 심(Seam) 파이프 형태로 만들어지기 때문에 성형 방법에 따라 다소간의 차이는 있지만 대부분 외경 오차를 가지게 된다.

상술한 바와 같이 제작되는 해양 파이프라인에 적용되고 있는 API 5L의 경우 직경 20인치를 초과하는 파이프에 대하여 해당 직경의 ±1%의 오차를 허용하고 있다.

상기와 같은 대구경 라인파이프나 배관파이프를 이용하여 파이프라인이나 배관라인을 형성하기 위해서는 다수개의 파이프를 맞대기 용접하여 서로 연결해야 하며, 상기와 같이 다수개의 파이프를 용접하여 서로 연결하기 위해서는 통상적으로 자동 용접 캐리지가 사용된다.

상기와 같이 파이프라인이나 배관라인의 원주 맞대기 용접에 사용되는 자동 용접 캐리지를 이용하여 상기 파이프라인이나 배관라인의 원주 맞대기 용접을 하기 위해서는 먼저 상기 파이프라인이나 배관라인의 외주면에 가이드 링을 설치한 다음, 상기 파이프라인이나 배관라인의 외주면에 설치된 가이드 링에 자동 용접 캐리지를 설치하게 된다.

상기와 같이 가이드 링에 설치된 자동 용접 캐리지는 상기 파이프라인이나 배관라인의 외주면에 설치된 가이드 링을 따라 상기 파이프라인이나 배관라인의 원주 방향으로 회전을 하면서 용접부에 용접을 수행하게 된다.

그러나 상술한 바와 같이 평판을 성형한 후 심 파이프 형태로 만들어지는 대구경의 라인파이프나 배관파이프는 필연적으로 외경 오차를 가지게 됨으로써 자동 용접 캐리지를 주행시키기 위하여 상기 라인파이프나 배관파이프의 외주면에 고정되는 가이드 링 또한 외경 오차를 가지게 됨으로써 정밀한 주행과 토치 제어를 요하는 자동 용접 캐리지를 이용하여 용접을 수행할 경우 용접부의 건전성에 악영향을 미치게 되어 용접 부위의 품질 저하가 발생된다는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은, 제작 방법상 외경 오차가 필연적으로 발생하게 되는 대구경 파이프의 외경 오차에 대응하여 가이드 링을 지지하는 텐션지지부가 삽입 또는 돌출되도록 함으로써 자동 용접 캐리지를 안내하는 가이드 링에는 파이프의 외경 오차가 영향을 미치지 않도록 하여 자동 용접 캐리지의 정밀한 주행과 토치 제어를 수행할 수 있도록 하는 파이프라인 맞대기 용접용 자동 용접 캐리지의 가이드 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 맞대기 용접 작업을 해야할 파이프의 외주면에 자동 용접 캐리지를 탑재하기 위하여 설치되는 자동 용접 캐리지의 가이드 장치에 있어서, 상기 파이프의 외부에 위치하여 상기 파이프의 중심과 동심을 유지하도록 양측 끝단부가 연결부재에 의해 서로 연결되는 가이드 링; 및 상기 파이프의 외주면에 일측 끝단부가 지지되도록 상기 가이드 링의 내주면에 일정간격으로 부착되는 다수개의 텐션 지지부;로 구성된 것을 특징으로 하는 파이프라인 맞대기 용접용 자동 용접 캐리지의 가이드 장치를 제공하는 것이다.

여기서, 상기 텐션 지지부는, 상기 가이드 링 내주면에 부착되는 고정판과, 상기 고정판의 일측면에 부착되며, 양측 끝단부에는 수용 홈이 형성되고 전, 후방면 양측 끝단부에는 고정 홀이 천공 형성된 고정구로 구성되는 베이스; 상기 고정 구의 고정 홀과 타측 끝단부에 형성된 고정 홀이 연통되도록 상기 수용 홈에 타측 끝단부가 삽입되어 상기 고정 홀에 나사 체결되는 고정부재에 의해 고정되며, 일측면에서 타측면 방향으로는 일정깊이 만큼 일측 끝단부에 나사부가 형성된 탄성부재 삽입 홀이 형성되고, 타측면에서 상기 탄성부재 삽입 홀까지는 상기 탄성부재 삽입 홀과 연통되도록 가이드 체결 홀이 형성되는 하우징; 상기 탄성부재 삽입 홀의 내부 중앙에 위치하도록 상기 가이드 체결 홀에 나사 체결되어 고정되는 가이드; 상기 가이드를 둘러싸도록 상기 탄성부재 삽입 홀에 삽입되는 탄성부재; 상기 탄성부재에 의해 타측면이 탄성 지지되도록 상기 탄성부재 삽입 홀에 슬라이딩 체결되며, 외주면 타측 끝단부에는 이탈방지 턱이 돌출 형성되고, 타측면 중앙부에서 일측면 방향으로는 상기 가이드가 슬라이딩 삽입되는 가이드 홀이 형성되는 지지핀; 및 상기 이탈방지 턱을 타측면이 지지하도록 상기 탄성부재 삽입 홀의 타측 끝단에 형성된 나사부에 나사 체결되는 커버;로 구성될 수 있다.

이상, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 파이프라인 맞대기 용접용 자동 용접 캐리지의 가이드 장치는, 맞대기 용접될 파이프가 외경 오차가 발생되도록 제작되더라도 상기 파이프의 외경 오차에 대응하여 텐션지지부의 지지핀이 하우징의 탄성부재 삽입 홀 내부로 더 삽입되거나 파이프의 외주면 방향으로 더 돌출될 수 있도록 하여 상기 파이프의 외경 오차를 보정할 수 있도록 함으로써 텐션지지부에 의해 지지되는 가이드 링에는 외경 오차가 발생되지 않도록 하여 가이드 링에 설치되 는 자동 용접 캐리지의 정밀한 주행과 토치 제어를 구현할 수 있도록 함으로써 용접부위의 품질 저하 현상을 방지하여 용접부의 신뢰도를 더욱 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있어 매우 유용한 발명인 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예에 의한 파이프라인 맞대기 용접용 자동 용접 캐리지의 가이드 장치가 파이프의 외주면에 설치된 상태를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 측면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 일실시예에 의한 파이프라인 맞대기 용접용 자동 용접 캐리지는, 맞대기 용접 작업을 해야 할 파이프(20)의 외부에 위치하여 상기 파이프(20)의 중심과 동심을 유지하도록 양측 끝단부가 고정수단(11)에 의해 서로 연결되는 가이드 링(10)과, 상기 파이프(20)의 외주면에 일측 끝단부가 지지되도록 상기 가이드 링(10)의 내주면에 일정간격으로 부착되는 다수개의 텐션 지지부(12)로 구성된다.

여기서, 상기 가이드 링(10)의 양측 끝단부를 서로 연결하는 고정수단(11)은 통상적인 파이프라인 용접용 자동 용접 캐리지를 탑재하기 위하여 설치되는 가이드 장치에 일반적으로 사용되는 것으로서 그 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

다음으로, 도 3 내지 도 5를 참조하여 상기 텐션 지지부의 구성에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 텐션 지지부의 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 텐션 지지부의 평면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 텐션 지지부의 측단면도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 텐션 지지부(12)는, 베이스(120), 하우징(130), 가이드(140), 탄성부재(150), 지지핀(160) 및 커버(170)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 텐션 지지부(12)의 베이스(120)는, 상기 가이드 링(10) 내주면에 부착되는 고정판(121)과, 상기 고정판(121)의 일측면에 부착되며, 양측 끝단부에는 수용 홈(122a)이 형성되고 전, 후방면 양측 끝단부에는 고정 홀(122b)이 천공 형성된 고정구(122)로 구성되며, 상기 고정판(121)과 고정구(122)의 양측에는 상기 가이드 링(10)을 관통하여 상기 고정판(121)과 고정구(122) 방향으로 삽입되어 베이스(120)를 가이드 링(10)에 고정시키기 위한 고정부재(190 : 도 2 참조)가 삽입 체결되는 고정 홀(123)이 천공 형성된다.

또한, 상기 하우징(130)은 타측 끝단부에 고정 홀(131)이 천공 형성되어 상기 고정구(122)의 고정 홀(122b)과 타측 끝단부에 형성된 고정 홀(131)이 연통되도록 상기 수용 홈(122a)에 타측 끝단부가 삽입되어 상기 서로 연통된 하우징(130)의 고정 홀(131)과 고정구(122)의 고정 홀(131)에 나사 체결되는 고정부재(180)에 의해 고정되며, 상기 하우징(130)의 일측면에서 타측면 방향으로는 일정깊이 만큼 탄성부재 삽입 홀(132)이 형성되되 상기 탄성부재 삽입 홀(132)의 일측 끝단부에는 나사부(132a)가 형성되고, 상기 하우징(130)의 타측면에서 상기 탄성부재 삽입 홀(132)까지는 상기 탄성부재 삽입 홀(132)과 연통되는 가이드 체결 홀(133)이 형 성된다.

또한, 상기 가이드(140)는, 상기 탄성부재 삽입 홀(132)의 내부 중앙에 위치하도록 상기 가이드 체결 홀(133)에 나사 체결되어 고정된다.

상기 탄성부재(150)는, 상기 가이드(140)를 둘러싸도록 상기 탄성부재 삽입 홀(132)에 삽입된다.

또한, 상기 지지핀(160)은, 상기 탄성부재(150)에 의해 타측면이 탄성 지지되도록 상기 탄성부재 삽입 홀(132)에 슬라이딩 체결되며, 상기 지지핀(160)의 외주면 타측 끝단부에는 이탈방지 턱(161)이 돌출 형성되고, 상기 지지핀(160)의 타측면 중앙부에서 일측면 방향으로는 상기 가이드(140)가 슬라이딩 삽입되는 가이드 홀(162)이 형성된다.

여기서 상기 지지핀(160)의 이탈방지 턱(161)은 후술되는 커버의 타측 끝단부에 의해 지지됨으로써 상기 지지핀(160)이 하우징(130)의 외부로 이탈되지 않도록 하는 기능을 하며, 상기 지지핀(160)은 파이프(20)의 외경 오차에 따라 상기 가이드(140)를 따라 슬라이딩 이동을 하게 된다.

또한, 상기 커버(170)는 상기 이탈방지 턱(161)을 타측면이 지지하도록 상기 탄성부재 삽입 홀(132)의 타측 끝단에 형성된 나사부(132a)에 나사 체결된다.

여기서, 상기 지지핀(160)은 탄성부재(150)를 가압하면서 탄성부재 삽입 홀(132) 내부로 일정거리 만큼 삽입될 수 있어야 함으로써 상기 지지핀(160)의 이탈방지 턱(161)이 상기 커버(170)의 타측면에 의해 지지된 상태에서는 상기 가이드(140)의 타측 끝단부와 가이드 홀(162)의 끝단부가 일정간격 이격된 상태를 유지 할 수 있는 깊이를 가지도록 상기 가이드 홀(162)을 형성하는 것이 바람직하다.

다시, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 일실시예에 의한 파이프라인 맞대기 용접용 자동 용접 캐리지의 가이드 장치의 작용 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 평판을 성형한 후 심(Seam) 파이프 형태로 만들어지는 대구경의 라인파이프나 배관파이프는 외경 오차를 가지게 되며, 상기와 같은 파이프(20)를 연결하기 위해서는 상기 파이프(20)의 외주면에 가이드 장치를 설치한 다음, 상기 가이드 장치에 자동 용접 캐리지(도시되지 않음)를 장착하여 상기 자동 용접 캐리지가 상기 가이드 장치의 가이드 링(10)을 따라 이동하면서 상기 파이프(20)를 맞대기 용접을 하게 됨으로써 파이프(20)를 서로 연결하게 된다.

그러나 상술한 바와 같은 대구경의 파이프(20)는 제작 방법상 필연적으로 외경 오차를 가지게 됨으로써 자동 용접 캐리지를 주행시키기 위하여 상기 파이프(20)의 외주면에 고정되는 가이드 링(10) 또한 외경 오차를 가지는 상기 파이프(20)에 영향을 받아 외경 오차를 가지게 됨으로써 정밀한 주행과 토치 제어를 요하는 자동 용접 캐리지를 이용하여 용접을 수행할 경우 용접부의 건전성에 악영향을 미치게 된다.

그러나, 본 발명에 따른 일실시예에 의한 파이프라인 맞대기 용접용 자동 용접 캐리지의 가이드 장치는 가이드 링(10)의 내주면과 파이프(20)의 외주면 사이에 개재되도록 상기 가이드 링(10)의 내주면에 부착되어 상기 가이드 링(10)을 지지하 는 텐션지지부(12)가 상기 파이프(20)의 외경 오차에 대응하여 가이드 링(10) 방향으로 삽입되거나 파이프(20)의 외주면 방향으로 돌출됨으로써 상기 파이프(20)에 외경오차가 발생되더라도 상기 파이프(20)의 외주면에 설치되는 가이드 링(10)에는 외경오차가 발생되지 않도록 한다.

즉, 본 발명에 따른 일실시예에 의한 파이프라인 맞대기 용접용 자동 용접 캐리지의 가이드 장치의 가이드 링(10)을 맞대기 용접 작업을 해야 할 파이프(20)의 중심과 동심을 유지하도록 상기 파이프(20)의 외주면에 권취한 다음, 상기 가이드 링(10)의 양측 끝단부를 고정수단(11)에 의해 서로 연결한다.

상기와 같이 가이드 링(10)을 파이프(20)의 외주면에 권취한 다음, 상기 가이드 링(10)의 양측 끝단부를 고정수단(11)에 의해 서로 연결하게 되면, 상기 가이드 링(10)의 내주면에 부착된 다수개의 텐션지지부(12)의 일측 끝단부가 상기 파이프(20)의 외주면에 지지됨으로써 상기 가이드 링(10)이 상기 텐션지지부(12)에 의해 지지된 상태로 파이프(20)의 외주면에 설치된다.

여기서, 상기 가이드 링(10)의 양측 끝단부를 고정수단(11)에 의해 서로 연결하게 되면 상기 텐션지지부(12)의 지지핀(160)은 상기 파이프(20) 외주면에 의해 밀려 탄성부재 삽입 홀(132)의 타측 끝단부 방향으로 일정 깊이만큼 삽입되며, 상기 지지핀(160)이 탄성부재 삽입 홀(132)의 타측 끝단부 방향으로 일정 깊이만큼 삽입됨에 따라 상기 지지핀(160)의 이탈 방지턱(161)에 의해 탄성부재(150)의 일측 끝단부가 가압되어 상기 탄성부재(150)가 압축된 상태가 된다.

상기와 같이 파이프(20)의 외주면에 가이드 링(10)이 텐션지지부(12)에 의해 지지된 상태로 설치되면, 상기 텐션지지부(12)는 파이프(20)의 외경오차에 대응하여 탄성부재 삽입 홀(132) 내부로 더 삽입되거나 파이프(20)의 외주면 방향으로 더 돌출되게 된다.

즉, 파이프(20)의 외주면 중 텐션지지부(12)가 지지되는 부분의 외경이 파이프(20)의 제작 직경보다 작게 형성되는 파이프(20)의 외경오차가 발생될 경우에는, 압축된 탄성부재(150)의 탄성력에 의해 지지핀(160)이 파이프(20)의 외주면 방향으로 외경오차 만큼 더 돌출되어 파이프(20)의 외경 오차에 대응하게 되며, 파이프(20)의 외주면 중 텐션지지부(12)가 지지되는 부분의 외경이 파이프(20)의 제작 직경보다 크게 형성되는 파이프(20)의 외경오차가 발생될 경우에는 상기 파이프(20)의 외주면에 의해 지지핀(160)이 밀려 탄성부재 삽입 홀(132)의 타측 끝단부 방향으로 외경오차 만큼 더 삽입되어 파이프(20)의 외경 오차에 대응하게 되는 것이다.

상기와 같이 본 발명에 따른 일실시예에 의한 파이프라인 맞대기 용접용 자동 용접 캐리지의 가이드 장치는, 맞대기 용접될 파이프(20)가 외경 오차가 발생되도록 제작되더라도 상기 파이프(20)의 외경 오차에 대응하여 텐션지지부(12)의 지지핀(160)이 하우징(130)의 탄성부재 삽입 홀(132) 내부로 더 삽입되거나 파이프(20)의 외주면 방향으로 더 돌출될 수 있도록 하여 상기 파이프(20)의 외경 오차를 보정할 수 있도록 함으로써 텐션지지부(12)에 의해 지지되는 가이드 링(10)에는 외경 오차가 발생되지 않도록 하여 가이드 링(10)에 설치되는 자동 용접 캐리지의 정밀한 주행과 토치 제어를 구현할 수 있도록 함으로써 용접부위의 품질 저하 현상 을 방지하여 용접부의 신뢰도를 더욱 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

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

도 1은 본 발명에 따른 일실시예에 의한 파이프라인 맞대기 용접용 자동 용접 캐리지의 가이드 장치가 파이프의 외주면에 설치된 상태를 도시한 도면.

도 2는 도 1의 측면도.

도 3은 본 발명에 따른 텐션 지지부의 정면도.

도 4는 본 발명에 따른 텐션 지지부의 평면도.

도 5는 본 발명에 따른 텐션 지지부의 측단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(10) : 가이드 링 (11) : 고정수단

(12) : 텐션지지부 (120) : 베이스

(130) : 하우징 (140) : 가이드

(150) : 탄성부재 (160) : 지지핀

(170) : 커버

Claims (2)

1. 맞대기 용접 작업을 해야할 파이프의 외주면에 자동 용접 캐리지를 탑재하기 위하여 설치되는 자동 용접 캐리지의 가이드 장치에 있어서,

   상기 파이프의 외부에 위치하여 상기 파이프의 중심과 동심을 유지하도록 양측 끝단부가 연결부재에 의해 서로 연결되는 가이드 링; 및

   상기 파이프의 외주면에 일측 끝단부가 지지되도록 상기 가이드 링의 내주면에 일정간격으로 부착되는 다수개의 텐션 지지부;로 구성되고,

   상기 텐션 지지부는,

   상기 가이드 링 내주면에 부착되는 고정판과, 상기 고정판의 일측면에 부착되며, 양측 끝단부에는 수용 홈이 형성되고 전, 후방면 양측 끝단부에는 고정 홀이 천공 형성된 고정구로 구성되는 베이스;

   상기 고정구의 고정 홀과 타측 끝단부에 형성된 고정 홀이 연통되도록 상기 수용 홈에 타측 끝단부가 삽입되어 상기 고정 홀에 나사 체결되는 고정부재에 의해 고정되며, 일측면에서 타측면 방향으로는 일정깊이 만큼 일측 끝단부에 나사부가 형성된 탄성부재 삽입 홀이 형성되고, 타측면에서 상기 탄성부재 삽입 홀까지는 상기 탄성부재 삽입 홀과 연통되도록 가이드 체결 홀이 형성되는 하우징;

   상기 탄성부재 삽입 홀의 내부 중앙에 위치하도록 상기 가이드 체결 홀에 나사 체결되어 고정되는 가이드;

   상기 가이드를 둘러싸도록 상기 탄성부재 삽입 홀에 삽입되는 탄성부재;

   상기 탄성부재에 의해 타측면이 탄성 지지되도록 상기 탄성부재 삽입 홀에 슬라이딩 체결되며, 외주면 타측 끝단부에는 이탈방지 턱이 돌출 형성되고, 타측면 중앙부에서 일측면 방향으로는 상기 가이드가 슬라이딩 삽입되는 가이드 홀이 형성되는 지지핀; 및

   상기 이탈방지 턱을 타측면이 지지하도록 상기 탄성부재 삽입 홀의 타측 끝단에 형성된 나사부에 나사 체결되는 커버;로 구성된 것을 특징으로 하는 파이프 외경 오차에 대응이 가능한 가이드 장치.
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