KR101111700B1 - 액화천연가스 저장탱크의 내부탱크를 구성하는 스티프너셀 설치 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접 작업장(shop)에서 스티프너작업대 위에 셀(100)을 놓고 셀(100)의 내측면을 따라 샵설치용스티프너(200)를 용접하여 결합하는 제1단계; 내부탱크 설치 현장의 설치가 완료된 내부탱크의 최상단 셀(110)의 내측면을 따라 셀설치용작업대를 설치하는 제2단계; 샵설치용스티프너(200) 부착이 완료된 셀(100)을 인양하여 셀설치용대차에 옮겨 싣고, 셀설치용대차를 내부탱크의 입구로 이동시키는 제3단계; 셀설치용대차에 적재된 셀(100)을 인양하여 해당 위치에 설치하는 제4단계; 인접하는 셀(100)과 셀(100)을 서로 용접하여 하나로 결합하는 제5단계; 현장설치용스티프너(300)를 인양하여 해당 위치 아래의 셀설치용작업대에 옮겨 놓는 제6단계; 현장설치용스티프너(300)를 해당 위치에 설치하는 제7단계; 및, 현장설치용스티프너(300)의 내측 및 좌우측 단부를 각각 셀(100)의 내측면과 이웃하는 삽설치용스티프너(200)에 용접하여 결합하는 제8단계;를 포함하여 구성되는 액화천연가스 저장탱크의 내부탱크를 구성하는 스티프너셀 설치 공법에 관한 것이다.

Description

액화천연가스 저장탱크의 내부탱크를 구성하는 스티프너셀 설치 공법{LNG Tank Stiffener Shell Construction Method}

본 발명은 액화천연가스 저장탱크(LNG Tank)의 내부탱크를 구성하는 스티프너셀 설치 공법에 관한 것으로서, 스티프너를 미리 용접 작업장에서 셀 내측면에 부착한 후 설치 현장으로 이동시킴으로써 설치 현장의 작업을 단순화하고 전체 공기를 단축하는 새로운 공법이다.

일반적으로 액화천연가스와 같은 저온액체연료를 저장하는 탱크는 극저온 상태의 액체연료를 저장해야 하며, 설계 수명 동안 운전조건과 극저온 상태 하에서 액체의 압력에 견디어야 한다.

액화천연가스 저장탱크의 형식은 그 구조적인 측면에서 여러 가지 종류가 있으나, 가장 일반적인 것인 구조는 강재로 제작되는 내부탱크, 콘크리트로 제작되고 내부탱크(1)의 외측을 둘러싸는 외부탱크 및 내부탱크와 상기 외부탱크 사이에 형성되는 단열공간으로 이루어진다.

이러한 액화천연가스 저장탱크의 내부탱크는 여러 개로 분할된 강재 셀(shell)을 지상부터 상층으로 단계별로 쌓아 올라가면서 용접하는 방법으로 제작하는데, 탱크 자체의 강도를 유지하기 위하여 일정 높이 이상의 단계에서는 셀의 내측면에 스티프너를 부착하게 된다.

이러한 스티프너는 셀 내측면에 용접으로 결합되는데, 지금까지는 셀을 내부탱크의 해당 위치에 설치한 후 스티프너를 설치하는 작업을 수행하였다. 따라서 스티프너의 설치가 완료되기 전까지는 스티프너 설치 작업이 진행 중인 셀의 상부로 추가 셀 설치 작업을 할 수 없어 공기가 연장되는 문제점이 있었다.

아울러 내부탱크의 해당 위치에 셀이 설치된 상태에서 셀의 내측면에 스티프너를 설치하기 위해서는 셀설치 작업에 사용되는 작업대와는 별도로 스티프너 설치를 위한 작업대를 추가로 설치해야만 하여 작업이 번거롭고 작업 공간이 혼잡해지는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 본 발명은 스티프너를 별도의 용접 작업장에서 부착한 후 스티프너가 부착된 셀을 내부탱크 설치 장소로 옮겨 설치함으로써 공기를 단축함과 아울러 작업을 단순화하고 작업 환경을 개선함을 그 목적으로 한다.

이러한 기술적 과제를 해결하기 위하여 창작된 본 발명의 구성은 다음과 같다.

본 발명은 액화천연가스 저장탱크의 내부탱크를 구성하는 셀(shell) 가운데 내측면을 따라 스티프너가 부착되는 스티프너셀을 설치하는 방법에 관한 것으로서, 용접 작업장(shop)에서 스티프너작업대 위에 셀(100)을 놓고 셀(100)의 내측면을 따라 샵설치용스티프너(200)를 용접하여 결합하는 제1단계; 내부탱크 설치 현장의 설치가 완료된 내부탱크의 최상단 셀(110)의 내측면을 따라 셀설치용작업대를 설치하는 제2단계; 샵설치용스티프너(200) 부착이 완료된 셀(100)을 인양하여 셀설치용대차에 옮겨 싣고, 셀설치용대차를 내부탱크의 입구로 이동시키는 제3단계; 셀설치용대차에 적재된 셀(100)을 인양하여 해당 위치에 설치하는 제4단계; 인접하는 셀(100)과 셀(100)을 서로 용접하여 하나로 결합하는 제5단계; 현장설치용스티프너(300)를 인양하여 해당 위치 아래의 셀설치용작업대에 옮겨 놓는 제6단계; 현장설치용스티프너(300)를 해당 위치에 설치하는 제7단계; 및, 현장설치용스티프너(300)의 내측 및 좌우측 단부를 각각 셀(100)의 내측면과 이웃하는 삽설치용스티프너(200)에 용접하여 결합하는 제8단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구성에 따른 기술적 효과는 다음과 같다.

첫째, 내부탱크의 설치 현장과 별도로 마련된 용접 작업장에서 샵설치용스티프너(200)를 미리 용접하여 내부탱크의 설치 현장으로 옮기고, 내부탱크의 설치 현장에서는 셀(100)의 인양 및 설치, 인접하는 셀(100) 사이의 용접, 현장설치용스티프너(300) 설치 및 용접 작업을 실시함으로써, 스티프너 설치 및 용접 작업이 이루어지는 동안 추가적인 셀의 인양과 설치 작업을 수행할 수 없어 대기하던 작업의 공백을 배제하여 전체 공기를 획기적으로 단축시킬 수 있다.

둘째, 내부탱크의 설치 현장에서 샵설치용스티프너(200) 설치 및 용접 작업을 함께 수행할 경우 추가 작업대를 설치해야만 작업이 가능하였으나, 이러한 샵설치용스티프너(200)는 별도의 용접 작업장에서 수행함으로써 셀(100)의 내측면에 추가 작업대를 별도로 설치할 필요가 없어 작업이 단순해지고 작업 여건이 개선되며, 작업 현장이 혼잡해 지는 것을 방지할 수 있다.

셋째, 스티프너 용접 작업의 방법을 개선하여 용접으로 인한 변형을 최소화할 수 있다.

도1은 용접 작업장에서 샵설치용스티프너(200)를 용접하여 결합하는 과정을 도시한다.
도2는 셀(100)의 내측면을 따라 셀설치용작업대가 설치된 상태를 도시한다.
도3은 이미 설치가 완료된 내부탱크 최상단 셀(110)과 내부탱크에 해당 위치로 새롭게 인양된 셀(100) 각각에 구비된 셀설치용지그(33)를 연결판(55)과 연결핀(66)을 이용하여 결합한 상태를 도시한다.
도4는 현장설치용스티프너(300)와 현장설치용백킹스트립(210)을 도시한다.
도5는 내부탱크에 설치되어 용접 작업을 수행하는 용접작업카의 구체적 실시예인데, (a) 셀(100)과 셀(100)을 용접하는데 사용되는 용접작업카이고, (b) 현장설치용스티프너(300)를 용접하는데 사용되는 용접작업카이다.
도6은 이미 설치가 완료된 내부탱크 최상단 셀(110)과 내부탱크에 해당 위치로 새롭게 인양된 셀(100) 각각에 구비된 셀설치용지그(33)를 연결판(55)과 연결핀(66)을 이용하여 결합하는 다른 구체적 실시예를 도시한다.(도3과 비교)

이하에서는 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

(1) 제1단계

제1단계는 도1에 도시된 바와 같이 용접 작업장(shop)에서 스티프너작업대 위에 셀(100)을 놓고 셀(100)의 내측면을 따라 샵설치용스티프너(200)를 용접하여 결합하는 단계이다.

스티프너작업대 위에 셀(100)의 내측면이 상부로 노출되도록 셀(100)을 놓고, 샵설치용스티프너(200)를 수직으로 세워 셀(100)의 내측면에 위치시키고, '∩'자 형태의 피트업지그(11) 내부에 샵설치용스티프너(200)가 수용되도록 설치하고, 피트업지그(11)의 하단부 양측을 셀(100)의 내측면에 용접결합한 후 피트업지그(11)와 샵설치용스티프너(200) 사이의 공간에 간격재(22)를 삽입하여 샵설치용스티프너(200)의 위치와 직각도를 조절한다.

일단 샵설치용스티프너(200)와 셀(100)을 태크웰딩으로 가접한 후 피트업지그(11)를 제거하고, 샵설치용스티프너(200)의 최종 용접을 수행한 후 용접 부위의 사상(grinding) 및 검사가 이루어지게 된다.

샵설치용스티프너(200)의 최종 용접은 셀(100)의 변형 방지를 위하여 일정한 간격으로 스킵 용접(skip welding)을 하되 먼저 샵설치용스티프너(200)의 일측면을 따라 스킵 용접을 완료한 후 타측면을 따라 스킵 용접을 수행하여 1차 용접을 완료하고, 2차 용접은 먼저 샵설치용스티프너(200)의 타측면을 따라 스킵 용접을 완료한 후 일측면을 따라 스킵 용접을 수행하게 된다.

현장설치용백킹스트립(210)은 샵설치용스티프너(200)와 셀(100)이 용접되기 전에 미리 샵설치용스티프너(200)의 양측 단부에 용접한다.

샵설치용스티프너(200)의 용접 작업과 병행하여 셀설치용지그(33)와 작업대설치용러그(44)도 각각 해당 위치에 용접한다.

(2) 제2단계

제2단계는 도2에 도시된 바와 같이 내부탱크 설치 현장의 설치가 완료된 내부탱크의 최상단 셀(110)의 내측면을 따라 셀설치용작업대를 설치하는 단계이다.

이러한 셀설치용작업대는 제1단계에서 부착된 작업대설치용러그(44)를 이용하여 설치한다.

(3) 제3단계

제3단계는 샵설치용스티프너(200) 부착이 완료된 셀(100)을 인양하여 셀설치용대차에 옮겨 싣고, 셀설치용대차를 내부탱크의 입구로 이동시키는 단계이다.

(4) 제4단계

제4단계는 도3에 도시된 바와 같이 셀설치용대차에 적재된 셀(100)을 인양하여 해당 위치에 설치하는 단계이다.

제4단계는 이미 설치가 완료된 내부탱크의 최상단 셀(110)과 해당 위치로 새롭게 인양된 셀(100) 각각에 구비된 셀설치용지그(33)를 연결판(55)과 연결핀(66)을 이용하여 결합하는데, 함께 해당 위치로 인양된 이웃하는 셀(100) 각각에 구비된 셀설치용지그(33)도 연결판(55)과 연결핀(66)을 이용하여 결합한다.

이러한 연결판(55)은 도3에 도시된 형태가 될 수도 있고, 도6에 별도로 도시된 바와 같이 간격재(22)를 이용하는 방식이 될 수도 있다.

(5) 제5단계

제5단계는 인접하는 셀(100)과 셀(100)을 서로 용접하여 하나로 결합하는 단계이다. 이러한 제5단계는 도5(a)에 도시된 용접작업카를 이용하여 이루어지며, 함께 인양되어 해당 위치에 설치된 이웃하는 셀(100) 사이의 수직 접합면을 따라 태크웰딩으로 가접한 후 수직 접합면을 따라 설치된 연결판(55)과 연결핀(66)을 셀설치용지그(33)에서 해체하고 수직 접합면의 최종 용접 작업을 수행한다.

수직 접합면의 최종 용접 작업이 완료되면 이미 설치가 완료된 내부탱크의 최상단 셀(110)과 인양되어 해당 위치에 새롭게 설치된 셀(100) 사이의 수평 접합면을 따라 태크웰딩으로 가접한 후 수평 접합면을 따라 설치된 연결판(55)과 연결핀(66)을 셀설치용지그(33)에서 해체하고 수평 접합면의 최종 용접 작업을 수행한다.

이러한 최종 용접 작업이 완료되면 수직 접합면과 수평 접합면의 사상(grinding) 및 검사(육안검사/비파괴검사)를 수행한다.

이러한 용접 작업은 탱크 내부면과 외부면 모두에서 이루어져야 한다.

(6) 제6단계

제6단계는 현장설치용스티프너(300)를 인양하여 해당 위치 아래의 셀설치용작업대에 옮겨 놓는 단계이다.

(7) 제7단계

제7단계는 현장설치용스티프너(300)를 해당 위치에 설치하는 단계이다.

제7단계는 도4에 도시된 바와 같이 샵설치용스티프너(200)의 양측 단부에 미리 용접된 현장설치용백킹스트립(210) 위에 현장설치용스티프너(300)를 거치시키고, '∩'자 형태의 피트업지그(11) 내부에 현장설치용스티프너(300)가 수용되도록 설치하고, 피트업지그(11)의 개방부 양측을 셀(100)의 내측면에 용접결합한 후 피트업지그(11)와 샵설치용스티프너(200) 사이의 공간에 간격재(22)를 삽입하여 샵설치용스티프너(200)의 위치를 잡는다.

(8) 제8단계

제8단계는 현장설치용스티프너(300)의 내측 및 좌우측 단부를 각각 셀(100)의 내측면과 이웃하는 샵설치용스티프너(200)에 용접하여 결합하는 단계이다.

제8단계는 도5(b)에 도시된 용접작업카를 이용하여 이루어지며, 현장설치용스티프너(300)와 셀(100)을 태크웰딩으로 가접한 후 피트업지그(11)를 제거하고 현장설치용스티프너(300)의 최종 용접 작업을 수행하게 된다.

이와 같이 현장설치용스티프너(300)를 용접한 후에도 용접 부위에 대한 사상 및 검사(육안검사/비파괴검사)가 이루어진다.

상기한 바와 같이 본 발명의 구체적 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였으나 본 발명의 보호범위가 반드시 이러한 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 단순한 설계변경, 공지기술의 부가나 삭제, 단순한 수치한정 등의 경우에도 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.

100:셀
110:최상단 셀
200:샵설치용스티프너
210:백킹스트립(backing strip)
300:현장설치용스티프너
11:피트업지그(Fit-up Jig)
22:간격재
33:셀설치용지그
44:작업대설치용러그
55:연결판
66:연결핀

Claims (8)

1. 액화천연가스 저장탱크의 내부탱크를 구성하는 셀(shell) 가운데 내측면을 따라 스티프너가 부착되는 스티프너셀을 설치하는 방법에 관한 것으로서,
   용접 작업장(shop)에서 스티프너작업대 위에 셀(100)을 놓고 셀(100)의 내측면을 따라 샵설치용스티프너(200)를 용접하여 결합하는 제1단계;
   내부탱크 설치 현장의 설치가 완료된 내부탱크의 최상단 셀(110)의 내측면을 따라 셀설치용작업대를 설치하는 제2단계;
   샵설치용스티프너(200) 부착이 완료된 셀(100)을 인양하여 셀설치용대차에 옮겨 싣고, 셀설치용대차를 내부탱크의 입구로 이동시키는 제3단계;
   셀설치용대차에 적재된 셀(100)을 인양하여 해당 위치에 설치하는 제4단계;
   인접하는 셀(100)과 셀(100)을 서로 용접하여 하나로 결합하는 제5단계;
   현장설치용스티프너(300)를 인양하여 해당 위치 아래의 셀설치용작업대에 옮겨 놓는 제6단계;
   현장설치용스티프너(300)를 해당 위치에 설치하는 제7단계; 및,
   현장설치용스티프너(300)의 내측 및 좌우측 단부를 각각 셀(100)의 내측면과 이웃하는 샵설치용스티프너(200)에 용접하여 결합하는 제8단계;
   를 포함하여 구성되고,
   제1단계는,
   스티프너작업대 위에 셀(100)의 내측면이 상부로 노출되도록 셀(100)을 놓고, 샵설치용스티프너(200)를 수직으로 세워 셀(100)의 내측면에 위치시키고, '∩'자 형태의 피트업지그(11) 내부에 샵설치용스티프너(200)가 수용되도록 설치하고, 피트업지그(11)의 하단부 양측을 셀(100)의 내측면에 용접결합한 후 피트업지그(11)와 샵설치용스티프너(200) 사이의 공간에 간격재(22)를 삽입하여 샵설치용스티프너(200)의 위치와 직각도를 조절하고, 샵설치용스티프너(200)와 셀(100)을 태크웰딩으로 가접한 후 피트업지그(11)를 제거하고, 샵설치용스티프너(200)의 최종 용접을 수행한 후 용접 부위의 사상(grinding) 및 검사가 이루어지는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 내부탱크를 구성하는 스티프너셀 설치 공법.
2. 제1항에서, 제1단계는,
   상기 샵설치용스티프너(200)의 최종 용접은 셀(100)의 변형 방지를 위하여 일정한 간격으로 스킵 용접(skip welding)을 하되 먼저 샵설치용스티프너(200)의 일측면을 따라 스킵 용접을 완료한 후 타측면을 따라 스킵 용접을 수행하여 1차 용접을 완료하고, 2차 용접은 먼저 샵설치용스티프너(200)의 타측면을 따라 스킵 용접을 완료한 후 일측면을 따라 스킵 용접을 수행하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 내부탱크를 구성하는 스티프너셀 설치 공법.
3. 제1항에서, 제1단계는,
   샵설치용스티프너(200)와 셀(100)이 용접되기 전에 미리 샵설치용스티프너(200)의 양측 단부에 현장설치용백킹스트립(210)을 용접하고, 샵설치용스티프너(200)의 용접 작업과 병행하여 셀설치용지그(33)와 작업대설치용러그(44)를 각각 해당 위치에 용접하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 내부탱크를 구성하는 스티프너셀 설치 공법.
4. 제3항에서, 제4단계는,
   이미 설치가 완료된 내부탱크의 최상단 셀(110)과 해당 위치로 새롭게 인양된 셀(100) 각각에 구비된 셀설치용지그(33)를 연결판(55)과 연결핀(66)을 이용하여 결합하고, 함께 해당 위치로 인양된 이웃하는 셀(100) 각각에 구비된 셀설치용지그(33)도 연결판(55)과 연결핀(66)을 이용하여 결합하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 내부탱크를 구성하는 스티프너셀 설치 공법.
5. 제3항에서, 제7단계는,
   샵설치용스티프너(200)의 양측 단부에 미리 용접된 현장설치용백킹스트립(210) 위에 현장설치용스티프너(300)를 거치시키고, '∩'자 형태의 피트업지그(11) 내부에 현장설치용스티프너(300)가 수용되도록 설치하고, 피트업지그(11)의 개방부 양측을 셀(100)의 내측면에 용접결합한 후 피트업지그(11)와 샵설치용스티프너(200) 사이의 공간에 간격재(22)를 삽입하여 샵설치용스티프너(200)의 위치를 잡는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 내부탱크를 구성하는 스티프너셀 설치 공법.
6. 제5항에서, 제8단계는,
   현장설치용스티프너(300)와 셀(100)을 태크웰딩으로 가접한 후 피트업지그(11)를 제거하고 현장설치용스티프너(300)의 최종 용접 작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 내부탱크를 구성하는 스티프너셀 설치 공법.
7. 제4항에서, 제5단계는,
   함께 인양되어 해당 위치에 설치된 이웃하는 셀(100) 사이의 수직 접합면을 따라 태크웰딩으로 가접한 후 수직 접합면을 따라 설치된 연결판(55)과 연결핀(66)을 셀설치용지그(33)에서 해체하고 수직 접합면의 최종 용접 작업을 수행하고,
   이미 설치가 완료된 내부탱크의 최상단 셀(110)과 인양되어 해당 위치에 설치된 셀(100) 사이의 수평 접합면을 따라 태크웰딩으로 가접한 후 수평 접합면을 따라 설치된 연결판(55)과 연결핀(66)을 셀설치용지그(33)에서 해체하고 수평 접합면의 최종 용접 작업을 수행하고,
   최종 용접 작업이 완료된 수직 접합면과 수평 접합면의 사상(grinding) 및 검사를 수행하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 내부탱크를 구성하는 스티프너셀 설치 공법.
   
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