KR101183941B1

KR101183941B1 - 자동-상승 오일 플랫폼의 랙부의 조립 방법

Info

Publication number: KR101183941B1
Application number: KR1020067000073A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 까르다몽; 필리페 마벨리
Original assignee: 시바드 사; 인더스틸 프랑스
Priority date: 2003-07-02
Filing date: 2004-06-29
Publication date: 2012-09-18
Also published as: CN101469602A; WO2005012649A2; CN1833076A; DK1646753T3; SI1646753T1; FR2857034B1; CN100467722C; EP1646753A2; US8092120B2; US20070107184A1; ES2392431T3; FR2857034A1; JP2007516368A; EP1646753B1; WO2005012649A3; KR20070020362A; PT1646753E

Abstract

본 발명에 따른 자동-상승 오일 리그의 랙부(1)를 조립하는 방법은, 상기 랙부(1)는 그 길이 방향 측면(5)에 톱니(51)를 포함하는 하나 이상의 직사각형 플레이트(3), 및 하프-셸(half-shell)의 형태를 이루고, 자신의 길이 방향 에지(11)를 따라 하나 이상의 상기 직사각형 플레이트의 메인 면(6)에 용접되는 하나 이상의 보강재(8)로 이루어지고,

두께(T)를 가지고 있는 돌기부에 의하여 분리되는 내부 챔퍼 및 외부 챔퍼는, 하나 이상의 상기 보강재(8)의 각각의 길이 방향 에지(11)에 생성되고, 하나 이상의 상기 보강재(8)는 상기 직사각형 플레이트(3)의 메인 면(6)에 제공되고, 하나 이상의 용접 패스가 하나 이상의 상기 보강재의 각각의 길이 방향 에지(11)의 내부에서 실시되어, 4mm 이상의 연결 반경(R)을 가지는 내부 용접 비드를 생성하고, 상기 챔퍼는, 하나 이상의 상기 보강재의 각각의 길이 방향 에지의 외부에서, 금속을 부가하여 하나 이상의 패스에서 생성되는 외부 용접 비드에 의하여 채워지는 것을 특징으로 한다.

랙, 용접, 자동 상승, 오일, 리그, 보강재, 에지, 챔퍼, 용접 비드

Description

자동-상승 오일 플랫폼의 랙부의 조립 방법{METHOD FOR ASSEMBLY OF A SECTION OF RACK ON A SELF-RAISING OIL PLATFORM}

본 발명은 자동-상승 오일 리그(rig)의 랙부(rack portion)에 관한 것이다.

자동-상승 오일 리그(self-raising oil rigs)는 해양층(ocean bed)상에의 지지를 위하여 사용되는 레그(legs)에 의하여 지지되는 선체(hull)로 구성된다. 레그의 기부(feet)에 대한 높이를 조절할 수 있도록 하기 위하여, 상기 선체는 레그를 따라 이동가능 하도록 장착된다. 레그의 기부에 대한 선체의 높이 조절은 랙(racks)과 결합되는 톱니바퀴로 구성된 장치에 의하여 이루어지는데, 상기 랙은 레그의 구성요소를 이룬다.

상기 랙은, 일측이 직사각형 플레이트로 형성되고, 타측이 상기 플레이트의 메인 면(main face)에 용접되는 하프-셸(half-shells)의 형태의 보강재로 형성되고, 이들 부분은 단부 대 단부(end to end) 용접되어 있다. 각각의 직사각형 플레이트는, 그 측면에, 선체의 구동 장치의 톱니바퀴와 협동하게 되는 톱니를 포함한다. 상기 직사각형 플레이트의 메인 면 중 하나의 면에 용접되는 각각의 보강재는, 2개의 연속되는 부분이 단부 대 단부 용접될 수 있도록, 플레이트의 길이보다 짧은 길이를 가지고 있다. 보강재의 연속성을 보장하기 위하여, 하프-셀 형태의 연결편(connection piece)이 2개의 연속되는 부분 사이의 연결부에 위치된다. 보강재는 용접에 의하여 직사각형 플레이트의 측면에 고정되고, 용접물의 품질은 랙의 기계적인 강도에 있어서 중요한 인자(factor)이다. 특히, 용접물의 표면 품질은 피로 저항(fatigue resistance)의 관점에서 중요한 인자이다.

만족스러운 품질의 용접물을 얻기 위하여, 세라믹 스트럿(ceramic strut)이 보강재의 길이 방향 에지를 따라, 직사각형 플레이트의 접합부에서, 보강재의 내측에 구비되며, 또한 용접은 금속을 부가하는 용접법을 사용하여 외측으로부터 용접에 의하여 보강재의 길이 방향 에지를 따라 실시된다. 세라믹 스트럿은 보강재의 내부에서 용접 비드의 형성을 보장한다. 이런 방식으로 얻어진 용접 비드는, 특히 보강재의 내부에서, 양호한 품질의 루트(roots)를 가지며, 양호한 표면 외관 및 따라서 양호한 피로 저항을 가지는 장점을 갖는다. 그러나, 특히 용접 작업 동안 열-갈라짐(hot-fissuring)에 관련된 이유 때문에, 이러한 기법을 사용하여, 3mm보다 큰 곡률 반경을 가지는 보강재의 내부 영역에서 용접물의 루트의 연결부를 얻는 것이 가능하지 않다는 것이 입증되었다. 따라서, 이러한 용접물의 피로 저항이 제한된다. 또한, 용접이 세라믹 스트럿에 실시된 후, 용접의 제어가 이루어 질 수 있도록 스트럿이 제거되어야 하기 때문에, 세라믹 스트럿을 사용하는 용접법은 때때로 용접물의 제어를 어렵게 한다. 세라믹 스트럿의 제거가 항상 간단하지는 않다. 특히, 스트럿의 스플린터(splinters)가 용접 비드에 매립되어 남아 있을 수 있다. 이러한 스트럿 스플린터는 그 기계적 강도에 영향을 미치는 용접의 결함을 일으킬 수 있다.

플레이트의 편평도에 대한 결함 또는 보강재의 형상에 대한 결함 때문에, 얻어진 용접 비드는 항상 매우 일정하지는 않다. 따라서, 최종적으로 얻어진 용접물의 품질의 초음파에 의한 제어가 어렵다.

마지막으로, 첫째 측정되어 있고 자체가 값비싼 세라믹 스트럿의 사용을 필요로 하고, 둘째 용접후의 세라믹 스트럿의 위치 결정 및 제거가 또한 값비싼 긴 작업이기 때문에, 세라믹 스트럿을 사용하는 용접법은 비경제적이다.

본 발명의 목적은 자동-상승 오일 리그의 보강재를 용접하는 기법을 제공함으로써 상기한 문제점을 극복하는 것이며, 상기 기법은 용접물의 피로 저항이 향상되도록 하고, 공지된 용접법보다 실시하기 더 쉽고 더 경제적이다.

이 때문에, 본 발명은 자동-상승 오일 리그의 랙부를 조립하는 방법에 있어서,

상기 랙부는 그 길이 방향 측면에 톱니를 포함하는 하나 이상의 직사각형 플이트, 및 하프-셸의 형태를 가지고 있으며, 자신의 길이 방향 에지를 따라 하나 이상의 상기 직사각형 플레이트의 메인 면에 용접되는 하나 이상의 보강재로 이루어지고,

두께(T)를 가지고 있는 돌기부에 의하여 분리되는 내부 챔퍼 및 외부 챔퍼는, 하나 이상의 상기 보강재의 각각의 길이 방향 에지에 생성되고,

상기 보강재는 상기 직사각형 플레이트에 제공되고,

하나 이상의 용접 패스(welding pass)가 상기 보강재의 각각의 길이 방향 에지의 내부에서 실시되어, 4mm 이상의 연결 반경(R)을 가지는 내부 용접 비드를 생성하고,

상기 챔퍼는, 상기 보강재의 각각의 길이 방향 에지의 외부에서, 금속을 부가하여 하나 이상의 패스에서 생성되는 외부 용접 비드에 의하여 채워지는 것을 특징으로 하는 자동-상승 오일 리그의 랙부 조립 방법에 관한 것이다.

바람직하게는, 상기 보강재의 각각의 길이 방향 에지의 내부에서 실시되는 하나 이상의 용접 패스는, 금속이 부가된 용접 패스이다.

또한, 상기 내부 용접 비드가 생성된 후, 그리고 상기 챔퍼가 상기 보강재의 길이 방향 에지의 외측 부분에 채워지기 이전에, 상기 내부 용접 비드가 추가로 제어되고, 필요하다면, 결함이 연마되고 상기 내부 용접 비드가 수선되는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 상기 돌기부의 두께(T)는 상기 내부 용접 비드의 용입(penetration) 깊이, 외부 용접 비드의 제1 패스의 용입 깊이 및 결합의 연마 두께의 합계보다 작다.

상기 내부 용접 비드는, 예를 들면 서브머지드 아크(submerged arc) 용접, MIG 용접, MAG 용접, TIG 용접 및 코팅 전극 용접 방법 중에서 선택되는 하나의 방법에 의하여 생성될 수 있다. 상기 외부 용접 비드는 서브머지드 아크 용접법에 의하여 생성될 수 있다.

상기 보강재는 2개의 인접하는 직사각형 플레이트의 2개의 보강재 사이의 연결편일 수 있다.

또한, 본 발명은 자동-상승 오일 리그의 랙부에 있어서, 상기 랙부는 그 길이 방향 측면에 톱니를 포함하는 하나 이상의 직사각형 플레이트, 및 하프-셸의 형태를 가지고 있으며, 자신의 길이 방향 에지를 따라 하나 이상의 상기 직사각형 플레이트의 메인 면에 용접되는 하나 이상의 보강재로 이루어지고,

보강재의 내부 용접 비드를 직사각형 플레이트에 연결시키는 곡률 반경은 4mm 이상인 것을 특징으로 하는 자동-상승 오일 리그의 랙부에 관한 것이다.

바람직하게는, 상기 보강재와 상기 직사각형 플레이트 사이의 하나 이상의 연결 용접부는 하나 이상의 내부 용접 비드 및 하나 이상의 외부 용접 비드로 이루어진다.

마지막으로, 본 발명은 본 발명에 따른 방법을 실시하는 장치에 있어서,

노즐 및 챔퍼 가이드로 이루어지는 용접 헤드, 및

상기 용접 헤드에 용가재(filler metal), 용융 플럭스(welding flux) 및 전기 동력을 공급하는 수단

을 포함하고,

상기 용접 헤드는 이동가능한 캐리지(carriage)에 관절식으로 연결되도록 장착되는 암(arm)의 단부에 의하여 지지되는

것을 특징으로 하는 자동-상승 오일 리그의 랙부 조립 방법의 실시 장치에 관한 것이다.

본 발명은 본 발명에 따른 방법을 실시하는 장치에 있어서,

케이블에 매달려 있고, 하나 이상의 용접 헤드 및 가이드 수단을 지지하는 캐리지, 및

하나 이상의 용접 토치에 용가재, 용융 플럭스 및 전기 동력을 공급하는 수단

을 포함할 수 있다.

본 발명은 이하에서 첨부 도면을 참조하여, 보다 상세하게 설명되고, 비제한적이다.

도 1은 자동-상승 리그의 레그부를 개략적으로 도시한다.

도 2는 자동-상승 오일 리그의 랙 부재의 사시도이다.

도 3은 용접 전, 보강재의 연결부 및 오일 리그의 랙의 플레이트의 단면도이다.

도 4는 용접 후, 보강재의 연결부 및 오일 리그의 랙의 플레이트의 단면도이다.

도 5는 보강재를 오일 리그의 랙의 플레이트에 용접하는데 사용되는 장치의 개략적인 도면이다.

도 6은 2개의 랙의 2개의 부분 사이에서 연결 피스를 용접하는 장치의 개략도이다.

도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 자동-상승 플랫폼(self-raising platform)의 레그(leg)는 수직 부재(60, 60')를 포함하는데, 상기 수직 부재(60, 60')는 랙(racks)으로 구성되고 그리드(grid))(62)에 의하여 서로 연결된다. 상기 랙은 리그(rig)의 선체의 높이 조절 장치를 이루는 톱니바퀴(toothed wheels)(53, 63')와 결합되는 톱니(64, 64')를 포함한다. 상기 랙은 단부 대 단부 조립되는 복수의 부분으로 구성된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 인접 부분(1, 2)은 서로에 대하여 연속으로 배치된다. 상기 2개의 부분은 동일하기 때문에, 이하에서 한 부분(1)만이 설명된다.

상기 부분(1)은 두꺼운 직사각형 플레이트(3)로 구성되는데, 상기 플레이트(3)의 측면(4, 5)은 톱니바퀴와 결합될 수 있는 톱니(41, 51)를 구비하고 있다. 상기 직사각형 플레이트(3)의 메인 상면(6) 및 메인 하면(7)에는, 길이가 상기 직사각형 플레이트(3)의 길이보다 짧은 하프-셸(half-shell)의 형태의 보강재(8, 9)가 구비되어 있다. 상기 하프-셸형 보강재(8, 9)는 그 길이 방향 에지(11, 12)를 따라 직사각형 플레이트(3)에 용접된다[상부 보강재(8)의 길이 방향 에지만 도면에 보임]. 상기 제1 부분(1)의 하프-셸형 보강재(8, 9) 및 상기 제2 부분(2)의 보강재(8', 9')는 상기 제1 및 제2 부분을 구성하는 직사각형 플레이트(3, 3')보다 짧기 때문에, 상기 보강재는 하프-셸의 형태인 상부 연결편(10) 및 동일한 하부 연결편(10')에 의하여 채워지는 공간을 형성한다. 또한 상기 연결편(10, 10')은 보강재이다.

상기 연결편(10, 10')은 직사각형 플레이트와 접촉하는 에지를 따라서 직사각형 플레이트(3, 3')에 용접된다. 또한 상기 연결편(10, 10')은, 예를 들면 상부 연결편(10)용 에지(14, 14')를 따라 협동하는 보강재(8, 8 및 9, 9')에 용접된다.

보강재, 예를 들면 도 2에서 8로 지시되는 보강재를 길이 방향 에지(11 또는 12)를 따라 직사각형 플레이트(3)에 용접하기 위하여, 첫째로 하프-셸형 보강재(8)의 에지(11, 12)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 에지 상에, 돌기부(17)에 의하여 분리되는 외부 챔퍼(15) 및 내부 챔퍼(16)를 형성하기 위하여 기계 가공된다. 상기 돌기부(17)는 직사각형 플레이트(3)와 접촉하도록 의도되고, 상기 직사각형 플레이트(3)와 보강재(8) 사이에 언더컷(undercuts)을 발생시키는 챔퍼(chamfers)(15, 16)는 용접 비드(weld beads)를 수용하도록 의도된다. 상기 외부 챔퍼(15)는 당업자에게 공지된 형상을 가지고 있고, 경사진 측면(19) 및 챔퍼 저면부(18)를 형성하기 위하여 오목 형상을 포함한다. 상기 내부 챔퍼(16)는 평면 형상, 즉 경사진 벽(21)을 실질적으로 포함하는 형상, 또는 오목한 형상, 즉 경사진 벽(21) 뿐만 아니라 챔퍼 저면부(20)를 포함하는 형상을 가지고 있다. 오목한 형상의 경우에, 상기 챔퍼 저면부 및 벽(21)은 연결 반경(22)에 의하여 연결된다.

상기 외부 챔퍼(15)의 챔퍼 저면부(18) 및 상기 내부 챔퍼(16)의 챔퍼 저면부(20) 사이에 포함되는 부분은 돌기부(17)를 형성한다. 상기 돌기부(17)는 챔퍼 저면부(20)의 폭에 대응하는 폭(T) 및 높이(d)를 가지고 있다.

상부 보강재(8) 및 하부 보강재(9)의 2개의 길이 방향 에지에 챔퍼를 형성한 후, 예비-조립체(pre-assembly)가 이루어진다.

예비-조립체가 이루어지면, 적어도 하나의 용접 패스(welding pass)가 각각의 보강재의 내부 챔버 저면부에 실시되고, 소위 루트 패스가 루트 용접 비드(root weld bead)(23)를 형성하도록 의도된다. 상기 루트 용접 패스가 용접 금속을 부가 하는 방법, 예를 들면, 서브머지드 아크법(submerged arc method), MIG법, MAG법 등에 의하여 실시된다. 챔퍼(16)의 저면부에 위치되어 있는 돌기부(17) 내부에 용접 비드(23)의 일정한 관통 레벨이 있도록 용접 작업이 실시된다. 실시되는 용접 패스의 수는 루트 용접 비드를 얻는데 바람직한 형상에 따라 선택된다. 상기 형상은 용접 비드의 연결 반경(R)에 의하여 실질적으로 특징을 나타낸다. 당업자에 공지된 방식으로, 용접 비드의 연결 반경은 보강재의 내측을 향하게 되는 용접 비드의 내측면의 원주의 반경이다. 용접 작업이 하나의 패스로 실시되면, 연결 반경(R)은 4mm 이상이지만, 대략 4mm이다. 용접 작업이 다수의 패스로 실시되면, 연결 반경(R)은 4mm 보다 훨씬 클 수 있다.

생성될 용접물의 평균 길이가 대략 12m이기 때문에, 오일 드릴링 리그(oil drilling rings)에 장착되도록 의도되는 랙부의 일반적인 크기를 고려하면, 용접 작업은 대체로 2 단계로 실시되고 용접 비드가 상기 부분의 중앙에서 교차한다. 즉, 첫째로, 상기 부분의 제1 반쪽부는 일단부에서 용접 개시되고, 또한 상기 부분의 제2 반쪽부는 제2 단부에서 용접 개시된다.

보강재의 내측 용접 비드를 생성한 후, 보강재 내부의 용접 비드는 용접 작업 동안 부착된 상태로 남아 있을 수 있는 용접 플럭스(welding flux)를 제거하기 위하여 청소된다. 또한 내측에서 루트 용접 비드의 편평함의 제어가 실시된다. 상기 제어는, 예를 들면 카메라에 의하여 실시된다. 결함이 검출되면, 상기 결함은 대응하는 영역에서 금속을 제거하기 위하여 보강재의 외측으로부터 연마된다. 상기 금속이 제거되면, 용접 비드는 내측에서 루트 패스를 실시, 즉 용접이 내측으 로부터 실시되는 것과 동일한 방법에 의하여 교정된다. 내부 용접 비드의 제어 및 교정 작업이 완료되면, 따라서 완전한 내부 용접 비드가 제공되고, 외부 챔퍼의 최종 줄 다듬질(filling)이 서브머지드 아크 용접법과 같은, 금속을 부가하는 용접법에 의하여 실시된다. 또한 모든 용접 조인트의 자력검출(magnetoscopic)) 및 초음파 제어가 실시된다.

이런 방식으로 처리에 의하여, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 보강재(8)와 상기 직사각형 플레이트(3) 사이에 연결부가 생성된다. 상기 연결부는, 내측에서, 하나 이상의 패스로 생성되고 4mm 이상인 연결 반경(R)을 가지고 있는 내부 용접 비드(23)를 포함하고, 외측에서, 서브머지드 아크 타입 방법에 의하여 생성되는 복수의 성분 용접 비드(24, 25)로 구성된다. 용접물이 양호한 품질로 되도록, 상기 내부 용접 비드(23) 및 상기 외부 챔퍼(15)의 저면부에 위치되는 제1 성분 용접 비드(25)가 비점유 공간을 남기지 않을 필요가 있다. 상기 내부 용접 비드(23)와 제1 외부 성분 용접 비드(25)의 어느 정도의 상호 용입(interpenetration)이 있다고 가정한다. 그 때문에, 돌기부의 두께(T)는, 내측에서 비드의 용입 깊이와 외측에서 제1 성분 패스의 용입 깊이의 합으로부터 외측에서 제1 패스를 실시하기 전에 그라인딩(grinding)에 의하여 제거될 수 있는 금속 두께를 뺀 값보다 작아야 한다. 내측 및 외측의 용입 깊이는 사용되는 용접법, 그 에너지 파라미터 및 비드가 용착되는 리세스(recesses)에 달려 있다. 본 기술의 당업자는 용접 비드의 상기 용입 깊이를 형성하는 방법을 알고 있다.

일반적으로, 용가재(filler metal)는 용접의 성질을 위하여 제시된 대상물에 따라 선택될 수 있다.

상기 용가재는 상기 보강재 및 상기 직사각형 플레이트를 구성하는 금속과 동일한 구성을 가질 수 있다. 이 경우, 상기 보강재 및 상기 직사각형 플레이트의 성질과 동등한 성질이 용접을 위하여 얻어진다.

또한 상기 용가재는 상기 보강재 및 상기 직사각형 플레이트를 구성하는 금속보다 약간 경량의 합금일 수 있다. 이 경우, 용접 갈라짐(weld fissuring)의 위험이 감소된다.

마지막으로, 피로 저항을 향상하기 위하여 용접 비드의 잔류 압축 응력을 생성하는 것이 바람직하다면, 상기 보강재 및 상기 직사각형 플레이트를 구성하는 금속보다 더 무거운 합금 용가재를 사용하는 것이 가능하다.

본 기술의 당업자는 특수 환경, 따라서 실현하려고 하는 특수 대상물에 따른 충전 제품(filler products)을 선택하는 방법을 알고 있다.

상기 보강재 대 직사각형 플레이트의 용접은 일반적으로 작업장에서 실시되고, 랙부는 수평면에 배치된다. 또한 이러한 방식으로 얻어진 상기 부분은 상기 리그의 레그의 구성 동안 수직 위치의 제위치에 조립된다.

용접 작업을 실시하기 위하여, 도 5에 도시된 특수 공구가 사용된다. 상기 공구는 대체로 7m 이상인 비교적 긴 암(arm)(26)에 의하여 구성되고, 상기 암(26)은 대체로 27로 지시되는 용접 헤드의 일단부를 지지한다. 상기 용접 헤드(27)는 용접 비드를 생성하는 것이 바람직한 챔퍼에 지지되도록 의도된 용접 노즐(28) 및 챔퍼 가이드(29)를 포함한다. 상기 암(26)은 그 타단부에 의하여, 관절식으로 연결되기 위하여, 레일(34) 상에 이동가능한 캐리지(carriages)(30)에 장착된다. 상기 캐리지(30)는 모터 구동식이거나 또는 모터 구동식이 아닐 수 있다. 또한 상기 캐리지(30)는 용접 파라미터를 제어하는 제어 하우징 및 시스템(32)뿐만 아니라, 용접 헤드에 용접 와이어를 제공하는 와이어(31)의 코일을 이송한다. 용접 파라미터를 제어하는 제어 하우징 및 시스템은 상기 캐리지(30)와 멀리 떨어져 위치되는 동력 제너레이터(power generator)(도시되지 않음)에 연결된다. 상기 암(26)은, 용접을 실시하기에 바람직하도록 챔퍼의 길이에 대응하기 위하여 조절가능한 길이를 가지고, 첫째로 용융 플럭스 및 둘째로 용가재 와이어를 이송하는 수단을 가지고 있다. 용융 플럭스는 용접 플럭스 공급 장치에 연결되는 가압형 시스(pressurized sheath)에 의하여 이송되고, 상기 용접 플럭스 공급 장치는 원래 공지되어 있고, 모터-구동되는 캐리지 근처에 위치된다. 상기 용가재 와이어는 원래 공지되어 있고 대체로 모터-구동되는 푸싱 롤러(pushing rollers) 및 드로잉 롤러(drawing rollers)로 구성되는 "푸시-풀(push-pull)" 시스템에 의하여 상기 암(26)을 따라 이송된다. 상기 푸싱 롤러는 용가재 와이어(31)의 코일 근처에 배치되고, 상기 드로잉 롤러는 상기 용접 헤드(27) 근처에 배치된다. 일반적으로 상기 용접 플럭스 공급 장치는 캐리지 근처에 위치되는 오븐(oven)을 포함한다.

2개의 인접하는 랙부의 보강재 사이에 연결부를 형성하는 연결편(10, 10')은, 일측에서, 보강재(8, 8' 또는 9, 9')에 용접되어, 연결 라인(14, 14')을 따라 보강재 사이에 삽입되고, 타측에서, 보강재(8, 9)와 동일한 방식에 의하여 직사각형 플레이트에 용접된다. 이와 같은 방식으로, 연결편의 용접부는 4mm 이상의 연 결 반경을 가지는 내부 용접 비드를 포함한다. 그러나, 연결편(10, 10')은 랙부가 작업장에 있을 때 조립되지 않고, 대신에 원래 오일 리그가 조립될 때 조립된다. 오일 리그의 조립 동안, 랙부는 수평이 아니라, 수직으로 위치된다. 연결편(10)과 같은, 연결편의 용접을 하기 위하여, 용접 헤드를 보강재의 내부에, 보다 정확하게 상기 보강재와 직사각형 플레이트 사이의 가능한 공간 내부로 도입하고, 용접이 실시되어야 하는 영역까지 수직으로 그 용접 수단을 하강시킬 필요가 있다. 용접 헤드를 보강재의 내부로 하강시키기 위하여, 도 6에 도시된 장치가 사용된다. 상기 장치는, 예를 들면 소형 롤러인 가이드 수단(36)을 구비하고, 2개의 내부 길이 방향 에지(11, 12)를 따라 용접될 수 있도록 위치되어 있는 2개의 용접 토치(welding torches)(37, 38)를 이송한다. 이동가능한 캐리지는 상기 보강재의 내부에서 상승되거나 또는 하강될 수 있도록 하는 2개의 케이블(39)에 매달려 있다. 또한, 이동가능한 캐리지는, 도시되지 않은 수단에 의하여, 일측에서 전기 동력원에 연결되고, 타측에서 용가재, 예를 들면 용가재 와이어의 코일을 제공하는 수단에, 최종적으로 고체 플럭스나 또는 기체 플럭스일 수 있는 용접 플럭스를 공급하는 수단에 연결된다. 이러한 수단은 이미 공지되어 있다.

상기에서 설명된 방법은 루트 패스가 용접 방법에 의하여 용가재를 이용하여 실시되는 방법이다. 그러나, 용가재 없이 용접 방법을 사용하여 루트 패스를 실시하는 것도 가능하다. 이런 방식으로, 만족스러운 결과가 얻어지기도 한다.

일반적으로, 상기에서 설명된 방법은, 모든 경우에, 특히 내측에서 용접 비드의 연결부의 최소 반경이 4mm 이상이기 때문에, 세라믹 스트럿을 사용하는 방법에 의하여 얻어진 루트의 형상보다 더 만족스러운 형상을 가지는 루트를 제공하는 장점을 가지고 있다. 또한, 루트 패스가 용가재를 이용하는 방법에 의하여 실시되면, 용가재를 적당하기 선택함으로써, 루트의 기계적 성질을 조절하는 것이 가능하다. 특히, 기계적 성질이 본래 가지고 있는 것에 비하여 향상되는 루트를 생성하는 것이 가능하다. 또한, 상기에서 설명된 바와 같이, 내측에서 반복에 의한 용접 방법은, 세라믹 스트럿을 사용하는 용접 방법의 경우에서와 같이, 보강재 내부에 용접부의 어려운 청소를 필요로 하지 않는다. 따라서, 용접 방법의 생산성이 상당히 향상된다. 마지막으로, 세라믹 스트럿을 사용하는 용접 동안의 경우에 비하여, 용접 비드가 부스러기(debris)에 의하여 오염되지 않기 때문에, 상기 방법은 훨씬 더 일관되며 따라서 매우 반복적이고 제어하기 더 용이하다. 따라서, 얻어진 용접물은 공지된 방법에 의하여 얻어진 용접물보다 큰 신뢰성을 가지고 있다.

본 발명은 자동-상승 오일 리그의 랙부에 이용될 수 있다.

Claims

자동-상승 오일 리그(self-raising oil rig)의 랙부(rack protion)(1, 2)를 조립하는 방법에 있어서,

상기 랙부(1, 2)는 그 길이 방향 측면(4, 5)에 톱니(41, 51)를 포함하는 하나 이상의 직사각형 플레이트(3, 3'), 및 하프-셸(half-shell)의 형태를 가지고 있으며, 자신의 길이 방향 에지(11, 12)를 따라 하나 이상의 상기 직사각형 플레이트(3, 3')의 메인 면(main face)(6, 7)에 용접되는 하나 이상의 보강재(8, 8', 9, 9', 10, 10')로 이루어지고,

두께(T)를 가지고 있는 돌기부(17)에 의하여 분리되는 내부 챔퍼(chamfer)(16) 및 외부 챔퍼(15)는, 하나 이상의 상기 보강재(8, 8', 9, 9', 10, 10')의 각각의 길이 방향 에지(11, 12)에 생성되고,

하나 이상의 상기 보강재(8, 8', 9, 9', 10, 10')는 상기 직사각형 플레이트(3)의 메인 면(6, 7)에 제공되고,

하나 이상의 용접 패스(welding pass)가 하나 이상의 상기 보강재(8, 8', 9, 9', 10, 10')의 각각의 길이 방향 에지(11, 12)의 내부에서 실시되어, 4mm 이상의 연결 반경(R)을 가지는 내부 용접 비드(weld bead)(23)를 생성하고,

상기 내부 용접 비드(23)는 추가로 제어되고, 필요하다면, 결함이 연마되고 상기 내부 용접 비드(23)가 수선되며,

상기 챔퍼는, 하나 이상의 상기 보강재(8, 8', 9, 9', 10, 10')의 각각의 길이 방향 에지(11, 12)의 외부에서, 금속을 부가하여 하나 이상의 패스에서 생성되는 외부 용접 비드에 의하여 채워지며,

상기 내부 용접 비드(23)는 상기 외부 용접 비드(25)와 일정 정도의 상호 용입이 있는

것을 특징으로 하는 자동-상승 오일 리그의 랙부 조립 방법.
제1항에 있어서,

하나 이상의 상기 보강재(8, 8', 9, 9', 10, 10')의 각각의 길이 방향 에지(11, 12)의 내부에서 실시되는 하나 이상의 용접 패스(23)는, 금속이 부가된 용접 패스인 것을 특징으로 하는 자동-상승 오일 리그의 랙부 조립 방법.
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제1항에 있어서,

상기 돌기부(17)의 두께(T)는 상기 내부 용접 비드(23)의 용입(penetration) 깊이와, 외부 용접 비드의 제1 패스의 용입 깊이의 합에서 결합의 연마 두께를 뺀 값보다 작은 것을 특징으로 하는 자동-상승 오일 리그의 랙부 조립 방법.
제2항에 있어서,

상기 내부 용접 비드(23)는 서브머지드 아크(submerged arc) 용접, MIG 용접, MAG 용접, TIG 용접 및 코팅 전극 용접 방법 중에서 선택되는 하나의 방법에 의하여 생성되는 것을 특징으로 하는 자동-상승 오일 리그의 랙부 조립 방법.
제1항에 있어서,

상기 외부 용접 비드는 서브머지드 아크 방법에 의하여 생성되는 것을 특징으로 하는 자동-상승 오일 리그의 랙부 조립 방법.
제1항, 제2항, 또는 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

하나 이상의 상기 보강재(10, 10')는 2개의 인접하는 직사각형 플레이트(3, 3')의 2개의 보강재(8, 8', 9, 9') 사이의 연결편인 것을 특징으로 하는 자동-상승 오일 리그의 랙부 조립 방법.
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제1항, 제2항, 또는 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실시하는 장치에 있어서,

노즐(28) 및 챔퍼 가이드(29)로 이루어지는 용접 헤드(27), 및

상기 용접 헤드에 용가재(filler metal), 용융 플럭스(welding flux) 및 전기 동력을 공급하는 수단

을 포함하고,

상기 용접 헤드는 이동가능한 캐리지(carriage)(30)에 관절식으로 연결되도록 장착되는 암(arm)(26)의 단부에 의하여 지지되는

것을 특징으로 하는 자동-상승 오일 리그의 랙부 조립 방법의 실시 장치.
제7항에 따른 방법을 실시하는 장치에 있어서,

하나 이상의 용접 헤드(37, 38) 및 가이드 수단(36)을 지지하는 캐리지(22), 및

상기 하나 이상의 용접 헤드(37, 38)에 용가재, 용융 플럭스 및 전기 동력을 공급하는 수단

을 포함하고,

상기 캐리지(22)는 케이블(29)에 매달려 있는

것을 특징으로 하는 자동-상승 오일 리그의 랙부 조립 방법의 실시 장치.