KR101370132B1 - 배관검사로봇을 이용한 배관검사방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 배관검사방법은, 배관에 검사로봇을 진입시킬 관통구멍을 형성하는 액세스부 설치단계와; 상기 검사로봇을 밀폐튜브의 내부에 고정하는 검사로봇 준비단계와; 상기 밀폐튜브 내부의 검사로봇을 상기 관통구멍을 통해 배관 내부로 진입시키는 런칭단계와; 상기 검사로봇의 검사 완료 후, 상기 검사로봇을 밀폐튜브의 내부로 받아들여 고정하는 검사로봇 회수단계와; 상기 검사로봇의 회수가 완료된 후 밀폐튜브 내부의 가스를 제거하는 퍼지단계를 포함한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은, 수동완해와 자동잠금 기능을 가지는 홀더부를 통해 배관 검사로봇을 착탈 가능하게 지지하므로, 검사로봇이 오동작에 의해 출발할 염려가 없음은 물론 임무를 마치고 돌아온 검사로봇을 받아들여 자동으로 고정할 수 있어 그만큼 검사로봇의 회수가 용이하며, 검사로봇의 발사 순간까지 충전이 가능하므로 검사로봇의 동작시간을 최대한 연장시킬 수 있고, 또한 균압 및 퍼지시스템을 통해 안전한 검사를 수행할 수 있게 한다.

Description

배관검사로봇을 이용한 배관검사방법{Method for inspection of pipe using inspection robot}

본 발명은 배관검사로봇을 이용한 배관검사방법에 관한 것이다.

유체가 흐르고 있는, 이를테면 가스관이나 송유관과 같은 철재질의 배관 내부 상태를 검사하기 위한 배관검사방법은, 검사로봇을 배관의 내부로 진입시키고 검사 완료 후 검사로봇을 배관 외부로 유도 회수하는 과정을 포함한다. 상기 진입단계를 통해 배관의 내부로 진입한 검사로봇은 배관의 내부를 주행하며 배관 내부의 상태를 촬영함과 동시에 비파괴 검사하고 검사결과나 촬영한 내용을 외부의 관제센터로 전송하도록 한다.

보통 배관용 검사로봇은 여러 가지 모듈(가령 콘트롤모듈, 견인모듈, 촬영 및 통신모듈, 검사모듈, 배터리모듈 등)이 앞뒤로 연결된 구조를 가져 구부러질 수 있어, 배관 내부의 굴곡부위나 연결부위 등을 쉽게 통과하도록 설계되어 있으며, 자체의 추진력으로 자율주행 할 수 있다.

한편, 미국특허공보 US6,917,176호(Gas main robotic inspection system)에는, 로봇 검사 시스템의 구조와 상기 시스템을 가스관의 내부로 진입시키기 위한 기술 내용이 개시되어 있다.

상기 미국특허공보에 개시되어 있는, 로봇 검사 시스템을 가스관의 내부에 진입시키기 위한 방법은, 가스관의 측부에 피팅과 파이프를 설치하고 로봇 검사 시스템을 상기 파이프를 통해 가스관 내에 진입시키는 기본 구조를 갖는다.

그런데, 상기 파이프는 로봇 검사 시스템이 통과하는 하나의 경로일 뿐 그 이상의 역할을 하지 못한다는 단점이 있다. 즉, 상기 파이프는, 단지 로봇 검사 시스템을 배관 내부로 가이드할 뿐, 이를테면 로봇 검사 시스템에 발사 순간까지 충전용 전력을 공급한다거나, 또는 로봇 검사 시스템의 상황을 실시간 체크하여 외부의 관제센터에 알려주는 등의 기능을 갖지 못한다.

따라서, 가령 로봇 검사 시스템이 파이프 내에서 대기하는 동안 배터리모듈에 충전되어 있는 전력이 서서히 방전되어, 배터리모듈이 어느 정도 방전된 상태로 출발할 수 밖에 없어, 로봇 검사 시스템이 본연의 성능을 제대로 발휘할 수 없게 한다.

이와같이 충전 전력량이 작으므로 로봇이 구동할 수 있는 시간과 이동거리가 줄어들어 원거리 이동이 불가능하고 검사가능 범위도 좁다. 이는 배관에 로봇을 투입할 액세스홀을 더욱 많이 형성해야 한다는 의미이기도 한다.

또한, 대기시간 동안 로봇에 문제가 발생했는데 그 사실을 모르고 배관내에 로봇이 투입되었다면, 검사 시작 후 얼마 지나지 않아 로봇을 배관으로부터 다시 인출해야 한다.

아울러 상기 미국특허공보의 경우, 검사를 마치고 돌아온 로봇 검사 시스템을 받아들여 자동 고정하거나, 파이프 내부의 잔류가스를 퍼지하며 압력을 조절하는 장치도 없으므로 사용이 매우 불편하고 가스사고의 발생 위험도 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 수동완해와 자동잠금 기능을 가지는 홀더부를 통해 배관 검사로봇을 착탈 가능하게 지지하므로, 검사로봇이 오동작에 의해 출발할 염려가 없음은 물론 임무를 마치고 돌아온 검사로봇을 받아들여 자동으로 고정할 수 있어 그만큼 검사로봇의 회수가 용이하며, 검사로봇의 발사 순간까지 충전이 가능하므로 검사로봇의 동작시간을 최대한 연장시킬 수 있고, 또한 균압 및 퍼지시스템을 통해 안전한 검사를 수행할 수 있게 하는 배관 검사로봇을 이용한 배관검사방법을 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배관검사로봇을 이용한 배관검사방법은, 검사할 배관에 스토플피팅을 채워 고정하는 스토플피팅 고정공정과, 상기 스토플피팅에 샌드위치밸브를 장착하는 샌드위치밸브 장착공정과, 상기 샌드위치밸브에 천공머신을 장착한 상태로 샌드위치밸브를 열고 스토플피팅 내부에 관통구멍을 형성한 후 샌드위치밸브를 차단하는 천공공정을 포함하는 액세스부 설치단계와; 상기 배관의 내부로 진입시킬 검사로봇을, 일정직경을 갖는 밀폐튜브의 내부에 삽입 고정하는 검사로봇 준비단계와; 상기 검사로봇이 수용되어 있는 밀폐튜브의 일단부를 상기 스토플피팅의 샌드위치패널에 고정시키는 밀폐튜브 장착단계와; 상기 밀폐튜브의 내부압력을 배관의 내부압력에 맞추는 균압단계와; 상기 샌드위치밸브를 개방하여 상기 관통구멍을 통해 배관 내부로 검사로봇을 진입시키는 런칭단계와; 상기 검사로봇이 배관 내부로 진입된 후 샌드위치밸브를 차단하는 샌드위치밸브 차단단계와; 상기 검사로봇의 검사 완료 후, 상기 샌드위치밸브를 개방하고 검사로봇을 상기 밀폐튜브의 내부로 받아들여 밀폐튜브 내에 고정하는 검사로봇 회수단계와; 상기 검사로봇의 회수가 완료된 후 샌드위치밸브를 차단하고, 밀폐튜브 내부의 가스를 제거하는 퍼지단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배관검사로봇을 이용한 배관검사방법은, 검사할 배관에 다수의 스토플피팅을 이격시켜 고정하는 스토플피팅 고정공정과, 각 스토플피팅에 개폐밸브를 고정하는 개폐밸브 장착공정과, 상기 각 개폐밸브에 천공머신을 장착한 상태로 개폐밸브를 열고 스토플피팅 내부에 관통구멍을 형성한 후 개폐밸브를 차단하는 천공공정과, 상기 천공머신을 제거하고 그 자리에 플러깅머신을 설치한 상태로 개폐밸브를 열고 플러깅머신이 설치되어 있는 스토플피팅 사이의 배관을 차단하며 바이패스관을 이용하여 가스를 바이패스 시키는 플러깅 및 바이패스 공정과, 상기 플러깅머신에 의해 차단된 영역 사이의 배관을 절단해 떼어내고 그 자리에 마이터를 설치하되 마이터의 양단부를 배관에 용접하는 마이터 설치공정과, 상기 마이터에 샌드위치밸브를 장착하는 샌드위치밸브 장착공정과, 상기 샌드위치밸브가 차단된 상태로 플러깅머신과 바이패스관을 제거하여 가스가 마이터를 통과하도록 하는 바이패스 제거공정을 포함하여 이루어진 액세스부 설치단계와; 상기 배관의 내부로 진입시킬 검사로봇을, 일정직경을 갖는 밀폐튜브의 내부에 삽입 고정하는 검사로봇 준비단계와; 상기 검사로봇이 수용되어 있는 밀폐튜브의 일단부를 상기 마이터의 샌드위치패널에 장착하는 밀폐튜브 장착단계와; 상기 밀폐튜브의 내부압력을 배관의 내부압력에 맞추는 균압단계와; 상기 샌드위치밸브를 개방하여 마이터를 통해 배관 내부로 검사로봇을 진입시키는 런칭단계와; 상기 검사로봇이 배관 내부로 진입된 후 마이터의 샌드위치밸브를 차단하는 샌드위치밸브 차단단계와; 상기 검사로봇의 검사 완료 후, 상기 샌드위치밸브를 개방하고 검사로봇을 상기 밀폐튜브의 내부로 받아들여 밀폐튜브 내부에 고정하는 검사로봇 회수단계와; 상기 검사로봇의 회수가 완료된 후 샌드위치밸브를 차단하고 밀폐튜브 내부의 가스를 제거하는 퍼지단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스토플피팅은; 반원통의 형태를 취하며 상기 배관을 사이에 두고 상호 결합하는 하부피팅편 및 상부피팅편과, 원통의 형태를 취하며 상기 상부피팅편에 일체를 이루는 가지관부로 형성되고, 상기 가지관부는, 상기 배관의 길이방향에 대해 90도 이하의 사이각을 가지며, 상기 샌드위치밸브는 가지관부의 단부에 고정된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 마이터는; 상기 배관과 같은 직경을 가지며 길이방향으로 연장된 본체부와, 상기 본체부의 측부에 일체를 이루며 관통구멍을 통해 본체부에 연통하는 원통형 가지관부로 이루어지고, 상기 가지관부는, 상기 본체부의 길이방향에 대해 90도 이하의 사이각을 가지며, 상기 샌드위치밸브는 가지관부의 단부에 고정된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 검사로봇은; 상기 배관의 내부를 주행하며 배관의 상태를 촬영 및 검사하는 장치로서, 그 양단부에 카메라모듈을 가지되 상기 카메라모듈의 외측부에는 걸림홈이 형성되어 있고, 상기 검사로봇 준비단계는; 양단부가 개방되고 일정직경을 가지며 길이방향으로 연장되고 타단부가 엔드캡으로 밀폐되는 밀폐튜브의 내부에 검사로봇을 삽입하되 상기 엔드캡에 카메라모듈을 착탈 가능하게 고정하는 검사로봇 세팅공정과, 상기 카메라모듈을 고정하고 있는 상태의 엔드캡을 밀폐튜브의 타단부에 결합하는 엔드캡 결합공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 밀폐튜브와 배관의 사이에는 밀폐튜브와 배관을 연통하는 균압파이프와, 상기 균압파이프를 개폐하는 균압밸브가 설치되며, 상기 균압단계는; 상기 균압밸브를 개방하여 밀폐튜브 내부의 압력을 배관의 내부 압력으로 맞추는 과정인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 엔드캡에는, 밀폐튜브의 내부 공간을 향하며, 상기 카메라모듈의 일부를 수용하되 그 내부에, 상기 걸림홈측으로 탄성지지되어 걸림홈에 끼워져 카메라모듈이 빠지지 않도록 지지하는 다수의 핑거부재를 갖는 홀더와, 상기 엔드캡의 외측부에 설치되며 작업자에 의해 수동 작동되어 상기 핑거부재를 걸림홈으로부터 후퇴시켜 홀더부로부터 카메라모듈을 분리시키는 릴리져가 구비되고, 상기 검사로봇 준비단계는; 상기 홀더의 내부로 카메라모듈를 진입시켜 상기 걸림홈에 핑거부재가 탄성적으로 끼워지게 하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 런칭단계는; 상기 밀폐튜브의 외부에서 릴리져를 작동시켜 상기 핑거부재가 걸림홈으로부터 분리되도록 하여, 검사로봇이 샌드위치밸브와 관통구멍을 통과해 배관으로 이동하게 하는 과정인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 검사로봇 회수단계는; 배관의 검사를 마치고 밀폐튜브의 내부로 귀환한 검사로봇의 카메라모듈을, 상기 홀더의 내부로 진입시켜 카메라모듈이 핑거부재에 걸려 지지되도록 하는 과정인 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 밀폐튜브에는; 외부의 가스를 밀폐튜브 내부로 압입하기 위한 퍼지가스주입밸브와, 상기 밀폐튜브 내부의 가스를 밀폐튜브 외부로 배출하기 위한 가스배출밸브가 더 설치되고, 상기 퍼지단계는; 상기 가스배출밸브를 개방하여 밀폐튜브 내의 가스를 밀폐튜브 외부로 배출하는 가스배출공정과, 상기 가스배출공정 완료 후 밀폐튜브 내부에 질소가스를 주입하여 밀폐튜브 내부의 잔류가스를 배출하는 가스제거공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 검사로봇에는 충전부가 더 구비되어 있고, 상기 엔드캡에는 상기 충전부에 전력을 공급하기 위한 충전단자가 설치되며, 상기 검사로봇 준비단계에는, 상기 충전단자를 통해 충전부에 전력을 공급하는 과정이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 배관검사로봇을 이용한 배관검사방법은, 수동완해와 자동잠금 기능을 가지는 홀더부를 통해 배관 검사로봇을 착탈 가능하게 지지하므로, 검사로봇이 오동작에 의해 출발할 염려가 없음은 물론 임무를 마치고 돌아온 검사로봇을 받아들여 자동으로 고정할 수 있어 그만큼 검사로봇의 회수가 용이하며, 검사로봇의 발사 순간까지 충전이 가능하므로 검사로봇의 동작시간을 최대한 연장시킬 수 있고, 또한 균압 및 퍼지시스템을 통해 안전한 검사를 수행할 수 있게 한다.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 배관검사로봇을 이용한 배관검사방법을 설명하기 위하여 도시한 블록도이다.
도 2는 상기 도 1에 나타낸 액세스부 설치단계를 나타내 보인 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 배관검사방법을 도식적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 6은 상기 도 5와 다른 형태의 스토플피팅이 적용된 배관검사 방식을 나타내 보인 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 배관검사로봇을 이용한 배관검사방법을 설명하기 위하여 도시한 블록도이다.
도 8은 상기 도 7에 도시한 액세스부 설치단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 2실시예에 따른 배관검사방법에 사용되는 마이터의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제 2실시예에 따른 배관검사방법을 도식적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 2실시예에 따른 배관검사방법에 사용될 수 있는 다른 형식의 마이터의 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 배관검사로봇을 이용한 배관검사방법을 설명하기 위하여 도시한 블록도이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 배관검사방법을 도식적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도시한 바와같이, 제 1실시예에 따른 배관검사방법은, 배관(11)에 액세스부를 설치하는 액세스부 설치단계(100)와, 상기 배관(11)의 내부로 진입시킬 검사로봇(31)을 밀폐튜브(17) 내에 준비하는 검사로봇 준비단계(102)로 시작된다.

먼저, 상기 액세스부 설치단계(100)는, 검사할 배관(11)에 스토플피팅(13)을 채워 고정하는 스토플피팅 고정공정(100a)과, 상기 스토플피팅(13)에 샌드위치밸브(15)를 장착하는 샌드위치밸브 장착공정(100b)과, 상기 샌드위치밸브(15)에 천공머신을 장착한 상태로 샌드위치밸브를 열고 스토플피팅(13) 내부에 관통구멍(11a)을 형성한 후 샌드위치밸브를 차단하는 천공공정(100c)으로 이루어진다.

도 2에 상기 액세스부 설치단계(100)를 도식적으로 나타내 보였다.

도 2a에 도시된 바와같이, 상기 스토플피팅(13)은 반원통의 형태를 취하며 배관(11)을 사이에 두고 배관(11)에 밀착한 상태로 배관(11)에 용접 결합하는 하부피팅편(13a) 및 상부피팅편(13b)과, 원통의 형태를 취하며 상기 상부피팅편(13b)에 일체를 이루는 가지관부(13c)로 이루어진다. 도면부호 w 는 용접부위이다.

상기 가지관부(13c)는 상부피팅편(13b)의 하부로 개방된 부분으로서, 배관(11)의 길이방향에 대해 기울어진 형상을 취한다. 상기 가지관부(13c)와 배관(11)의 사이각은 45도이다. 하지만 도 6에 도시한 바와같이 가지관부(13c)를 배관에 대해 수직으로 제작할 수 도 있다.

여하튼, 상기 배관(11)에 스토플피팅(13)이 고정되었다면, 상기 가지관부(13c)의 단부에 샌드위치밸브(도 2b의 15)를 장착한다. 상기 샌드위치밸브는 대략 판상의 형태를 취하는 밸브로서 상기 가지관부(13c)의 단부에 고정된 상태로 개폐된다.

상기 천공공정(100c)은, 상기 샌드위치밸브(15)의 바깥쪽면에 천공머신(미도시)을 장착한 상태로 샌드위치밸브(15)를 열고 스토플피팅(13) 내부의 천공부(A)를 제거하여 관통구멍(도2c 의 11a)을 형성한 후 샌드위치밸브(15)를 다시 차단하고 천공머신을 철수하는 과정이다.

한편, 상기 검사로봇 준비단계(102)는, 검사로봇 세팅공정(102a)과 엔드캡결합공정(102b)을 포함한다.

상기 검사로봇 세팅공정(102a)은, 검사로봇(31)을 엔드캡(21)에 결합한 상태로 밀폐튜브(17)에 삽입하는 과정이다.

상기 검사로봇(31)은 다종 다수의 모듈을 길이방향으로 링크시킨 것으로서 그 양단부에 카메라모듈(31a)을 갖는다. 상기 카메라모듈(31a)은 배관 내부의 상황을 촬영하고 촬영한 내용을 외부로 무선 송신한다. 이를 위해 상기 카메라모듈(31a)에는 안테나부(31c)가 내장된다. 아울러 상기 카메라모듈(31a)에는 충전부(도 5의 31d)도 설치된다.

상기 충전부(31d)는 비상용 전원으로서, 검사로봇(31)의 배터리모듈(미도시)과 접속되어 배터리모듈에 비상용 전력을 공급한다.

특히 상기 카메라모듈(31a)의 외주면에는 걸림홈(31b)이 형성된다. 상기 걸림홈(31b)은 카메라모듈(31a)의 원주방향을 따라 연장된 링형 홈으로서, 홀더(21)내의 핑거부재(21e)가 걸리는 부위이다.

상기 밀폐튜브(17)는 도 3에 도시한 바와같이 일정직경을 가지며 길이방향으로 연장된 중공파이프로서 그 내부에 상기 검사로봇(31)을 수용한다. 상기 밀폐튜브(17)의 길이가 검사로봇(31)의 길이보다 길어야 함은 물론이다.

아울러 밀폐튜브(17)의 일단부에는, 퍼지가스주입밸브(25)와, 가스배출밸브(27)와, 압력게이지(29)와, 균압밸브(30)가 설치되어 있다.

상기 가스배출밸브(27)는 밀폐튜브(17) 내부에 수용되어 있는 가스를 외부로 배출하기 위한 통로이다. 또한 퍼지가스주입밸브(25)는 질소가스를 밀폐튜브(17)의 내부로 압입하는 통로를 제공하는 밸브이다. 상기 퍼지가스주입밸브(25)를 통해 압입된 질소가스는 밀폐튜브(17) 내부의 잔류 가스를 강제 배출하여 제거한다. 또한 압력게이지(29)는 밀폐튜브(17) 내부의 압력을 측정한다.

상기 균압밸브(30)는 균압파이프(23)를 통해 배관(11)에 연결되는 밸브이다. 상기 배관(11)측에도 같은 균압밸브(30)가 설치된다. 상기 균압밸브(30)와 균압파이프(23)는 후술할 균압단계(106)시 작동된다.

상기 구조를 갖는 밀폐튜브(17)는, 상기 검사로봇(31)을 그 내부에 수용한 상태로 일단부가 상기 샌드위치밸브(15)에 결합하고 타단부가 엔드캡(19)과 결합한다.

상기 엔드캡(19)은, 홀더부(21)를 통해 검사로봇(31)과 결합한 상태로 밀폐튜브(17)의 타단부에 고정되어, 밀폐튜브(17)의 내부를 밀폐한다.

상기 엔드캡(19)은 디스크의 형태를 취하며 밀폐튜브(17)의 내부공간을 향하는 저면에 홀더(21)를 갖는다. 상기 홀더(21)는 상기 카메라모듈(31a)의 일부를 그 내부에 수용하여 착탈 가능하게 고정하는 역할을 한다.

이를 위하여, 도 5에 도시한 바와같이, 상기 홀더(21)의 내부에는 다수의 핑거부재(21e)가 설치된다. 상기 핑거부재(21e)는 방사방향으로 진퇴운동 가능한 지지수단으로서 상기 걸림홈(31b)측으로 탄성 지지된다. 상기 핑거부재(21e)는 카메라모듈(31a)이 홀더(21)의 내부로 진입할 때 밀리며 후퇴 한 후, 걸림홈(31b)이 진입된 순간 스프링의 작용에 의해 걸림홈(31b)측으로 이동하여 걸림홈(31b)을 걸어 고정한다.

상기 핑거부재(21e)가 걸림홈(31b)에 끼워져 있는 한, 카메라모듈(31a)이 홀더(21)로부터 빠질 염려가 없다.

상기 핑거부재(21e)를 걸림홈(31b)으로부터 후퇴시키기 위하여, 릴리져(도 4의 21a)가 설치된다. 상기 릴리져(21a)는 외부에서 작업자가 수동으로 회전시키는 부속으로서, 상기 핑거부재(21e)에 내부 연결되어 있다. 따라서 상기 릴리져(21a)의 육각홈(21b)에 공구를 넣고 릴리져(21a)를 회전시키면 핑거부재(21e)가 후퇴하며 홀더(21)로부터 검사로봇(31)이 분리된다.

또한 도 4에 도시한 바와같이, 상기 엔드캡(19)의 상면에는 안테나단자(21d)와 충전단자(21c)가 더 설치되어 있다. 상기 안테나단자(21d)는 홀더(21) 내부에 설치되는 안테나(미도시)에 감응하는 것으로서, 안테나와 관제실을 연결한다.

상기 충전단자(21c)는 상기 충전부(31d)에 전기적으로 접속된 단자로서 외부의 전원과 접속된다. 상기 충전단자(21c)와 충전부(31d)는, 후술할 런칭단계(110)를 수행할 때까지 계속적으로 접속된 상태를 유지한다. 상기 충전단자(21c)와 충전부(31d) 사이에는, 검사로봇(31)의 런칭시 단절되는 스위치(미도시)가 설치된다.

상기 충전단자(21c)에 전원을 접속하면 전원의 전력이 상기 충전부(31d)로 공급되어 충전이 이루어진다.

한편, 상기 검사로봇 세팅공정(102a)은, 상기 카메라모듈(31a)을 홀더(21)에 진입시켜 검사로봇(31)과 엔드캡(12)을 상호 고정시키는 과정이다.

상기 과정을 통해 엔드캡(12)에 검사로봇(31)의 결합이 완료되었다면, 엔드캡 결합공정(102b)을 통해 상기 엔드캡(31)을 밀폐튜브(17)의 타단부에 고정시켜 검사로봇 준비단계(102)를 마친다. 이 때 상기 충전단자(21c)에 전력선을 접속시켜 충전부(31d)에 전력을 계속적으로 공급함은 물론이다.

이어지는 밀폐튜브 장착단계(104)는, 상기 샌드위치밸브(15)에 (검사로봇(31)이 세팅되어 있는) 밀폐튜브(17)의 일단부를 결합하는 과정이다. 상기 과정을 통해 배관(11)의 상부에 45도로 경사진 밀폐튜브(17)가 세워진다.

상기 밀폐튜브 장착단계(104)에 이어지는 균압단계(106)는, 상기 밀폐튜브(17)의 내부압력을 배관(11)의 내부압력에 맞추는 단계이다. 상기 균압단계(106)를 위해 상기한 균압밸브(30)를 개방하면, 배관(11) 내부의 가스가 균압파이프(23)를 통해 밀폐튜브(17)를 채우고 밀폐튜브(17)의 내압이 배관(11)의 내부 압력과 같아진다.

상기 과정을 통해 밀폐튜브(17)의 내부 압력이 조절되었다면 샌드위치밸브 개방단계(108)를 통해 샌드위치밸브(15)를 개방한다. 상기 샌드위치밸브(15)가 개방되더라도 밀폐튜브(17)의 내부 압력은 배관(11)의 내부 압력과 같도록 이미 조정되어 있으므로, 가스의 급격한 이?은 없다.

이어서 런칭단계(110)를 수행한다. 상기 런칭단계(110)는 릴리져(21)를 회전시켜 홀더(21)로부터 검사로봇(31)을 분리하여 검사로봇(31)을 배관(11)으로 발사하는 과정이다. 상기 릴리져(21)를 회전시키면 각 핑거부재(21e)가 걸림홈(31b)으로부터 빠져나와 검사로봇(31)이 중력의 작용을 받아 하강하게 된다.

특히 상기 카메라모듈(31a)에 마련되어 있는 충전부(31d)는, 검사로봇(31)의 발사 순간까지 계속적으로 충전되므로 100% 충전된 상태로 검사를 떠난다.

상기 런칭단계(110)를 통해 검사로봇(31)이 관통구멍(11a)을 통과해 배관(11)의 내부로 완전히 진입되었다면 샌드위치밸브차단단계(112)를 통해 샌드위치밸브(15)를 다시 차단한다. 이 때 상기 밀폐튜브(17)는 비어 있게 된다.

상기 배관(11)의 내부로 진입한 검사로봇(31)이 관제센터의 제어신호에 따라 배관의 검사를 마쳤다면, 상기 샌드위치밸브(15)를 다시 개방하고 검사로봇(31)을 밀폐튜브(17)내부로 받아들이는 검사로봇 회수단계(118)를 수행한다.

상기 검사로봇(31)은 관제센터로부터의 제어신호에 의해 상기관통구멍(11a)을 통해 나와 밀폐튜브(17)의 내부로 진입하며, 밀폐튜브(17) 내부에서 상기 홀더부(21) 까지 상향 진행한다. 상기 밀폐튜브(17)의 내부에서 상향 이동하는 검사로봇(31)은 상기 카메라모듈(31a)이 홀더(21)에 삽입되어 핑거부재(21e)에 걸려 고정된 후 정지한다.

상기 검사로봇 회수단계(118)가 완료된 후 샌드위치밸브 차단단계를 통해 샌드위치밸브(15)를 다시 차단하고, 퍼지단계(122)를 수행한다.

상기 퍼지단계(122)는, 상기 가스배출밸브(27)를 개방하여 밀폐튜브(17) 내의 가스를 밀폐튜브(17) 외부로 배출하는 가스배출공정과, 상기 가스배출공정 완료 후 퍼지가스 주입밸브(25)를 통해 질소가스를 밀폐튜브 내부로 주입하여 밀폐튜브 내부의 잔류가스를 제거하는 가스제거공정을 포함한다.

상기 퍼지단계(122)를 통해 밀폐튜브(17)의 내부 압력은 대기압 수준으로 낮아지고 내부의 인화성 가스도 완전히 제거된다.

상기 배관검사방법을 통해 배관검사를 마친다.

도 6은 상기 도 5와 다른 형태의 스토플피팅이 적용된 예를 나타낸 도면이다.

도 6에 도시한 스토플피팅(13)은, 가지관부(13c)가 배관의 연장방향에 대해 직각을 이룬다. 도 6의 스토플피팅(13)을 갖는 경우도 상기한 제 1실시예의 배관검사방법과 동일한 방법으로 검사를 진행한다.

도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 배관검사로봇을 이용한 배관검사방법을 설명하기 위하여 도시한 블록도이고, 도 8은 상기 도 7에 도시한 액세스부 설치단계를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 9는 본 발명의 제 2실시예에 따른 배관검사방법에 사용되는 마이터의 단면도이며, 도 10은 본 발명의 제 2실시예에 따른 배관검사방법을 도식적으로 설명하기 위한 도면이다.

이하, 상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리킨다.

도시한 바와같이, 제 2실시예에 따른 배관검사로봇을 이용한 배관검사방법은, 마이터(124g)를 포함하는 액세스부설치단계(124)와, 검사로봇준비단계(102)와, 밀폐튜브 장착단계(104)와, 균압단계(106)와, 샌드위치밸브 개방단계(108)와, 런칭단계(110)와, 샌드위치밸브 차단단계(112)와, 검사단계(114)와, 검사로봇 회수단계(118)와, 샌드위치밸브 차단단계(120)와, 퍼지단계(122)를 포함하여 구성된다.

상기 액세스부 설치단계(124) 이외의 다른 공정은 상기한 제 1실시예와 동일하며 그에 관한 설명은 생략한다.

상기 액세스부 설치단계(124)는, 검사할 배관(11)에 다수의 스토플피팅(33)을 고정하는 스토플피팅 고정공정(124a)으로 시작된다.(도 8a). 상기 스토플피팅(33)은 일반적인 것으로서 하나의 배관(11)에 짝수개가 이격 배치된다. 본 실시예에서는 두 개가 적용된다. 상기 배관(11)에 대한 스토플피팅(33)의 결합은 용접에 의한다.

상기 스토플피팅 고정공정(124a)이 완료되었다면, 개폐밸브 장착공정(124b)을 수행한다. 상기 개폐밸브 장착공정(124b)은 스토플피팅(33)의 가지관부(33a) 상단에 개폐밸브(도 8b의 16)를 장착하는 과정이다. 상기 개폐밸브(16)로서 위에서 설명한 샌드위치밸브를 사용함이 좋다. 본 설명에서 개폐밸브(16)라 칭한 것은 상기 샌드위치밸브(15)와의 구분을 명확한 구분을 위한 것이다.

여하튼 도 8b에 도시한 바와같이, 상기 개폐밸브(16)의 장착이 완료 되었다면, 각 개폐밸브(16)위에 천공머신(35)을 장착한 상태로 개폐밸브(16)를 열고 스토플피팅(33) 내부의 천공부(A)를 기계가공하여 관통구멍(11a)을 형성한 후 개폐밸브(16)를 다시 차단하는 천공공정(124c)을 이어간다. 상기 천공공정(124c)을 통해 도 8c에 도시한 관통구멍(11a)이 형성된다.

이어서 플러깅 및 바이패스 공정(124d)을 수행한다. 상기 플러깅 및 바이패스 공정(124d)은, 상기 천공머신(35)을 제거하고 그 자리에 플러깅머신(37)을 설치한 상태로 개폐밸브(16)를 다시 열고 플러깅머신이 설치되어 있는 스토플피팅(33) 사이의 배관을 차단하며 바이패스관(39)을 이용하여 가스를 바이패스 시키는 과정이다.

상기 플러깅머신(37)은 배관의 바이패스 작업에 사용되는 공지의 기계로서 두 대가 함께 사용된다. 상기 플러깅머신(37)은 바이패스관(39)을 통해 서로에 대해 연통한다.

아울러 상기 플러깅머신(37)의 내부에 설치되어 있는 승강샤프트(37b) 및 플러깅헤드(37a)는 승강 가능하며, 배관(11)의 내부로 하강하여 가스의 흐름을 차단한다. 상기 가스는 플러깅헤드(37a)에 의해 막혀, 플러깅머신(37)의 케이싱(37c)을 통해 바이패스관(39)으로 우회하여 흐른다.

상기 플러깅머신(37)에 의해 배관(11)의 일부 영역이 막혀 가스가 바이패스된다면, 상기 플러깅헤드(37a) 사이의 배관(11)의 일부를 절단해 떼어내고 그 자리에 마이터(41)를 끼워 결합하는 마이터 설치공정(124g)을 수행한다.

상기 마이터(41)는 별도의 주조공정을 통해 제작된 것으로서, 균압밸브(30)를 제외하고 일체를 이룬다. 상기 균압밸브(30)는 주조 제작이 완료된 마이터(41)에 추가적으로 조립된 것이다.

도 9에 상기 마이터(41)를 별도로 도시하였다.

도시한 바와같이, 상기 마이터(41)는, 검사할 배관(11)과 같은 직경을 가지는 본체부(41a)와, 상기 본체부(41a)의 측부에 일체를 이루며 관통구멍(41c)을 통해 본체부(41a)에 연통하는 가지관부(41b)로 이루어진다. 상기 본체부(41a)에 대한 가지관부(41b)의 사이각은 90도 이하 범위에서 필요에 맞추어 제작할 수 있다. 도 9에 도시한 마이터(41)는 본체부(41a)에 대한 가지관부(41b)의 각도가 45도이다.

또한 도 11에 도시한 바와같이, 상기 가지관부(41b)를 본체부(41a)에 대해 수직으로 제작할 수 도 있다.

상기 마이터설치공정(124g)은 마이터(41) 본체부(41a)의 양단부를 배관(11)의 절단단부에 맞추고 용접하는 과정이다.

이어서 샌드위치밸브 장착공정(124k)이 수행된다. 상기 샌드위치밸브 장착공정(124k)은, 상기 가지간부(41b)의 상단부에 샌드위치밸브(15)를 결합하는 과정이며, 상기 샌드위치밸브(15)를 장착한 상태로 밸브를 잠궈야 한다.

상기 샌드위치밸브(15)의 장착이 완료되었다면, 상기 샌드위치밸브(15)가 차단된 상태로 상기 플러깅머신(37)과 바이패스관(39)을 제거하여 가스가 마이터(41)를 통과하도록 하는 바이패스 제거공정(124m)을 통해 액세스부의 설치를 마무리한다. 상기 플러깅머신(37)을 제거하기 전에 개폐밸브(16)를 완전히 차단하고 밀봉하여야 함은 물론이다. 상기 과정을 통해 도 8e 에 도시한 바와같이 배관(11)에 마이터(41)가 장착되었다.

제 2실시예에서의 밀폐튜브 장착단계(104)는, 검사로봇(31)이 수용되어 있는 밀폐튜브(17)의 일단부를 상기 마이터(41)의 샌드위치밸브(15)에 장착하는 과정이다.

상기 밀폐튜브 장착단계(104)를 통해 도 10에 도시한 바와같은 검사준비가 완료된다. 이어서 상기한 균압(106)단계 내지 퍼지단계(122)를 통해 배관(11)의 검사를 진행 완료한다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

11:배관 11a:관통구멍 13:스토플피팅
13a:하부피팅편 13b:상부피팅편 13c:가지관부
15:샌드위치밸브 16:개폐밸브 17:밀폐튜브
19:엔드캡 21:홀더 21a:릴리져
21b:육각홈 21c:충전단자 21d:안테나단자
21e:핑거부재 23:균압파이프 25:퍼지가스주입밸브
27:가스배출밸브 29:압력게이지 30:균압밸브
31:검사로봇 31a:카메라모듈 31b:걸림홈
31c:안테나부 31d:충전부 33:스토플피팅
33a:가지관부 35:천공머신 37:플러깅머신
37a:플러깅헤드 37b:승강샤프트 37c:케이싱
39:바이패스관 41:마이터 41a:본체부
41b:가지관부 41c:관통구멍

Claims (11)

1. 검사할 배관에 스토플피팅을 채워 고정하는 스토플피팅 고정공정과, 상기 스토플피팅에 샌드위치밸브를 장착하는 샌드위치밸브 장착공정과, 상기 샌드위치밸브에 천공머신을 장착한 상태로 샌드위치밸브를 열고 스토플피팅 내부에 관통구멍을 형성한 후 샌드위치밸브를 차단하는 천공공정을 포함하는 액세스부 설치단계와;
   상기 배관의 내부로 진입시킬 검사로봇을, 일정직경을 갖는 밀폐튜브의 내부에 삽입 고정하는 검사로봇 준비단계와;
   상기 검사로봇이 수용되어 있는 밀폐튜브의 일단부를 상기 스토플피팅의 샌드위치패널에 고정시키는 밀폐튜브 장착단계와;
   상기 밀폐튜브의 내부압력을 배관의 내부압력에 맞추는 균압단계와;
   상기 샌드위치밸브를 개방하여 상기 관통구멍을 통해 배관 내부로 검사로봇을 진입시키는 런칭단계와;
   상기 검사로봇이 배관 내부로 진입된 후 샌드위치밸브를 차단하는 샌드위치밸브 차단단계와;
   상기 검사로봇의 검사 완료 후, 상기 샌드위치밸브를 개방하고 검사로봇을 상기 밀폐튜브의 내부로 받아들여 밀폐튜브 내에 고정하는 검사로봇 회수단계와;
   상기 검사로봇의 회수가 완료된 후 샌드위치밸브를 차단하고, 밀폐튜브 내부의 가스를 제거하는 퍼지단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관검사로봇을 이용한 배관검사방법.
2. 검사할 배관에 다수의 스토플피팅을 이격시켜 고정하는 스토플피팅 고정공정과, 각 스토플피팅에 개폐밸브를 고정하는 개폐밸브 장착공정과, 상기 각 개폐밸브에 천공머신을 장착한 상태로 개폐밸브를 열고 스토플피팅 내부에 관통구멍을 형성한 후 개폐밸브를 차단하는 천공공정과, 상기 천공머신을 제거하고 그 자리에 플러깅머신을 설치한 상태로 개폐밸브를 열고 플러깅머신이 설치되어 있는 스토플피팅 사이의 배관을 차단하며 바이패스관을 이용하여 가스를 바이패스 시키는 플러깅 및 바이패스 공정과, 상기 플러깅머신에 의해 차단된 영역 사이의 배관을 절단해 떼어내고 그 자리에 마이터를 설치하되 마이터의 양단부를 배관에 용접하는 마이터 설치공정과, 상기 마이터에 샌드위치밸브를 장착하는 샌드위치밸브 장착공정과, 상기 샌드위치밸브가 차단된 상태로 플러깅머신과 바이패스관을 제거하여 가스가 마이터를 통과하도록 하는 바이패스 제거공정을 포함하여 이루어진 액세스부 설치단계와;
   상기 배관의 내부로 진입시킬 검사로봇을, 일정직경을 갖는 밀폐튜브의 내부에 삽입 고정하는 검사로봇 준비단계와;
   상기 검사로봇이 수용되어 있는 밀폐튜브의 일단부를 상기 마이터의 샌드위치패널에 장착하는 밀폐튜브 장착단계와;
   상기 밀폐튜브의 내부압력을 배관의 내부압력에 맞추는 균압단계와;
   상기 샌드위치밸브를 개방하여 마이터를 통해 배관 내부로 검사로봇을 진입시키는 런칭단계와;
   상기 검사로봇이 배관 내부로 진입된 후 마이터의 샌드위치밸브를 차단하는 샌드위치밸브 차단단계와;
   상기 검사로봇의 검사 완료 후, 상기 샌드위치밸브를 개방하고 검사로봇을 상기 밀폐튜브의 내부로 받아들여 밀폐튜브 내부에 고정하는 검사로봇 회수단계와;
   상기 검사로봇의 회수가 완료된 후 샌드위치밸브를 차단하고 밀폐튜브 내부의 가스를 제거하는 퍼지단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관검사로봇을 이용한 배관검사방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 스토플피팅은;
   반원통의 형태를 취하며 상기 배관을 사이에 두고 상호 결합하는 하부피팅편 및 상부피팅편과, 원통의 형태를 취하며 상기 상부피팅편에 일체를 이루는 가지관부로 형성되고,
   상기 가지관부는, 상기 배관의 길이방향에 대해 90도 이하의 사이각을 가지며,
   상기 샌드위치밸브는 가지관부의 단부에 고정된 것을 특징으로 하는 배관검사로봇을 이용한 배관검사방법.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 마이터는;
   상기 배관과 같은 직경을 가지며 길이방향으로 연장된 본체부와, 상기 본체부의 측부에 일체를 이루며 관통구멍을 통해 본체부에 연통하는 원통형 가지관부로 이루어지고,
   상기 가지관부는, 상기 본체부의 길이방향에 대해 90도 이하의 사이각을 가지며,
   상기 샌드위치밸브는 가지관부의 단부에 고정된 것을 특징으로 하는 배관검사로봇을 이용한 배관검사방법.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 검사로봇은;
   상기 배관의 내부를 주행하며 배관의 상태를 촬영 및 검사하는 장치로서, 그 양단부에 카메라모듈을 가지되 상기 카메라모듈의 외측부에는 걸림홈이 형성되어 있고,
   상기 검사로봇 준비단계는;
   양단부가 개방되고 일정직경을 가지며 길이방향으로 연장되고 타단부가 엔드캡으로 밀폐되는 밀폐튜브의 내부에 검사로봇을 삽입하되 상기 엔드캡에 카메라모듈을 착탈 가능하게 고정하는 검사로봇 세팅공정과,
   상기 카메라모듈을 고정하고 있는 상태의 엔드캡을 밀폐튜브의 타단부에 결합하는 엔드캡 결합공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 배관검사로봇을 이용한 배관검사방법.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 밀폐튜브와 배관의 사이에는 밀폐튜브와 배관을 연통하는 균압파이프와, 상기 균압파이프를 개폐하는 균압밸브가 설치되며,
   상기 균압단계는;
   상기 균압밸브를 개방하여 밀폐튜브 내부의 압력을 배관의 내부 압력으로 맞추는 과정인 것을 특징으로 하는 배관검사로봇을 이용한 배관검사방법.
7. 제 5항에 있어서,
   상기 엔드캡에는,
   밀폐튜브의 내부 공간을 향하며, 상기 카메라모듈의 일부를 수용하되 그 내부에, 상기 걸림홈측으로 탄성지지되어 걸림홈에 끼워져 카메라모듈이 빠지지 않도록 지지하는 다수의 핑거부재를 갖는 홀더와,
   상기 엔드캡의 외측부에 설치되며 작업자에 의해 수동 작동되어 상기 핑거부재를 걸림홈으로부터 후퇴시켜 홀더부로부터 카메라모듈을 분리시키는 릴리져가 구비되고,
   상기 검사로봇 준비단계는;
   상기 홀더의 내부로 카메라모듈를 진입시켜 상기 걸림홈에 핑거부재가 탄성적으로 끼워지게 하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 배관검사로봇을 이용한 배관검사방법.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 런칭단계는;
   상기 밀폐튜브의 외부에서 릴리져를 작동시켜 상기 핑거부재가 걸림홈으로부터 분리되도록 하여, 검사로봇이 샌드위치밸브와 관통구멍을 통과해 배관으로 이동하게 하는 과정인 것을 특징으로 하는 배관검사로봇을 이용한 배관검사방법.
9. 제 7항에 있어서,
   상기 검사로봇 회수단계는;
   배관의 검사를 마치고 밀폐튜브의 내부로 귀환한 검사로봇의 카메라모듈을, 상기 홀더의 내부로 진입시켜 카메라모듈이 핑거부재에 걸려 지지되도록 하는 과정인 것을 특징으로 하는 배관검사로봇을 이용한 배관검사방법.
10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 밀폐튜브에는;
    외부의 가스를 밀폐튜브 내부로 압입하기 위한 퍼지가스주입밸브와, 상기 밀폐튜브 내부의 가스를 밀폐튜브 외부로 배출하기 위한 가스배출밸브가 더 설치되고,
    상기 퍼지단계는;
    상기 가스배출밸브를 개방하여 밀폐튜브 내의 가스를 밀폐튜브 외부로 배출하는 가스배출공정과,
    상기 가스배출공정 완료 후 밀폐튜브 내부에 질소가스를 주입하여 밀폐튜브 내부의 잔류가스를 배출하는 가스제거공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 배관검사로봇을 이용한 배관검사방법.
11. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 검사로봇에는 충전부가 더 구비되어 있고, 엔드캡에는 상기 충전부에 전력을 공급하기 위한 충전단자가 설치되며,
    상기 검사로봇 준비단계에는, 상기 충전단자를 통해 충전부에 전력을 공급하는 과정이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 배관검사로봇을 이용한 배관검사방법.

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