KR101455088B1 - 고수압용 파이프 내압시험 장치 및 내압시험 설비 - Google Patents

고수압용 파이프 내압시험 장치 및 내압시험 설비 Download PDF

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Abstract

내압시험을 위해 시험대상 파이프의 일단부 또는 양단부에 장착되는 내압시험 장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 내압시험 장치는, 주입유체가 상기 시험대상 파이프 내부로 유동될 수 있는 중공구조의 유입로, 및 하기 원통형 플러그의 일방향 움직임을 제한하도록 일측 외주면에 위치하는 플러그 멈춤부를 포함하고, 일측 외주면에 나사산이 형성된 바이패스 파이프(by-pass pipe); 상기 바이패스 파이프의 외주면을 감싸며 장착되어 있고, 상기 시험대상 파이프의 일단부 또는 양단부의 내부면과 바이패스 파이프 외주면 사이에 개재되어 밀봉력을 제공하는 원통형 플러그; 상기 시험대상 파이프의 외주면을 밀착하여 감싸고 미끄럼 방지부재가 위치하는 내부 안착부, 및 상기 내부 안착부의 끝단부로부터 반경 방향으로 연장 형성되고 둘 이상의 관통구들이 형성된 커버 고정부를 포함하는 둘 이상의 조임커버들; 상기 관통구들을 통해 장착되어 조임커버들을 서로 일체화시켜 고정하는 둘 이상의 고정부재들; 및 상기 바이패스 파이프의 나사산 형성부에 장착되고, 상기 원통형 플러그에 압력을 가하여 밀봉력을 향상시키는 플러그 조임부;를 포함한다.

Description

고수압용 파이프 내압시험 장치 및 내압시험 설비 {PRESSURE TEST APPARATUS AND EQUIPMENT FOR HIGH PRESSURE PIPE}
본 발명은 고수압용 파이프 또는 압력용기로 구성되는 시험대상에 대해 내압시험을 수행하는 내압시험 장치 및 이를 구비하는 내압시험 설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 특정 구조의 바이패스 파이프, 원통형 플러그, 조임커버들, 고정부재들 및 플러그 조임부를 포함하는 구조로 내압시험 장치를 구성하여, 고압의 내압시험 환경에서도 안정적인 내압시험이 이루어질 수 있도록 한 내압시험 장치 및 내압시험 설비에 관한 것이다.
수지(resin, polyethylene)재 파이프는, 금속 파이프(steel pipe)에 비해 가볍고 내식성이 뛰어나며 우수한 유연성과 시공성을 지니고 있어, 상수도관으로 사용시 금속 파이프에 비해 여러 가지 이점을 제공한다. 구체적으로, 수지재 파이프는, 매설된 토양의 이용, 파이프의 부식, 도로 위의 하중 등 금속 파이프의 주요 누수 원인을 근본적으로 해결할 수 있다. 또한, 수재재 파이프는, 부식에 따른 누수 및 수질오염을 근본적으로 해결할 수 있다.
이러한 이점에도 불구하고, 낮은 강성으로 인해 고수압을 견딜 수 있는 대구경 파이프 제조에 어려움이 있어, 수지재 파이프는 전체 상수도관 네트워크(network) 적용에 한계가 있어 왔다.
상기한 문제점들을 해결하기 위해 이에 관한 연구개발이 있어 왔으며, 이러한 결과로, 최근 고압이 요구되는 도수관이나 송수관 등에 적용되는 초강성을 갖는 소재로 이루어진 고수압용 파이프들이 제조되고 있다. 구체적으로 이러한 고수압용 파이프들은 국내외 상수도관 용도로 획기적인 내구성과 친환경 특성을 갖는 고성능의 수지 소재를 적용하여 수자원 관리의 획기적인 전환점을 마련하고 있다.
한편, 상기한 고수압용 파이프들은, 제조 후 실제 적용되기 전 내압시험을 거치게 된다. 이러한 내압시험은 실제 고압이 요구되는 도수관이나 송수관 등에 안전하게 적용됨을 검증하는 시험이므로 매우 중요한 시험이라 할 수 있다.
금속 파이프의 내압시험은 양 끝단부에 금속 밀폐부재를 장착하고 이를 용접에 의해 실링하여 수행되었으나, 수지재 파이프의 내압시험의 경우에는 용접에 의해 양 끝단부가 밀폐될 수 없으므로 또 다른 여러 방법에 의해 밀폐되어 수행되고 있다.
구체적으로, 종래의 고수압용 파이프 내압시험 장치는, 클램프 등을 포함하는 구조로서, 파이프의 양 끝단부를 클램프 등으로 밀폐하여 내압시험을 수행한다.
그러나, 종래의 고수압용 파이프 내압시험 장치에는 클램프 부와 파이프 경계부에서 고압에 의해 물이 누수 될 가능성이 있다.
또한, 종래 고수압용 파이프 내압시험 장치는, 하나의 내압시험 장치에 적용할 수 있는 파이프의 크기(외경 및 내경)가 고정되어 있어, 다양한 외경 및 내경을 갖는 파이프에 대한 내압시험을 진행하기에 어려움이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 통해, 특정한 구조의 바이패스 파이프, 원통형 플러그, 조임커버, 고정부재, 및 플러그 조임부를 포함하는 구조로 내압시험 장치를 구성함으로써, 고수압용 파이프의 일단부 또는 양단부에 장착되는 내압시험 장치를 개발하였다.
본 발명의 목적은, 시험대상 파이프의 일단부 또는 양단부에 안정적으로 장착되어 고압력에 대응하는 밀폐력을 제공할 수 있는 고수압용 파이프 내압시험 장치 및 내압시험 설비를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 내압시험 장치는,
내압시험을 위해 시험대상 파이프의 일단부 또는 양단부에 장착되는 내압시험 장치로서,
주입유체가 상기 시험대상 파이프 내부로 유동될 수 있는 중공구조의 유입로, 및 하기 원통형 플러그의 일방향 움직임을 제한하도록 일측 외주면에 위치하는 플러그 멈춤부를 포함하고, 일측 외주면에 나사산이 형성된 바이패스 파이프(by-pass pipe);
상기 바이패스 파이프의 외주면을 감싸며 장착되어 있고, 상기 시험대상 파이프의 일단부 또는 양단부의 내부면과 바이패스 파이프 외주면 사이에 개재되어 밀봉력을 제공하는 원통형 플러그;
상기 시험대상 파이프의 외주면을 밀착하여 감싸고 미끄럼 방지부재가 위치하는 내부 안착부, 및 상기 내부 안착부의 끝단부로부터 반경 방향으로 연장 형성되고 둘 이상의 관통구들이 형성된 커버 고정부를 포함하는 둘 이상의 조임커버들;
상기 관통구들을 통해 장착되어 조임커버들을 서로 일체화시켜 고정하는 둘 이상의 고정부재들; 및
상기 바이패스 파이프의 나사산 형성부에 장착되고, 상기 원통형 플러그에 압력을 가하여 밀봉력을 향상시키는 플러그 조임부;
를 포함하는 구조일 수 있다.
이 경우, 상기 주입유체는, 액체 또는 기체일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 플러그 멈춤부는, 바이패스 파이프와 일체화된 형태, 바이패스 파이프의 외주면에 추가 장착하는 스냅링(snap ring) 형태, 또는 별도의 고정부재를 용접 또는 접착제에 의해 접합시키는 형태 중 어느 하나로 구성된 구조일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 원통형 플러그는, 천연고무(NR), 합성천연고무(IR), 스티렌 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 클로로프렌 고무(CR), 부틸고무(IIR), 니트릴고무(NBR), 수소화니트릴 고무(NEM/H-NBR), 에틸렌프로필렌 고무(EPT/EPDM), 하이파론(CSM), 아크릴 고무(ACM/ANM), 우레탄 고무(U), 실리콘 고무(Si), 불소 고무(FPM), 다류화 고무(T) 및 합성고무로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 소재로 구성될 수 있다.
또한, 상기 원통형 플러그의 외주면에는, 상기 바이패스 파이프의 길이 방향과 직교하는 방향으로 형성된 하나 이상의 그루브(groove)가 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 그루브는, 폭(Wg)과 깊이(Dg)을 갖도록, 원통형 플러그의 원주면에 링 형태로 형성되어 있고, 상기 그루브의 폭(Wg)은 원통형 플러그의 길이(Lp) 대비 1 내지 10 % 이고, 상기 그루브의 깊이(Dg)는 원통형 플러그의 반경(Dp) 대비 1 내지 10 % 일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 미끄럼 방지부재는, 고무 패드 또는 성형된 형태의 유연한 수지 소재로 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 미끄럼 방지부재의 표면에는, 상기 바이패스 파이프의 길이 방향과 직교하는 방향으로 형성된 하나 이상의 그루브가 형성될 수 있다.
이경우, 상기 그루브는, 폭(We)과 깊이(De)를 갖도록 미끄럼 방지부재의 표면에 형성되어 있고, 상기 그루브의 폭(We)은 미끄럼 방지부재의 길이(Le) 대비 1 내지 10 % 이고, 상기 그루브의 깊이(De)는 미끄럼 방지부재의 두께(Te) 대비 1 내지 10 % 일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 조임커버들은, 원통형 플러그를 기준으로 일측에 위치하는 제 1 조임커버, 및 타측에 위치하는 제 2 조임커버로 구성되어 있으며, 볼트와 너트로 구성되는 고정부재들 및 커버 고정부에 의해 일체화 고정되는 구조일 수 있다.
또한, 상기 플러그 조임부는, 상기 원통형 플러그와 접촉하여 압력을 가하는 가압부, 및 하기 플러그 조임 너트로부터 압력을 전달받아 상기 가압부에 압력을 전달하는 압력전달부를 포함하는 플러그 조임 서포트; 및 내경에 상기 바이패스 파이프의 나사산 형성부와 대응하는 나사산이 형성되고, 조임(bolting)에 의해 상기 플러그 조임 서포트에 압력을 전달하는 플러그 조임 너트;를 포함하는 구조일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 조임커버는, 상기 원통형 플러그를 감싸는 형태로 상기 내부 안착부의 끝단부로부터 수직한 방향으로 형성되고, 둘 이상의 분리부가 형성되어 있는 걸림턱을 포함하되, 상기 분리부는 바이패스 파이프의 중심축으로부터 바깥쪽을 향하는 방사형으로 형성된 구조일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 내압시험 장치는,
내경에 상기 바이패스 파이프의 나사산 형성부와 대응하는 나사산이 형성되고, 상기 바이패스 파이프의 일단부에 장착되어 바이패스 파이프의 유입로를 밀폐하는 엔드 플러그(end plug); 또는
내경에 상기 바이패스 파이프의 나사산 형성부와 대응하는 나사산이 형성되고, 상기 바이패스 파이프의 일단부에 장착되어 또 다른 파이프와 바이패스 파이프의 유입로를 연통하여 결합(coupling)시키는 조인트 플러그(joint plug);를 더 포함하는 구조일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 내압시험 장치를 포함하는 내압시험 설비를 제공하는 바, 상기 내압시험 설비는,
주입유체를 저장하는 저장용기;
주입유체를 시험대상에 공급하는 공급펌프;
상기 압력시험 장치, 저장용기, 및 공급펌프를 연결하는 공급배관; 및
상기 공급배관 또는 시험대상에 장착되어 시험대상의 내부압력을 측정할 수 있는 압력게이지;
를 포함하는 구조일 수 있다.
이 경우, 상기 주입유체는, 액체 또는 기체일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 고수압용 파이프 내압시험 장치는, 특정 구조의 바이패스 파이프, 원통형 플러그, 조임커버들, 고정부재들 및 플러그 조임부를 포함하는 구조로 내압시험 장치를 구성함으로써, 고압의 내압시험 환경에서도 고압력에 대응하는 밀폐력을 제공 할 수 있으므로, 시험대상에 대한 안정적인 내압시험이 이루어질 수 있다. 게다가, 내압시험 장치의 구성부재 중, 원통형 플러그의 외경, 미끄럼 방지부재의 두께, 조임커버의 내경 등을 조절 할 수 있으므로, 하나의 내압시험 장치로써 다양한 외경 및 내경을 갖는 파이프에 대한 내압시험을 수행 할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 내압시험 장치는, 저장용기, 공급펌프, 공급배관 및 압력게이지와 함께 내압시험 설비로서 활용 될 수 있으므로, 시험대상 파이프 또는 압력용기에 대해 안정적인 내압시험을 수행 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 내압시험 장치의 분해사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 원통형 플러그가 장착된 바이패스 파이프의 단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 플러그 멈춤부의 다양한 실시예들을 나타내는 정면도 및 측단면도들이다.
도 5는 도 1에 도시된 조임커버의 정면도, 평면도 및 후면도이다.
도 6은 도 5의 "A"-"A" 절단면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 미끄럼 방지부재의 다양한 실시예들을 나타내는 단면도 및 사시도들이다.
도 8은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 내압시험 장치의 단면도이다.
도 9는 도 8의 내압시험 장치의 플러그 조임부를 조이는 모습을 나타내는 단면도이다.
도 10은 도 9의 내압시험 장치에 엔드 플러그를 장착한 모습을 나타내는 단면도이다.
도 11은 도 9의 내압시험 장치에 조인트 플러그 및 주입유체 공급배관을 연결한 모습을 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 내압시험 설비의 모식도들이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하지만 본 발명의 범주가 그것에 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하며, 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서도 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 내압시험 장치의 분해사시도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 내압시험 장치(600)는, 주입유체(도시하지 않음)를 이용하는 내압시험을 위해 시험대상 파이프(도시하지 않음)의 일단부 또는 양단부에 장착되는 내압시험 장치로서, 바이패스 파이프(100), 원통형 플러그(200), 제 1 조임커버(301), 제 2 조임커버(302), 고정부재들(410, 420, 430), 및 플러그 조임부(500)로 구성될 수 있다.
구체적으로, 주입유체(도시하지 않음)는 시험대상 파이프(도시하지 않음)에 대한 내압시험을 수행할 수 있는 유체라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 액체 또는 기체일 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 원통형 플러그(200)가 장착된 바이패스 파이프(100)는, 제 1 조임커버(301)와 제 2 조임커버(302)의 내부 안착부(310)에 안착된 후 고정될 수 있으며, 조임커버들(301, 302)은 커버 고정부(330)에 형성된 관통구들(331)을 통해 장착되는 고정부재들(410, 420, 430)에 의해 서로 일체화 고정될 수 있다. 또한, 조임커버들(301, 302)의 내부 안착부(310)에는 미끄럼 방지부재(320)가 위치할 수 있으며, 바이패스 파이프(100)의 나사산 형성부(130)에는 원통형 플러그(200)에 압력을 가하여 밀봉력을 향상시키는 플러그 조임부(500)가 추가로 장착될 수 있다.
구체적으로, 고정부재들(410, 420, 430)은 도 1 에 도시된 바와 같이, 볼트(410), 와셔(420) 및 너트(430)로 구성될 수 있으나, 조임커버들(301, 302)을 서로 일체화 고정시킬 수 있는 부재라면 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 고정부재들(410, 420, 430)은 리벳(rivet) 또는 클램핑(clamping) 등으로 대체될 수 있다.
또한, 플러그 조임부(500)는 바이패스 파이프(100)의 나사산 형성부(130)에 장착되어 원통형 플러그(200)에 압력을 가하여 밀봉력을 향상시킬 수 있는 부재라면 특별히 제한되는 것은 아니나, 도 1에 도시된 바와 같이, 플러그 조임 서포트(510) 및 플러그 조임 너트(520)로 구성될 수 있다. 구체적으로, 플러그 조임 너트(520)는 내경에 바이패스 파이프(100)의 나사산 형성부(130)와 대응하는 나사산이 형성되고, 조임(bolting)에 의해 플러그 조임 서포트(510)에 압력을 전달하는 구조일 수 있다. 또한, 플러그 조임 서포트(510)는 원통형 플러그(200)와 접촉하여 압력을 가하는 가압부(511), 및 플러그 조임 너트(520)로부터 압력을 전달받아 가압부(511)에 압력을 전달하는 압력전달부(512)를 포함하는 구조일 수 있다.
도 2에는 도 1에 도시된 원통형 플러그가 장착된 바이패스 파이프의 단면도가 도시되어 있다.
도 2를 도 1과 함께 참조하면, 바이패스 파이프(100)는, 주입유체(도시하지 않음)가 유동될 수 있는 중공구조의 유입로(110), 원통형 플러그(200)의 일방향 움직임을 제한하도록 일측 외주면에 위치하는 플러그 멈춤부(120)를 포함하고, 일측 외주면에 나사산(130)이 형성된 구조일 수 있다. 또한, 원통형 플러그(200)는, 바이패스 파이프(100)의 외주면을 감싸며 장착되어 있는 원통형 형상일 수 있다.
구체적으로, 원통형 플러그(200)는, 시험대상 파이프(도시하지 않음)의 내경에 접하여 밀봉력을 제공할 수 있는 소재라면 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 천연고무(NR), 합성천연고무(IR), 스티렌 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 클로로프렌 고무(CR), 부틸고무(IIR), 니트릴고무(NBR), 수소화니트릴 고무(NEM/H-NBR), 에틸렌프로필렌 고무(EPT/EPDM), 하이파론(CSM), 아크릴 고무(ACM/ANM), 우레탄 고무(U), 실리콘 고무(Si), 불소 고무(FPM), 다류화 고무(T) 및 합성고무로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 소재로 구성될 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 원통형 플러그(200)의 외주면에는, 바이패스 파이프(100)의 길이 방향과 직교하는 방향으로 형성된 하나 이상의 그루브(groove, 210)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 그루브(210)는 원통형 플러그(200)의 외주면에 형성된 돌출부(211)와 만입부(212)로 구성될 수 있으며, 돌출부(211) 및 만입부(212)의 폭(Wg1, Wg2)과 깊이(Dg)는, 시험대상 파이프의 내경에 접촉하여 밀봉력을 향상시킬 수 있는 길이라면 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 그루브(210)의 폭(Wg1, Wg2)은 원통형 플러그(200)의 길이(Lp) 대비 1 내지 10 %의 길이일 수 있다. 또한, 그루브(210)의 깊이(Dg)는 원통형 플러그(200)의 반경(Dp) 대비 1 내지 10 %의 길이일 수 있다.
따라서, 이러한 구조의 그루브(210)는 시험대상 파이프(도시하지 않음)의 내경 또는 재질에 따라 적절히 조절될 수 있으므로, 다양한 크기의 내경을 가지는 파이프에 대해 내압시험을 적절히 수행할 수 있다. 구체적으로, 내경이 작은 파이프에 대해서는 이에 대응하는 원통형 플러그만을 교체하여 조립하기만 하면 되고, 내경이 비교적 큰 파이프에 대해서는 이에 대응하는 원통형 플러그만을 교체하여 조립하기만 하면 되므로, 종래의 내압시험 장치에 비해 내압시험 작업능률을 향상시킬 수 있다.
도 3 및 도 4에는 도 1에 도시된 플러그 멈춤부의 다양한 실시예들을 나타내는 정면도 및 측단면도들이 도시되어 있다.
이들 도면을 도 1과 함께 참조하면, 플러그 멈춤부(100)는 원통형 플러그(200)의 일방향 움직임을 제한할 수 있는 형태라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 여러 가지 형태로 구현될 수 있다.
구체적으로, 도 3의 (a)에 도시된 플러그 멈춤부(120)는 가장 바람직한 실시예로서 바이패스 파이프(100)와 일체형으로 제작된 형태이다. 도 3의 (b)에 도시된 플러그 멈춤부(120b)는 원통형 플러그(100)와의 접촉면 반대면에 보강부(121)가 부가된 형태로서 이 또한 도 3의 (a)와 같이 바이패스 파이프(100)와 일체형으로 제작된 형태이다. 도 3의 (c)에 도시된 플러그 멈춤부(120c)는 보강부(121')를 더욱 두껍게 한 형태이다. 도 3의 (b)와 (c)에 도시된 플러그 멈춤부들(120b, 120c)은 도 3의 (a)에 도시된 플러그 멈춤부(100) 보다 더욱 안정적으로 원통형 플러그(100)의 일방향 움직임을 제한할 수 있다.
또한, 도 4의 (d)에 도시된 플러그 멈춤부(120d)는 바이패스 파이프(100)의 외주면에 추가 장착하는 스냅링(snap ring) 형태이다. 도 4의 (e)에 도시된 플러그 멈춤부(120e)는 별도의 고정부재를 용접(122)에 의해 접합한 형태이며, 도 4의 (f)에 도시된 플러그 멈춤부(120f)는 별도의 고정부재를 접착제(123)에 의해 접합한 형태이다.
도 5에는 도 1에 도시된 조임버커의 정면도, 평면도 및 후면도가 도시되어 있다.
도 5을 도 1과 함께 참조하면, 조임커버(301, 302)는 시험대상 파이프(도시하지 안음)의 외주면을 밀착하여 감싸고 미끄럼 방지부재(320)가 위치하는 내부 안착부(310), 및 내부 안착부(310)의 끝단부로부터 반경 방향으로 연장 형성되고 둘 이상의 관통구들(331)이 형성된 커버 고정부(330)를 포함하는 구조일 수 있다. 또한, 조임커버(301, 302)는, 원통형 플러그(200)를 감싸는 형태로 내부 안착부(310)의 끝단부로부터 수직한 방향으로 형성되고, 둘 이상의 분리부(341)가 형성되어 있는 걸림턱(340)을 포함하는 구조일 수 있으며, 분리부(341)는 바이패스 파이프(100)의 중심축으로부터 바깥쪽을 향하는 방사형으로 형성되어 있는 구조일 수 있다. 이러한 구조의 걸림턱(340)은 내압시험 중 플러그 조임 서포트(510)가 바이패스 파이프(100)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있는 구조이다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 미끄럼 방지부재(320)는, 시험대상 파이프(도시하지 않음)의 외주면을 밀착하여 감쌀 수 있도록, 시험대상 파이프(도시하지 않음)의 외경과 대응하는 반경(R)으로 조임커버(301, 302)의 내부 안착부(310)에 위치할 수 있다. 또한, 미끄럼 방지부재(320)는, 시험대상 파이프(도시하지 않음)의 외주면을 밀착하여 감쌀 수 있는 소재라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 고무패드 또는 성형된 형태의 유연한 수지 소재로 구성된 것일 수 있다.
도 6에는 도 5의 "A"-"A" 절단면도가 도시되어 있다.
도 6을 도 1 및 도 5와 함께 참조하면, 미끄럼 방지부재(320)의 표면에는, 바이패스 파이프(100)의 길이 방향과 직교하는 방향으로 형성된 하나 이상의 그루브(321, 322)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 그루브(321, 322)는 폭(We1, We2)과 깊이(De)를 갖는 돌출부(321) 및 만입부(322)로 구성될 수 있다. 또한, 그루브(321, 322)의 폭(We1, We2)과 깊이(De)는, 시험대상 파이프의 외주면에 접촉하여 밀봉력을 향상시킬 수 있는 길이라면 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 그루브(321, 322)의 폭(We1, We2)은 미끄럼 방지부재(320)의 길이(Le) 대비 1 내지 10 %의 길이 일 수 있다. 또한, 그루브(321, 322)의 깊이(De)는 미끄럼 방지부재(320)의 두께(Te) 대비 1 내지 10 %의 길이 일 수 있다.
도 7에는 도 1에 도시된 미끄럼 방지부재의 다양한 실시예들을 나타내는 사시도들이 도시되어 있다.
도 7을 도 1 및 도 5와 함께 참조하면, 미끄럼 방지부재(320)는 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 반경(R) 및 두께 T1을 가지는 두 장의 부재로 구성될 수 있다. 또한 미끄럼 방지부재(320)는 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 반경(R) 및 두께 T2를 가지는 한 장의 부재로 구성된 원통형 형상일 수 있다. 추가로, 미끄럼 방지부재(320)는 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이 두께 T3을 가지는 한 장의 부재로 구성되어 반경(R)로 둥글게 말려진 형상일 수 있다.
구체적으로, 이들 미끄럼 방지부재(320a, 320b, 320c)는 시험대상 파이프(도시하지 않음)의 외경에 따라 적절히 선택되어 활용될 수 있다. 예를 들어, 비교적 작은 외경을 가지는 시험대상 파이프(도시하지 않음)에 대해서는 도 7의 (b)와 (c)에 도시된 미끄럼 방지부재(320b, 320c)가 바람직할 것이며, 비교적 큰 외경을 가지는 시험대상 파이프(도시하지 않음)에 대해서는 도 7의 (a)에 도시된 미끄럼 방지부재(320a)가 바람직할 것이다. 도 7의 (a)에는 두 장으로 구성된 미끄럼 방지부재(320a)가 도시되어 있지만, 필요에 따라 세 장 이상으로 구성될 수 있음은 물론이다.
또한, 미끄럼 방지부재(320a, 320b, 320c)의 두께(T1, T2, T3)를 조정하여 다양한 외경을 가지는 파이프들에 대한 내압시험을 수행 할 수 있다. 구체적으로, 비교적 큰 외경을 가지는 시험대상 파이프(도시하지 않음)에 대해서는 얇은 두께의 미끄럼 방지부재를 활용할 수 있다. 그러나, 얇은 두께의 미끄럼 방지부재로 인해 밀착력이 감소될 여지가 있으므로, 내압시험 압력을 고려하여 적절한 두께를 유지하고, 이와 동시에 조임커버들(도 1의 301, 302참조)을 더욱 견고히 결합시키는 것이 더욱 바람직할 것이다.
도 8에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 내압시험 장치의 단면도가 도시되어 있다.
도 8을 도 1과 함께 참조하면, 제 1 조임커버(301) 및 제 2 조임커버(302)는 내부 안착부(310)에 시험대상 파이프(10)를 위치시킨 상태에서 조립될 수 있다. 따라서, 시험대상 파이프(10)의 외주면은 내부 안착부(310)에 위치하는 미끄럼 방지부재(320)와 밀착하여 접촉할 수 있다.(도 8의 "C" 참조) 또한, 시험대상 파이프(10)의 내부에는 원통형 플러그(200)가 위치할 수 있다. 따라서, 시험대상 파이프(10)의 내경은 원통형 플러그(200)와 밀착하여 접촉할 수 있다.(도 8의 "B" 참조)
또한, 원통형 플러그(200)의 인접하여 플러그 조임 서포트(510) 및 플러그 조임 너트(520)가 위치해 있을 수 있다. 구체적으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 플러그 조임 서포트(510)은 플러그 조임 너트(520)의 조임에 의해 원통형 플러그(200)를 가압할 수 있도록, 가압부(511) 및 압력전달부(512)로 구성되어 있을 수 있다.
도 9에는 도 8의 내압시험 장치의 플러그 조임부를 조이는 모습을 나타내는 단면도가 도시되어 있다.
도 9를 도 1 및 도 8과 함께 참조하면, 앞서 언급한 바와 같이, 플러그 조임부(510, 520)는 플러그 조임 서포트(510) 및 플러그 조임 너트(520)로 구성될 수 있으며, 플러그 조임 너트(520)의 조임에 의해 플러그 조임 서포트(510)가 움직여 원통형 플러그(200)를 가압할 수 있다. 가압된 원통형 플러그(200)는 원통형 플러그(200)의 반경방향으로 팽창하여시험대상 파이프(10)의 내경을 더욱 견고히 고정할 수 있다.(도 9의 ""d 참조) 따라서, 플러그 조임 너트(520)의 조임 정도에 따라 원통형 플러그(200)에 의한 밀봉력이 달라지게 되므로, 시험압력 및 시험대상 파이프(10)의 내경 또는 재질에 따라 적절히 조절할 수 있다.
또한, 조임커버들(301, 302)이 고정부재들(도 1의 410, 420, 430 참조)에 의해 서로 결합되면서, 시험대상 파이프(10)의 외주면은 내부 안착부(310)의 미끄럼 방지부재(320)와 견고히 밀착될 수 있다.(도 9의 "F" 참조) 시험대상 파이프(10)의 외주면과 미끄럼 방지부재(320)의 밀착 정도는, 미끄럼 방지부재(320)의 두께 또는 그루브의 크기, 및 고정부재들(도 1의 410, 420, 430 참조)의 조임 정도를 변경함으로써 적절히 조절할 수 있다.
도 10에는 도 9의 내압시험 장치에 엔드 플러그를 장착한 모습을 나타내는 단면도가 도시되어 있다.
도 10을 도 1과 함께 참조하면, 바이패스 파이프(100)의 일단부에는 유입로(110)를 밀폐하는 엔드 플러그(530)가 장착될 수 있다. 구체적으로, 엔드 플러그(530)는 내경에 바이패스 파이프(100)의 나사산 형성부(130)와 대응하는 나사산이 형성되어 있어, 바이패스 파이프(100)의 일단부에 조임(bolting)에 의해 장착될 수 있다.
도 11에는 도 9의 내압시험 장치에 조인트 플러그 및 주입유체 공급배관을 연결한 모습을 나타내는 단면도가 도시되어 있다.
도 11을 도 1과 함께 참조하면, 바이패스 파이프(100)의 일단부에는 주입유체 공급배관(552)과 바이패스 파이프(100)의 유입로(110)를 연통하여 결합(coupling)시키는 조인트 플러그(540)가 장착될 수 있다. 구체적으로, 조인트 플러그(540)는 내경에 바이패스 파이프(100)의 나사산 형성부(130)와 대응하는 나사산이 형성되어 있어, 바이패스 파이프(100)의 일단부에 조임(bolting)에 의해 장착되어 또 다른 파이프를 바이패스 파이프와 결합시킬 수 있다.
도 12에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 내압시험 설비의 모식도들이 도시되어 있다.
도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 내압시험 설비(800, 800')는, 내압시험 장치(600), 주입유체를 저장하는 저장용기(710, 710'), 주입유체를 시험대상에 공급하는 공급펌프(720, 720'), 공급배관(730, 730') 및 압력게이지(740, 740')를 포함할 수 있다.
구체적으로, 공급배관(730, 730')은 압력시험 장치(600), 저장용기(710, 710'), 공급펌프(720, 720')을 연결하며, 공급펌프(720, 720')에 의해 시험대상 파이프(10) 및 압력용기(20)에 주입유체(711, 712)를 공급함으로써 내압시험을 수행할 수 있다. 또한, 주입유체(711, 712)는 시험대상 파이프(10) 또는 압력용기(20)에 대한 내압시험을 수행할 수 있는 유체라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 액체 또는 기체일 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 내압시험 설비(800, 800')는 매우 간소화된 형태로 내압시험을 수행할 수 있다. 이러한 구성은 시험대상 파이프의 일단부 또는 양단부에 안정적으로 장착되어 고압력에 대응하는 밀페력을 제공할 수 있는 특정한 구조의 내압시험 장치(600)로 인한 것이다.
따라서, 본 실시예에 따른 내압시험 설비(800, 800')는 고압력의 내압시험일지라도 매우 안정적이고 간소화된 형태로 내압시험을 수행할 수 있는 기술적 이점을 가지게 된다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 에에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
10: 시험대상 파이프 20: 시험대상 압력용기
100: 바이패스 파이프 110: 유입로
120: 플러그 멈춤부 130: 나사산 형성부
200: 원통형 플러그 211: 돌출부
212: 만입부 300: 조임커버
301: 제 1 조임커버 302: 제 2 조임커버
310: 내부 안착부 320: 미끄럼 방지부재
321: 돌출부 322: 만입부
330: 커버 고정부 331: 관통구
340: 걸림턱 341: 분리부
400: 고정부재 410: 볼트
420: 와셔 430: 너트
500: 플러그 조임부 510: 플러그 조임 서포트
511: 가압부 512: 압력전달부
520: 플러그 조임 너트 530: 엔드 플러그
540: 조인트 플러그 550: 배관
551: 압력게이지 552: 주입유체 공급배관
600: 내압시험 장치 710, 710': 저장용기
711: 주입유체(액체) 712: 주입유체(기체)
720, 720': 공급펌프 730, 730': 공급배관
740, 740': 압력게이지 800, 800': 내압시험 설비

Claims (15)

  1. 내압시험을 위해 시험대상 파이프의 일단부 또는 양단부에 장착되는 내압시험 장치로서,
    주입유체가 상기 시험대상 파이프 내부로 유동될 수 있는 중공구조의 유입로, 및 하기 원통형 플러그의 일방향 움직임을 제한하도록 일측 외주면에 위치하는 플러그 멈춤부를 포함하고, 일측 외주면에 나사산이 형성된 바이패스 파이프(by-pass pipe);
    상기 바이패스 파이프의 외주면을 감싸며 장착되어 있고, 상기 시험대상 파이프의 일단부 또는 양단부의 내부면과 바이패스 파이프 외주면 사이에 개재되어 밀봉력을 제공하는 원통형 플러그;
    상기 시험대상 파이프의 외주면을 밀착하여 감싸고 미끄럼 방지부재가 위치하는 내부 안착부, 상기 내부 안착부로 부터 수직한 방향으로 형성되고 플러그 조임부의 일방향 움직임을 제한하는 걸림턱 및 상기 내부 안착부의 끝단부로부터 파이프의 반경 방향으로 연장 형성되고 둘 이상의 관통구들이 형성된 커버 고정부를 포함하는 둘 이상의 조임커버들;
    상기 관통구들을 통해 장착되어 조임커버들을 서로 일체화시켜 고정하는 둘 이상의 고정부재들; 및
    상기 바이패스 파이프의 나사산 형성부에 장착되고, 상기 원통형 플러그에 압력을 가하여 밀봉력을 향상시키는 플러그 조임부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 내압시험 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주입유체는, 액체 또는 기체인 것을 특징으로 하는 내압시험 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 플러그 멈춤부는, 바이패스 파이프와 일체화된 형태, 바이패스 파이프의 외주면에 추가 장착하는 스냅링(snap ring) 형태, 또는 별도의 고정부재를 용접 또는 접착제에 의해 접합시키는 형태 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 내압시험 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 원통형 플러그는, 천연고무(NR), 합성천연고무(IR), 스티렌 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 클로로프렌 고무(CR), 부틸고무(IIR), 니트릴고무(NBR), 수소화니트릴 고무(NEM/H-NBR), 에틸렌프로필렌 고무(EPT/EPDM), 하이파론(CSM), 아크릴 고무(ACM/ANM), 우레탄 고무(U), 실리콘 고무(Si), 불소 고무(FPM), 다류화 고무(T) 및 합성고무로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는 내압시험 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 원통형 플러그의 외주면에는, 상기 바이패스 파이프의 길이 방향과 직교하는 방향으로 형성된 하나 이상의 그루브(groove)가 형성된 것을 특징으로 하는 내압시험 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 그루브는, 폭(Wg)과 깊이(Dg)을 갖도록, 원통형 플러그의 원주면에 링 형태로 형성되어 있고,
    상기 그루브의 폭(Wg)은 원통형 플러그의 길이(Lp) 대비 1 내지 10 % 이고,
    상기 그루브의 깊이(Dg)는 원통형 플러그의 반경(Dp) 대비 1 내지 10 % 인 것을 특징으로 하는 내압시험 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 미끄럼 방지부재는, 고무 패드 또는 성형된 형태의 유연한 수지 소재로 구성된 것을 특징으로 하는 내압시험 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 미끄럼 방지부재의 표면에는, 상기 바이패스 파이프의 길이 방향과 직교하는 방향으로 형성된 하나 이상의 그루브가 형성된 것을 특징으로 하는 내압시험 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 그루브는, 폭(We)과 깊이(De)를 갖도록 미끄럼 방지부재의 표면에 형성되어 있고,
    상기 그루브의 폭(We)은 미끄럼 방지부재의 길이(Le) 대비 1 내지 10 % 이고,
    상기 그루브의 깊이(De)는 미끄럼 방지부재의 두께(Te) 대비 1 내지 10 % 인 것을 특징으로 하는 내압시험 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 조임커버들은, 원통형 플러그를 기준으로 일측에 위치하는 제 1 조임커버, 및 타측에 위치하는 제 2 조임커버로 구성되어 있으며, 볼트와 너트로 구성되는 고정부재들 및 커버 고정부에 의해 일체화 고정되는 것을 특징으로 하는 내압시험 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 플러그 조임부는,
    상기 원통형 플러그와 접촉하여 압력을 가하는 가압부, 및 하기 플러그 조임 너트로부터 압력을 전달받아 상기 가압부에 압력을 전달하는 압력전달부를 포함하는 플러그 조임 서포트; 및
    내경에 상기 바이패스 파이프의 나사산 형성부와 대응하는 나사산이 형성되고, 조임(bolting)에 의해 상기 플러그 조임 서포트에 압력을 전달하는 플러그 조임 너트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 내압시험 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 조임커버는,
    상기 원통형 플러그를 감싸는 형태로 상기 내부 안착부의 끝단부로부터 수직한 방향으로 형성되고, 둘 이상의 분리부가 형성되어 있는 걸림턱을 포함하되,
    상기 분리부는 바이패스 파이프의 중심축으로부터 바깥쪽을 향하는 방사형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내압시험 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 내압시험 장치는,
    내경에 상기 바이패스 파이프의 나사산 형성부와 대응하는 나사산이 형성되고, 상기 바이패스 파이프의 일단부에 장착되어 바이패스 파이프의 유입로를 밀폐하는 엔드 플러그(end plug); 또는
    내경에 상기 바이패스 파이프의 나사산 형성부와 대응하는 나사산이 형성되고, 상기 바이패스 파이프의 일단부에 장착되어 또 다른 파이프와 바이패스 파이프의 유입로를 연통하여 결합(coupling)시키는 조인트 플러그(joint plug);
    를 더 포함하는 하는 것을 특징으로 내압시험 장치.
  14. 밀폐가 가능한 파이프 또는 압력용기(pressure vessel)로 구성되는 시험대상에 대해 내압시험을 수행하는 내압시험 설비로서,
    제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 내압시험 장치;
    주입유체를 저장하는 저장용기;
    주입유체를 시험대상에 공급하는 공급펌프;
    상기 내압시험 장치, 저장용기, 및 공급펌프를 연결하는 공급배관; 및
    상기 공급배관 또는 시험대상에 장착되어 시험대상의 내부압력을 측정할 수 있는 압력게이지;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 내압시험 설비.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 주입유체는, 액체 또는 기체인 것을 특징으로 하는 내압시험 설비.
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