KR101461834B1 - Apparatus and Method for Connecting Metal Pipe - Google Patents

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KR101461834B1
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강수창
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주식회사 포스코
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Abstract

Disclosed are a device and a method for connecting a metal pipe used in a submarine pipeline. The disclosed metal pipe connection method includes a preparation step for preparing a tubular pin member where a first uneven portion is formed in a tapered outer circumferential surface and a tubular box member where a second uneven portion engaged with the first uneven portion is formed in a tapered inner circumferential surface; an overlap state for causing a surface contact between top portions of the first uneven portion and the second uneven portion by inserting the tubular pin member into the tubular box member; radial pressing step for pressing the tubular pin member in a radial direction; and a fastening step for moving the tubular pin member in an axial direction into the tubular box member to achieve complete engagement between the first uneven portion of the tubular pin member and the second uneven portion of the tubular box member. This metal pipe connection method enables mechanical pipeline fastening using simple structure.

Description

금속 파이프의 연결 장치 및 방법{Apparatus and Method for Connecting Metal Pipe}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 해저 파이프 라인에 사용되는 금속 파이프의 연결 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and a method for connecting metal pipes used in a submarine pipeline.

해저 파이프 라인은 원유, 각종 천연가스 등 탄화수소 유체(hydrocarbon fluid)의 채취, 수송을 위하여 해저에 설치된다.The subsea pipeline is installed on the seabed to collect and transport hydrocarbon fluids such as crude oil and natural gas.

이러한 파이프 라인은 일정 길이(예를 들어, 12m)를 갖는 금속 파이프를 일렬로 연결하여 사용된다.These pipelines are used by connecting metal pipes having a certain length (for example, 12 m) in series.

이를 위하여, 파이프 라인은 해상의 설치선 위에서 파이프 간의 용접을 통해 설치된다. 이러한 해상용접 방법은 재료의 연속성을 유지할 수 있다는 장점이 있는 반면 흔들리는 해상 환경하에서 작업이 이루어지므로 육상의 공장과 같은 안정적인 프로세스를 진행할 수 없어 사용할 수 있는 소재의 강도에 한계가 있다. 또한, 해상 용접에 사용되는 설치선의 사용료가 매우 고가이므로 해저 파이프 라인의 제작비 중 설치선의 사용료가 상당부분을 차지한다는 문제점이 있다.To this end, the pipeline is installed through a weld between the pipes on an offshore installation line. This marine welding method has an advantage that it can maintain the continuity of the material, but the work is performed in a shaking marine environment, so that stable processes such as a factory on the ground can not be carried out, and the strength of the usable material is limited. In addition, there is a problem that the usage fee of the installation line occupies a significant portion of the production cost of the submarine pipeline because the fee for use of the installation line used for marine welding is very expensive.

최근에는 천해에서의 채굴 자원이 고갈되어 감에 따라 심해 자원개발이 확대되고 있으며, 이로 인해 심해 수압에 의한 압력 및 고온/고압의 자원 환경에 대응할 수 있는 고강도 강재의 사용 필요성이 증가하고 있다. 그러나, 용접을 이용한 해저 파이프 라인의 가설은 용접부의 낮은 파괴인성으로 인하여 피로성능이 저하될 우려가 있다.
In recent years, development of deep-sea resources has been expanding due to depletion of mining resources in coastal regions. Therefore, there is an increasing need to use high-strength steels capable of coping with deep-sea water pressure and high-temperature / high-pressure resource environments. However, the hypothesis of the subsea pipeline using welding may deteriorate the fatigue performance due to the low fracture toughness of the welded portion.

이러한 용접 작업의 문제점을 해결하기 위하여, 유압을 이용한 기계적 연결방법이 제안된 바 있다.In order to solve the problems of such welding work, a mechanical connection method using hydraulic pressure has been proposed.

미국 특허공보 제4,648,627호에서는 테이퍼진 외주면에 돌기와 홈으로 이루어진 요철부를 갖는 관형 핀(pin) 부재와, 테이퍼진 내주면에 상기 관형 핀 부재의 요철부에 맞물리는 요철부를 갖는 관형 박스(box) 부재를 유압에 의해 체결하는 방법을 개시하고 있다.U.S. Patent No. 4,648,627 discloses a tubular pin member having a tapered outer circumferential surface with concave and convex portions having protrusions and grooves and a tubular box member having a tapered inner circumferential surface with concave and convex portions engaged with the concave and convex portions of the tubular fin member And a method of fastening by hydraulic pressure.

이러한 방법은 먼저, 관형 핀 부재를 관형 박스 부재에 삽입하여 관형 핀 부재의 요철부의 돌기와 관형 박스 부재의 요철부의 돌기 사이에서 표면 접촉이 발생할 때까지 끼워 넣은 다음, 가압된 액체를 관형 핀 부재의 요철부와 관형 박스 부재의 요철부 사이의 공간에 공급하여 관형 핀 부재의 수축 및 관형 박스 부재의 팽창을 유도한다. 이러한 상태에서 관형 핀 부재가 관형 박스 부재 내부로 완전히 삽입될 수 있도록 관형 핀 부재와 관형 박스 부재를 축방향으로 밀어주면 관형 핀 부재의 요철부의 홈과 돌기가 관형 박스 부재의 요철부의 돌기와 홈에 각각 맞물려 체결이 완료된다.In this method, first, the tubular pin member is inserted into the tubular box member, the protrusions of the irregular portion of the tubular fin member are fitted between the protrusions of the irregular portion of the tubular box member until the surface contact occurs, And to the space between the concave portion and the concave-convex portion of the tubular box member to thereby shrink the tubular fin member and induce the expansion of the tubular box member. In this state, when the tubular pin member and the tubular box member are pushed in the axial direction so that the tubular fin member can be completely inserted into the tubular box member, the grooves and projections of the concavo-convex portion of the tubular fin member are inserted into the projections and grooves of the concavo- The engagement is completed.

그러나, 유압을 이용한 종래의 금속 파이프의 연결 방법은 관형 핀 부재와 관형 박스 부재가 접촉하도록 한 상태에서 관형 핀 부재의 요철부와 관형 박스 부재의 요철부 사이의 공간에 고압의 유압을 공급하여 관형 핀 부재를 압축시키고 관형 박스 부재를 팽창시켜야 하므로, 고압의 유압공급부의 구비로 인해 설비가 복잡해진다는 문제점이 있다. However, in the conventional method of connecting a metal pipe using hydraulic pressure, a high-pressure hydraulic pressure is supplied to a space between the concavo-convex portion of the tubular pin member and the concavo-convex portion of the tubular box member in a state in which the tubular pin member and the tubular box member are in contact with each other, Since the pin member is compressed and the tubular box member must be expanded, there is a problem that the facility becomes complicated due to the provision of the high-pressure hydraulic pressure supply unit.

또한, 관형 핀 부재의 요철부와 관형 박스 부재의 요철부 사이의 공간에 공급된 액체에 의해 고압이 형성되어야 하므로 액체가 공급되는 공간을 실링할 필요가 있지만, 관형 핀 부재와 관형 박스 부재의 완전한 체결 이전에, 즉 체결 진행과정 중에 압력 공간의 완전한 실링을 구현하기 어렵다는 문제점이 있다. Further, since a high pressure is required to be formed by the liquid supplied to the space between the concave-convex portion of the tubular pin member and the concave-convex portion of the tubular box member, it is necessary to seal the space to which the liquid is supplied. However, There is a problem that it is difficult to realize a complete sealing of the pressure space before the fastening, that is, during the fastening process.

그리고, 관형 핀 부재 및 관형 박스 부재의 요철부 사이의 공간에 공급된 액체가 관형 핀 부재의 내부로 누출될 수 있고, 유압공급 작업 완료 후에 액체의 회수가 어려우므로 관형 핀 부재의 요철부와 관형 박스 부재의 요철부 사이의 공간에 상당량의 액체가 잔존할 수 있고, 이러한 잔존 액체는 체결 완료 후 금속 파이프의 성능에 악영향을 초래할 수 있다.
Since the liquid supplied to the space between the tubular pin member and the concavo-convex portion of the tubular-shaped box member can leak into the inside of the tubular pin member and the recovery of the liquid after the completion of the hydraulic pressure supply operation is difficult, A considerable amount of liquid may remain in the space between the concavo-convex portions of the box member, and such residual liquid may adversely affect the performance of the metal pipe after completion of the fastening.

미국 특허공보 제4,648,627호 (1987.03.10. 공고)U.S. Patent No. 4,648,627 (issued October 3, 1987)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 2개의 파이프를 서로 용접하거나 유압을 이용하지 않고도 기계적인 연결이 가능한 금속 파이프의 연결 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a connecting device and method of a metal pipe capable of mechanically connecting two pipes without welding or using oil pressure. do.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은, 테이퍼진 외주면에 제1 요철부가 형성된 관형 핀 부재와, 테이퍼진 내주면에 상기 제1 요철부에 맞물리는 제2 요철부가 형성된 관형 박스 부재를 준비하는 준비단계; 상기 관형 핀 부재를 상기 관형 박스 부재에 삽입하여 상기 제1 요철부와 상기 제2 요철부의 정상부분 사이에 표면 접촉이 일어나도록 하는 오버랩 단계; 상기 관형 핀 부재를 반경방향으로 가압하는 반경방향 가압 단계; 및 상기 관형 핀 부재를 상기 관형 박스 부재 내부로 축방향으로 이동시킴으로써 상기 관형 핀 부재의 제1 요철부와 관형 박스 부재의 제2 요철부를 완전히 맞물리게 하는 체결단계;를 포함하는 금속 파이프의 연결방법을 제공한다.According to one aspect of the present invention, there is provided a tubular pin member having a tubular fin member having a first concavo-convex portion on a tapered outer circumferential surface, a tubular box member having a second concavo-convex portion on a tapered inner circumferential surface, ; An overlapping step of inserting the tubular pin member into the tubular box member to cause surface contact between the first concavo-convex portion and the normal portion of the second concavo-convex portion; A radial pressing step of radially pressing the tubular pin member; And a fastening step of causing the tubular pin member to axially move into the tubular box member so that the first concave-convex portion of the tubular fin member and the second concave-convex portion of the tubular box member are completely engaged with each other. to provide.

상기 반경방향 가압 단계는 상기 관형 박스 부재의 외주면에 관통형성된 가압홀에 가압봉을 삽입하여 상기 관형 핀 부재를 반경방향으로 가압하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 반경방향 가압 단계는 상기 관형 핀 부재의 선단부 또는 상기 제1 요철부 중 상기 선단부와 인접한 부분을 상기 가압봉에 의해 가압하도록 구성될 수 있으며, 상기 가압홀은 상기 제1 요철부와 상기 제2 요철부의 정상부분 사이에 표면 접촉이 일어나는 위치에서 상기 관형 핀 부재의 선단부 또는 상기 제1 요철부 중 상기 선단부와 인접한 부분을 가압할 수 있도록 관형 박스 부재의 대응 위치에 형성될 수 있다.The radial pressing step may be configured to press the tubular pin member in the radial direction by inserting a pressure bar into the pressure hole formed through the outer circumferential surface of the tubular box member. At this time, the radial pressing step may be configured to press the tip portion of the tubular pin member or a portion of the first concavo-convex portion adjacent to the distal end portion with the pressing rod, The tubular pin member may be formed at a position corresponding to the tip end of the tubular fin member or a portion of the first concavoconvex portion adjacent to the tip end portion at a position where surface contact occurs between the normal portions of the second concavoconvex portion.

그리고, 상기 가압홀은 균일한 반경방향 가압력을 제공하기 위하여 상기 관형 박스 부재의 외주면에 2 ~ 6개가 일정간격으로 형성되며, 상기 반경방향 가압 단계는 상기 각각의 가압홀을 통하여 상기 관형 핀 부재를 가압할 수 있다.In order to provide a uniform radial pressing force, the pressing holes are formed at regular intervals of 2 to 6 on the outer circumferential surface of the tubular box member, and the radial pressing step includes pressing the tubular pin member It is possible to pressurize.

또한, 관형 핀 부재의 축 방향 이동이 원활하도록 상기 체결단계는 상기 반경방향 가압단계와 함께 수행될 수 있다.In addition, the fastening step may be performed together with the radial pressing step so that axial movement of the tubular pin member is facilitated.

한편, 상기 관형 핀 부재 및 상기 관형 박스 부재는 각각 축방향으로 돌출된 돌기부가 선단부에 형성되고, 상기 관형 핀 부재 및 상기 관형 박스 부재의 돌기부를 수용하는 홈부가 상기 관형 박스 부재 및 상기 관형 핀 부재에 각각 형성되며, 상기 체결단계는 상기 돌기부와 상기 홈부 사이에 결합이 이루어져 메탈 실링이 이루어지도록 할 수 있다.
The tubular pin member and the tubular box member are each formed with a protruding portion protruding in the axial direction, and a groove portion accommodating the tubular pin member and the protruding portion of the tubular box member is formed in the tubular box member and the tubular pin member And the coupling step is performed between the protruding part and the groove part so that the metal sealing is performed.

다른 측면으로서, 본 발명은, 테이퍼진 외주면에 제1 요철부가 형성된 관형 핀 부재와, 테이퍼진 내주면에 상기 제1 요철부에 맞물리는 제2 요철부를 갖는 관형 박스 부재를 결합시키기 위한 금속 파이프의 연결장치에 있어서, 상기 관형 핀 부재 및 상기 관형 박스 부재의 외주면에 형성된 설치홈부에 연결되어 상기 관형 핀 부재 및 상기 관형 박스 부재를 축방향으로 가압하는 축방향 가압부; 및 상기 관형 박스 부재의 외주면에 관통형성된 가압홀에 가압봉을 삽입하여 상기 관형 핀 부재를 반경방향으로 가압하는 반경방향 가압부;를 포함하는 금속 파이프의 연결장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a metal pipe connection structure for connecting a tubular box member having a first concave-convex portion on a tapered outer circumferential surface thereof and a tubular box member having a second concave-convex portion on a tapered inner circumferential surface thereof, An axial pressing portion connected to the tubular pin member and an installation groove formed on an outer circumferential surface of the tubular box member to press the tubular fin member and the tubular box member in the axial direction; And a radial pressing portion that presses the tubular pin member in a radial direction by inserting a pressure bar into a pressing hole formed through an outer circumferential surface of the tubular box member.

이때, 상기 가압홀은 상기 관형 박스 부재의 외주면에 2 ~ 6개가 일정간격으로 형성되며, 상기 반경방향 가압부는 상기 가압홀에 대응하도록 복수개가 일정간격으로 배치될 수 있다.At this time, the pressure holes may be formed at regular intervals of 2 to 6 on the outer circumferential surface of the tubular box member, and a plurality of the radial pressing portions may be arranged at predetermined intervals corresponding to the pressing holes.

또한, 상기 축방향 가압부는 상기 관형 핀 부재 및 관형 박스 부재의 상기 설치홈부에 각각 설치되는 물림부재와, 상기 물림부재에 연결되어 축방향 가압력을 제공하는 유압 실린더를 포함할 수 있다.
In addition, the axial direction pressing portion may include a coupling member provided in the fitting groove portion of the tubular pin member and the tubular box member, respectively, and a hydraulic cylinder connected to the coupling member to provide an axial direction pressing force.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 반경방향 가압부를 통하여 관형 핀 부재를 반경방향으로 가압한 상태에서 관형 핀 부재를 축방향으로 이동시킴으로써 파이프 라인의 기계적 연결을 위한 장치의 구성이 간단하다는 효과를 얻을 수 있다. 특히, 반경방향 가압부를 일정 간격으로 복수개 설치함으로써 관형 핀 부재에 고른 반경방향 가압력을 제공할 수 있고, 이를 통하여 축방향 체결이 원활하게 이루어질 수 있다. 또한, 간단한 기계적인 가압력을 통하여 파이프 라인의 체결이 가능하므로 작업시간이 크게 단축될 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.According to an embodiment of the present invention having such a configuration, the configuration of the device for mechanical connection of the pipeline is simple by moving the tubular pin member in the axial direction while radially pressing the tubular fin member through the radial pressing portion The effect can be obtained. In particular, by providing a plurality of radial pressing portions at regular intervals, the radial pressing force can be uniformly applied to the tubular pin member, and the axial direction fastening can be smoothly performed. Further, since the pipeline can be fastened through a simple mechanical pressing force, the effect of the present invention can be obtained that the working time can be greatly shortened.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 2개의 파이프를 연결할 때 해상 용접에 의하지 않으므로 연결구조에 사용되는 소재의 강도에 제한이 적고, 용접부의 낮은 파괴인성으로 인한 피로성능의 저하를 방지할 수 있게 된다. 특히, 소재의 강도에 제한이 없으므로 고강도 강재를 사용할 수 있으므로 경량화를 통한 시추선이나 설치선의 선택폭이 확대되고, 용접과 무관하므로 고강도 강재, 합금강, 티타늄 및 이종 강재 등의 결합도 가능하다는 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, since the two pipes are not connected to each other by the marine welding, there is little restriction on the strength of the material used in the connection structure and the fatigue performance can be prevented from lowering due to the low fracture toughness . Particularly, since there is no limitation on the strength of the material, it is possible to use a high-strength steel material, so that the selection range of the drill ship and the installation line can be expanded by lightening and the effect of bonding high strength steel, alloy steel, titanium, .

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 유압을 이용하지 않고도 기계적인 반경방향 가압력에 의해 관형 핀 부재의 수축시키고 이를 통하여 파이프 라인의 기계적 연결이 가능하므로, 유압을 이용한 파이프 라인 연결방식에 비해 압력공간 형성을 위한 별도의 실링 구조가 필요하지 않으며, 유압 형성용 액체의 누출 및 잔류가 발생하지 않는다는 효과를 얻을 수 있다.
Further, according to the embodiment of the present invention, it is possible to shrink the tubular pin member by the mechanical radial pressing force without using the hydraulic pressure and to mechanically connect the pipeline through the tubular pin member, There is no need for a separate sealing structure for forming the space, and the effect of preventing leakage and residual of the liquid for forming the hydraulic pressure can be obtained.

도 1은 본 발명에 의한 금속 파이프의 연결장치 및 연결방법에 사용되는 금속 파이프의 연결구조의 일 예를 도시한 것으로서, (a)는 결합 전 상태의 관형 핀 부재와 관형 박스 부재를 도시한 사시도이고, (b)는 결합된 상태의 관형 핀 부재와 관형 박스 부재를 도시한 정면도.
도 2는 도 1에 도시된 관형 핀 부재와 관형 박스 부재의 단면도로서, (a)는 결합 초기 상태를 도시한 단면도이고, (b)는 결합 완료 상태를 도시한 단면도.
도 3은 도 2(a)의 "A" 부분의 확대도.
도 4는 도 2(b)의 결합 완료 상태의 주요부분의 단면을 확대 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 금속 파이프의 연결장치를 도시한 종단면도.
도 6은 도 5에 도시된 금속 파이프의 연결장치의 작동을 설명하기 위한 것으로서, (a)는 가압봉의 작용상태를 나타내는 사시도이고, (b)는 반경방향 가압부의 작용상태를 나타내는 횡단면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 금속 파이프의 연결방법을 도시한 플로우 차트.
FIG. 1 is a perspective view showing a connection structure of a metal pipe used in a connecting device and a connecting method of a metal pipe according to the present invention, in which (a) is a perspective view showing a tubular pin member and a tubular box member, (B) is a front view showing the tubular pin member and the tubular box member in the coupled state.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the tubular pin member and the tubular box member shown in FIG. 1, wherein (a) is a cross-sectional view showing an initial state of coupling, and FIG.
3 is an enlarged view of a portion "A" in Fig. 2 (a). Fig.
Fig. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main portion of the joined state of Fig. 2 (b). Fig.
5 is a longitudinal sectional view showing a connecting device of a metal pipe according to an embodiment of the present invention.
Fig. 6 is a perspective view showing the operation of the pressurizing rod, and Fig. 6 (b) is a transverse sectional view showing the operating state of the radial pressing portion.
7 is a flowchart illustrating a method of connecting a metal pipe according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. The shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity.

또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
Furthermore, the singular forms "a", "an," and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise.

먼저, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 측면에 의한 해저 파이프 라인에 사용되는 금속 파이프의 연결방법(S100)에 대해 살펴본다. First, a connection method (S100) of a metal pipe used in an undersea pipeline according to one aspect of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7. FIG.

본 발명의 일 측면에 의한 금속 파이프의 연결 방법(S100)은 원유나 천연가스 등의 시추, 생산, 이동 등을 위한 해저 파이프 라인에 사용되며, 관형 핀 부재(10)와 관형 박스 부재(20)를 통하여 파이프를 연결하게 된다.A method (S100) for connecting a metal pipe according to an aspect of the present invention is used in a submarine pipeline for drilling, production, and movement of crude oil or natural gas, and includes a tubular pin member (10) To connect the pipe.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 의한 금속 파이프의 연결방법(S100)은 관형 핀 부재(10)와 관형 박스 부재(20)를 준비하는 단계(S110)와, 관형 핀 부재(10)를 관형 박스 부재(20)에 일부 삽입하는 오버랩 단계(S120)와, 상기 관형 핀 부재를 반경방향으로 가압하는 반경방향 가압단계(S130)와, 관형 핀 부재(10)를 관형 박스 부재(20) 내부로 축방향으로 이동시켜 관형 핀 부재(10)와 관형 박스 부재(20)를 체결하는 체결 단계(S140)를 포함하여 구성될 수 있으며, 체결 단계(S140)가 완료되면 반경방향 가압력과 축방향 가압력을 해제하는 가압력 해제 단계(S150)가 수행될 수 있다.7, a connection method S100 of a metal pipe according to an aspect of the present invention includes a step S110 of preparing a tubular fin member 10 and a tubular box member 20, 10 in a radial direction, a radial pressing step S130 for pressing the tubular fin member in the radial direction, and a step of pressing the tubular fin member 10 in the tubular box member 20 And a fastening step (S140) of fastening the tubular pin member (10) and the tubular box member (20) by moving the tubular pin member (10) in an axial direction to the inside of the tubular box member (20). When the fastening step A pressing force releasing step (S150) for releasing the axial pressing force can be performed.

도 1 및 도 2(a)를 참조하면, 관형 핀 부재(10)와 관형 박스 부재(20)를 준비하는 단계(S110)에서는, 테이퍼진 외주면에 제1 요철부(14)가 형성된 관형 핀 부재(10)와 테이퍼진 내주면에 상기 제1 요철부(14)에 맞물리는 제2 요철부(24)를 갖는 관형 박스 부재(20)를 준비하게 된다. 이때, 관형 핀 부재(10)의 외주면과 관형 박스 부재(20)의 내주면은 실질적으로 동일한 테이퍼를 갖는다.1 and 2 (a), in step S110 of preparing the tubular fin member 10 and the tubular box member 20, the tubular fin member 10 having the first concave- (20) having a second concavo-convex portion (24) engaged with the first concavo-convex portion (14) on a tapered inner circumferential surface of the tubular box member (10). At this time, the outer peripheral surface of the tubular pin member 10 and the inner peripheral surface of the tubular box member 20 have substantially the same taper.

일 예로서, 관형 핀 부재(10)는 선단부(11) 내측면에 축방향으로 돌출된 돌기부(12)가 형성되고, 선단부(11)에서 돌기부(12)가 형성되지 않은 외측영역은 선단 걸림턱부(13)를 구성하게 된다. The tubular pin member 10 has a protruding portion 12 projecting axially on the inner side surface of the distal end portion 11 and an outer region where the protruding portion 12 is not formed on the distal end portion 11, (13).

그리고, 선단부(11)로부터 일정 간격 이격된 외주면에 제1 요철부(14)가 형성된다. 상기 제1 요철부(14)는 돌기와 홈이 반복된 형태로서 후술하는 관형 박스 부재(20)의 제2 요철부(24)와 맞물리는 구조를 갖는다. 이러한 제1 요철부(14)는 제2 요철부(24)와 회전에 의한 나사결합이 가능하도록 나선 형태로 이루어질 수 있으나, 관형 핀 부재(10)의 외주면에 원형을 이루는 돌기와 홈이 축방향으로 반복되도록 형성되어 제2 요철부(24)와 끼움결합되도록 구성되는 것도 가능하다.The first concavo-convex portion 14 is formed on the outer circumferential surface spaced apart from the distal end portion 11 by a predetermined distance. The first concave-convex portion 14 has a structure in which protrusions and grooves are repeatedly engaged with the second concave-convex portion 24 of the tubular box member 20 described later. The first concavo-convex part 14 may be formed in a spiral shape so that it can be screwed to the second concavo-convex part 24 by rotation. However, the first concavo- It is possible to form the second concavo-convex portion 24 so as to be repeatedly engaged with the second concavo-convex portion 24. [

또한, 제1 요철부(14)와 일정 거리 이격된 위치에 후술하는 관형 박스 부재(20)의 돌기부(22)가 삽입되는 홈부(15)가 형성될 수 있으며, 홈부(15)의 외측은 후단 걸림턱부(16)를 형성하게 된다.A groove 15 may be formed at a position spaced apart from the first concavo-convex part 14 by a predetermined distance to allow the projection 22 of the tubular box member 20 to be inserted therein. So that the engaging jaw portion 16 is formed.

그리고, 관형 핀 부재(10)의 외주면에는 관형 핀 부재(10)를 축방향으로 가압하기 위한 기구가 장착되는 설치홈부(17)가 함몰 형성될 수 있으며, 관형 핀 부재(10)의 후단부(18)에는 파이프(P)가 연결된다. 이때 파이프(P)와 관형 핀 부재(10)는 공장에서 용접작업에 의해 일체화될 수 있다.The outer circumferential surface of the tubular pin member 10 may be formed with an installation groove 17 in which a mechanism for pressing the tubular pin member 10 in the axial direction is mounted. 18 are connected to a pipe P. At this time, the pipe (P) and the tubular pin member (10) can be integrated by a welding operation in the factory.

또한, 도 1 및 도 2(a)를 참조하면, 관형 박스 부재(20)는 선단부(21) 내측면에 축방향으로 돌출된 돌기부(22)가 형성되고, 선단부(21)에서 돌기부(22)가 형성되지 않은 외측 영역은 선단 걸림턱부(23)를 구성하게 된다. 1 and 2 (a), the tubular box member 20 has a protruding portion 22 protruding in the axial direction on the inner surface of the distal end portion 21, and the protruding portion 22 is formed at the distal end portion 21, So that the outer region formed with no protruding portion 23 constitutes the leading end stopping portion 23.

그리고, 선단부(21)로부터 일정 간격 이격된 외주면에 상기 제1 요철부(14)와 맞물리는 제2 요철부(24)가 형성된다. 상기 제2 요철부(24)는 제1 요철부(14)와 맞물리도록 대응하는 형상을 가지며, 제1 요철부(14)와 마찬가지로, 제1 요철부(14)와 회전에 의한 나사결합이 가능하도록 나선 형태로 이루어질 수 있으나, 관형 박스 부재(20)의 내주면에 원형을 이루는 돌기와 홈이 축방향으로 반복되도록 형성되어 제1 요철부(14)와 끼움결합되도록 구성되는 것도 가능하다.A second concavo-convex portion (24) engaging with the first concavo-convex portion (14) is formed on an outer circumferential surface spaced apart from the distal end portion (21) by a predetermined distance. The second concave-convex portion 24 has a shape corresponding to the first concave-convex portion 14 and can be screwed to the first concave-convex portion 14 by rotation similarly to the first concave- But it is also possible that the protrusions and grooves forming the circular shape on the inner circumferential surface of the tubular box member 20 are formed to be repeated in the axial direction so as to be fitted to the first concave and convex portions 14.

또한, 제2 요철부(24)와 일정 거리 이격된 위치에 관형 핀 부재(10)의 돌기부(12)가 삽입되는 홈부(25)가 형성될 수 있으며, 상기 홈부(25)의 외측은 후단 걸림턱부(26)를 형성하게 된다.The groove portion 25 may be formed at a position spaced apart from the second concavo-convex portion 24 by a predetermined distance. The outer side of the groove portion 25 may be a rear end stop Thereby forming a jaw portion 26. [

그리고, 관형 박스 부재(20)의 외주면에는 관형 핀 부재(10)를 반경방향으로 가압할 수 있도록 가압홀(30)이 형성된다. 이러한 가압홀(30)은 관형 핀 부재(10)의 둘레에 걸쳐 반경방향의 가압력을 제공할 수 있도록 2 ~ 6개 형성되는 것이 바람직하다. 가압홀(30)이 한 개뿐이라면 관형 핀 부재(10)에 적절한 가압력을 제공할 수 없으며, 가압홀(30)이 7개 이상이라면 가압홀(30) 형성을 위하여 많은 홈이 형성되어 관형 박스 부재(10)의 강도가 저하된다.A pressing hole 30 is formed in the outer circumferential surface of the tubular box member 20 so as to press the tubular pin member 10 in the radial direction. It is preferable that 2 to 6 pressing holes 30 are formed so as to provide a pressing force in the radial direction around the tubular pin member 10. If the number of the pressing holes 30 is one, it is impossible to provide an appropriate pressing force to the tubular pin member 10. If the number of the pressing holes 30 is seven or more, many grooves are formed for forming the pressing holes 30, The strength of the substrate 10 is lowered.

또한, 각각의 가압홀(30)은 관형 핀 부재(10)에 고른 가압력을 제공할 수 있도록 일정간격마다 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 가압홀(30)이 3개 형성되는 경우에는 120°마다 설치될 수 있고, 가압홀(30)이 4개 형성되는 경우에는 90°마다 설치될 수 있다. Each of the pressing holes 30 may be formed at regular intervals so as to provide a uniform pressing force to the tubular pin member 10. For example, when three pressure holes 30 are formed, they may be installed every 120 degrees. When four pressure holes 30 are formed, they may be installed every 90 degrees.

그리고, 상기 가압홀(30)은 후술하는 오버랩 단계(S120)가 수행되었을 때, 상기 관형 핀 부재(10)의 선단부(11) 또는 제1 요철부(14) 중 선단부(11)에 인접한 위치를 가압할 수 있도록 관형 박스 부재(20)의 대응 위치에 형성될 수 있다.The pressing hole 30 is located at a position adjacent to the tip 11 of the tubular pin member 10 or the first concave and convex portion 14 when the overlapping step S120 is performed, And can be formed at a corresponding position of the tubular box member 20 so as to be pressurized.

이때, 상기 가압홀(30)은 관형 박스 부재(20)의 강도를 저하시키지 않도록 필요이상의 크기를 갖지 않는 것 필요하며, 후술하는 가압봉(도 5 및 도 6의 131)이 삽입될 수 있는 가로 길이(도 5의 31)와 가압봉(131)이 상하 방향으로 이동할 수 있는 세로 길이(도 5의 32)를 가질 수 있다. 즉, 상기 가압홀(30)의 가로 길이(31)는 가압봉(131)의 직경보다 약간 크도록(예를 들어, 가압봉 직경의 1.5배) 형성되고, 상기 가압홀(30)의 세로 길이(32)는 후술하는 체결단계(S140)에서 가압봉(131)이 상하 방향으로 이동하는 길이와 가압봉(131)의 직경을 고려하여 결정될 수 있다. At this time, it is necessary that the pressurizing hole 30 does not have a size larger than necessary so as not to lower the strength of the tubular box member 20, and it is necessary that the pressurizing hole 30 (see FIG. 5 and FIG. 6) The length (31 in FIG. 5) and the vertical length (32 in FIG. 5) in which the pressure bar 131 can move in the vertical direction. That is, the transverse length 31 of the pressing hole 30 is formed so as to be slightly larger than the diameter of the pressing bar 131 (for example, 1.5 times the pressing bar diameter) The length of the pressing rod 131 may be determined in consideration of the length of the pressing rod 131 moving in the vertical direction and the diameter of the pressing rod 131 in the fastening step S140 described later.

또한, 관형 박스 부재(20)의 외주면에는 관형 박스 부재(20)를 축방향으로 가압하기 위한 기구가 장착되는 설치홈부(27)가 함몰 형성될 수 있으며, 관형 박스 부재(20)의 후단부(28)에는 파이프(P)가 연결된다. 이때, 파이프(P)와 관형 박스 부재(20)는 공장에서 용접작업에 의해 일체화될 수 있다.The outer circumferential surface of the tubular box member 20 may be formed with an installation groove 27 in which a mechanism for pressing the tubular box member 20 in the axial direction is mounted. 28 are connected to a pipe P. At this time, the pipe P and the tubular box member 20 can be integrated by a welding operation in the factory.

이와 같이, 관형 핀 부재(10)와 관형 박스 부재(20)는 파이프(P)에 연결되어 인접하는 파이프(P)를 접합하기 위하여 사용된다.
Thus, the tubular pin member 10 and the tubular box member 20 are connected to the pipe P and used to join the adjacent pipe P.

도 2(a) 및 도 3을 참조하면, 상기 오버랩 단계(S120)에서는 관형 핀 부재(10)의 제1 요철부(14)의 정상부분(돌기)과 관형 박스 부재(20)의 제2 요철부(24)의 정상부분(돌기)이 서로 접촉할 때까지 관형 핀 부재(10)를 관형 박스 부재(20)에 삽입하게 된다. 2 (a) and FIG. 3, in the overlapping step S120, the protruding portion of the first concave-convex portion 14 of the tubular fin member 10 and the second concave-convex portion of the tubular box member 20 The tubular fin member 10 is inserted into the tubular box member 20 until the top portions (projections) of the tubular portion 24 contact each other.

즉, 관형 핀 부재(10)의 외주면과 관형 박스 부재(20)의 내주면이 테이퍼져 있으므로, 도 3에 상세하게 도시된 바와 같이 오버랩(S130) 공정에서는 제1 요철부(14)와 제2 요철부(14)가 서로 맞물리지 않은 상태가 된다. That is, since the outer circumferential surface of the tubular pin member 10 and the inner circumferential surface of the tubular box member 20 are tapered, as shown in detail in FIG. 3, in the overlap S130 process, The portions 14 are not engaged with each other.

이때, 관형 핀 부재(10)와 관형 박스 부재(20)가 완전히 체결되기 이전에는 제1 요철부(14)와 제2 요철부(14)가 서로 맞물리지 않도록 제1 요철부(14) 또는 제2 요철부(24)에는 홈보다 길게 형성된 맞물림 방지돌기(24a)가 형성될 수 있으며, 이러한 맞물림 방지돌기(24a)는 제1 요철부(14)와 제2 요철부(24)의 구간에 복수 개 형성될 수 있다. 물론, 맞물림 방지돌기(24a)는 최종 체결 상태에서는 제1 요철부(14)와 제2 요철부(24)의 맞물림이 방지되지 않도록 위치와 형상이 조정될 수 있다.
At this time, before the tubular pin member 10 and the tubular box member 20 are completely fastened, the first concave-convex part 14 and the second concave- The engaging protrusion 24a may be formed in the recessed and recessed portion 24 so as to be longer than the recessed portion. The engaging protrusion 24a may have a plurality of protrusions 24a formed in the region between the first recessed portion 14 and the second recessed portion 24 . Of course, the engaging protrusion 24a can be adjusted in position and shape so that engagement of the first concave-convex part 14 and the second concave-convex part 24 is not prevented in the finally engaged state.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 반경방향 가압단계(S130)는 관형 박스 부재(20)의 외주면에 관통형성된 가압홀(30)에 가압봉(131)을 삽입하여 관형 핀 부재(10)를 반경방향(FR)으로 가압하게 된다.5 and 6, in the radial pressing step S130, the pressing rod 131 is inserted into the pressing hole 30 formed through the outer circumferential surface of the tubular box member 20 to press the tubular pin member 10 And pressurized in the radial direction (FR).

이때, 상기 반경방향 가압 단계(S130)는 관형 핀 부재(10)의 제1 요철부(14)의 수축이 이루어져 관형 핀 부재(10)의 축방향 이동이 용이하도록 관형 핀 부재(10)의 선단부(11) 또는 상기 제1 요철부(14) 중 상기 선단부(11)와 인접한 부분을 상기 가압봉(131)에 의해 가압하도록 구성될 수 있다. 즉, 도 5에서는 반경방향 가압 단계(S130)에서 제1 요철부(14)를 가압하는 것으로 도시되어 있지만, 관형 핀 부재(10)의 자유단에 인접한 선단부(11)를 가압하는 것도 가능하다.At this time, in the radial pressing step S130, the first concavoconvex portion 14 of the tubular fin member 10 is contracted so that the axial movement of the tubular fin member 10 is facilitated, (11) or a portion of the first concave-convex portion (14) adjacent to the distal end portion (11) by the pressing rod (131). 5, it is also possible to press the distal end 11 adjacent to the free end of the tubular pin member 10, although it is shown that the first concavoconvex portion 14 is pressed in the radial pressing step S130.

한편, 전술한 바와 같이, 가압홀(30)은 관형 핀 부재(10)에 균일한 가압력을 제공하기 위하여 관형 박스 부재(20)의 외주면에 2 ~ 6개가 일정간격으로 형성될 수 있으며, 반경방향 가압 단계(S130)에서는 각각의 가압홀(30)에 가압봉(131)을 삽입하여 관형 핀 부재(10)를 가압하도록 구성될 수 있다.
As described above, the pressurizing holes 30 may be formed at regular intervals of 2 to 6 on the outer circumferential surface of the tubular box member 20 in order to provide a uniform pressing force to the tubular pin member 10, The pressing pin 131 may be inserted into each of the pressing holes 30 to press the tubular pin member 10 in the pressing step S130.

그리고, 상기 체결단계(S140)는 상기 관형 핀 부재(10)의 제1 요철부(14)와 관형 박스 부재(20)의 제2 요철부(24)가 완전히 맞물리도록 관형 핀 부재(10)를 관형 박스 부재(20) 내부로 축방향(FA)으로 이동시키게 된다.The fastening step S140 is a step of fastening the tubular pin member 10 so that the first concave-convex portion 14 of the tubular fin member 10 and the second concave-convex portion 24 of the tubular box member 20 are fully engaged with each other. And is moved into the tubular box member 20 in the axial direction FA.

이러한 체결단계(S140)는 관형 핀 부재(10)가 수축된 상태, 즉 반경방향(FR) 가압력이 가해진 상태에서 이루어지는 것이 바람직하며, 이를 위하여 상기 반경방향 가압단계(S130)와 함께 수행될 수 있다. 즉, 상기 체결단계(S140)는 상기 반경방향 가압단계(S130)와 동시에 수행될 수도 있고, 상기 반경방향 가압단계(S130)가 수행된 후 일정 시간이 경과한 후 상기 반경방향 가압단계(S130)와 병행하여 수행될 수도 있다. 구체적으로, 도 5에 확대하여 도시된 바와 같이, 체결공정(S150) 초기에 가압홀(30)의 상부에 실선 원의 위치에서 관형 핀 부재(10)를 가압하던 가압봉(131)은 관형 핀 부재(10)의 축방향(FA) 이동으로 인해 체결공정(S150) 완료후 가압홀(30)의 하부에 점선으로 도시된 위치로 변경된다.It is preferable that the fastening step S140 is performed in a state in which the tubular pin member 10 is contracted, that is, in a state in which radial (FR) pressing force is applied, and may be performed together with the radial pressing step S130 . That is, the engaging step S140 may be performed simultaneously with the radial pressing step S130, and the radial pressing step S130 may be performed after a certain time has elapsed since the radial pressing step S130. Or may be performed in parallel. Specifically, as shown in FIG. 5, the pressing rod 131, which has been pressing the tubular pin member 10 at the position of the solid line circle at the upper portion of the pressing hole 30 at the beginning of the fastening step S150, Due to the movement of the member 10 in the axial direction FA, is changed to the position shown by the dotted line at the lower portion of the pressurizing hole 30 after completion of the fastening step S150.

이와 같이, 상기 체결단계(S140)에서는 축방향으로 가압력을 제공하여 선단부(11) 및/또는 제1 요철부(14)가 수축된 관형 핀 부재(10)를 관형 박스 부재(20) 내부로 이동시키며, 이 과정에서 관형 핀 부재(10)의 삽입에 따른 관형 박스 부재(20)의 내주면과의 접촉으로 인해 관형 박스 부재(20) 측에서 관형 핀 부재(10)의 외주면에 가해지는 반경방향 압축력에 의해 보다 관형 핀 부재(10)의 삽입이 보다 용이하게 수행될 수 있다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 요철부(14)와 제2 요철부(24)의 최종적인 맞물림 위치까지 관형 핀 부재(10)와 관형 박스 부재(20) 내부로 삽입될 수 있다.As described above, in the engaging step S140, a pressing force is applied in the axial direction to move the tubular pin member 10 having the front end portion 11 and / or the first concavo-convex portion 14 contracted into the tubular box member 20 The radial compressive force applied to the outer circumferential surface of the tubular pin member 10 from the tubular box member 20 side due to the contact with the inner circumferential surface of the tubular box member 20 due to the insertion of the tubular pin member 10 in this process, The insertion of the tubular pin member 10 can be performed more easily. 4, the tubular pin member 10 and the tubular box member 20 can be inserted to the final engaging position of the first concave-convex portion 14 and the second concave-convex portion 24, as shown in Fig. 4 .

이때, 상기 체결단계(S140)은 관형 핀 부재(10)를 회전 없이 축방향(FA)으로 이동시켜 상기 제1 및 제2 요철부(14, 24)가 완전히 맞물리도록 할 수 있다. At this time, the fastening step S140 may move the tubular pin member 10 in the axial direction FA without rotating so that the first and second concave and convex portions 14 and 24 are completely engaged with each other.

그리고, 상기 체결단계(S140)이 완료되면 반경방향 가압력과 축방향 가압력을 해제하는 가압력 해제 단계(S150)가 수행된다..When the tightening step S140 is completed, a pressing force releasing step S150 for releasing the radial pressing force and the axial pressing force is performed.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 금속 파이프의 연결방법(S100)에 의해 체결이 완료된 상태를 도 2(b) 및 도 4에서 도시하고 있다.FIG. 2 (b) and FIG. 4 show a state in which the fastening is completed by the metal pipe connecting method (S100) according to the embodiment of the present invention.

도 2(b)를 참조하면, 최종적인 맞물림 위치에서 관형 핀 부재(10)의 돌기부(12)는 관형 박스 부재(20)의 홈부(25)에 삽입되고, 관형 박스 부재(20)의 돌기부(22)는 관형 핀 부재(10)의 홈부(15)에 삽입된다. 이때, 관형 핀 부재(10)의 선단 걸림턱부(13)와 관형 박스 부재(20)의 후단 걸림턱부(26)가 접촉하고, 관형 핀 부재(10)의 후단 걸림턱부(16)와 관형 박스 부재(20)의 선단 걸림턱부(23)가 접촉하여 돌기부(12, 22)와 홈부(15, 25) 사이의 삽입깊이를 제한하게 된다.The protruding portion 12 of the tubular fin member 10 is inserted into the groove portion 25 of the tubular box member 20 at the final engaging position and the protruding portion 12 of the tubular box member 20 22 are inserted into the groove 15 of the tubular pin member 10. [ At this time, the tip end stopping portion 13 of the tubular pin member 10 and the rear end stopping portion 26 of the tubular box member 20 come into contact with each other, and the rear end stopping portion 16 of the tubular fin member 10, The leading end stopping portion 23 of the protruding portion 20 is in contact with the protruding portion 12 to limit the insertion depth between the protruding portions 12 and 22 and the groove portions 15 and 25.

한편, 도 4의 좌측에 도시된 확대부분과 같이, 돌기부(12, 22)와 홈부(15, 25) 사이에는 접촉으로 인한 메탈실링부(MS)가 형성되어 관형 핀 부재(10)와 관형 박스 부재(20) 사이의 실링을 구현할 수 있게 된다. 구체적으로, 관형 핀 부재(10)의 돌기부(12)와 관형 박스 부재(20)의 홈부(25) 사이에는 메탈 실링부(MS)에 의해 내측 실링이 형성되고, 관형 박스 부재(20)의 돌기부(22)와 관형 핀 부재(10)의 홈부(15) 사이에는 메탈 실링부(MS)에 의해 외측 실링이 형성되어 2중의 실링영역이 형성될 수 있다.4, a metal sealing portion MS is formed between the protruding portions 12 and 22 and the groove portions 15 and 25 to form a metal sealing portion MS, The sealing between the members 20 can be realized. Specifically, an inner seal is formed between the protruding portion 12 of the tubular fin member 10 and the groove portion 25 of the tubular box member 20 by a metal sealing portion MS, An outer seal is formed between the metal seal portion MS and the groove portion 15 of the tubular pin member 10 so that a double seal region can be formed.

또한, 서로 결합된 돌기부(12, 22)와 홈부(15, 25) 주변의 걸림턱부(13, 16, 23, 26)는 해저에 설치되었을 때 축방향의 압축력에 저항할 수 있도록 기능하게 된다.
The engagement protrusions 13, 16, 23, and 26 around the protrusions 12 and 22 and the recesses 15 and 25 coupled to each other function to resist axial compressive force when installed on the sea floor.

다음으로, 도 6을 참조하여 본 발명의 일 측면에 의한 금속 파이프의 연결장치(100)에 대해 살펴본다.Next, a connection apparatus 100 for a metal pipe according to an aspect of the present invention will be described with reference to FIG.

이러한 금속 파이프의 연결장치(100)는 도 1 내지 도 4에 도시된 관형 박스 부재(20)와 관형 핀 부재(10)에 적용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 테이퍼진 외주면에 제1 요철부(14)가 형성된 관형 핀 부재(10)와, 테이퍼진 내주면에 상기 제1 요철부(14)에 맞물리도록 형성된 제2 요철부(24)와 가압홀(30)을 갖는 관형 박스 부재(20)라면 본 발명의 일 실시예에 의한 금속 파이프의 연결장치(100)를 사용하여 관형 핀 부재(10)와 관형 박스 부재(20)의 연결이 가능하다.The connecting device 100 of the metal pipe is applicable to the tubular box member 20 and the tubular fin member 10 shown in Figs. 1 to 4, but is not limited thereto. That is, a tubular pin member 10 having a first concavo-convex portion 14 formed on a tapered outer circumferential surface, a second concavo-convex portion 24 formed on a tapered inner circumferential surface to be engaged with the first concavo-convex portion 14, 30, it is possible to connect the tubular pin member 10 and the tubular box member 20 using the connecting device 100 of the metal pipe according to the embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 금속 파이프의 연결장치(100)는, 관형 핀 부재(10) 및 관형 박스 부재(20)의 외주면에 형성된 설치홈부(17, 27)에 연결되어 관형 핀 부재(10) 및 관형 박스 부재(20)를 축방향(FA)으로 가압하는 축방향 가압부(110)와, 관형 박스 부재(20)의 외주면에 관통형성된 가압홀(30)에 가압봉(131)을 삽입하여 관형 핀 부재(10)를 반경방향(FR)으로 가압하는 반경방향 가압부(120)를 포함하여 구성된다.6, the connecting device 100 of the metal pipe according to the embodiment of the present invention includes the tubular pin member 10 and the mounting grooves 17 and 27 formed on the outer peripheral surface of the tubular box member 20, An axial direction pressing portion 110 for pressing the tubular pin member 10 and the tubular box member 20 in the axial direction FA and a pressing hole 30 formed through the outer peripheral surface of the tubular box member 20, And a radial pressing portion 120 for pressing the tubular pin member 10 in the radial direction FR by inserting a pressure bar 131 into the tubular pin member 10.

이때, 상기 축방향 가압부(110)는 관형 핀 부재(10) 및 관형 박스 부재(20)의 상기 설치홈부(17, 27)에 각각 설치되는 물림부재(112)와, 상기 물림부재(112)에 연결부재(113)을 통해 연결되어 축방향(FA)으로 압축력을 제공하는 유압 실린더(111)를 포함할 수 있다.The axial direction pressing portion 110 includes a locking member 112 provided in the fitting groove portions 17 and 27 of the tubular pin member 10 and the tubular box member 20, And a hydraulic cylinder 111 connected to the connecting member 113 via a connecting member 113 to provide a compressive force in the axial direction FA.

한편, 도 6에서는 복수의 유압실린더(111)가 사용된 예를 도시하고 있으나, 가열되어 팽창된 관형 박스 부재(20)의 내부로 관형 핀 부재(10)를 삽입하기 위한 가압력을 구현할 수 있다면 축방향 가압부(110)에 하나의 유압실린더(111)가 사용되는 것도 가능하다.6 shows an example in which a plurality of hydraulic cylinders 111 are used. However, if a pressing force for inserting the tubular pin member 10 into the heated tubular box member 20 can be realized, It is also possible that one hydraulic cylinder 111 is used for the direction pressing portion 110. [

그리고, 상기 반경방향 가압부(120)는 복수개의 가압홀(30)에 대응하도록 복수개가 일정간격으로 배치될 수 있다. 즉, 도 6에서는 반경방향 가압부(120)가 3개 구비되는 것으로 도시되어 있지만, 전술한 바와 같이 관형 핀 부재(10)의 둘레에 걸쳐 반경방향의 가압력을 제공할 수 있도록, 그리고 관형 박스 부재(10)의 강도가 크게 저하되는 것을 방지할 수 있도록 2 ~ 6개의 반경방향 가압부(120)가 관형 박스 부재(20)의 둘레에 등간격으로 구비될 수 있다.A plurality of radial pressing portions 120 may be arranged at predetermined intervals corresponding to the plurality of pressing holes 30. [ That is, although three radial pressing portions 120 are shown in Fig. 6, the radial pressing portion 120 is provided so as to be able to provide a radial pressing force around the tubular pin member 10, Two to six radial pressing portions 120 may be equally spaced around the tubular box member 20 in order to prevent the strength of the tubular box member 10 from significantly lowering.

이러한 반경방향 가압부(120)는 상기 가압홀(30)에 삽입되어 관형 핀 부재(10)에 반경방향(FR) 가압력을 제공하는 가압봉(131)과 상기 가압봉(131)을 구동하기 위하여 유압실린더 등으로 이루어지는 구동부재를 포함할 수 있다.The radial pressing portion 120 includes a pressing rod 131 which is inserted into the pressing hole 30 and provides a pressing force to the tubular pin member 10 in a radial direction FR and a pressing rod 131 for driving the pressing rod 131 And a driving member made of a hydraulic cylinder or the like.

또한, 상기 반경방향 가압부(120)는 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 관형 핀 부재(10)의 축방향(FA) 이동이 이루어질 때 함께 이동하도록 연결 프레임(140)에 의해 서로 연결될 수 있다. 그리고, 상기 반경방향 가압부(120)는 관형 핀 부재(10)을 가압한 상태에서 축방향으로 이동하므로, 상기 연결 프레임(140)은 관형 핀 부재(10)와 함께 이동되도록 구성될 수 있다.
5 (b), the radial pressing portions 120 are connected to each other by the connection frame 140 to move together when the axial (FA) movement of the tubular pin member 10 is made . Since the radial pressing portion 120 moves axially in a state in which the tubular pin member 10 is pressed, the connecting frame 140 can be configured to move together with the tubular pin member 10.

한편, 이러한 금속 파이프의 연결장치(100)를 통하여 전술한 금속 파이프의 연결방법(S100)을 구현할 수 있으나, 본 발명에 의한 금속 파이프의 연결방법(S100)에 사용되는 금속 파이프의 연결장치(100)는 도 6에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Meanwhile, the connection method (S100) of the metal pipe described above may be implemented through the connection device 100 of the metal pipe. However, the connecting device 100 of the metal pipe used in the connection method (S100) Is not limited to the embodiment shown in Fig.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be obvious to those of ordinary skill in the art.

10... 관형 핀 부재 11... 선단부
12... 돌기부 13... 선단 걸림턱부
14... 제1 요철부 15... 홈부
16... 후단 걸림턱부 17... 설치홈부
18... 후단부 20... 관형 박스 부재
21... 선단부 22... 돌기부
23... 선단 걸림턱부 24... 제2 요철부
25... 홈부 26... 후단 걸림턱부
27... 설치홈부 28... 후단부
30... 가압홀
100... 금속 파이프의 연결장치 110... 축방향 가압부
111... 유압 실린더 112... 물림부재
113... 연결부재 130... 반경방향 가압부
131... 가압봉 140... 연결 프레임
MS... 메탈실링부 P... 파이프
10 ... tubular pin member 11 ... tip end
12 ... protrusion 13 ... end stop jaw
14 ... First concave / convex portion 15 ... Groove
16 ... rear end stop portion 17 ... installation groove
18 ... rear end portion 20 ... tubular box member
21 ... front end portion 22 ... protruding portion
23 ... end stop jaw 24 ... second uneven portion
25 ... groove portion 26 ... rear end engaging jaw
27 ... installation groove 28 ... rear end
30 ... pressure hole
100 ... Connection device of metal pipe 110 ... Axial pressing part
111 ... hydraulic cylinder 112 ... engaging member
113 ... connection member 130 ... radial pressing portion
131 ... pressure rod 140 ... connection frame
MS ... Metal sealing part P ... Pipe

Claims (9)

테이퍼진 외주면에 제1 요철부가 형성된 관형 핀 부재와, 테이퍼진 내주면에 상기 제1 요철부에 맞물리는 제2 요철부가 형성된 관형 박스 부재를 준비하는 준비단계;
상기 관형 핀 부재를 상기 관형 박스 부재에 삽입하여 상기 제1 요철부와 상기 제2 요철부의 정상부분 사이에 표면 접촉이 일어나도록 하는 오버랩 단계;
상기 관형 핀 부재를 반경방향으로 가압하는 반경방향 가압 단계; 및
상기 관형 핀 부재를 상기 관형 박스 부재 내부로 축방향으로 이동시킴으로써 상기 관형 핀 부재의 제1 요철부와 관형 박스 부재의 제2 요철부를 완전히 맞물리게 하는 체결단계;
를 포함하는 금속 파이프의 연결방법.
A tubular fin member having a first concavo-convex portion formed on a tapered outer circumferential surface thereof, and a tubular box member having a second concavo-convex portion engaged with the first concavo-convex portion on a tapered inner circumferential surface thereof;
An overlapping step of inserting the tubular pin member into the tubular box member to cause surface contact between the first concavo-convex portion and the normal portion of the second concavo-convex portion;
A radial pressing step of radially pressing the tubular pin member; And
A fastening step of completely engaging the first concave-convex portion of the tubular pin member with the second concave-convex portion of the tubular box member by axially moving the tubular fin member into the tubular box member;
Wherein the metal pipe is a metal pipe.
제1항에 있어서,
상기 반경방향 가압 단계는 상기 관형 박스 부재의 외주면에 관통형성된 가압홀에 가압봉을 삽입하여 상기 관형 핀 부재를 반경방향으로 가압하는 금속 파이프의 연결방법.
The method according to claim 1,
Wherein the radial pressing step presses the tubular pin member in a radial direction by inserting a pressure bar into a pressing hole formed through an outer circumferential surface of the tubular box member.
제2항에 있어서,
상기 반경방향 가압 단계는 상기 관형 핀 부재의 선단부 또는 상기 제1 요철부 중 상기 선단부와 인접한 부분을 상기 가압봉에 의해 가압하는 금속 파이프의 연결방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the radial pressing step presses the distal end of the tubular pin member or a portion of the first concave-convex portion adjacent to the distal end portion with the pressing rod.
제2항에 있어서,
상기 가압홀은 상기 관형 박스 부재의 외주면에 2 ~ 6개가 일정간격으로 형성되며,
상기 반경방향 가압 단계는 상기 각각의 가압홀을 통하여 상기 관형 핀 부재를 가압하는 금속 파이프의 연결방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the pressure hole is formed at an interval of 2 to 6 on the outer circumferential surface of the tubular box member,
Wherein the radial pressing step presses the tubular pin member through the respective pressure holes.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 체결단계는, 상기 반경방향 가압단계와 함께 수행되는 금속 파이프의 연결방법.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the fastening step is performed with the radial pressing step.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 관형 핀 부재 및 상기 관형 박스 부재는 각각 축방향으로 돌출된 돌기부가 선단부에 형성되고, 상기 관형 핀 부재 및 상기 관형 박스 부재의 돌기부를 수용하는 홈부가 상기 관형 박스 부재 및 상기 관형 핀 부재에 각각 형성되며,
상기 체결단계는 상기 돌기부와 상기 홈부 사이에 결합이 이루어져 메탈 실링이 이루어지도록 하는 금속 파이프의 연결방법.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the tubular pin member and the tubular box member each have a protruding portion protruding in the axial direction and a groove portion for receiving the protruding portion of the tubular fin member and the tubular box member is formed in the tubular box member and the tubular fin member Lt; / RTI &
Wherein the coupling step is performed between the protruding part and the groove part so that the metal sealing is performed.
테이퍼진 외주면에 제1 요철부가 형성된 관형 핀 부재와, 테이퍼진 내주면에 상기 제1 요철부에 맞물리는 제2 요철부를 갖는 관형 박스 부재를 결합시키기 위한 금속 파이프의 연결장치에 있어서,
상기 관형 핀 부재 및 상기 관형 박스 부재의 외주면에 형성된 설치홈부에 연결되어 상기 관형 핀 부재 및 상기 관형 박스 부재를 축방향으로 가압하는 축방향 가압부; 및
상기 관형 박스 부재의 외주면에 관통형성된 가압홀에 가압봉을 삽입하여 상기 관형 핀 부재를 반경방향으로 가압하는 반경방향 가압부;
를 포함하는 금속 파이프의 연결장치.
A connecting device for a metal pipe for joining a tubular pin member having a first concavo-convex portion formed on a tapered outer circumferential surface thereof and a tubular box member having a second concavo-convex portion engaged with the first concavo-convex portion on a tapered inner circumferential surface,
An axial direction pressing portion connected to the tubular pin member and an installation groove formed on an outer circumferential surface of the tubular box member to press the tubular fin member and the tubular box member in the axial direction; And
A radial pressing portion for radially pressing the tubular pin member by inserting a pressure bar into the pressing hole formed through the outer circumferential surface of the tubular box member;
And a connecting device for connecting the metal pipe.
제7항에 있어서,
상기 가압홀은 상기 관형 박스 부재의 외주면에 2 ~ 6개가 일정간격으로 형성되며,
상기 반경방향 가압부는 상기 가압홀에 대응하도록 복수개가 일정간격으로 배치되는 금속 파이프의 연결장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the pressure hole is formed at an interval of 2 to 6 on the outer circumferential surface of the tubular box member,
Wherein a plurality of radial pressing portions are disposed at regular intervals so as to correspond to the pressing holes.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 축방향 가압부는 상기 관형 핀 부재 및 관형 박스 부재의 상기 설치홈부에 각각 설치되는 물림부재와, 상기 물림부재에 연결되어 축방향 가압력을 제공하는 유압 실린더를 포함하는 금속 파이프의 연결장치.
9. The method according to claim 7 or 8,
Wherein the axial direction pressing portion includes a retaining member provided in the mounting groove portion of the tubular pin member and the tubular box member respectively and a hydraulic cylinder connected to the engaging member to provide an axial direction pressing force.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51100917U (en) * 1975-02-13 1976-08-13
US5078430A (en) * 1981-07-10 1992-01-07 Duratron Systems Limited Pipeline for relining sewers and water lines without excavation
US5261493A (en) * 1992-07-06 1993-11-16 Abb Vetco Gray Inc. Method of testing snap type pipe connectors
US5921591A (en) * 1992-10-07 1999-07-13 Argent; Michael E. Pipe connecting assembly and method for joining two lengths of pipe by a press-fit connection

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51100917U (en) * 1975-02-13 1976-08-13
US5078430A (en) * 1981-07-10 1992-01-07 Duratron Systems Limited Pipeline for relining sewers and water lines without excavation
US5261493A (en) * 1992-07-06 1993-11-16 Abb Vetco Gray Inc. Method of testing snap type pipe connectors
US5921591A (en) * 1992-10-07 1999-07-13 Argent; Michael E. Pipe connecting assembly and method for joining two lengths of pipe by a press-fit connection

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