KR101524196B1

KR101524196B1 - 스테인레스 박판으로 이루어진 선박용 덕트의 제조방법

Info

Publication number: KR101524196B1
Application number: KR1020140170321A
Authority: KR
Inventors: 정종태
Original assignee: 주식회사 성원테크
Priority date: 2014-12-02
Filing date: 2014-12-02
Publication date: 2015-05-29

Abstract

본 발명은 스테인레스 박판의 용접방법 및 이를 이용한 선박용 덕트의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 0.8 ~ 1.5mm의 두께를 갖는 스테인레스 박판모재를 TIG 용접에 의해 용접하되, 박판모재의 표면에 TIG 용접시 박판모재 전체로 전달되는 열을 흡수하기 위한 냉각장치를 착탈가능하게 부착함으로써, TIG 용접시 발생되는 열에 의한 박판모재의 변형을 방지하면서 신속하고 견고하게 용접할 수 있게 하므로 스테인레스 박판으로 이루어진 선박용 덕트의 생산성 및 내구성을 대폭 향상시킬 수 있도록 하는 스테인레스 박판의 용접방법 및 이를 이용한 선박용 덕트의 제조방법에 관한 것이다.

Description

스테인레스 박판으로 이루어진 선박용 덕트의 제조방법{Method for manufacturing marine duct made of stainless steel sheet}

본 발명은 스테인레스 박판으로 이루어진 선박용 덕트를 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 0.8 ~ 1.5mm의 두께를 갖는 스테인레스 박판모재를 TIG 용접에 의해 용접하되, 박판모재의 표면에 TIG 용접시 박판모재 전체로 전달되는 열을 흡수하기 위한 냉각장치를 착탈가능하게 부착함으로써, TIG 용접시 발생되는 열에 의한 박판모재의 변형을 방지하면서 신속하고 견고하게 용접할 수 있게 하므로 0.8 ~ 1.5mm의 두께를 갖는 스테인레스 박판으로 이루어진 선박용 덕트의 생산성 및 내구성을 대폭 향상시킬 수 있도록 하는 스테인레스 박판으로 이루어진 선박용 덕트의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 덕트(duct)는 공기나 기타 유체가 흐르는 통로로 사용되는 것으로서, 선박이나 해상구조물에 설치될 경우 염분에 의한 부식을 막기 위해 스테인레스 재질로 제작하게 되는데, 이러한 스테인레스 덕트의 제작에는 대부분 3 ~ 6mm 정도의 두께를 갖는 스테인레스 강판이 사용된다.

최근에는 선박이나 해상구조물에서 덕트가 차지하는 중량을 줄이기 위해 덕트의 제작에 사용되는 스테인레스 강판의 두께를 최대한 감축시켜 0.8 ~ 1.5mm 정도의 두께를 갖는 스테인레스 박판으로 제작함으로써 덕트의 경량화를 구현하려는 노력이 있었다.

그러나, 두께가 0.8 ~ 1.5mm에 불과한 스테인레스 박판은 TIG 용접을 실시할 경우 용접 변형이 쉽게 발생될 뿐만 아니라 내부 용접부가 쉽게 산화됨으로 인해 용접에 의한 덕트 제작이 용이하지 못한 문제점이 있었다.

이러한 문제점으로 인해 종래에는 스테인레스 박판으로 이루어진 덕트를 제작할 경우 스테인레스 박판의 끝단부를 절곡시켜 결합한 후 리벳팅으로 접합하는 피츠버그 이음(Pittsburgh Seam)방식으로 제작할 수밖에 없었는데, 이와 같은 피츠버그 이음방식에 의해 스테인레스 박판으로 이루어진 덕트를 제조할 경우에는 용접에 비해 생산성과 내구성이 현저히 저하되는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2013-128235호

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 0.8 ~ 1.5mm의 두께를 갖는 스테인레스 박판모재를 TIG 용접에 의해 용접하되, 박판모재의 표면에 TIG 용접시 박판모재 전체로 전달되는 열을 흡수하기 위한 냉각장치를 착탈가능하게 부착함으로써, TIG 용접시 발생되는 열에 의한 박판모재의 변형을 방지하면서 신속하고 견고하게 용접할 수 있게 하므로 스테인레스 박판으로 이루어진 선박용 덕트의 생산성 및 내구성을 대폭 향상시킬 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한 스테인레스 박판으로 이루어진 선박용 덕트의 제조방법은 0.8 ~ 1.5mm의 두께를 갖는 스테인레스 박판으로 이루어진 선박용 덕트의 제조방법에 있어서, 제조하고자 하는 선박용 덕트의 전개도에 따라 스테인레스 박판의 절단계획을 수립하는 절단계획 수립단계와, 상기 절단계획 수립단계에서 수립된 절단계획에 따라 스테인레스 박판을 절단하거나 절곡하여 덕트 조립부품을 제작하는 절단 및 절곡단계와, 상기 절단 및 절단단계를 거쳐 제작된 덕트 조립부품을 덕트형상으로 가조립한 후 가조립된 선박용 덕트의 접합부에 밀봉테이프를 부착하는 가조립단계와, 상기 가조립단계를 거쳐 가조립된 선박용 덕트의 내부에 방열용 금속판과 고정용 자석을 포함하는 냉각장치 또는 동파이프 내부에 냉각수가 순환하는 냉각장치를 부착하는 냉각장치 부착단계와, 상기 냉각장치 부착단계를 거친 선박용 덕트의 개구부를 밀봉테이프로 밀봉하는 개구부 밀봉단계와, 상기 개구부 밀봉단계를 거친 선박용 덕트의 내부에 아르곤 가스를 충전하는 아르곤 가스 충전단계와, 상기 아르곤 가스 충전단계를 거친 선박용 덕트의 접합부에 부착된 밀봉테이프를 제거해 가면서 선박용 덕트의 접합부를 TIG 용접에 의해 용접하는 용접단계와, 상기 용접단계를 거친 선박용 덕트에 부착된 냉각장치와 이물질을 모두 제거한 후 선박용 덕트의 표면에 부동태막을 형성하는 표면처리단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

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상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 스테인레스 박판으로 이루어진 선박용 덕트의 제조방법에 의하면, 0.8 ~ 1.5mm의 두께를 갖는 스테인레스 박판모재를 TIG 용접에 의해 용접하되, 박판모재의 표면에 TIG 용접시 박판모재 전체로 전달되는 열을 흡수하기 위한 냉각장치를 착탈가능하게 부착함으로써 TIG 용접시 발생되는 열에 의한 박판모재의 변형을 방지하면서 신속하고 견고하게 용접할 수 있게 되므로, 0.8 ~ 1.5mm의 두께를 갖는 스테인레스 박판으로 이루어진 선박용 덕트의 생산성 및 내구성을 대폭 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1의 (가)(나)는 본 발명에 사용되는 스테인레스 박판 용접방법의 일실시예를 나타내는 설명도.
도 2의 (가)(나)는 본 발명에 사용되는 스테인레스 박판 용접방법의 이실시예를 나타내는 설명도.
도 3은 본 발명에 의한 스테인레스 박판으로 이루어진 선박용 덕트의 제조공정을 나타내는 블록도.
도 4a 내지 도 4h는 본 발명에 의한 스테인레스 박판으로 이루어진 선박용 덕트의 제조공정을 나타내는 설명도.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 도 1 내지 도 4h를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 사용되는 스테인레스 박판의 용접방법은 0.8 ~ 1.5mm의 두께를 갖는 스테인레스 박판모재를 TIG 용접에 의해 용접하기 위한 것으로서, 상기 스테인레스 박판모재의 표면에 TIG 용접시 박판모재 전체로 전달되는 열을 흡수하기 위한 냉각장치를 착탈가능하게 부착함으로써, TIG 용접시 발생되는 열에 의한 박판모재의 변형을 방지하면서 신속하고 견고하게 용접하게 되며, 상기의 스테인레스 박판의 용접방법은 스테인레스 박판모재에 착탈가능하게 부착되는 냉각장치에 따라 2종류의 실시예가 사용된다.

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상기 냉각장치의 일실시예는 도 1의 (가)에 도시되어 있는 바와 같이, 스테인레스 박판모재(1)의 표면에 밀착되는 방열용 금속판(3)과 상기 스테인레스 박판모재(1)의 표면에 밀착되는 방열용 금속판(3)을 고정시키기 위한 고정용 자석(4)을 포함하는 냉각장치(2)가 사용되며, 이 때, 상기 방열용 금속판(3)은 열전도성이 우수한 동판, 알루미늄판, 납판 중에서 택일하여 사용된다.

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이와 같이 본 발명에 사용되는 일실시예의 냉각장치(2)는 구조가 간단하여 용접하고자 하는 스테인레스 박판모재(1)의 형상에 맞게 방열용 금속판(3)을 재단하여 부착할 수 있게 될 뿐만 아니라, 고정용 자석(4)에 의해 용이하게 탈부착할 수 있게 되므로 설치 및 철거가 용이하다는 장점이 있다.

그리고, 도 1의 (나)에 도시되어 있는 바와 같이 용접하고자 하는 스테인레스 박판모재(1)의 접합부로부터 일정한 거리만큼 이격되도록 스테인레스 박판모재(1)의 표면에 방열용 금속판(3)을 밀착시킨 후 고정용 자석(4)을 이용하여 견고하게 부착한 상태에서 스테인레스 박판모재(1)에 대한 TIG 용접을 실시할 경우, 스테인레스 박판모재(1)의 표면에 부착된 방열용 금속판(3)이 TIG 용접시 박판모재 전체로 전달되는 열을 효과적으로 흡수하게 되므로 박판모재의 변형을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 상기 냉각장치의 이실시예는 도 2의 (가)에 도시되어 있는 바와 같이, 동파이프(5)의 내부에 냉각수(6)가 순환되도록 구성된 냉각장치(2)가 사용되며, 이 때, 상기 동파이프(5)의 내부에 냉각수(6)가 순환되도록 구성된 냉각장치(2)는 자석 또는 클램프를 이용하여 스테인레스 박판모재(1)의 표면에 착탈가능하게 부착하게 된다.

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이와 같이 본 발명에 사용되는 이실시예의 냉각장치(2)는 열전도성이 우수한 동파이프(5)의 내부를 순환하는 냉각수(6)에 의해 TIG 용접시 스테인레스 박판모재(1) 전체로 전달되는 열을 효과적으로 흡수하게 되며, 도 2의 (나)에 도시되어 있는 바와 같이 용접하고자 하는 스테인레스 박판모재(1)의 접합부로부터 일정한 거리만큼 이격되도록 스테인레스 박판모재(1)의 표면에 냉각수(6)가 순환되는 동파이프(5)를 부착한 상태에서 스테인레스 박판모재(1)에 대한 TIG 용접을 실시할 경우, 스테인레스 박판모재(1)의 표면에 부착된 동파이프(5)의 내부를 순환하는 냉각수(6)에 의해 TIG 용접시 박판모재 전체로 전달되는 열을 효과적으로 흡수하게 되므로 박판모재의 변형을 최소화할 수 있게 된다.

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상기와 같은 스테인레스 박판의 용접방법을 사용하여서 되는 본 발명의 스테인레스 박판으로 이루어진 선박용 덕트의 제조방법은 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 절단계획 수립단계(11), 절단 및 절곡단계(12), 가조립단계(13), 냉각장치 부착단계(14), 개구부 밀봉단계(15), 아르곤 가스 충전단계(16), 용접단계(17), 표면처리단계(18)를 포함한다.

상기 절단계획 수립단계(11)는 선박용 덕트의 소재인 스테인레스 박판의 절단계획을 수립하는 단계로서, 스테인레스 박판소재의 가공 손실과 용접량을 최소화하기 위해 도 4a에 도시되어 있는 바와 같이 제조하고자 하는 선박용 덕트의 전개도에 따라 0.8 ~ 1.5mm의 두께를 갖는 스테인레스 박판소재에 대한 최적의 절단계획을 수립하게 된다.

상기 절단 및 절곡단계(12)는 선박용 덕트의 소재인 스테인레스 박판(7)을 절단하거나 절곡하는 단계로서, 도 4b에 도시되어 있는 바와 같이 상기 절단계획 수립단계(11)에서 수립된 절단계획에 따라 스테인레스 박판(7)을 절단하거나 절곡하여 덕트 조립부품(8)을 제작하게 된다.

상기 가조립단계(13)는 절단 및 절곡된 덕트 조립부품(8)을 덕트형상으로 가조립하는 단계로서, 도 4c에 도시되어 있는 바와 같이 상기 절단 및 절단단계(12)를 거쳐 제작된 덕트 조립부품(8)을 덕트형상으로 가조립한 후, 그 접합부에 밀봉테이프(9a)를 부착하게 된다.

상기 냉각장치 부착단계(14)는 가조립된 선박용 덕트(10)의 내부에 냉각장치(2)를 부착하는 단계로서, 도 4d에 도시되어 있는 바와 같이 상기 가조립단계(13)를 거쳐 가조립된 선박용 덕트(10)의 내부에 냉각장치(2)를 착탈가능하게 부착하게 된다.

이 때, 상기 냉각장치(2)로는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 스테인레스 박판모재의 표면에 밀착되는 방열용 금속판(3)과 스테인레스 박판모재의 표면에 밀착되는 방열용 금속판(3)을 고정시키기 위한 고정용 자석(4)을 포함하는 냉각장치가 사용되거나, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 동파이프(5)의 내부에 냉각수(6)가 순환되도록 구성된 냉각장치가 사용된다.

이와 같이 상기 선박용 덕트(10)의 내부에 냉각장치(2)를 부착하게 되면, 스테인레스 박판모재에 대한 TIG 용접을 실시할 경우 스테인레스 박판모재의 표면에 부착된 냉각장치(2)가 TIG 용접시 박판모재 전체로 전달되는 열을 효과적으로 흡수하게 되므로 박판모재의 변형을 최소화할 수 있게 된다.

상기 개구부 밀봉단계(15)는 가조립된 선박용 덕트(10)의 개구부를 밀봉하는 단계로서, 가조립된 선박용 덕트(10)의 내부에 아르곤 가스를 충전하기 위해 도 4e에 도시되어 있는 바와 같이 상기 냉각장치 부착단계(14)를 거친 선박용 덕트(10)의 개구부를 밀봉테이프(9b)로 밀봉하게 된다.

상기 아르곤 가스 충전단계(16)는 개구부가 밀봉된 선박용 덕트(10)의 내부에 아르곤 가스를 충전하는 단계로서, 도 4f에 도시되어 있는 바와 같이 상기 개구부 밀봉단계(15)를 거친 선박용 덕트(10)의 내부에 아르곤 가스를 충전하게 된다.

이와 같이 상기 선박용 덕트(10)의 내부에 아르곤 가스를 충전하게 되면, TIG 용접시 덕트의 내부에 산소가 전혀 유입되지 않게 되므로 덕트 내측에 형성되는 백비드(back bead)의 산화를 방지할 수 있게 된다.

상기 용접단계(17)는 가조립된 선박용 덕트(10)의 접합부를 TIG 용접에 의해 용접하는 단계로서, 도 4g에 도시되어 있는 바와 같이 상기 아르곤 가스 충전단계(16)를 거친 선박용 덕트(10)의 접합부에 부착된 밀봉테이프(9a)를 제거해 가면서 선박용 덕트(10)의 접합부를 TIG 용접에 의해 용접하게 된다.

이 때, 상기 용접단계(17)에서는 가조립된 선박용 덕트(10)의 내부에 아르곤 가스를 계속 주입하는 상태에서 선박용 덕트(10)의 접합부에 부착된 밀봉테이프(9a)를 부분적으로 조금씩 제거해 가면서 TIG 용접을 실시하게 되므로, 산소 유입을 차단하여 백비드(back bead)의 산화를 효과적으로 방지할 수 있게 되므로 더욱더 견고하게 용접할 수 있게 된다.

상기 표면처리단계(18)는 용접된 선박용 덕트(10)의 표면에 부동태막을 형성하는 단계로서, 도 4h에 도시되어 있는 바와 같이 상기 용접단계(17)를 거친 선박용 덕트(10)에 부착된 냉각장치(2)와 이물질을 모두 제거한 후 선박용 덕트(10)의 표면에 전해액과 전원을 인가하여 부동태막(passivation)을 형성하게 된다.

이와 같이 상기 선박용 덕트(10)의 표면에 부동태막을 형성하게 되면, 용접부 및 모재 표면의 녹발생 및 부식을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 스테인레스 박판 용접방법을 사용하여 스테인레스 박판으로 이루어진 선박용 덕트의 제조방법에 의하면, 0.8 ~ 1.5mm의 두께를 갖는 스테인레스 박판모재를 TIG 용접에 의해 용접하되, 박판모재의 표면에 TIG 용접시 박판모재 전체로 전달되는 열을 흡수하기 위한 냉각장치를 착탈가능하게 부착함으로써 TIG 용접시 발생되는 열에 의한 박판모재의 변형을 방지하면서 신속하고 견고하게 용접할 수 있게 되므로, 0.8 ~ 1.5mm의 두께를 갖는 스테인레스 박판으로 이루어진 선박용 덕트의 생산성 및 내구성을 대폭 향상시킬 수 있게 된다.

1 : 스테인레스 박판모재 2 : 냉각장치
3 : 방열용 금속판 4 : 고정용 자석
5 : 동파이프 6 : 냉각수
7 : 스테리인레스 박판 8 : 덕트 조립부품
9a, 9b : 밀봉테이프 10 : 선박용 덕트
11 : 절단계획 수립단계 12 : 절단 및 절곡단계
13 : 가조립단계 14 : 냉각장치 부착단계
15 : 개구부 밀봉단계 16 : 아르곤가스 충전단계
17 : 용접단계 18 : 표면처리단계
19 : TIG 용접기

Claims

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0.8 ~ 1.5mm의 두께를 갖는 스테인레스 박판으로 이루어진 선박용 덕트의 제조방법에 있어서,
제조하고자 하는 선박용 덕트의 전개도에 따라 스테인레스 박판의 절단계획을 수립하는 절단계획 수립단계와,
상기 절단계획 수립단계에서 수립된 절단계획에 따라 스테인레스 박판을 절단하거나 절곡하여 덕트 조립부품을 제작하는 절단 및 절곡단계와,
상기 절단 및 절단단계를 거쳐 제작된 덕트 조립부품을 덕트형상으로 가조립한 후 가조립된 선박용 덕트의 접합부에 밀봉테이프를 부착하는 가조립단계와,
상기 가조립단계를 거쳐 가조립된 선박용 덕트의 내부에 방열용 금속판과 고정용 자석을 포함하는 냉각장치 또는 동파이프 내부에 냉각수가 순환하는 냉각장치를 부착하는 냉각장치 부착단계와,
상기 냉각장치 부착단계를 거친 선박용 덕트의 개구부를 밀봉테이프로 밀봉하는 개구부 밀봉단계와,
상기 개구부 밀봉단계를 거친 선박용 덕트의 내부에 아르곤 가스를 충전하는 아르곤 가스 충전단계와,
상기 아르곤 가스 충전단계를 거친 선박용 덕트의 접합부에 부착된 밀봉테이프를 제거해 가면서 선박용 덕트의 접합부를 TIG 용접에 의해 용접하는 용접단계와,
상기 용접단계를 거친 선박용 덕트에 부착된 냉각장치와 이물질을 모두 제거한 후 선박용 덕트의 표면에 부동태막을 형성하는 표면처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테인레스 박판으로 이루어진 선박용 덕트의 제조방법.