KR101672326B1 - 댐 유닛 및 이를 이용한 배관 용접 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배관 용접 시 퍼징 작업을 위해 배관을 막는 댐(Dam)유닛에 관한 것이다. 댐유닛은 유로가 내부를 관통하여 형성되고, 배관 내부를 가로막는 몸체 및 상기 유로의 양 끝의 압력 차이에 따라 상기 유로를 개폐하는 개폐 부재를 포함한다.

Description

댐 유닛 및 이를 이용한 배관 용접 방법{DAM UNIT AND PIPE WELDING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 배관을 가로막는 댐(DAM)유닛 및 이를 이용하여 배관을 용접하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 댐(DAM)을 이용한 배관(1)의 용접 방법의 일 실시 예를 설명하기 위한 도면이다. 스테인리스 스틸, 티타늄 등의 내식성 재질의 배관을 용접하는 경우, 비드(BEAD)의 산화 방지 및 용접 품질의 확보를 위해 퍼징(Purging) 작업을 실시한다. 일반적인 퍼징 작업에 따른 일 실시 예에서는, 서로 용접될 배관(1)들의 내부를 댐(2)을 이용하여 각각 차단하고, 배관(1)들의 용접될 부위의 사이로 아르곤 또는 질소 등의 비활성 가스를 공급(3)하되, 용접될 부위의 사이를 가스가 공급되는 부분 및 용접되는 부분을 제외하고 테이프(4)로 밀폐 함으로써 퍼징 작업이 수행된다. 이 때, 용접기가 접촉되는 부분의 테이프(4)를 점진적으로 제거하면서 용접이 실시되고, 배관(1) 내부의 양 댐(2) 사이 공간의 산소는 댐(2)에 형성된 배기홀(5)을 통해서 비활성 가스와 함께 배출된다. 따라서, 배관(1) 내부의 양 댐(2) 사이 공간의 산소의 농도는 일정 농도 이하로 낮아짐으로써, 용접 비드(BEAD)의 산화를 방지할 수 있다.
그러나 이 경우, 용접이 진행되어 더 이상 용접될 부위의 사이로 비활성 가스를 공급할 수 없는 경우, 비활성 가스의 공급이 중단됨으로써, 배기홀(5)을 통해 외부의 산소가 유입되어 배관(1) 내부의 양 댐(2) 사이 공간의 산소의 농도가 증가될 수 있다. 또한, 용접 완료 후 댐(2)을 용이하게 제거하기 위해 댐(2)이 제공되는 위치가 용접될 부위로부터 멀수록 비활성 가스의 주입 시간 및 소모량이 많아지는 문제점이 있다.
본 발명은 배관 용접 중 배관 내부의 양 댐 사이 공간의 산소의 농도가 상승하는 것을 방지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 댐(dam)유닛을 제공한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 댐(dam)유닛은 배관을 가로막는다. 댐(Dam)유닛은 내부에 상기 배관을 따라 가스가 흐를 수 있는 유로가 관통하여 형성되고, 상기 배관의 내부에 제공되어 상기 배관을 가로막는 몸체; 및 상기 유로의 내부에 제공되고, 상기 유로의 양 끝의 압력 차이에 따라 상기 유로를 개폐하는 개폐 부재;를 포함한다.
상기 유로는 일단이 타단보다 높은 위치에 제공되도록 경사지게 제공되고, 상기 유로의 길이 방향에 수직인 단면의 직경은 상기 일단에서 상기 타단으로 갈수록 점진적으로 커지게 제공된다.
상기 단면은 원형으로 제공되고, 상기 개폐 부재는 직경이 상기 일단의 직경보다 작고 상기 타단의 직경보다 큰 구 형상으로 제공된다.
상기 개폐 부재가 상기 유로로부터 이탈되는 것을 방지하는 이탈 방지 부재;를 더 포함한다.
상기 이탈 방지 부재는 상기 일단의 단면을 상하 방향으로 가로지르는 바(Bar) 형상으로 제공된다.
상기 몸체, 상기 개폐 부재 및 상기 이탈 방지 부재는 수용성 재질로 제공된다.
상기 몸체는 길이 방향이 상기 배관의 길이 방향을 따라 제공되는 원기둥 형상으로 제공된다..
또한, 본 발명은 배관 용접 방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 배관 용접 방법은 상기 댐(Dam)유닛을 이용하여, 제 1 배관 및 제 2 배관을 서로 연결하는 용접 방법이다. 용접 방법은 상기 제 1 배관은 제 1 댐(Dam)을 이용해 가로막고, 상기 제 2 배관은 제 2 댐(Dam)을 이용하여 가로막는 단계; 및 상기 제 1 배관 및 상기 제 2 배관의 사이를 통해 퍼지 가스를 공급하면서 상기 제 1 배관 및 상기 제 2 배관을 용접하는 용접 단계;를 포함하되, 상기 제 1 댐(Dam) 및 상기 제 2 댐(Dam) 중 적어도 하나는 상기 댐(Dam)유닛으로 제공되고, 상기 댐(Dam)유닛은 상기 일단이 상기 타단보다 상기 사이에 인접하게 위치된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 장치 및 방법은 배관 용접 중 배관 내부의 양 댐 사이 공간의 산소의 농도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 댐(DAM)을 이용한 배관의 용접 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 댐(Dam)유닛을 이용한 배관의 용접 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 서로 용접될 배관의 사이를 통해 배관 내의 양 댐의 사이로 퍼지 가스가 공급되지 않는 경우의 개폐 부재의 모습을 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 2의 서로 용접될 배관의 사이를 통해 배관 내의 양 댐의 사이로 퍼지 가스가 공급되는 경우의 개폐 부재의 모습을 나타낸 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 댐(Dam)유닛을 이용한 배관의 용접 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참고하면, 댐유닛(100)은 배관(200)의 용접 시 퍼징(Purging) 작업을 위해 배관(200)의 내부를 가로막는다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 댐유닛(100)은 몸체(110), 개폐 부재(120) 및 이탈 방지 부재(130)를 포함한다. 배관(200)은 서로 용접될 제 1 배관(210) 및 제 2 배관(220)을 포함한다.
몸체(110)는 배관(200)의 내부에 제공되어 배관(200)을 가로막는다. 몸체(110)는 내부에 배관(200)을 따라 가스가 흐를 수 있는 유로(111)가 관통하여 형성된다.
일 실시 예에 따르면, 유로(111)는 일단(111a)이 타단(111b)보다 높은 위치에 제공되도록 경사지게 제공된다. 유로(111)의 길이 방향에 수직인 단면의 직경은 일단(111a)에서 타단(111b)으로 갈수록 점진적으로 작아지게 제공된다.
개폐 부재(120)는 유로(111)의 내부에 제공된다. 개폐 부재(120)는 유로(111)의 양 끝의 압력 차이에 따라 유로를 개폐 한다.
도 3은 도 2의 서로 용접될 배관(210, 220)의 사이(203)를 통해 배관(200) 내의 양 댐(DAM, 100a, 100b)의 사이로 퍼지 가스가 공급되지 않는 경우의 개폐 부재(120)의 모습을 나타낸 단면도이다. 도 3을 참고하면, 예를 들면, 유로(111)의 길이 방향에 수직인 단면은 원형으로 제공되고, 개폐 부재(120)는 직경이 일단(111a)의 직경보다 작고 타단(111b)의 직경보다 큰 구 형상을 제공될 수 있다. 따라서, 배관(200) 내의 양 댐(DAM, 100a, 100b)의 사이로 퍼지 가스가 공급되지 않는 경우, 유로(111)의 양 끝의 압력 차이가 개폐 부재(120)를 유로(111)의 일단(111a) 방향으로 밀어 올릴 수 있는 압력 이하로 제공되므로 개폐 부재(120)는 유로(111)의 중앙 영역에 안착되어 유로(111)의 타단(111b) 밖으로 이탈되지 않는다. 따라서, 개폐 부재(120)에 의해 유로(111)가 닫혀 유로(111)를 통해 가스가 흐를 수 없다. 그러므로, 퍼지 가스의 공급이 중단되는 경우에도 배관(200)의 양 댐들(100a, 100b)사이로 유로(111)를 통해 산소가 유입되지 않으므로써, 용접이 완료되기 까지 산소 농도가 상승하는 것을 방지할 수 있다. 퍼지 가스는 비활성 가스로 제공된다. 예를 들면, 퍼지 가스는 아르곤(Ar)가스로 제공될 수 있다.
도 4는 도 2의 서로 용접될 배관(210, 220)의 사이(230)를 통해 배관(200) 내의 양 댐(DAM, 100a, 100b)의 사이로 퍼지 가스가 공급되는 경우의 개폐 부재(120)의 모습을 나타낸 단면도이다. 도 4를 참고하면, 배관(200) 내의 양 댐(DAM, 100a, 100b)의 사이로 퍼지 가스가 공급되는 경우, 유로(111)의 양 끝의 압력 차이가 개폐 부재(120)를 유로(111)의 일단(111a) 방향으로 밀어올릴 수 있는 압력 이상으로 제공될 수 있으므로 개폐 부재(120)는 도 3의 안착된 위치로부터 유로(111)의 일단(111a)을 향해 이동하게 되어 유로(111)와 개폐 부재(120)의 직경 차이로 인해 유로(111)가 열리고 유로(111)를 통해 가스가 흐를 수 있다.
이탈 방지 부재(130)는 유로(111)의 양 끝의 압력 차에 의해 개폐 부재(120)가 과도하게 유로(111)의 일단(111a)을 향하여 이동하여 유로(111)로부터 이탈되는 것을 방지한다. 예를 들면, 이탈 방지 부재(130)는 유로(111)의 일단(111a)의 단면을 상하 방향으로 가로지르는 바(Bar) 형상으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 이탈 방지 부재는 개폐 부재(120)가 유로(111)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 유로(111)의 일단(111a)에는 유로(111)의 내벽으로부터 일정 거리 돌출되게 제공되는 링 형상으로 제공될 수 있다.
상술한 바와 달리, 유로(111)의 단면 및 개폐 부재(120)는 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 유로(111)의 단면은 직사각형 형상으로 제공되고, 개폐 부재(120)는 유로(111)의 길이 방향을 따라 구름(Rolling) 이동을 통해 이동할 수 있는 원통 형상으로 제공될 수 있다. 이 경우, 개폐 부재(120)는 도 2의 경우와 유사하게 유로(111)의 타단(111b)을 통해 이탈되지 않을 수 있는 크기로 제공된다.
몸체(110), 개폐 부재(120) 및 이탈 방지 부재(130)는 수용성 재질로 제공된다. 예를 들면, 몸체(110), 개폐 부재(120) 및 이탈 방지 부재(130)는 녹말 수지(Starch Resin) 재질로 제공될 수 있다. 따라서, 용접이 완료된 후, 배관(200) 내로 수용성 재질을 녹일 수 있는 용매를 공급하는 경우, 댐유닛(100)은 용이하게 제거될 수 있다. 그러므로, 퍼징 작업 후 댐들(100a, 100b)을 용이하게 제거하기 위해 댐들(100a, 100b)을 용접이 완료된 배관의 양 끝단에 인접하게 제공할 필요가 없으므로, 댐들(100a, 100b) 간의 공간이 좁게 할 수 있어 퍼지 가스의 주입 시간 및 소모량을 줄일 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 댐유닛(100)을 이용하여 배관을 용접하는 배관 용접 방법에 대해 설명한다.
다시, 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배관 용접 방법은 본 발명의 실시 예에 따른 댐유닛(100)을 이용하여 제 1 배관(210) 및 제 2 배관(220)을 서로 용접시키는 방법이다. 배관 용접 방법은 가로막는 단계 및 용접 단계를 포함한다.
가로막는 단계에서는 제 1 배관(210)은 제 1 댐(100a)을 이용해 가로막고, 제 2 배관(220)은 제 2 댐(100b)을 이용해 가로막는다. 이 경우, 제 1 댐(100a) 및 제 2 댐(100b) 중 적어도 하나는 상술한 댐유닛(100)으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 제 1 댐(100a)은 상술한 댐유닛(100)으로 제공되고, 제 2 댐(100b)은 일반적인 댐(Dam)으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 제 1 댐(100a) 및 제 2 댐(100b)은 모두 상술한 댐유닛(100)으로 제공될 수 있다. 댐유닛(100)은 유로(111)의 일단(111a)이 유로(111)의 타단(111b)보다 제 1 배관(210) 및 제 2 배관(220)의 사이(230)에 인접하게 위치된다. 이 후, 제 1 배관(210) 및 제 2 배관(220)의 사이(230)를 통해 산소가 유입되는 것을 차단하기 위해 사이(230)를 따라 테이프(500)를 부착한다.
용접 단계에서는 제 1 배관(210) 및 제 2 배관(220)의 사이(230)를 통해 배관(200) 내부의 양 댐(100a, 100b) 사이의 공간에 퍼지 가스를 공급하면서 제 1 배관(210) 및 제 2 배관(220)을 서로 용접한다. 이 경우, 용접기(300)와 배관(200)의 용접 대상 부분이 접촉되는 것을 방해 하지 않도록 테이프(500)를 용접기(300)의 이동에 따라 점진적으로 제거한다. 퍼지 가스의 공급으로 인해 유로(111)의 일단(111a)에 비해 타단(111b)의 압력이 개폐 부재(120)를 밀어 올릴 압력 이상으로 차이가 발생되어 상술한 바와 같이 유로(111)가 개방되어 퍼지 가스와 함께 산소가 유로(111)를 통해 배출된다. 이 후, 용접이 진행되어 더 이상 용접될 부위로 가스를 공급하는 가스 공급 노즐(400)을 제공할 수 없는 경우, 유로(111)의 양 끝단(111a, 111b) 간의 압력 차가 개폐 부재(120)를 밀어 올릴 수 있는 압력 차 보다 작아져 유로(111)가 닫히고, 산소가 유로(111)를 통해 역류하는 것을 방지한다. 따라서, 용접이 완료되기 까지 배관(200) 내의 양 댐들(100a, 100b) 사이의 산소 농도가 상승하는 것을 방지한다.
100: 댐유닛 110: 몸체
111: 유로 111a: 일단
111b: 타단 120: 개폐 부재
130: 이탈 방지 부재 200: 배관
210: 제 1 배관 220: 제 2 배관

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 배관을 가로막는 댐(Dam)유닛에 있어서,
    내부에 상기 배관을 따라 가스가 흐를 수 있는 유로가 관통하여 형성되고, 상기 배관의 내부에 제공되어 상기 배관을 가로막는 몸체; 및
    상기 유로의 내부에 제공되고, 상기 유로의 양 끝의 압력 차이에 따라 상기 유로를 개폐하는 개폐 부재;를 포함하되,
    상기 유로는 일단이 타단보다 높은 위치에 제공되도록 경사지게 제공되고,
    상기 유로의 길이 방향에 수직인 단면의 직경은 상기 일단에서 상기 타단으로 갈수록 점진적으로 커지게 제공된 댐(Dam)유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 단면은 원형으로 제공되고,
    상기 개폐 부재는 직경이 상기 일단의 직경보다 작고 상기 타단의 직경보다 큰 구 형상으로 제공된 댐(Dam)유닛.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 개폐 부재가 상기 유로로부터 이탈되는 것을 방지하는 이탈 방지 부재;를 더 포함하는 댐(Dam)유닛.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 이탈 방지 부재는 상기 일단의 단면을 상하 방향으로 가로지르는 바(Bar) 형상으로 제공된 댐(Dam)유닛.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 몸체, 상기 개폐 부재 및 상기 이탈 방지 부재는 수용성 재질로 제공되는 댐(Dam)유닛.
  7. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 몸체는 길이 방향이 상기 배관의 길이 방향을 따라 제공되는 원기둥 형상인 댐(Dam)유닛.
  8. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 하나의 댐(Dam)유닛을 이용하여, 제 1 배관 및 제 2 배관을 서로 연결하는 용접 방법에 있어서,
    상기 제 1 배관은 제 1 댐(Dam)을 이용해 가로막고, 상기 제 2 배관은 제 2 댐(Dam)을 이용하여 가로막는 단계; 및
    상기 제 1 배관 및 상기 제 2 배관의 사이를 통해 퍼지 가스를 공급하면서 상기 제 1 배관 및 상기 제 2 배관을 용접하는 용접 단계;를 포함하되,
    상기 제 1 댐(Dam) 및 상기 제 2 댐(Dam) 중 적어도 하나는 상기 댐(Dam)유닛으로 제공되고,
    상기 댐(Dam)유닛은 상기 일단이 상기 타단보다 상기 사이에 인접하게 위치되는 배관 용접 방법.
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