KR101674767B1 - 파이프 이음구조 및 그 시공방법 - Google Patents

파이프 이음구조 및 그 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1 파이프; 상기 제1 파이프와 연결되는 제2 파이프; 및, 상기 제1 파이프와 상기 제2 파이프의 연결부분의 내부에 구비되고, 상기 제1 파이프 및, 상기 제2 파이프로 내입되어 체결되는 내부체결구;를 포함하고, 상기 내부체결구의 경도는 상기 제1 파이프 및 상기 제2 파이프의 경도에 비해 상대적으로 크게 구비되고, 상기 내부체결구가 상기 파이프와 체결된 상태에서, 상기 내부체결구의 내경은 상기 제1 파이프 및, 상기 제2 파이프의 내경과 동일한 내경을 갖도록 구비되는 것을 특징으로 하는 파이프 이음구조를 제공한다.

Description

파이프 이음구조 및 그 시공방법{JOINT STRUCTURE OF PIPE AND CONSTRUCTION METHOD THEREOF}
본 발명은 파이프 이음구조 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파이프의 연결에 있어 연결속도가 향상되고, 연결부의 정밀성이 향상될 수 있는 파이프 이음구조 및 그 시공방법에 관한 것이다.
파이프는 액체, 기체 등 유체를 밀폐된 상태로 이동시키기 위한 통로로 사용되는 부재이다.
파이프는 일정한 길이를 가지는 관상의 부재인바, 원하는 길이로 유체의 통로를 형성하기 위해서는 파이프가 서로 연결되어야 하고, 파이프의 종류나 그 접합방식에 따라 구분이 될 수 있다.
특히, 대구경의 파이프의 경우에는 겹침 용접이음 방식이 주로 활용되고 있다.
도 1의 (b)와 같이 겹침 용접이음은 파이프(1)의 한쪽 끝을 수구(Bell end)로 다른 한쪽 끝은 삽구(Spigot Joint)로 형성하고, 현장에서 수구(11) 및 삽구(12)를 10㎝ 가량 오버랩(Over-Lap)하여 용접하는 방식이다.
겹침 용접이음은 주로 진원에 가깝게 제작이 어려운 대형관의 현장용접방법으로 이용한다.
겹침 용접이음은 작업자 경험에 의해 수공구로 수작업에 의해 시행되게 된다. 즉, 포설장비(백호우, 크레인)와 작업자 경험에 의해 턴버클, 햄머, 체인블럭, 쐐기 등의 수공구를 활용하여 부설하게 된다.
도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 파이프는 대형강관으로 구성될 수 있는데, 대형강관은 강관의 직경(d) 대 두께(t) 비(d/t)가 매우 크게(d/t >80) 나타나서 강관의 형상이 중력방향으로 처지는 난형화(Ovality)가 발생하기 쉬운 문제점이 있다.
여기에서 수작업에 의해 강관끼리의 용접이 이루어지면, 완벽한 원형의 형상인 진원형상의 확보가 어려워지면서 강관 상호간에 편차가 발생하게 된다.
도 1의 (b), (c)에 도시된 바와 같이, 현장에서 겹침 용접을 통한 원주 결합시 발생할 수 있는 용접 결함을 도식적으로 나타내고 있다. 첫 번째 용접(1 Pass용접) 후 외부 강관 단부에 모재절삭이 발생할 수 있으며, 두 번째 용접(2 Pass용접)에서 덧붙임으로 마무리를 하게 되는데 이 과정에서 용접강도 저하에 따른 불량이 발생할 수 있다.
도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 파이프(1)가 대형관의 경우는 현장에서 겹침이음시 파이프의 접합부 간격이 발생할 수 있다.
특히, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 파이프(1) 접합부의 상부에서 발생하는 간격은 하부보다 일반적으로 크게 나타나서 철저한 용접시공 관리를 실시하지 않게 되면 적정 용접 간격을 초과하는 경우가 많다.
도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 용접부(13)에 간격이 발생하게 되면 파이프 이음부의 상측에 간격이 발생할 수 있고, 파이프(1)에 여기에 인장력(F) 발생하게 되면 편심(e)가 커짐의 작용에 의해 휨 모멘트가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
이러한, 간격(단차) 조정으로 위해 러그를 설치하고 쐐기를 박아 간격을 일정하게 할 수 있으나, 이러한 과정이 수작업에 의해 실시되고 있어 작업자의 숙련도에 따라 편차가 발생할 수 있어, 균일한 품질을 확보하는 것이 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 파이프 이음구조에서 발생되는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.
본 발명은 일 측면으로서, 연결되는 파이프의 난형화에 따른 편차와 무관하게 파이프 이음부분의 정확한 내경의 형성이 가능하여 용접부의 미스매치 현상과 이로 인한 용접부의 성능저하를 방지할 수 있는 파이프 이음구조를 제공하고자 한다.
본 발명은 일 측면으로서, 파이프 이음구조의 정렬시간을 획기적으로 단축할 수 있는 파이프 이음구조를 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 제1 파이프; 상기 제1 파이프와 연결되는 제2 파이프; 및, 상기 제1 파이프와 상기 제2 파이프의 연결부분의 내부에 구비되고, 상기 제1 파이프 및, 상기 제2 파이프로 내입되어 체결되는 내부체결구;를 포함하고, 상기 내부체결구의 경도는 상기 제1 파이프 및 상기 제2 파이프의 경도에 비해 상대적으로 크게 구비되고, 상기 내부체결구가 상기 파이프와 체결된 상태에서, 상기 내부체결구의 내경은 상기 제1 파이프 및, 상기 제2 파이프의 내경과 동일한 내경을 갖도록 구비되는 것을 특징으로 하는 파이프 이음구조를 제공한다.
바람직하게, 내부체결구는, 직경이 확장되면서 상기 제1 파이프와 상기 제2 파이프로 내입되어 상기 제1 파이프 및 상기 제2 파이프와 체결될 수 있다.
바람직하게, 내부체결구가 상기 파이프와 체결된 상태에서, 상기 내부체결구의 내경은 상기 제1 파이프 및, 상기 제2 파이프의 내경과 동일한 내경을 갖도록 구비될 수 있다.
삭제
바람직하게, 파이프의 내주면 및, 상기 내부체결구의 외주면 중 적어도 어느 하나에는 메탈실링부가 구비될 수 있다.
바람직하게, 메탈실링부는, 상기 제1 파이프의 단부, 상기 제2 파이프의 단부 및, 상기 내부체결구의 단부로부터, 상기 파이프의 두께의 2배 이상 이격되어 설치될 수 있다.
바람직하게, 메탈실링부는 상기 파이프의 내주면 및, 상기 내부체결구의 외주면 중 적어도 어느 하나에는 둘레방향으로 이격 형성되는 복수의 돌기부를 포함하는 적어도 하나 이상의 메탈실링라인이 형성될 수 있다.
바람직하게, 메탈실링부는, 상기 파이프의 내주면에는 상기 파이프의 둘레방향으로 이격 형성되는 복수의 제1 돌기부를 포함하는 적어도 하나 이상의 제1 메탈실링라인; 및, 상기 내부체결구의 외주면에는 상기 내부체결구의 둘레방향으로 이격 형성되는 복수의 제2 돌기부를 포함하는 적어도 하나 이상의 제2 메탈실링라인;을 구비할 수 있다.
바람직하게, 내부체결구의 양단부에는 단부측으로 갈수록 단면이 점진적으로 감소하는 테이퍼부를 구비할 수 있다.
바람직하게, 연결부분으로 이물질의 유입을 방지하도록, 상기 제1 파이프와 상기 제2 파이프의 연결부분의 외측을 둘러싸도록 구비되는 외부실링층;을 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 다른 일 측면으로서, 본 발명은 제1 파이프와, 상기 제1 파이프와 연결되는 제2 파이프를 연결부분에 배치하는 파이프 배치단계; 내부체결구를 상기 연결부분의 내부에 배치하는 내부체결구 배치단계; 상기 내부체결구의 내부로 확경장치를 삽입하고, 상기 내부체결구를 확경시켜 상기 내부체결구를 상기 제1 파이프 및, 상기 제2 파이프로 내입시켜 체결하는 파이프 체결단계;를 포함하고, 상기 체결단계는, 상기 확경장치로 상기 내부체결구와 상기 파이프를 파이프의 이음구조로 형성하기 위한 설정직경값보다 상대적으로 크게 확경시키고, 확경된 상기 내부체결구 및, 상기 파이프가 상기 설정직경값으로 탄성복원하면서 체결되는 것을 특징으로 하는 파이프 이음구조의 시공방법을 제공한다.
삭제
바람직하게, 파이프의 탄성복원력은 상기 내부체결구의 탄성복원력에 비해 큰 값으로 구비될 수 있다.
바람직하게, 확경장치는, 상기 파이프 내면의 형상과 대응되는 형상의 가압면을 구비되는 분할형 가압부재; 및, 상기 분할형 가압부재를 확경시키는 유압장치;로 구비될 수 있다.
이상에서와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 연결되는 파이프의 난형화에 따른 편차와 무관하게 파이프의 내부에 내부체결구를 배치한 상태에서 확경시켜 파이프 이음구조를 형성함으로써, 파이프 이음부분의 정확한 내경의 형성이 가능하여 용접부의 미스매치 현상과 이로 인한 용접부의 성능저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 내부체결구를 확경시키는 방식에 의해 파이프를 연결함으로써, 파이프의 연결속도가 향상되고, 파이프 이음구조의 정밀성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 제1 파이프와 상기 제2 파이프의 연결부분의 내부에 내부체결구를 삽입하여 파이프 이음구조를 정렬함으로써, 파이프의 이음을 위한 정렬시간을 획기적으로 단축하여 시공기간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 내부체결구의 경도는 상기 제1 파이프 및 상기 제2 파이프의 경도에 비해 상대적으로 높은 경도로 구비함으로써, 파이프의 적극적 변형을 유도할 수 있어, 내부체결구와 파이프의 체결력이 향상될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 대구경 파이프의 난형화 현상과, 파이프의 겹침용접이음을 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 겹칩용접시 파이프 이음부분의 상단에 발생할 수 있는 시공오차(갭)을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 이음구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 이음구조의 세부구성의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 이음구조의 시공과정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 이음구조를 확경장치로 설정직경값 이상으로 확경시킨 후 탄성복원시켜 파이프를 체결하는 과정을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 파이프와 내부체결구의 확경 전의 메탈실링부의 배치를 도시한 도면이다.
도 8은 파이프와 내부체결구가 확경된 후의 메탈실링부가 형성된 상태를 도시한 도면이다.
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.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 이음구조에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 이음구조는 제1 파이프(101), 제2 파이프(102), 내부체결구(200)를 포함하고, 추가적으로 외부실링층(300)을 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 파이프 이음구조는 제1 파이프(101)와, 상기 제1 파이프(101)와 연결되는 제2 파이프(102) 및, 상기 제1 파이프(101)와 상기 제2 파이프(102)의 연결부분의 내부에 구비되는 내부체결구(200)를 포함하고, 상기 내부체결구(200)는, 직경이 확장되면서 상기 제1 파이프(101)와 상기 제2 파이프(102)로 내입되어 상기 제1 파이프(101) 및 상기 제2 파이프(102)와 체결될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 파이프 이음구조는 제1 파이프(101)와, 상기 제1 파이프(101)와 연결되는 제2 파이프(102) 및, 상기 제1 파이프(101)와 상기 제2 파이프(102)의 연결부분의 내부에 구비되고, 상기 제1 파이프(101) 및, 상기 제2 파이프(102)로 내입되어 체결되는 내부체결구(200)를 포함하는 파이프 이음구조를 제공한다.
이와 같이, 내부체결구(200)가 제1 파이프(101)와 제2 파이프(102)로 내입되어 체결되면서, 내부체결구(200)의 외주면과, 제1 파이프(101)와 제2 파이프(102)의 내주면은 밀폐될 수 있다.
내부체결구(200)는, 직경이 확장되면서 상기 제1 파이프(101)와 상기 제2 파이프(102)로 내입되어 상기 제1 파이프(101) 및 상기 제2 파이프(102)와 체결될 수 있다.
구체적으로, 내부체결구(200)는 제1 파이프(101)와 제2 파이프(102)의 연결부분의 내부에 배치된 상태에서 내부체결구(200)의 내부로 인입된 확경장치(400)에 의해 내부체결구(200)의 직경이 확경되면서 제1 파이프(101)와 제2 파이프(102)의 내주면으로 내입되면서 체결될 수 있다.
내부체결구(200)의 내부에 삽입된 확경장치(400)가 확경되면서, 확경된 내부체결구(200)의 외주면이 상기 제1 파이프(101)의 내주면과 상기 제2 파이프(102)의 내주면을 각각 가압하게되고, 제1 파이프(101)와 상기 제2 파이프(102) 역시 확경되면서 내부체결구(200)가 제1 파이프(101)와 상기 제2 파이프(102)의 내주면에 내입될 수 있다.
이와 같이, 연결되는 파이프(100)의 난형화에 따른 편차와 무관하게 파이프(100)의 내부에 내부체결구(200)를 배치한 상태에서 확경시켜 파이프(100) 파이프 이음구조를 형성함으로써, 파이프(100) 이음부분의 정확한 내경의 형성이 가능하여 용접부의 미스매치 현상과 이로 인한 용접부의 성능저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.
이때, 내부체결구(200)의 길이는 파이프(100) 파이프 이음구조의 설계시 요구되는 휨과 축방향력을 고려하여 결정될 수 있다.
도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 확경되기 전의 내부체결구(200)의 외경은, 상기 제1 파이프(101) 및, 상기 제2 파이프(102)의 내경보다 작은 값을 가지도록 구비되어, 내부체결구(200)는 제1 파이프(101)와 제2 파이프(102)의 내부로 삽입될 수 있다.
이와 같이, 제1 파이프(101)와 상기 제2 파이프(102)의 연결부분의 내부에 내부체결구(200)를 삽입하여 제1 파이프(101)와 제2 파이프(102)를 연결함으로써, 파이프(100)에 내부체결구(200)를 삽입하는 과정에서 파이프(100)가 정렬되어 파이프(100) 간의 연결을 위한 정렬시간을 획기적으로 단축되어 파이프(100) 파이프 이음구조의 시공기간이 단축될 수 있는 효과가 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 내부체결구(200)가 상기 파이프(100)와 체결된 상태에서, 상기 내부체결구(200)의 내경은 상기 제1 파이프(101) 및, 상기 제2 파이프(102)의 내경과 동일한 내경을 갖도록 구비될 수 있다.
내부체결구(200)의 내경은 상기 제1 파이프(101) 및, 상기 제2 파이프(102)의 내경과 동일한 내경을 형성하여, 파이프(100)의 연결부분에서 파이프(100)의 내부로 흐르는 유체와의 저항력을 최소화할 수 있다.
내부체결구(200)의 경도는 상기 제1 파이프(101) 및 상기 제2 파이프(102)의 경도에 비해 상대적으로 크게 구성될 수 있다.
내부체결구(200)의 경도를 제1 파이프(101) 및, 제2 파이프(102)의 경도보다 다소 크게 구성할 경우, 확경장치(400)에 의해 확경되는 내부체결구(200)에 의해 연결되는 파이프(100)의 적극적인 변형을 유도될 수 있어, 내부체결구(200)와 파이프(100)의 체결력이 향상될 수 있는 효과가 있다.
이때, 내부체결구(200)의 경도는, 상기 제1 파이프(101) 및, 상기 제2 파이프(102)의 경도의 115 ~ 125%의 범위를 가지는 것이 바람직할 수 있다.
이는 내부체결구(200)와 파이프(100)의 경도차가 과도해질 경우, 내부체결구(200)에 의해 파이프(100)가 과도하게 변형되어 밀실 접합이 불가능해 질 수 있는 문제점이 있고, 내부체결구(200)와 파이프(100)의 경도차가 미미할 경우, 내부체결구(200)에 의한 파이프(100)의 변형유도가 미미해질 수 있기 때문이다.
물론, 내부체결구(200)의 경도는 상기 제1 파이프(101) 및 상기 제2 파이프(102)의 경도를 동등하게 구성하는 것을 배제하는 것은 아니다. 다만, 상기한 효과를 고려할 때, 내부체결구(200)의 경도는 상기 제1 파이프(101) 및 상기 제2 파이프(102)의 경도에 비해 상대적으로 큰 경도로 구비되는 것이 바람직하다.
도 7 및, 도 8에 도시된 바와 같이, 파이프(100)의 내주면 및, 상기 내부체결구(200)의 외주면 중 적어도 어느 하나에는 메탈실링부(130, 230)가 형성될 수 있다.
메탈실링부(130,230)는 파이프(100)의 내주면 및, 상기 내부체결구(200)의 외주면 중 적어도 어느 하나에 형성될 수 있고, 메탈실링부(130, 230)는 파이프(100)와 상기 내부체결구(200)가 접촉되는 부분에 구비될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 메탈실링부(130, 230)는, 상기 제1 파이프(101)의 단부, 상기 제2 파이프(102)의 단부 및, 상기 내부체결구(200)의 단부로부터, 상기 파이프(100)의 두께의 2배 이상 이격되어 설치될 수 있다.
구체적으로, 연결되는 파이프(100)의 두께를 't1' 라고 할 때, 메탈실링부(130)가 제1 파이프(101)의 단부로부터 이격된 거리(X1) 및, 상기 제2 파이프(102)의 단부로부터 이격된 거리(X1)는 파이프(100)의 두께의 2배 이상의 거리(2 * t1)로 이격되어 설치되어야 한다.
또한, 내부체결구(200)의 두께를 't2' 라고 할 때, 메탈실링부(230)가 내부체결구(200)의 단부로부터 내부체결구(200)의 단부로부터 이격된 거리(X2)는 내부체결구(200)의 두께의 2배 이상의 거리(2 * t2)로 이격되어 설치되어야 한다.
메탈실링부(130, 230)는 상기 파이프(100)의 내주면 및, 상기 내부체결구(200)의 외주면 중 적어도 어느 하나에는 둘레방향으로 이격 형성되는 복수의 돌기부를 포함하는 적어도 하나 이상의 메탈실링라인이 형성될 수 있다. 이때, 1 ~ 2 mm의 크기를 가지는 돌기부가 둘레방향으로 형성될 수 있다.
도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 메탈실링부(130, 230)는 파이프(100)의 내주면에 형성되는 제1 메탈실링라인(110)과, 내부체결구(200)의 외주면에 형성되는 제2 메탈실링라인(210)을 포함할 수 있다.
제1 메탈실링라인(110)은 파이프(100)의 내주면에는 상기 파이프(100)의 둘레방향으로 이격 형성되는 복수의 제1 돌기부(111)를 포함할 수 있고, 적어도 하나 이상의 제1 메탈실링라인(110)이 형성될 수 있다.
제2 메탈실링라인(210)은 내부체결구(200)의 외주면에는 상기 내부체결구(200)의 둘레방향으로 이격 형성되는 복수의 제2 돌기부(211)를 포함할 수 있고, 적어도 하나 이상의 제2 메탈실링라인(210)이 형성될 수 있다.
상기 제1 메탈실링라인(110)과 상기 제2 메탈실링라인(210)은 상기 파이프(100)와 상기 내부체결구(200)가 체결된 상태를 기준으로 길이방향 상으로 상이한 라인 상에 구비될 수 있다.
도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 메탈실링부(130, 230)는 상기 파이프(100)와 상기 내부체결구(200)의 둘레방향으로 이격 형성되는 복수의 돌기들로 구비될 수 있다.
인접하게 배치된 메탈실링라인 상의 상기 돌기부는 상기 파이프(100) 또는 상기 내부체결구(200)의 단면상으로 상호 교차되어 배치될 수 있다.
제1 메탈실링라인(110)의 제1 돌기부(111)와, 상기 제2 메탈실링라인(210)의 제2 돌기부(211)는 상기 파이프(100)와 상기 내부체결구(200)의 단면상으로 상호 교차되어 배치될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 메탈싱링층은 상기 파이프(100)와 상기 내부체결구(200)의 둘레방향으로 연속적으로 형성되는 선형의 메탈실링부로 구비될 수 있고, 선형의 메탈실링부는 나선형의 라인을 이루면서 메탈실링부를 형성할 수 있다
도 3의(b)에 도시된 바와 같이, 내부체결구(200)의 양단부에는 단부측으로 갈수록 단면이 점진적으로 감소하는 테이퍼부를 구비할 수 있다.
테이퍼부에 의해 파이프(100)와 내부체결구(200)의 체결면이 경사를 형성하여, 내부체결구(200)와 파이프(100)의 체결면의 점진적인 변형을 유도하여 파이프(100)와 내부체결구(200)의 급격한 변형으로 인한 파이프 이음구조의 손상을 방지할 수 있다.
도 3 및, 도 4에 도시된 바와 같이, 파이프 이음구조는 상기 제1 파이프(101)와 상기 제2 파이프(102)의 연결부분의 외측을 둘러싸도록 구비되는 외부실링층(300)을 더 포함할 수 있다. 외부실링층(300)은 파이프 이음구조가 연결된 상태의 외측 연결부분으로 이물질의 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다.
다음으로, 도 3 내지 도 8을 참조하여 파이프 이음구조의 시공방법에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 이음구조의 시공방법은 파이프(100) 배치단계, 내부체결구(200) 설치단계 및, 체결단계를 포함할 수 있다.
도 5 및, 도 6에 도시된 바와 같이, 파이프 이음구조의 시공방법은 제1 파이프(101)와 상기 제2 파이프(102)를 연결부분에 배치하는 파이프(100) 배치단계와, 상기 내부체결구(200)를 상기 연결부분의 내부에 배치하는 내부체결구(200) 배치단계 및, 상기 내부체결구(200)의 내부로 확경장치(400)를 삽입하고, 상기 내부체결구(200)를 확경시켜 상기 내부체결구(200)를 상기 제1 파이프(101) 및, 상기 제2 파이프(102)로 내입시키는 체결단계를 포함할 수 있다.
도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 파이프(101)와 상기 제2 파이프(102)를 연결을 요하는 연결부분에 배치하고, 내부체결구(200)를 상기 파이프(100)를 통해 삽입하여, 상기 연결부분의 내부에 배치할 수 있다.
도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 내부체결구(200)의 내부로 확경장치(400)를 삽입시킨다.
도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 내부체결구(200)의 내부로 확경장치(400)를 삽입시킨 상태에서, 확경장치(400)에 의해 상기 내부체결구(200)를 확경시켜 상기 내부체결구(200)를 상기 제1 파이프(101)와 상기 제2 파이프(102)의 내면으로 내입시킨다.
이때, 내부체결구(200)와 제1 파이프(101)는 체결될 수 있고, 내부체결구(200)와 제2 파이프(102)는 체결될 수 있다.
구체적으로, 내부체결구(200)의 외주면과 제1 파이프(101)의 내주면은 마찰력에 의해 체결될 수 있고, 내부체결구(200)의 외주면과 제2 파이프(102)의 내주면은 마찰력에 의해 체결될 수 있다.
내부체결구(200)의 내부에 삽입된 확경장치(400)가 확경되면, 상기 내부체결구(200)가 상기 제1 파이프(101)와 상기 제2 파이프(102)를 가압하여 파이프(100)의 외부방향으로 변형을 유도하면서 내부체결구(200)는 파이프(100)의 내주면으로 내입되면서 파이프(100)와 내부체결구(200)는 체결될 수 있다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 체결단계는 상기 확경장치(400)로 상기 내부체결구(200)와 상기 파이프(100)를 상기 파이프(100)의 파이프 이음구조를 형성하기 위한 설정직경값(S1)보다 상대적으로 크게 확경시킬 수 있다.
그 후, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 내부체결구(200)와 파이프(100)가 설정직경값(S1)보다 큰 값을 가지는 변형직경값(S2)까지 확경된 상태에서, 확경장치(400)를 제거하면 확경된 파이프(100)와 내부체결구(200)가 가지는 탄성복원력에 의해 파이프(100)와 내부체결구(200)는 설정직경값(S1)으로 탄성복원하면서 수축될 수 있다.
이때, 내부체결부와 파이프(100)의 재질 등에 따른 탄성복원량을 미리 검토하여 변형직경값(S2)까지 확경되었던 파이프(100)가 탄성복원하여 설정직경값(S1)으로 수축시켜 파이프 이음구조가 정확한 내경을 형성할 수 있다.
이와 같이, 변형직경값(S2)까지 확경된 파이프(100)가 상기 설정직경값(S1)까지 탄성복원하면서 파이프(100)와 내부체결구(200)가 체결될 수 있고, 내부체결구(200)에 의해 양측에 배치된 제1 파이프(101)와 제2 파이프(102)가 체결될 수 있다.
도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 설정직경값(S1)은 파이프(100)와 내부체결구(200)가 체결되어 형성된 파이프(100) 파이프 이음구조의 최종적인 형상의 직경값을 말한다.
즉, 설정직경값(S1) 이상으로 확경되었던 내부체결구(200) 및, 상기 파이프(100)가 탄성복원하면서 내부체결구(200)와 파이프(100)는 설정직경값(S1)을 가지게 되고, 내부체결구(200)의 외주면과 파이프(100)이 내주면 사이에는 마찰력이 형성되면서 파이프(100)와 내부체결구(200)가 체결될 수 있다.
파이프(100)의 탄성복원력은 상기 내부체결구(200)의 탄성복원력에 비해 큰 값으로 구비될 수 있다.
파이프(100)와 상기 내부체결구(200)는, 상기 확경장치(400)가 제거되어 탄성복원하는 과정에서 상기 파이프(100)의 내주면과 상기 내부체결구(200)의 외주면 사이의 발생한 마찰력에 의해 체결될 수 있다.
구체적으로, 상대적으로 큰 탄성복원력을 갖는 파이프(100)는 상대적으로 작은 탄성복원력을 갖는 내부체결구(200)에 비해 보다 많이 탄성복원하면서 수축하게 되고, 이러한 수축력의 차이에 의해 파이프(100)와 내부체결구(200)의 사이에 발생되는 마찰력에 의해 파이프(100)와 내부체결구(200)가 보다 견고하게 체결될 수 있다.
도 4 및, 도 5에 도시된 바와 같이, 확경장치(400)는, 상기 파이프(100) 내면의 형상과 대응되는 형상의 가압면을 구비되는 분할형 가압부재(410) 및, 상기 분할형 가압부재(410)를 확경시키는 유압장치(430)로 구비될 수 있다.
분할형 가압부재(410)는 상기 내부체결구(200)의 내부로 삽입되어, 유압장치(430)에 의해 확장되면서 내부체결구(200)를 가압하여 상기 파이프(100) 방향으로 확경시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 파이프 이음구조의 시공방법에는 앞서 설명한바 있는 다양한 실시형태를 가지는 파이프 이음구조의 다양한 실시형태가 적용될 수 있음은 물론이다.
따라서, 파이프 이음구조의 시공방법에서 활용되는 파이프(100), 내부체결구(200), 외부실링층(300) 및, 확경장치(400)의 구성은 이미 설명한 바와 같이 파이프 이음구조의 구성과 동일한바 이에 대한 자세한 설명은 중복을 피하기 위해 생략한다.
먼저, 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 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
10: 파이프 11: 수구
12: 삽구 13: 용접부
100: 파이프 101: 제1 파이프
102: 제2 파이프 110: 제1 메탈실링라인
111: 제1 돌기부 130: 메탈실링부
200: 내부체결구 210: 제2 메탈실링라인
211: 제2 돌기부 230: 메탈실링부
250: 테이퍼부 300: 외부실링층
400: 확경장치 410: 분할형 가압부재
430: 유압장치
e: 편심
t1: 파이프 두께
t2: 내부체결구의 두께
X1: 파이프의 단부로 부터 이격된 거리
X2: 내부체결구 의 단부로 부터 이격된 거리
S1: 설정직경값
S2: 변형직경값

Claims (14)

  1. 제1 파이프;
    상기 제1 파이프와 연결되는 제2 파이프; 및,
    상기 제1 파이프와 상기 제2 파이프의 연결부분의 내부에 구비되고, 상기 제1 파이프 및, 상기 제2 파이프로 내입되어 체결되는 내부체결구;를 포함하고,
    상기 내부체결구의 경도는 상기 제1 파이프 및 상기 제2 파이프의 경도에 비해 상대적으로 크게 구비되고,
    상기 내부체결구가 상기 파이프와 체결된 상태에서, 상기 내부체결구의 내경은 상기 제1 파이프 및, 상기 제2 파이프의 내경과 동일한 내경을 갖도록 구비되는 것을 특징으로 하는 파이프 이음구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내부체결구는, 직경이 확장되면서 상기 제1 파이프와 상기 제2 파이프로 내입되어 상기 제1 파이프 및 상기 제2 파이프와 체결되는 것을 특징으로 하는 파이프 이음구조.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 파이프의 내주면 및, 상기 내부체결구의 외주면 중 적어도 어느 하나에는 메탈실링부가 구비되는 것을 특징으로 하는 파이프 이음구조.
  6. 제5항에 있어서, 상기 메탈실링부는,
    상기 제1 파이프의 단부, 상기 제2 파이프의 단부 및, 상기 내부체결구의 단부로부터, 상기 파이프의 두께의 2배 이상 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 파이프 이음구조.
  7. 제5항에 있어서, 상기 메탈실링부는
    상기 파이프의 내주면 및, 상기 내부체결구의 외주면 중 적어도 어느 하나에는 둘레방향으로 이격 형성되는 복수의 돌기부를 포함하는 적어도 하나 이상의 메탈실링라인이 형성되는 것을 특징으로 하는 파이프 이음구조.
  8. 제5항에 있어서, 상기 메탈실링부는,
    상기 파이프의 내주면에는 상기 파이프의 둘레방향으로 이격 형성되는 복수의 제1 돌기부를 포함하는 적어도 하나 이상의 제1 메탈실링라인; 및,
    상기 내부체결구의 외주면에는 상기 내부체결구의 둘레방향으로 이격 형성되는 복수의 제2 돌기부를 포함하는 적어도 하나 이상의 제2 메탈실링라인;을 구비하는 것을 특징으로 하는 파이프 이음구조.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 내부체결구의 양단부에는 단부측으로 갈수록 단면이 점진적으로 감소하는 테이퍼부를 구비하는 것을 특징으로 하는 파이프 이음구조.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 연결부분으로 이물질의 유입을 방지하도록, 상기 제1 파이프와 상기 제2 파이프의 연결부분의 외측을 둘러싸도록 구비되는 외부실링층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 이음구조.
  11. 제1 파이프와, 상기 제1 파이프와 연결되는 제2 파이프를 연결부분에 배치하는 파이프 배치단계;
    내부체결구를 상기 연결부분의 내부에 배치하는 내부체결구 배치단계;
    상기 내부체결구의 내부로 확경장치를 삽입하고, 상기 내부체결구를 확경시켜 상기 내부체결구를 상기 제1 파이프 및, 상기 제2 파이프로 내입시켜 체결하는 파이프 체결단계;를 포함하고,
    상기 체결단계는,
    상기 확경장치로 상기 내부체결구와 상기 파이프를 파이프의 이음구조로 형성하기 위한 설정직경값보다 상대적으로 크게 확경시키고,
    확경된 상기 내부체결구 및, 상기 파이프가 상기 설정직경값으로 탄성복원하면서 체결되는 것을 특징으로 하는 파이프 이음구조의 시공방법.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서,
    상기 파이프의 탄성복원력은 상기 내부체결구의 탄성복원력에 비해 큰 값으로 구비되는 것을 특징으로 하는 파이프 이음구조의 시공방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 확경장치는,
    상기 파이프 내면의 형상과 대응되는 형상의 가압면을 구비되는 분할형 가압부재; 및,
    상기 분할형 가압부재를 확경시키는 유압장치;로 구비되는 것을 특징으로 하는 파이프 이음구조의 시공방법.
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