KR101857432B1 - 파이프 확관 맨드릴 - Google Patents

Abstract

본 발명은 후방측이 상기 후방로드에 일체로 결합된 어댑터와; 후방측이 상기 어댑터에 나사 결합되고 전방측에 상기 전방로드의 후방 단부와 결합될 수 있는 연결헤드가 구비된 연결로드와; 상기 연결로드의 외측에 삽입되어 결합되며 상기 파이프를 확관시키는 확관 구간을 형성하는 확관프로파일을 외주면으로 형성하는 확관부를 포함하여 구성된다.

Description

파이프 확관 맨드릴{Pipe Expanding Mandrel}

본 발명은 파이프 확관 맨드릴에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스테인레스 파이프(stainless pipe)를 냉간에서 확관시키는 데에 사용되는 맨드릴의 구조에 관한 기술이다.

시임레스 스테인레스 파이프(seamless stainless pipe)를 제작하는 것은 직경이 커질수록 제작 공정상의 어려움으로 직접 원하는 직경으로 제작하기 보다는 상대적으로 작은 직경으로 생산된 파이프를 확관공정을 통하여 원하는 직경으로 확대하여 사용하는 것이 더 경제적이다.

스테인레스 파이프를 열간에서 확관시키는 경우, 스테인레스 재질의 특성상 500 내지 800℃ 구간을 신속히 통과하여야 하므로, 열간 확관 이후에는 ?칭(quenching)을 통해 급속 냉각하는 작업이 필요하다.

그러나, 이러한 ?칭작업은 작업 대상 파이프가 5 m이상의 긴 파이프인 경우, 대규모 ?칭설비가 요구되는 등 작업성이 현저히 떨어지는 경향이 있다.

상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-2017-0038533 KR 20-0363966

본 발명은 스테인레스 파이프를 냉간 작업을 통해 그 직경을 확대 변형하여 확관시킬 수 있도록 함으로써, 과대한 ?칭 설비와 ?칭 작업을 요구하지 않으면서도 스테인레스 파이프의 확관작업이 용이하고 경제적으로 이루어질 수 있도록 한 파이프 확관 맨드릴을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 파이프 확관 맨드릴은

후방측이 상기 후방로드에 일체로 결합된 어댑터와;

후방측이 상기 어댑터에 나사 결합되고 전방측에 상기 전방로드의 후방 단부와 결합될 수 있는 연결헤드가 구비된 연결로드와;

상기 연결로드의 외측에 삽입되어 결합되며 상기 파이프를 확관시키는 확관 구간을 형성하는 확관프로파일을 외주면으로 형성하는 확관부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 확관부는

상기 연결로드의 중심축에 대하여 5~15°의 기울기로 경사진 경사부와;

상기 경사부의 후방측에 연결되며 확관 목표 직경의 외경을 적어도 40mm이상 일정하게 유지하는 외경유지부;

를 포함하여 구성되며;

상기 경사부 중 확관 대상 파이프의 내경 이상의 직경을 가지는 부위와 상기 외경유지부의 상기 연결로드의 길이방향을 따른 전체 길이는 150mm이하로 구성될 수 있다.

상기 경사부와 외경유지부 사이는 부드러운 곡면으로 연결되도록 필렛부가 형성될 수 있다.

상기 연결로드는

상기 어댑터가 나사결합되도록 후방으로 돌출되고 외주에 숫나사가 형성된 숫나사부와;

상기 숫나사부에 인접하게 위치하며, 삽입된 확관부의 후방측을 지지하면서 상기 확관부를 고정하기 위한 체결볼트를 체결하기 위한 다수의 볼트구멍을 구비한 플랜지부와;

상기 확관부의 내경부가 끼워지도록 전방측으로 돌출된 기둥부와;

상기 기둥부와 상기 연결헤드 사이에 구비된 네크부;

를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 어댑터는 후방측에 상기 후방로드가 용접에 의해 일체로 결합되고;

전방측에 상기 연결로드의 숫나사부가 나사결합되도록 암나사부가 형성될 수 있다.

본 발명은 스테인레스 파이프를 냉간 작업을 통해 그 직경을 확대 변형하여 확관시킬 수 있도록 함으로써, 과대한 ?칭 설비와 ?칭 작업을 요구하지 않으면서도 스테인레스 파이프의 확관작업이 용이하고 경제적으로 이루어질 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 파이프 확관 장치의 구성을 도시한 도면,
도 2는 도 1의 파이프 확관 장치로 파이프를 확관하는 상황을 설명한 도면,
도 3은 도 2에 비해 상대적으로 길이가 긴 파이프를 확관하는 상황을 설명한 도면,
도 4는 도 1의 이동게이트유닛의 실시예를 도시한 도면,
도 5는 연속적으로 파이프를 확관시키는 상황을 설명한 도면,
도 6은 도 1의 얼라인유닛을 설명한 도면,
도 7은 로드부재의 연결구조를 설명한 도면,
도 8은 본 발명에 따른 파이프 확관 맨드릴의 구조를 설명한 도면,
도 9는 도 8의 연결로드 구조를 설명한 도면,
도 10은 도 8의 확관부 구조를 설명한 도면,
도 11은 도 8의 어댑터 구조를 설명한 도면,
도 12는 맨드릴의 연결로드가 전방로드와 결합된 상태를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명이 적용될 수 있는 파이프 확관 장치는, 확관 대상 파이프(1)를 외측에 끼우도록 설치된 전방로드(3)와; 상기 전방로드(3)의 후단에 동심축을 이루어 결합되고 상기 파이프(1)가 통과하면서 확관되도록 상기 파이프의 내경보다 큰 외경부를 가지는 맨드릴(5)을 포함하며, 상기 맨드릴(5) 주위에 상기 파이프를 가열하기 위한 어떤 강제적 열원도 구비하지 않는 냉간확관유닛(7)과; 상기 맨드릴(5)의 후방으로 연장되어 확관된 파이프의 직선도를 유지하도록 설치된 후방로드(9)와; 상기 확관 대상 파이프(1)를 상기 전방로드(3)에 끼운 후 상기 전방로드(3)를 고정하는 클램프유닛(11)과; 상기 전방로드(3)에 끼워진 확관 대상 파이프(1)의 후방 단부를 가압하여 상기 냉간확관유닛(7)의 맨드릴(5)을 향해 직선 이동시키는 이동게이트유닛(13)을 포함하여 구성된다.

참고로, 이하에서 전방은 도 1에서 우측을 의미하며, 후방은 좌측을 의미한다.

상기 클램프유닛(11)의 전방에는 확관 작업 대상 파이프(1)를 로딩하는 로딩부(15)가 구비되고, 상기 후방로드(9)의 후방에는 확관이 이루어진 파이프를 언로딩하는 언로딩부(17)가 구비되어 있다.

따라서, 작업 대상 파이프(1)는 상기 로딩부(15)로부터 상기 클램프유닛(11)을 통과하면서 상기 전방로드(3)의 외측에 끼워지고, 상기 클램프유닛(11)이 상기 전방로드(3)의 전방부를 고정하면 상기 이동게이트유닛(13)이 상기 파이프(1)를 상기 냉간확관유닛(7)의 맨드릴(5)을 향해 이동시키면서 가압하여, 결과적으로 상기 파이프(1)가 상기 맨드릴(5)을 냉간 과정을 통해 통과하면서 확관되어 상기 후방로드(9)를 통해 상기 언로딩부(17)로 인출되면 해당 파이프의 확관작업이 완료되는 것이다.

상기 전방로드(3)의 전방 단부에는 삽입되는 확관 대상 파이프(1)의 내경보다 작은 직경의 인입롤러(19)를 구비하여, 상기 전방로드(3)에 파이프(1)를 끼울 때 용이하게 작업이 이루어지도록 하는 것이 바람직하며, 이때 상기 인입롤러(19)의 회전축은 상기 전방로드(3)의 길이방향에 수직한 수평축으로 이루어지는 것이, 중력의 영향으로 상하로 유동 가능성이 큰 파이프(1)의 선단을 전방로드(3)에 끼우는 데에 유리할 것이다.

상기 클램프유닛(11)은 상기한 바와 같이 전방로드(3)의 전방 단부를 통해 삽입된 파이프(1)의 전방 단부가 상기 이동게이트유닛(13)에 의해 이동 가능한 위치까지 이동된 후, 상기 전방로드(3)의 전방 단부 부근을 클램핑하여, 상기 이동게이트유닛(13)이 상기 파이프(1)를 상기 맨드릴(5)로 가압할 때, 상기 전방로드(3)와 맨드릴(5) 및 후방로드(9)가 후방으로 밀리지 않고 유지될 수 있도록 하는 역할을 한다.

물론, 상기 전방로드(3)의 전방 단부 근처에는 상기 클램프유닛(11)에 의해 효과적인 클램핑이 가능하도록 외주면에 홈이 형성되고, 이 홈에 클램핑유닛의 부품이 끼워져서 물리적으로 상기 전방로드(3)의 길이방향 유동이 제한되도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 이동게이트유닛(13)은 상기 파이프(1)를 통과시키도록 열린 상태와, 상기 전방로드(3)와는 접촉하지 않지만 상기 파이프(1)의 전방 단부를 상기 맨드릴(5)을 향해 가압할 수 있도록 닫힌 상태 사이를 전환할 수 있도록 형성된 게이트부(21)가 구비되며, 본 실시예에서는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 게이트부(21)가 상기 전방로드(3)의 길이방향을 따라 적어도 2개 이상이 서로 일체로 연결된 상태로 구비된 구성이다.

상기 게이트부(21)가 2개 이상이 일체로 연결되어 구비되는 이유는, 확관 대상 파이프(1)의 길이가 달라지는 경우에 대비하기 위한 것으로서, 특히 매우 긴 파이프를 확관하는 경우를 대비한 것이다.

도 2는 대략 5~10m의 일반적인 길이의 파이프를 확관시키는 상황을 설명한 것으로서, 도면상 좌측의 게이트부(21)로 파이프(1)의 전방단부를 가압하고 있으며, 도 3은 이보다 더 긴 파이프를 확관시키는 상황을 도시한 것으로서, 도면상 우측의 게이트부(21)로 파이프(1)의 전방 단부를 가압하고 있고, 이때 좌측의 게이트부(21)는 열려 있어서, 상기 우측의 게이트부(21)로 파이프(1)를 맨드릴(5)을 향해 가압할 수 있도록 하여, 상기 파이프의 단부가 상기 좌측 게이트부(21)로 가압할 수 있는 위치까지 이동되면, 상기 이동게이트유닛(13)을 우측으로 후퇴시켰다가 상기 좌측 게이트부(21)로 파이프의 전방 단부를 다시 가압하는 방식으로 확관 작업이 이루어지는 것으로, 이는 상기 클램프유닛(11)으로부터 상기 이동게이트유닛(13)을 미는 수평실린더(23)의 작동길이의 한계를 극복하면서 더 긴 파이프의 확관작업이 가능하게 한다.

즉, 상기 이동게이트유닛(13)은 상기 클램프유닛(11)에 장착된 수평실린더(23)에 의해 도면상 좌우로 직선 운동하도록 구성되어 있으며, 이 수평실린더(23)의 작동 범위를 넘는 길이의 파이프도 확관이 가능하도록 하기 위해 상기한 바와 같이 2개 이상의 게이트부(21)를 일체로 구비한 이동게이트유닛(13)을 사용한 것이다.

상기 게이트부(21)에는 상하로 벌어졌다가 오므려지는 게이트(25)와, 상기 게이트(25)의 후방면에 상기 파이프(1)의 전방 단부를 가압할 가압플레이트(27)가 구비된다.

상기 전방로드(3)에 파이프(1)를 끼울 때 상기 이동게이트유닛(13)의 게이트(25)는 개방되어 상기 파이프(1)를 아무런 장애 없이 끼울 수 있도록 한 후, 상기 게이트(25)를 닫으면, 상기 게이트(25)는 상기 전방로드(3)에 대해서는 간격이 확보되어 전방로드(3)에는 힘을 가하지 않지만 상기 가압플레이트(27)는 상기 파이프(1)의 전방 단부를 가압할 수 있는 상태로 오므려지고, 이 상태에서 상기 이동게이트유닛(13)을 상기 냉간확관유닛(7)을 향해 이동시키면 상기 가압플레이트(27)가 상기 파이프(1)를 맨드릴(5)로 가압하여, 비로소 파이프의 확관이 이루어지게 된다.

상기 파이프(1)의 내부에는 탄소 성분을 포함하지 않은 윤활제가 고르게 도포되어 있어서, 확관 시, 상기 맨드릴(5)과의 마찰이 저감되면서 원활한 확관 변형이 이루어지도록 하면서도 스테인레스 재질의 파이프의 내주면에 탄소 침착이 발생하지 않도록 한다.

상기 맨드릴(5)은 통상의 열간 확관 시에 사용되는 맨드릴(5)에 비해 그 길이가 절반이상으로 짧으며, 상기 맨드릴(5)의 주위에는 열간 확관 작업시에 사용되는 히터 등과 같은 어떤 종류의 강제적인 열원도 구비되지 않으며, 실온 상태에 그대로 노출된 상태에서 냉간 작업이 이루어질 수 있도록 되어 있고, 특히 파이프(1)의 단면을 확대시키는 실질적인 구간의 길이는 150mm 이내로 짧게 형성된다.

이는 스테인레스 파이프를 냉간으로 확관하기 때문에, 비록 파이프 내부에 윤활제를 도포하지만, 파이프(1)와 맨드릴(5) 사이의 마찰력을 적정 수준 이하로 유지하면서 확관을 하기 위한 것으로서, 본 출원인의 다수의 실험에 의하면 확관 대상 파이프의 직경에 무관하게 맨드릴(5)에 의해 형성되는 확관 구간이 150mm를 넘지 않는 범위 내에서 실용적인 확관이 가능함이 확인되었다.

맨드릴(5)의 확관 구간이 위와 같은 치수를 넘기게 되면, 상기 맨드릴(5)과 파이프 사이의 과도한 마찰력으로 상기 이동게이트유닛(13)과 맨드릴(5) 사이의 파이프 부분에는 과도한 하중이 걸려서 불필요한 주름이나 변형이 초래되며, 특히 연속된 파이프의 확관 작업 시, 이미 확관이 이루어지고 있는 파이프의 전방 단부에 후속으로 진입하는 파이프의 후방 단부가 직접 접촉하면서 가압이 이루어지는 상황에서, 약간의 틀어짐만 발생해도 파이프의 단부가 찢어지거나 변형되는 문제가 발행할 수 있다.

즉, 상기 이동게이트유닛(13)의 좌측 게이트부(21)도 상기 맨드릴(5)을 향해 이동될 수 있는 한계가 있기 때문에 그 이후에 계속해서 파이프를 가압하여 파이프의 전방 단부까지 모두 맨드릴(5)을 통과하여 확관이 완료되게 하기 위해서는 후속으로 확관될 파이프가 앞서의 파이프 전방 단부를 직접 접촉하여 가압하는 구간이 존재하게 되는데, 이때 앞서 확관이 진행되고 있는 파이프의 전방 단부와 후속으로 확관이 이루어질 파이프의 후방 단부는 정확히 정렬이 이루어져야 응력집중에 의한 파이프의 불필요한 변형 및 파손을 방지할 수 있게 되는 것이다.

상기 맨드릴(5)의 구체적인 구성은 후술한다.

도 5는 상기와 같이 우측의 후속 파이프가 좌측의 앞선 파이프를 직접 가압하기 위해 정렬이 이루어지는 상황을 도시한 것으로서, 상기한 바와 같은 파이프의 정렬을 위해 본 발명 실시예에서는, 상기 맨드릴(5)로부터 전방로드(3) 쪽으로 소정간격 이격된 위치에, 확관을 위해 연속되어 공급되는 파이프들의 접촉부를 정렬시키기 위한 얼라인유닛(29)이 구비되어 있다.

상기 얼라인유닛(29)이 설치되는 소정 위치는 상기 맨드릴(5)의 위치와 이동게이트유닛(13)의 작동 범위 등을 고려하여 적절히 설정될 수 있을 것이다.

상기 얼라인유닛(29)은 도 6에 예시된 바와 같이 상기 전방로드(3)에 대해 수직한 방향으로 가압되면서 서로 단부가 인접한 상태로 상기 전방로드(3)에 삽입된 두 파이프를 감싸면서 가압하는 V형지그(31)를 포함하여 구성된다.

즉, V형지그(31)의 홈이 상기 두 파이프의 외주면을 감싸듯이 가압하면, 두 파이프는 상기 V형지그(31)의 홈에 삽입되면서 서로 정렬이 이루어지게 되는 것이다.

상기 얼라인유닛(29)은 상기 V형지그(31)를 상하로 승강시키는 직선 이동력을 제공하도록 구비된 승강실린더(33)와; 상기 V형지그(31)의 직선 승강운동을 가이드하도록 구비된 가이드(35)와; 상기 V형지그(31)가 상기 가이드(35) 및 승강실린더(33)에 대해, 상기 전방로드(3)에 수직한 축을 중심으로 회동 가능한 상태로 연결되도록 상기 V형지그(31)와 가이드(35) 및 상기 승강실린더(33)의 실린더로드에 연통되게 결합된 결합로드(37)와; 상기 V형지그(31)의 상측에 상기 두 파이프의 외경부와 직접 각각 접촉하도록 동일한 형상과 크기의 4개의 완충블록(39)이 구비되도록 하였다.

따라서, 상기 승강실린더(33)가 상승하여 상기 완충블록(39)들이 두 파이프의 단부 외주에 각각 접촉한 후 가압되면, 상기 두 파이프는 상기 V형지그(31)에 의해 V형 홈을 형성하고 있는 상기 완충블록(39)들 사이로 파고들면서 저절로 두 파이프의 정렬이 이루어지게 되고, 상기 완충블록(39)들은 이때 금속성 재질로 이루어진 V형지그(31)가 직접 파이프의 외주면을 가압하는 것을 회피하고 완충하여 파이프의 파손 및 소음의 발생을 방지하며, 상기 결합로드(37)에 의한 상기 V형지그(31)의 회동 가능한 연결상태는 상기 완충블록(39)들 및 V형지그(31)가 상기 파이프들 및 그 내부의 전방로드(3)의 길이방향 기울기에 적응하여, 비록 상기 승강실린더(33)나 가이드(35)의 직선이동방향이 상기 전방로드(3) 및 파이프들의 길이방향에 정확한 수직을 이루지 못하는 상태이더라도, 상기 완충블록(39)들 및 V형지그(31)가 상기 파이프들 및 전방로드(3)의 길이방향 기울기에 순응하면서 가압할 수 있도록 하는 역할을 한다.

한편, 도 1 내지 도 3 등에는 상기 전방로드(3)나 후방로드(9)가 하나의 단일 물체로 이루어진 것으로 도시하였으나, 하나의 단일 물체인 전방로드(3)나 후방로드(9)가 너무 길면, 보관 및 취급이 매우 어려우므로, 본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여, 상기 전방로드(3) 및 후방로드(9)를 다수의 로드부재(41)가 서로 길이방향으로 연장되도록 결합된 구성으로 하는 것을 제안한다.

즉, 도 7과 같이 상기 로드부재(41)의 결합부위는 로드부재(41)의 일측단부와 타측단부에 상호 대응되게 삽입되도록 형성된 결합홈(43) 및 결합돌기(45)로 이루어지고; 상기 결합홈(43)은 상기 로드부재(41)의 길이방향을 따라 요철을 형성하면서 반경방향을 따라 동일단면 형상으로 함몰되고; 상기 결합돌기(45)는 상기 결합홈(43)의 형상에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 로드부재(41)의 반경방향을 따라 상기 결합홈(43)에 삽입되면 길이방향으로는 상호 구속되도록 구성된 것이다.

물론 상기와 같이 결합된 상태에서 볼트(47) 등을 두 로드부재(41)의 결합부를 관통 체결하여 고정한 상태에서 사용하도록 구성한다.

따라서, 도 1 내지 도 3과 같은 사용 시에는 다수의 로드부재(41)를 결합하여 원하는 길이로 형성하여 사용하고, 로드부재(41)의 보관시에는 각각 분리하여 짧은 길이의 물체로 보관함으로써, 보관 및 취급상의 불편함을 해소하도록 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 상기 맨드릴의 구체적인 구성을 살펴본다.

상기 맨드릴(5)은 전방로드(3)와 후방로드(9) 사이에 설치되어, 상기 전방로드(3) 쪽으로부터 후방로드(9)를 향해 강제 이송되는 파이프(1)의 직경을 실질적으로 증대시켜 확관하는 역할을 한다.

본 발명에서, 상기 맨드릴(5)은 도 8 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 후방측이 상기 후방로드(9)에 일체로 결합된 어댑터(49)와; 후방측이 상기 어댑터(49)에 나사 결합되고 전방측에 상기 전방로드(3)의 후방 단부와 결합될 수 있는 연결헤드(51)가 구비된 연결로드(53)와; 상기 연결로드(53)의 외측에 삽입되어 결합되며 상기 파이프(1)를 확관시키는 확관 구간을 형성하는 확관프로파일을 외주면으로 형성하는 확관부(55)를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 맨드릴(5)은 상기 확관부(55)와 연결로드(53) 및 어댑터(49)를 별도로 제작하여 조립할 수 있도록 함으로써, 마찰력에 의해 손상이 발생할 수 있고, 확관 대상 파이프의 성질에 따라 변경의 필요성이 있는 확관부(55)를 용이하게 교체할 수 있도록 한 것이다.

상기 맨드릴(5)의 조립은 상기 연결로드(53)에 확관부(55)를 결합한 후 상기 어댑터(49)를 상기 연결로드(53)에 결합함에 의해 이루어진다.

상기 확관부(55)는 상기 연결로드(53)의 중심축에 대하여 5~15°의 기울기로 경사진 경사부(57)와; 상기 경사부(57)의 후방측에 연결되며 확관 목표 직경의 외경을 적어도 40mm이상 일정하게 유지하는 외경유지부(59)를 포함하여 구성되며, 상기 경사부(57) 중 확관 대상 파이프의 내경 이상의 직경을 가지는 부위와 상기 외경유지부(59)의 상기 연결로드(53)의 길이방향을 따른 전체 길이는 150mm이하로 구성된다.

즉, 상기한 바와 같이 스테인레스 파이프를 냉간 확관시키게 되므로 파이프와 접촉하는 길이가 너무 길면 너무 큰 마찰력으로 파이프의 불필요한 변형이 초래되고, 확관 과정에 소요되는 에너지가 너무 커지게 되므로, 파이프(1)와 맨드릴(5)이 접촉하는 실질적인 길이를 상기한 바와 같이 종래 열간 확관 장치들과는 현저히 다르게 짧게 구성해야 하는 것이다.

실질적으로 파이프(1)가 상기 확관부(55)에 진입하면, 상기 경사부(57) 중 거의 중간부분에서부터 접촉하여 점차 직경이 확대 변형되게 되는 바, 상기 경사부(57) 중 확관 대상 파이프(1)의 내경 이상의 직경을 가지는 부위와 상기 외경유지부(59)가 실질적으로 파이프(1)와 접촉하면서 확관을 수행하는 확관프로파일을 형성하며, 이 구간이 확관 구간이 되는 것이며, 다시 말하지만 이 전체 길이는 150mm이내로 하여야 한다.

상기 경사부(57)와 외경유지부(59) 사이는 부드러운 곡면으로 연결되도록 필렛부(61)가 형성되는 것이 바람직하다.

이 필렛부(61)의 곡율반경과 상기 외경유지부(59)의 길이는 파이프의 확관 시, 확관된 파이프의 후방단부의 일부분이 내측으로 다시 수축하는 현상과 관련된다.

즉, 상기 필렛부(61)의 곡율반경이 작을수록, 또한 상기 외경유지부(59)의 길이가 짧을수록 확관된 파이프의 후방단부가 수축하는 경향이 더 커지므로, 적절한 값으로 선정할 필요가 있다.

상기 연결로드(53)는 상기 어댑터(49)가 나사 결합되도록 후방으로 돌출되고 외주에 숫나사가 형성된 숫나사부(63)와; 상기 숫나사부(63)에 인접하게 위치하며, 삽입된 확관부(55)의 후방측을 지지하면서 상기 확관부(55)를 고정하기 위한 체결볼트를 체결하기 위한 다수의 볼트구멍(65)을 구비한 플랜지부(67)와; 상기 확관부(55)의 내경부가 끼워지도록 전방측으로 돌출된 기둥부(69)와; 상기 기둥부(69)와 상기 연결헤드(51) 사이에 구비된 네크부(71)를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 확관부(55)를 상기 플랜지부(67) 쪽으로부터 삽입되는 다수의 체결볼트로 상기 연결로드(53)에 일체화한 후 상기 어댑터(49)를 상기 연결로드(53)에 나사결합하여 맨드릴(5)을 조립하는 것이다.

상기 어댑터(49)는 후방측에 상기 후방로드(9)가 용접에 의해 일체로 결합되고, 전방측에 상기 연결로드(53)의 숫나사부(63)가 나사 결합되도록 암나사부(73)가 형성된다.

한편, 상기 연결로드(53)의 전방 단부에 구비된 상기 연결헤드(51)는 대칭되는 형상이 상기 전방로드(3)의 후방 단부에도 구비되어 상호 마주한 상태에서 도 12에 도시된 바와 같이 커플링커버(75)에 의해 감싸진 상태로 상호 결합되게 되며, 이에 의해 상기 전방로드(3)와 맨드릴(5) 및 후방로드(9)가 일체로 결합되게 된다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1; 파이프
3; 전방로드
5; 맨드릴
9; 후방로드
49; 어댑터
51; 연결헤드
53; 연결로드
55; 확관부
57; 경사부
59; 외경유지부
61; 필렛부
63; 숫나사부
65; 볼트구멍
67; 플랜지부
69; 기둥부
71; 네크부
73; 암나사부
75; 커플링커버

Claims (5)

1. 전방로드(3)와 후방로드(9) 사이에 설치되어, 상기 전방로드(3) 쪽으로부터 후방로드(9)를 향해 강제 이송되는 파이프의 직경을 증대시켜 확관하는 맨드릴(5)에 있어서,
   상기 맨드릴(5)은
   후방측이 상기 후방로드(9)에 일체로 결합된 어댑터(49)와;
   후방측이 상기 어댑터(49)에 나사 결합되고 전방측에 상기 전방로드(3)의 후방 단부와 결합될 수 있는 연결헤드(51)가 구비된 연결로드(53)와;
   상기 연결로드(53)의 외측에 삽입되어 결합되며 상기 파이프를 확관시키는 확관 구간을 형성하는 확관프로파일을 외주면으로 형성하는 확관부(55);
   를 포함하여 구성되고,
   상기 연결로드(53)는
   상기 어댑터(49)가 나사결합되도록 후방으로 돌출되고 외주에 숫나사가 형성된 숫나사부(63)와;
   상기 숫나사부(63)에 인접하게 위치하며, 삽입된 확관부(55)의 후방측을 지지하면서 상기 확관부(55)를 고정하기 위한 체결볼트를 체결하기 위한 다수의 볼트구멍(65)을 구비한 플랜지부(67)와;
   상기 확관부(55)의 내경부가 끼워지도록 전방측으로 돌출된 기둥부(69)와;
   상기 기둥부(69)와 상기 연결헤드(51) 사이에 구비된 네크부(71);
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 파이프 확관 맨드릴.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 확관부(55)는
   상기 연결로드(53)의 중심축에 대하여 5~15°의 기울기로 경사진 경사부(57)와;
   상기 경사부(57)의 후방측에 연결되며 확관 목표 직경의 외경을 적어도 40mm이상 일정하게 유지하는 외경유지부(59);
   를 포함하여 구성되며;
   상기 경사부(57) 중 확관 대상 파이프의 내경 이상의 직경을 가지는 부위와 상기 외경유지부(59)의 상기 연결로드(53)의 길이방향을 따른 전체 길이는 150mm이하로 구성되는 것
   을 특징으로 하는 파이프 확관 맨드릴.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 경사부(57)와 외경유지부(59) 사이는 부드러운 곡면으로 연결되도록 필렛부(61)가 형성되는 것
   을 특징으로 하는 파이프 확관 맨드릴.
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 어댑터(49)는 후방측에 상기 후방로드(9)가 용접에 의해 일체로 결합되고;
   전방측에 상기 연결로드(53)의 숫나사부(63)가 나사결합되도록 암나사부(73)가 형성된 것
   을 특징으로 하는 파이프 확관 맨드릴.

Images