KR101873808B1 - 배관검사장치 및 배관검사방법 - Google Patents

배관검사장치 및 배관검사방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 파이프라인을 이루는 장치들의 유기적인 작동으로 파이프라인을 수압시험 한 후, 건조작업을 신속하게 진행시키는 배관검사장치 및 배관검사방법에 관한 것이다. 이러한 배관검사장치는 배관에 유체를 고압으로 주입하는 가압펌프, 배관의 내부압력을 대기압보다 낮은 압력으로 조성하는 음압펌프 및 배관 내부에 공기를 주입하는 송풍부를 포함하며,배관검사방법은 배관에 유체를 고압으로 주입하는 (A)단계, 배관의 내부압력을 판단하는 (B)단계, 배관의 내부압력이 기준압력 이상이면 배관에서 유체를 배출하는 (C)단계, 배관의 양단을 개방하고 공기를 주입하는 (D)단계를 포함한다.

Description

배관검사장치 및 배관검사방법{Inspection apparatus of pipe and inspection method of pipe}
본 발명은 배관검사장치 및 배관검사방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배관상태를 안전하고 신속하게 검사할 수 있는 배관검사장치 및 배관검사방법에 관한 것이다.
액상화물 운송선박에는 많은 파이프라인이 설치된다. 통상 파이프라인은 여러 개의 배관, 배관을 연결하는 조인트 및 배관 내부를 이동하는 유체의 흐름을 제어하는 밸브 등으로 연결된다. 이러한 파이프라인은 선박의 저장탱크로부터 해상의 저장탱크 또는 선박의 사용처로 연료를 이송시킬 수 있도록 다양한 길이로 형성될 수 있다.
하지만, 파이프라인은 길이가 길어질수록 외력에 대해 응력이 낮은 연결부위를 많이 포함하게 된다. 따라서, 길이가 긴 파이프라인 일수록 외력에 의해 연결부위가 많이 파손될 수 있어 연료를 온전히 이송시키는 데 어려움이 있다.
이러한 문제를 해결하고자 배관연결 부위의 구조를 보강할 수 있는 연결관이 많이 사용된다. 이러한 연결관은 배관연결 부위에 사용되기 앞서 구조 저항력을 확인하는 내구성 시험을 거친다.
현재에는 기압시험 방법 및 수압시험 방법으로 연결관을 시험한다. 기압시험은 고압공기를 이용해 단 시간 안에 시험할 수 있는 장점이 있으나, 고압의 공기에 의해 파이프가 시험 도중 폭발 될 수 있는 위험성이 있어 시험 안전성 확보를 위해 넓은 시험 공간을 필요로 한다.
반면, 수압시험은 좁은 공간에서 시험을 진행할 수 있는 장점이 있으나, 파이브 내부에 잔존하는 물질을 제거하는 데 너무 오랜 시간이 걸린다는 문제가 있다.
일본실용신안공보 실개 평 5-10895호 (1991.07.24)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 배관의 누수 및 내구성 시험을 안정적으로 진행하며 배관시험 후, 배관 내부에 잔류하는 물질을 신속하게 완전히 제거할 수 있는 배관검사장치 및 배관검사방법에 관한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 배관검사장치 및 배관검사방법은 배관에 유체를 고압으로 주입하는 가압펌프, 상기 배관의 내부압력을 대기압보다 낮은 압력으로 조성하는 음압펌프 및 상기 배관 내부에 공기를 주입하는 송풍부를 포함한다.
상기 배관의 내측 또는 외측에 설치되어 상기 배관에 열을 가하는 열선부를 더 포함할 수 있다.
상기 배관 내부에 설치되어 상기 배관 내부의 압력과 습도 중 적어도 하나를 측정하는 센서부를 더 포함할 수 있다.
상기 유체는 플루오르화 케톤이 될 수 있다.
배관에 유체를 고압으로 주입하는 (A)단계; 상기 배관의 내부압력을 판단하는 (B)단계; 상기 배관의 내부압력이 기준압력 이상이면 상기 배관에서 유체를 배출하는 (C)단계; 상기 배관의 양단을 개방하고 공기를 주입하는 (D)단계; 상기 (D)단계 이후에, 상기 배관 내부의 습도를 판단하는 (E)단계, 및 상기 배관의 내부 압력을 대기압보다 낮은 압력으로 조성하는 (F)단계를 포함하고, 상기 배관 내부의 습도가 기준습도 이상이면, 상기 (F)단계를 수행하거나, 상기 (F)단계를 수행하고 상기 (D)단계를 재수행할 수 있다.
삭제
삭제
삭제
상기 (D)단계 이후 또는 상기 (D) 단계와 동시에, 상기 배관의 내부에 열을 가하는 (G)단계를 더 포함할 수 있다.
상기 (F)단계는 상기 배관의 내부압력이 기준압력 이상일 경우 수행할 수 있다.
본 발명에 의하면 배관의 누수 및 내구성 시험을 안정적으로 진행할 수 있고, 배관을 시험한 후 배관 내부에 잔류하는 물질을 신속하게 제거하여, 전체적인 배관시험 시간을 단축시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관검사장치의 계통도이다.
도 2는 배관에 유체가 주입하는 배관검사장치의 작동도이다.
도 3은 배관에 주입된 유체를 유체탱크로 이송시키는 배관검사장치의 작동도이다.
도 4는 배관의 내부압력을 음압으로 조성하는 배관검사장치의 작동도이다.
도 5는 배관에 공기를 주입하는 배관검사장치의 작동도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관검사방법의 순서도이다.
본 발명의 이점과 특징 그리고 그것들을 달성하는 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 수 있다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관검사장치의 계통도이다.
본 발명의 배관검사장치(1)는 제1배관(P1) 즉, 시험체에 유체를 고압으로 주입하여 시험체의 누수 및 내구성을 검사한다. 검사 후, 제1배관(P1)에 주입된 유체를 배출하고, 송풍부(30)를 이용해 제1배관(P1)에 잔류하는 유체를 신속하게 완전히 건조시킨다. 즉, 배관검사장치(1)는 수압시험과 건조작업을 일련의 공정으로 진행시켜, 시험체의 수압시험과 건조작업을 안전하면서도 신속히 진행시킨다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 배관검사장치에 대해 구체적으로 설명한다.
먼저, 제1배관(P1)은 본 발명에서 시험체가 된다. 이러한 제1배관(P1)은 제2배관(P2) 및 제3배관(P3)을 연결하는 통상적인 배관 및 배관 커플러 등이 될 수 있다. 이러한 제1배관(P1)에 제2배관(P2)과 제3배관(P3) 등이 연결되면 이음부분(C1, C2)이 형성될 수 있다. 제1배관(P1)에는 유체를 고압으로 주입하는 가압펌프(10)와 내부를 음압으로 조성하는 음압펌프(20) 그리고 내부를 건조시키는 송풍부(30)가 설치된다. 더욱이, 제1배관(P1)의 내부에는 제1배관(P1) 내부의 온도, 습도 및 압력 등을 측정하는 센서부(50)가 설치되고, 제1배관(P1)의 양단 가운데 어느 한 단에는 제1배관(P1)의 내부를 이동하는 유체 및 바람을 단속할 수 있는 개폐부(60)가 설치될 수 있다.
여기서, 개폐부(60)는 가압펌프(10)를 통해 공급되는 유체의 이동과 송풍부(30)를 통해 공급되는 바람의 이동을 제어한다. 일 예로, 개폐부(60)는 통상적으로 사용되는 밸브가 되어, 제1배관(P1)에 주입되는 유체 및 바람의 이동을 단속할 수 있다. 가압펌프(10)는 외부에 위치한 유체탱크(13)로부터 불순물이 없는 유체를 공급받아 제1배관(P1)에 고압으로 주입하거나, 주입된 유체를 다시 유체탱크(13)로 회수하면서 제1배관(P1) 내부의 압력을 조절할 수 있다. 일 예로, 가압펌프(10)는 제1배관(P1)의 내부압력이 기준압력 보다 낮아 지면 제1배관(P1)의 내부압력이 기준압력 이상이 될 때까지, 고압의 유체를 주입하다가 제1배관(P1)의 내부압력이 기준압력 이상이 되면, 가압펌프(10)는 제1배관(P1)에 주입된 유체를 다시 유체탱크(13)로 회수한다.
가압펌프(10)와 유체탱크(13) 사이 그리고 가압펌프(10)와 제2배관(P2)사이에는 제1필터(11) 및 제2필터(12) 등의 필터가 설치된다. 각 필터(11,12)는 유체의 이물질을 걸러 가압펌프(10)로 이송시킬 수 있다. 이때. 유체는 물 또는 플루오르화 케톤(Perfluoroketone)이 될 수 있다.
플루오르화 케톤은 어는점(freezing point)이 영하 100℃ 이하 이고, 끓는점(boiling point)이 49 ℃ 이상이며, 휘발성이 큰 특징이 있다. 따라서, 플루오르화 케톤은 영하의 시험환경 온도에서도 쉽게 얼지 않고, 대기압력 보다 낮은 압력에서 끓는점이 낮아지게 되어 쉽게 증발될 수 있다.
음압펌프(20)는 제1배관(P1)의 내부압력을 대기압력 보다 낮은 압력으로 조성한다. 이러한 음압펌프(20)는 가압펌프(10)가 설치된 제1배관(P1)의 일측 또는 가압펌프(10)가 설치된 위치의 반대측에 설치되어, 제1배관(P1)의 내부 공기를 외부로 용이하게 흡출하여 제1배관(P1) 내부를 음압으로 조성할 수 있다. 또한, 음압펌프(20)는 제1배관(P1) 내부를 음압으로 조성하여 제1배관(P1)에 잔존하는 유체의 분자간 결합력을 낮춰 유체가 용이하게 기화될 수 있도록 한다. 이때, 음압펌프(20)는 제1배관(P1)에 잔류하는 유체를 함유한 공기를 흡입하더라도 동작에 지장이 없는 수봉식 진공 펌프가 될 수 있다. 이러한, 음압펌프(20)는 바람을 공급하는 송풍부(30) 및 고온의 열을 가하는 열선부(40)가 작동되기 이전에 작동되거나 송풍부(30) 및 열선부(40)와 함께 작동되어 유체를 쉽게 증발시켜 제1배관(P1) 내부의 습도를 낮출 수 있다.
송풍부(30)는 제1배관(P1)에 건조한 공기를 주입하여 유체를 통풍 건조시킨다. 일 예로, 송풍부(30)는 고온의 바람을 발생시키는 열풍공급장치가 될 수 있다. 이러한 송풍부(30)는 제1배관(P1) 및 제2배관(P2)의 일측 또는 타측에 위치한다. 송풍부(30)는 열선부(40)와 함께 또는 일정한 시간차를 두고 교대로 작동하여 유체를 신속하게 증발시킬 수 있다.
열선부(40)는 제1배관(P1)에 상온 이상의 열을 가해 유체를 건조 시킨다. 이러한 열선부(40)는 전류가 통과하면서 열을 발생시키는 열선(41)과 열선(41)에 전원을 인가하는 열선전원부(42)로 구성될 수 있다. 열선(41)은 제1배관(P1)의 내측 또는 외측에 설치될 수 있다. 일 예로, 열선(41)은 제1배관(P1)의 외주면에 제1배관(P1)의 길이방향을 따라 감겨 제1배관(P1) 전체에 열을 골고루 전달하여 유체를 더욱 신속하게 건조시킨다.
이와 같은 가압펌프(10), 음압펌프(20), 송풍부(30)를 비롯하여 열선부(40), 센서부(50) 및 개폐부(60) 등은 중앙제어기(70)와 연결되어 데이터가 송수신 되며 작동될 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배관검사장치의 작동 및 배관검사방법에 대해 설명한다.
본 명세서 상에서는 설명의 편의상 제1배관(P1)의 일단에 제1개폐부(61)가 설치되고, 타단에 제2개폐부(62)가 설치되는 것을 일 예로 하여 제1배관(P1)의 통풍 건조에 관해 설명한다.
도 2는 배관에 유체가 주입하는 배관검사장치의 작동도이고, 도 3은 배관에 주입된 유체를 유체탱크로 이송시키는 배관검사장치의 작동도이고, 도 4는 배관의 내부압력을 음압으로 조성하는 배관검사장치의 작동도이다. 그리고, 도 5는 배관에 공기를 주입하는 배관검사장치의 작동도이다.
먼저, 배관검사장치(1)는 제1개폐부(61)를 개방하고 제2개폐부(62)를 폐쇄하여 제1배관(P1)의 내부압력이 기준압력 이하로 조성 한다. 이후, 중앙제어기(70)를 이용해 가압펌프(10)를 작동시킨다. 그리고 제1배관(P1)에 내부압력이 기준압력에 도달할 때까지 지속적으로 유체를 주입한다.
제1배관(P1)의 내부압력이 기준압력 이상이 되면, 가압펌프(10)를 앞선 작동과 반대로 작동시켜 제1배관(P1)에 주입된 유체를 다시 유체탱크(13)로 이송시킨다. 유체가 다시 유체탱크(13)로 이동하게 되면, 송풍부(30) 및 열선부(40)를 작동시켜 제1배관(P1)을 건조시킨다.
이때, 제1배관(P1)의 내부 습도를 판단하여 제1배관(P1)의 내부습도가 기준습도 이상이면, 제1개폐부(61)를 폐쇄하고, 제2개폐부(62)를 개방하며 음압펌프(20)를 작동 시킬 수 있다. 제1개폐부(61) 및 제2개폐부(62)와 음압펌프(20)가 작동되어 제1배관(P1)의 내부압력이 대기압 이하로 조성되면, 열선부(40)를 작동시켜 제1배관(P1)의 내부습도를 기준습도 보다 낮아지게 할 수 있다.
반면, 송풍부(30) 및 열선부(40)의 작동에 의해 제1배관(P1)의 내부습도가 기준습도 보다 낮아지게 되면 중앙제어기(70)를 통해 가압펌프(10), 음압펌프(20), 송풍부(30) 및 열선부(40) 등은 작동을 멈추게 된다.
이하, 도 6을 참조하여 이러한 배관검사장치의 검사방법에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관검사방법의 순서도이다.
배관검사방법은 제1배관(P1)에 유체를 고압으로 주입하는 (A)단계로 시작된다(S110). 이후, 제1배관(P1)의 내부압력과 기준압력을 대소 비교하여 배관의 내부압력을 판단하는 (B)단계로 진행된다(S120). 이때, 내부압력이 기준압력 보다 낮을 경우, 제1배관(P1)에 유체를 지속적으로 주입하여, 제1배관(P1)의 내부압력이 기준압력 이상으로 된다.
제1배관(P1)에 유체가 주입되어 제1배관(P1)의 내부압력이 기준압력 이상이 되면, 제1배관(P1)의 구조적 강도를 평가한 후 제1배관(P1)에 주입된 유체를 배출하는 (C) 단계로 진행된다(S130).
이후, 제1배관(P1)에 공기를 주입하여 통풍 건조시키는 (D)단계(S140)와 (D)단계 이후에 또는 (D)단계와 동시에 제1배관(P1)에 열을 가하는 (G)단계로 진행된다.
그러나, (E)단계(S150)를 통해, 제1배관(P1)의 내부습도가 기준습도 이상으로 판단되면, 제1배관(P1)의 내부습도가 기준습도 미만이 될 때까지 제1배관(P1)의 내부공기를 외부로 배출시켜 제1배관(P1)의 내부압력을 대기압보다 낮은 압력으로 조성하는 (F)단계가 진행될 수 있다(S160). (F) 단계는 음압펌프(20)를 작동시켜 제1배관(P1)의 내부에서 공기를 배출하게 된다.
특히, 음압펌프(20)가 작동될 때 열선부(20)는 함께 작동되면 음압펌프(20)에 의해 제1배관(P1) 내부의 유체가 더 신속하게 증발할 수 있다.
이와 같은 단계를 통해 제1배관(P1)의 내부습도가 기준습도 미만이 되면 시험은 바로 종료될 수 있다. 반면, 도시된 것처럼, 배관 내부의 습도가 기준습도 이상이라면, (F)단계(S160)를 수행하고 (D)단계(S140)를 재수행하는 것도 가능하다.
배관검사방법은 이와 같은 일련의 단계를 통해 배관 수압과 건조작업을 일괄적으로 진행할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서도 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 배관검사장치 10: 가압펌프
20: 음압펌프 30: 송풍부
40: 열선부 41: 열선
42: 열선전원부 50: 센서부
60: 개폐부 61: 제1개폐부
62: 제2개폐부 70: 중앙제어기
P1: 제1배관 P2: 제2 배관
P3: 제3배관 C1, C2: 이음새

Claims (9)

  1. 배관에 유체를 고압으로 주입하는 가압펌프;
    상기 배관의 내부압력을 대기압보다 낮은 압력으로 조성하는 음압펌프;
    상기 배관 내부에 공기를 주입하는 송풍부;
    상기 배관 내부에 설치되어 상기 배관 내부의 압력과 습도 중 적어도 하나를 측정하는 센서부; 및
    상기 가압펌프, 상기 음압펌프, 상기 송풍부, 및 상기 센서부와 연결되어 데이터를 송수신하며 작동시키는 중앙제어기를 포함하여,
    상기 배관 내부의 습도가 기준습도 이상이면 상기 음압펌프를 작동시켜 상기 배관 내부압력을 대기압 이하로 조성하는 배관검사장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 배관의 내측 또는 외측에 설치되어 상기 배관에 열을 가하는 열선부를 더 포함하는 배관검사장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 유체는 플루오르화 케톤이 되는 배관검사장치.
  5. 배관에 유체를 고압으로 주입하는 (A)단계;
    상기 배관의 내부압력을 판단하는 (B)단계;
    상기 배관의 내부압력이 기준압력 이상이면 상기 배관에서 유체를 배출하는 (C)단계;
    상기 배관의 양단을 개방하고 공기를 주입하는 (D)단계;
    상기 (D)단계 이후에, 상기 배관 내부의 습도를 판단하는 (E)단계, 및
    상기 배관의 내부 압력을 대기압보다 낮은 압력으로 조성하는 (F)단계를 포함하고,
    상기 배관 내부의 습도가 기준습도 이상이면, 상기 (F)단계를 수행하거나, 상기 (F)단계를 수행하고 상기 (D)단계를 재수행하는 배관검사방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제5항에 있어서, 상기 (D)단계 이후 또는 상기 (D) 단계와 동시에, 상기 배관의 내부에 열을 가하는 (G)단계를 더 포함하는 배관검사방법.
  9. 제5항에 있어서, 상기 (F)단계는 상기 배관의 내부압력이 기준압력 이상일 경우 수행하는 배관검사방법.
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