KR101903797B1 - 멤브레인형 저장탱크의 제작방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 U자형 프레임의 용접을 위한 지그를 적용하여, U자형 프레임의 용접 용이성 및 단열벽 정밀 설치를 담보할 수 있는 멤브레인형 저장탱크의 제작방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 멤브레인형 저장탱크의 제작방법은 멤브레인형 저장탱크의 내부 공간을 한정하는 밀봉벽을 제작하는 단계와, 상기 밀봉벽의 상단부 둘레를 따라 구비된 L자형 프레임에 U자형 프레임을 임시 고정하는 단계와, 상기 L자형 프레임과 U자형 프레임을 용접하는 단계 및 상기 U자형 프레임의 하부 공간에 단열벽을 설치하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 U자형 프레임을 임시 고정하는 것은, U자형 프레임 고정용 지그를 상기 U자형 프레임과 상기 밀봉벽에 밀착시키는 형태로 진행하는 것을 특징으로 한다.

Description

멤브레인형 저장탱크의 제작방법{Method for fabricating membrane type cargo tank}
본 발명은 멤브레인형 저장탱크의 제작방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 U자형 프레임의 용접을 위한 지그를 적용하여, U자형 프레임의 용접 용이성 및 단열벽 정밀 설치를 담보할 수 있는 멤브레인형 저장탱크의 제작방법에 관한 것이다.
액화천연가스 운반선의 저장탱크(cargo tank)는 초저온의 액화천연가스를 저장 및 운반하기 위한 것으로, 독립형(independent type)과 멤브레인형(membrane type)으로 구분되는데 멤브레인형 저장탱크가 독립형 저장탱크보다 적재용량이 크고 제작이 간편하여 현재 가장 널리 사용되고 있다(한국등록특허 제10-972653호 참고).
멤브레인형 저장탱크는 다시 GTT NO 96형과 Mark Ⅲ형으로 나눠지며, 이러한 저장탱크 구조는 미국등록특허 US 5269247호, US 5501359호 등에 기재되어 있다. Mark Ⅲ형의 저장탱크는 스테인리스강 멤브레인(Membrane)으로 이루어지는 밀봉벽 및 폴리우레탄 폼(polyurethane foam) 등으로 이루어지는 단열벽이 선체의 내부표면 상에 적층 설치된다.
멤브레인형 저장탱크의 구조를 도 1을 참고하여 설명하면, 돔 형태의 공간을 정의하는 스테인리스강 재질의 밀봉벽(110)과, 밀봉벽(110) 상에 적층된 단열벽(120)을 구비한다. 한편, 멤브레인형 저장탱크는 액화천연가스의 적재 및 하역시 급격한 온도 변화의 영향을 받으며, 또한 액화천연가스 운반선의 운항시 6자유도 운동으로 인한 하중을 가장 많이 받는 부분이다. 이에 따라, 급격한 온도 변화 및 하중으로 인한 밀봉벽(110)의 변형을 방지하기 위해 멤브레인형 저장탱크의 밀봉벽(110) 상단부에는 멤브레인형 저장탱크의 둘레를 따라 L자형 프레임(130)이 구비된다.
또한, 후속공정의 정밀도 향상을 위해 L자형 프레임(130)의 일측에는 U자형 프레임(140)이 감싸는 형태로 구비된다. 상술한 단열벽(120)은 상기 L자형 프레임(130) 및 U자형 프레임(140)의 하부에 이격되어 구비된다.
종래 기술에 따른 멤브레인형 저장탱크의 제작 공정을 살펴보면, L자형 프레임(130)의 하부에 단열벽(120)을 장착한 후에, U자형 프레임(140)을 L자형 프레임(130)에 용접하는 방식을 택하고 있다. 그러나, 전술한 바와 같이 U자형 프레임(140)과 단열벽(120) 사이의 거리는 매우 가까워(약 3mm) U자형 프레임(140)과 L자형 프레임(130)의 용접 작업에 많은 어려움이 있다.
미국등록특허 US 5269247호 미국등록특허 US 5501359호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, U자형 프레임의 용접을 위한 지그를 적용하여, U자형 프레임의 용접 용이성 및 단열벽 정밀 설치를 담보할 수 있는 멤브레인형 저장탱크의 제작방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 멤브레인형 저장탱크의 제작방법은 멤브레인형 저장탱크의 내부 공간을 한정하는 밀봉벽을 제작하는 단계와, 상기 밀봉벽의 상단부 둘레를 따라 구비된 L자형 프레임에 U자형 프레임을 임시 고정하는 단계와, 상기 L자형 프레임과 U자형 프레임을 용접하는 단계 및 상기 U자형 프레임의 하부 공간에 단열벽을 설치하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 U자형 프레임을 임시 고정하는 것은, U자형 프레임 고정용 지그를 상기 U자형 프레임과 상기 밀봉벽에 밀착시키는 형태로 진행하는 것을 특징으로 한다.
상기 U자형 프레임 고정용 지그에 있어서, 상기 U자형 프레임과 접촉하는 지점에서 밀봉벽을 향하는 일단까지의 거리는 단열벽의 두께와 동일하다.
또한, 상기 밀봉벽은 측부에 구비되는 측부 밀봉벽과, 상기 측부 밀봉벽의 상단부에 구비되는 상부 밀봉벽으로 구성되며, 상기 상부 밀봉벽의 일측에는 L자 형상의 L자형 프레임이 구비되며, 상부 밀봉벽을 따라 L자형 프레임이 연장되어 구비된다. 이와 함께, 상기 U자형 프레임 고정용 지그의 일측은 ?지(wedge)를 사이에 두고 상기 측부 밀봉벽에 밀착될 수 있다.
본 발명에 따른 멤브레인형 저장탱크의 제작방법은 다음과 같은 효과가 있다.
단열벽의 설치 전에 U자형 프레임의 용접 작업이 진행됨에 따라, U자형 프레임 용접 작업을 용이하게 진행할 수 있다. 또한, U자형 프레임 고정용 지그를 통해 단열벽이 설치되는 공간을 정확히 설계할 수 있음에 따라, 작업의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 멤브레인형 저장탱크의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인형 저장탱크의 제작방법을 설명하기 위한 순서도.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인형 저장탱크의 제작방법을 설명하기 위한 참고도.
멤브레인형 저장탱크에는 밀봉벽의 변형 방지를 위해 L자형 프레임이 구비되고, L자형 프레임의 일측에는 U자형 프레임이 설치, 고정된다. U자형 프레임을 기반으로 다양한 장치들이 후속의 공정을 통해 멤브레인형 저장탱크에 구비되는데, 후속 공정의 정확성을 위해서는 U자형 프레임이 정밀하게 설치되어야 한다. 본 발명은 U자형 프레임을 정밀하게 설치하는 방법 및 U자형 프레임의 용접 작업을 용이하게 할 수 있는 방법을 제시한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인형 저장탱크의 제작방법을 상세히 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 먼저 멤브레인 저장탱크의 내부 공간을 정의하는 밀봉벽(110)을 제작한다(S201). 멤브레인 저장탱크의 내부 공간은 직육면체 형상으로 구성될 수 있으며, 상기 밀봉벽(110)은 측부에 구비되는 측부 밀봉벽(111)과, 상기 측부 밀봉벽(111)의 상단부에 구비되는 상부 밀봉벽(112)으로 구성된다. 상기 상부 밀봉벽(112)의 일측에는 L자 형상의 L자형 프레임(130)이 구비되며, 상부 밀봉벽(112)을 따라 L자형 프레임(130)이 연장되어 구비된다(도 3a 참조). 즉, 상기 L자형 프레임(130)은 멤브레인 저장탱크의 상부 둘레를 따라 멤브레인 저장탱크의 내부 공간을 향하여 구비된다. 또한, 상기 L자형 프레임(130)은 2개의 L자형 프레임(130) 즉, 메인 프레임(131)과 보조 프레임(132)으로 구성되며, 메인 프레임(131)의 일단에 보조 프레임(132)이 연결된 구조이다.
이와 같이 밀봉벽(110)이 제작된 상태에서, 상기 L자형 프레임(130)의 일측에 L자형 프레임(130)의 일측을 감싸는 형태로 U자형 프레임(140)을 임시 고정시킨다(S202). 정확히는, 상기 U자형 프레임(140)이 상기 보조 프레임(132)을 감싸는 형태로 상기 U자형 프레임(140)을 위치시킨다. 이 때, 상기 U자형 프레임(140)을 임시 고정시키는 이유는 U자형 프레임(140)과 L자형 프레임(130)의 용접 작업 진행을 위해서이며, 상기 U자형 프레임(140)의 임시 고정은 U자형 프레임 고정용 지그(310)를 이용하여 진행된다(도 3b 참조).
상기 U자형 프레임 고정용 지그(310)는 상기 U자형 프레임(140)이 L자형 프레임(130)에 밀착되도록 지지하는 역할을 한다. 상기 U자형 프레임 고정용 지그(310)는 U자형 프레임(140)과 밀착되며 스팟 용접(spot welding) 등을 통해 임시적으로 고정되며, 상기 U자형 프레임 고정용 지그(310)의 일측은 ?지(wedge)(320)를 사이에 두고 상기 측부 밀봉벽(111)에 밀착된다.
후속의 공정을 통해 상기 U자형 프레임(140)의 하부에는 단열벽(120)이 구비되는데, 단열벽(120)의 두께 및 U자형 프레임(140)의 정확한 위치 설정을 위해 상기 U자형 프레임 고정용 지그(310)에 있어서, 상기 U자형 프레임(140)과 접촉하는 지점에서 측부 밀봉벽(111)을 향하는 일단까지의 거리(A)는 단열벽(120)의 두께와 동일하게 설계되어야 한다. 이와 같은 기하학적 설계를 통해, 상기 U자형 프레임 고정용 지그(310)는 크게 두 가지 역할을 수행한다. 첫째는 U자형 프레임(140)을 임시 고정시키는 역할이며, 둘째는 단열벽(120)이 구비되는 공간을 확보하는 역할이다.
상기 U자형 프레임 고정용 지그(310)에 의해 U자형 프레임(140)이 임시 고정된 상태에서, U자형 프레임(140)과 L자형 프레임(130)의 용접 작업을 진행하고(S203), 이어 용접이 완료되면 U자형 프레임 고정용 지그(310)를 제거하고(S204) U자형 프레임(140)의 하부 공간에 측부 밀봉벽(111)과 밀착되는 단열벽(120)을 설치하면(도 3c 참조) 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인형 저장탱크의 제작방법은 완료된다(S205).
110 : 밀봉벽 111 : 측부 밀봉벽
112 : 상부 밀봉벽 120 : 단열벽
130 : L자형 프레임 131 : 메인 프레임
132 : 보조 프레임 140 : U자형 프레임
310 : U자형 프레임 고정용 지그
320 : ?지

Claims (4)

  1. 멤브레인형 저장탱크의 내부 공간을 한정하는 밀봉벽을 제작하는 단계;
    상기 밀봉벽의 상단부 둘레를 따라 구비된 L자형 프레임에 U자형 프레임을 임시 고정하는 단계;
    상기 L자형 프레임과 U자형 프레임을 용접하는 단계; 및
    상기 U자형 프레임의 하부 공간에 단열벽을 설치하는 단계를 포함하여 이루어지며,
    상기 U자형 프레임을 임시 고정하는 것은, U자형 프레임 고정용 지그를 상기 U자형 프레임과 상기 밀봉벽에 밀착시키는 형태로 진행하는 것을 특징으로 하는 멤브레인형 저장탱크의 제작방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 U자형 프레임 고정용 지그에 있어서, 상기 U자형 프레임과 접촉하는 지점에서 밀봉벽을 향하는 일단까지의 거리는 단열벽의 두께와 동일한 것을 특징으로 하는 멤브레인형 저장탱크의 제작방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉벽은 측부에 구비되는 측부 밀봉벽과, 상기 측부 밀봉벽의 상단부에 구비되는 상부 밀봉벽으로 구성되며,
    상기 상부 밀봉벽의 일측에는 L자 형상의 L자형 프레임이 구비되며, 상부 밀봉벽을 따라 L자형 프레임이 연장되어 구비되는 것을 특징으로 하는 멤브레인형 저장탱크의 제작방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 U자형 프레임 고정용 지그의 일측은 ?지(wedge)를 사이에 두고 상기 측부 밀봉벽에 밀착되는 것을 특징으로 하는 멤브레인형 저장탱크의 제작방법.
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