KR101953002B1 - 콘크리트 펌핑 트럭용 압송 파이프의 열처리 방법 및 그 방법에 사용되는 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트 펌핑 트럭용 압송 파이프의 열처리 장치로서, 압송 파이프(10)를 회전시키면서 지지하는 작업 공구대(20); 파이프 외측면에 배치되는 열처리 유도 코일(30); 열처리 유도 코일(30)에 고주파 발진을 유도하는 고주파 발생장치(40); 가열된 파이프 내측면에 배치된 냉각수를 내측면으로 분사하는 분사 노즐(52)을 구비한 수냉식 냉각 모듈(50); 압송 파이프(10)의 저면을 지지하는 하부 지지 로울러(70)로서, 하나씩 순차적으로 상하 왕복 이동하게 작동이 제어되는 하부 지지 로울러(70); 및 열처리된 압송 파이프(10)의 외주면에 발생하는 변형을 억제하도록 압송 파이프(10)의 길이 방향으로 따라서 이송되는 상기 열처리 유도 코일(30)에 후속하여 진행하도록 제어되는 변형 제어 로울러(60)를 포함하여 이루어지는 콘크리트 펌핑 트럭용 압송 파이프의 열처리 장치에 관한 것이다.

Description

콘크리트 펌핑 트럭용 압송 파이프의 열처리 방법 및 그 방법에 사용되는 장치 {Method for heat treating pumping pipe of concrete pumping truck and a device for it}

본 발명은 콘크리트 펌핑 트럭용 압송 파이프의 열처리 방법 및 그 방법에 사용되는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 콘크리트 펌핑 트럭은 건설현장에서 사용되는 중장비로서, 레미콘트럭으로 운반해 온 콘크리트를 수용하여 교반한 후에, 콘크리트 압송 파이프(이송 파이프)를 통해 교반된 콘크리트를 소정의 장소에 쏟아 부을 수 있도록 콘크리트를 압송하는 중장비이다.

여기에서, 콘크리트를 압송하는 힘은, 콘크리트가 콘크리트 실린더에 유입된 후, 이 실린더에서 왕복운동하는 피스톤이 실린더 내의 콘크리트를 밀어낼 때 발생되며, 콘크리트 실린더에서 피스톤에 의해 밀려난 콘크리트는 압송 파이프로 압송된다.

그런데, 콘크리트를 이송시키는 압송 파이프로 주로 금속제 파이프가 사용되고 있는 바, 이러한 금속제 파이프를 사용할 경우에는 부식 및 마모성 등의 여러 가지 문제점이 발생하였다.

즉, 금속제 파이프는 고압으로 압송되는 콘크리트에 의해 마모되기 쉽고, 장기간 콘크리이트를 압송할 경우에는, 압송 파이프 내측이 심하게 손상되어 그 내주면에 요철부위가 많이 발생되고 말아, 콘크리트가 압송 파이프 내측에서 원활하게 흐르지 못해 결국 콘크리트 펌핑 효율이 저하되고 마는 문제점이 있었다.

그리고, 압송 파이프가 극심하게 마모될 경우에는, 압송 파이프 자체에 균열이 생길 수도 있어, 새로운 압송 파이프로 교체하여하는 작업을 하여야 하며, 나아가서, 이 균열로 인한 틈새를 통해 콘크리트가 외부로 분출되면, 주위에서 일하는 작업자가 안전사고를 당하고 마는 문제점이 있었다.

일반적으로 사용되는 싱글 월 파이프(single wall pipe)의 경우에는 중량도 가벼우며 가격도 저가이나 내구 수명이 짧은 담점을 가지며, 더블 월 파이프(double wall pipe)의 경우에는 내구 수명은 긴 편이나 가격이 비싸고 자체 중량 증가로 관련 부품의 중량이 증가하고 차령의 축 중량이 초과할 수 있다는 단점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 탄소강으로 제작된 싱글 월 파이프를 열처리하여 고압 수송에 적합하도록 개량하는 기술을 소개한 등록특허 제 10-1317007호(2013. 10. 11 공고)에서는, 중량%로, 탄소(C): 0.20 ~ 0.28%, 망간(Mn): 1.80% 이하, 인(P): 0.03% 이하, 황(S): 0.03% 이하, 보론(B): 0.004% 이하, 나머지 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 중탄 열처리 강재를 압송관의 외경 폭으로 슬리팅(slitting)하여 스켈프(skelp)를 형성하는 슬리팅 단계; 롤 형태의 스켈프를 풀어주면서 편평도를 조절하고 에지를 연마하는 레벨링 및 에지밀링 단계; 상기 레벨링 및 에지밀링을 거친 스켈프를 다단의 롤로 성형하여 파이프 형상으로 가공하는 롤 포밍 단계; 상기 롤 포밍을 거친 스켈프의 양단 에지를 용접하여 압송관을 조관하는 압송관 조관 단계; 상기 조관된 압송관을 적어도 300 bar의 콘크리크 고압 압송에 적합하도록 템퍼드 마르텐사이트(tempered martensite) 조직으로 열처리 하는 압송관 열처리 단계;를 포함하여 이루어지는 콘크리트 고압 압송관의 제조 방법을 제시하고 있으며, 더욱 바람직하게는 상기 열처리 도중 변형이 발생된 압송관에 대하여, 직진도 및 직경 사이즈 교정을 실시하는 단계를 더 포함할 수 있는데, 이러한 작업에 필요한 장비로서 조관 교정기를 예시하고 있다.

그러나, 이와 같은 열처리 방법에 따른 열처리 공정 및 조관 교정기를 사용한 직진도 및 직경 사이즈 교정 공정만으로는 SC 계열의 압송관 파이프 내측 표면에 첨부 도면 도 1a에 도시된 바와 같이 고른 미세 깊이의 열처리 내마모층을 형성하기 곤란한 문제점이 있으며, 나아가 도 1b에 도시된 바와 같이 열처리된 압송관 파이프의 단부에 연결부를 용접 결합하는 과정에서 발생하는 열처리 특성 풀림 현상을 방지할 수 있는 별도의 수단이 없다는 문제점이 발생하게 된다.

대한민국 등록특허공보(B1)10-1317007호 (2013. 10. 11.)

본 발명은 상술한 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명을 통하여 해결하고자 하는 기술적 과제는, 콘크리트 펌핑 트럭용 압송관 파이프 내측 표면에 고른 미세 깊이의 열처리 내마모층을 형성하고, 열처리된 압송관 파이프의 단부에 연결부를 용접 결합하는 과정에서 발생하는 열처리 특성 풀림 현상을 방지할 수 있는 압송관 파이프 열처리 방법 및 용접 방법을 제공하며, 나아가 이러한 열처리 방법에 사용되는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 콘크리트 펌핑 트럭용 압송 파이프의 열처리 방법으로서,

탄소강으로 제작된 싱글 월 파이프로서 압송 파이프를 조관하는 압송 파이프 조관 단계; 및

조관된 압송 파이프를 작업 공구대에서 회전시키면서 파이프 외측면에 배치된 열처리 유도 코일에 고주파 발진을 유도하여 압송 파이프를 가열하고, 파이프 내측면에 배치된 수냉식 냉각 모듈을 통하여 냉각수를 내측면으로 분사 냉각시켜서 내측면을 열처리하는 압송 파이프 내측면 열처리 단계를 포함하여 이루어지고, 그리고

상기 압송 파이프 내측면 열처리 단계는,

상기 열처리 유도 코일과 상기 수냉식 냉각 모듈을 압송 파이프의 길이 방향으로 따라서 이송되면서 압송 파이프 전체 길이에 대하여 수행되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 펌핑 트럭용 압송 파이프의 열처리 방법을 제공하게 된다.

여기에서, 압송 파이프의 길이 방향으로 따라서 이송되는 상기 열처리 유도 코일이 통과할 수 있는 공간을 제공할 수 있도록 압송 파이프의 저면을 지지하는 하부 지지 로울러는 하나씩 순차적으로 상하 왕복 이동하게 작동이 제어되는 것이 바람직하다.

또한, 열처리된 압송 파이프의 외주면에 발생하는 변형을 억제하도록 변형 제어 로울러가 압송 파이프의 길이 방향으로 따라서 이송되는 상기 열처리 유도 코일에 후속하여 진행하도록 제어되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 압송 파이프 내측면 열처리 단계 이후에 열처리된 압송관 파이프의 단부에 연결부를 용접 결합하는 과정에서 발생하는 열처리 특성 풀림 현상을 방지할 수 있도록 냉각용 지그를 압송관 파이프 단부의 연결부 내부에 배치하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 콘크리트 펌핑 트럭용 압송관 파이프 내측 표면에 고른 미세 깊이의 열처리 내마모층을 형성할 수 있는 효과를 제공하고, 또한 열처리된 압송관 파이프의 단부에 연결부를 용접 결합하는 과정에서 발생하는 열처리 특성 풀림 현상을 방지할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

도 1a는 열처리전 파이프의 모식도와 열처리후 고른 미세 깊이의 열처리 내마모층을 구비한 압송 파이프를 도시한 모식도.
도 1b는 열처리된 압송관 파이프의 단부에 연결부를 부분 확대 도시하여 나타낸 도면.
도 1c는 용접 열영향에 의해 열처리에 경화된 표면이 풀리는 현상을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 열처리 공정의 수행 대상되는 타켓 합금의 예시 회학 조성표.
도 3은 본 발명에 따른 열처리 공정을 수행하기 위한 열처리 장치의 작동 상태도.
도 4는 도 3에 도시된 장치의 주요 구성부를 확대 도시한 도면.
도 5a는 도 4에 도시된 장치의 주요 구성부의 분해 사시도로서 열처리 유도 코일을 도시한 도면.
도 5b는 도 4에 도시된 장치의 주요 구성부의 분해 사시도로서 수냉식 냉각 모듈을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 바람직힌 일 실시예에 따른 열처리 공정에서 사용된 열처리 이력 곡선의 예시 도면.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예 따라서 냉각용 지그를 압송관 파이프의 단부에 연결부의 내부에 배치한 상태를 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 열처리 공정을 수행한 실시예 제품의 테스트 결과를 나타낸 도면.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 첨부 도면 도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이,

콘크리트 펌핑 트럭용 압송 파이프(10)의 열처리 방법으로서,

탄소강으로 제작된 싱글 월 파이프로서 압송 파이프(10)를 조관하는 압송 파이프 조관 단계; 및

조관된 압송 파이프(10)를 작업 공구대(20)에서 회전시키면서 파이프 외측면에 배치된 열처리 유도 코일(30)에 고주파 발진을 유도하여 압송 파이프(10)를 가열하고, 파이프 내측면에 배치된 수냉식 냉각 모듈(50)을 통하여 냉각수를 내측면으로 분사 냉각시켜서 내측면을 열처리하는 압송 파이프 내측면 열처리 단계를 포함하여 이루어지고, 그리고

상기 압송 파이프 내측면 열처리 단계는,

상기 열처리 유도 코일(30)과 상기 수냉식 냉각 모듈(50)을 압송 파이프(10)의 길이 방향으로 따라서 이송되면서 압송 파이프 전체 길이에 대하여 수행되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 펌핑 트럭용 압송 파이프의 열처리 방법을 제공하게 된다.

여기에서, 압송 파이프(10)의 길이 방향으로 따라서 이송되는 상기 열처리 유도 코일(30)이 통과할 수 있는 공간을 제공할 수 있도록 압송 파이프(10)의 저면을 지지하는 하부 지지 로울러(70)는 하나씩 순차적으로 상하 왕복 이동하게 작동이 제어되는 것이 바람직하다.

또한, 열처리된 압송 파이프(10)의 외주면에 발생하는 변형을 억제하도록 변형 제어 로울러(60)가 압송 파이프(10)의 길이 방향으로 따라서 이송되는 상기 열처리 유도 코일(30)에 후속하여 진행하도록 제어되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 압송 파이프 내측면 열처리 단계 이후에 열처리된 압송관 파이프(10)의 단부에 연결부(12)를 용접 결합하는 과정에서 발생하는 열처리 특성 풀림 현상을 방지할 수 있도록 냉각용 지그(51)를 압송관 파이프 단부의 연결부(12)의 내부에 배치하는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명의 방법을 수행하기 위한 열처리 장치가 제공되는데, 이에 따르면 도면에 도시된 바와 같이, 압송 파이프(10)를 회전시키면서 지지하는 작업 공구대(20); 파이프 외측면에 배치되는 열처리 유도 코일(30); 열처리 유도 코일(30)에 고주파 발진을 유도하는 고주파 발생장치(40); 가열된 파이프 내측면에 배치된 냉각수를 내측면으로 분사하는 분사 노즐(52)을 구비한 수냉식 냉각 모듈(50); 압송 파이프(10)의 저면을 지지하는 하부 지지 로울러(70)로서, 하나씩 순차적으로 상하 왕복 이동하게 작동이 제어되는 하부 지지 로울러(70); 및 열처리된 압송 파이프(10)의 외주면에 발생하는 변형을 억제하도록 압송 파이프(10)의 길이 방향으로 따라서 이송되는 상기 열처리 유도 코일(30)에 후속하여 진행하도록 제어되는 변형 제어 로울러(60)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고, 이들 구성 장치들의 적절한 작동을 제어하는 제어반(80)이 제공됨은 물론이다. 이러한 열처리 장치는, 열처리 장치를 통하여 열처리 공정이 수행된 압송 파이프(10)의 단부에 연결부(12)를 용접 결합하는 과정에서 발생하는 열처리 특성 풀림 현상을 방지할 수 있도록 압송관 파이프 단부의 연결부(12)의 내부에 배치되는 냉각용 지그(51)를 추가적으로 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하고 있지만 본 발명의 권리범위를 한정하지 않는 것으로 이해됨이 마땅한 것이며, 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 열처리 장치
10: 압송 파이프
20: 작업 공구대
30: 열처리 유도 코일
40: 고주파 발생장치
50: 수냉식 냉각 모듈
52: 분사 노즐

Claims (6)

1. 콘크리트 펌핑 트럭용 압송 파이프(10)의 열처리 방법으로서,
   탄소강으로 제작된 싱글 월 파이프로서 압송 파이프(10)를 조관하는 압송 파이프 조관 단계; 및
   조관된 압송 파이프(10)를 작업 공구대(20)에서 회전시키면서 파이프 외측면에 배치된 열처리 유도 코일(30)에 고주파 발진을 유도하여 압송 파이프(10)를 가열하고, 파이프 내측면에 배치된 수냉식 냉각 모듈(50)을 통하여 냉각수를 내측면으로 분사 냉각시켜서 내측면을 열처리하는 압송 파이프 내측면 열처리 단계를 포함하여 이루어지고, 그리고
   상기 압송 파이프 내측면 열처리 단계는, 상기 열처리 유도 코일(30)과 상기 수냉식 냉각 모듈(50)을 압송 파이프(10)의 길이 방향으로 따라서 이송되면서 압송 파이프 전체 길이에 대하여 수행되고,
   상기 압송 파이프(10)의 길이 방향으로 따라서 이송되는 상기 열처리 유도 코일(30)이 통과할 수 있는 공간을 제공할 수 있도록 압송 파이프(10)의 저면을 지지하는 하부 지지 로울러(70)는 하나씩 순차적으로 상하 왕복 이동하게 작동이 제어되며,
   열처리된 상기 압송 파이프(10)의 외주면에 발생하는 변형을 억제하도록 변형 제어 로울러(60)가 압송 파이프(10)의 길이 방향으로 따라서 이송되는 상기 열처리 유도 코일(30)에 후속하여 진행하도록 제어되고,
   상기 압송 파이프 내측면 열처리 단계 이후에 열처리된 압송관 파이프(10)의 단부에 연결부(12)를 용접 결합하는 과정에서 발생하는 열처리 특성 풀림 현상을 방지할 수 있도록 냉각용 지그(51)를 압송관 파이프 단부의 연결부(12)의 내부에 배치하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 펌핑 트럭용 압송 파이프의 열처리 방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 콘크리트 펌핑 트럭용 압송 파이프의 열처리 장치로서,
   압송 파이프(10)를 회전시키면서 지지하는 작업 공구대(20);
   파이프 외측면에 배치되는 열처리 유도 코일(30);
   열처리 유도 코일(30)에 고주파 발진을 유도하는 고주파 발생장치(40);
   가열된 파이프 내측면에 배치된 냉각수를 내측면으로 분사하는 분사 노즐(52)을 구비한 수냉식 냉각 모듈(50);
   압송 파이프(10)의 저면을 지지하는 하부 지지 로울러(70)로서, 하나씩 순차적으로 상하 왕복 이동하게 작동이 제어되는 하부 지지 로울러(70); 및
   열처리된 압송 파이프(10)의 외주면에 발생하는 변형을 억제하도록 압송 파이프(10)의 길이 방향으로 따라서 이송되는 상기 열처리 유도 코일(30)에 후속하여 진행하도록 제어되는 변형 제어 로울러(60)를 포함하며,
   상기 열처리 장치는, 열처리 장치를 통하여 열처리 공정이 수행된 압송 파이프(10)의 단부에 연결부(12)를 용접 결합하는 과정에서 발생하는 열처리 특성 풀림 현상을 방지할 수 있도록 압송관 파이프 단부의 연결부(12)의 내부에 배치되는 냉각용 지그(51)를 추가적으로 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 펌핑 트럭용 압송 파이프의 열처리 장치.
6. 삭제

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