KR102235656B1 - 가스운반선용 데크 파이프 클램프의 제조방법 - Google Patents

가스운반선용 데크 파이프 클램프의 제조방법 Download PDF

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Abstract

이 발명의 실시 예에 따른 가스운반선용 데크 파이프 클램프의 제조방법을 개시한다. 이 발명의 일 실시 예에 따른 가스운반선용 데크 파이프 클램프의 제조방법은 인발성형기에 수지가 함침된 섬유를 통과시켜 단면의 형태가 반원이며 길이가 길게 반경화 상태의 소재로 성형하는 반경화 복합소재 성형단계; 반경화 복합소재를 일정 길이로 재단하여 블로우 소재를 준비하는 재단단계; 블로우 소재의 내부면에는 일정간격을 두고 일정폭의 물성강화부가 형성되도록 하기 위한 탄소나노튜브 또는 그래핀을 도포하는 물성강화소재 도포단계; 클램프 성형 몰드에 블로우 소재를 넣은 상태에서 일정 압력을 가해 데크 파이프 클램프로 성형하는 블로우 성형단계; 및 성형된 데크 파이프 클램프를 탈형하는 탈형단계; 를 포함하여 이루어질 수 있다.

Description

가스운반선용 데크 파이프 클램프의 제조방법{Method for manufaturing the deck clamp for mounting deck pipes on LNG ship}
이 발명은 가스운반선용 데크 파이프 클램프의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액화천연가스 운반선에 배관 설치되는 LNG 데크 파이프를 보다 안정되게 지지할 수 있도록 할 뿐만 아니라 경량화할 수 있도록 하는 가스운반선용 데크 파이프 클램프의 제조방법에 관한 것이다.
액화천연가스(LNG)를 운반하는 운반선의 갑판 상에는 도1에서 보이는 바와 같이 LNG 저장탱크와 연결되는 다수의 LNG 데크 파이프가 설치된다. 즉, LNG 운반선에는 복수의 LNG 저장탱크가 상호 분리된 구조로 형성되고, 각각의 LNG 저장탱크에는 데크 파이프가 독립적으로 연결되어 LNG의 적재 또는 하역 과정에서의 연결통로 역할을 하게 된다.
한편, LNG 운반선의 데크 상에 배관 설치되는 데크 파이프는 LNG 운반선의 항해 및 정박 중에 외부환경에 의한 충격 또는 진동이 데크 파이프에 전달되는 것이 방지될 수 있도록, 도1의 사진에서 보이는 바와 같이 데크 파이프는 LNG 운반선의 갑판(데크)으로부터 일정 높이 떨어진 상태가 되도록 설치된다. 이와 같이 LNG 운반선의 갑판으로부터 데크 파이프가 일정 높이 떨어진 상태로 배관 설치될 수 있도록 하기 위해 도2에서 보이는 바와 같은 클램프가 사용된다. 즉, LNG 운반선의 갑판 상에는 일정 간격을 두고 다수의 데크 파이프 클램프가 설치되고, 데크 파이프 클램프에 의해서 데크 파이프는 고정된 상태로 배관 설치된다.
그런데 종래의 데크 파이프 클램프는 도1 및 도2의 사진에서도 보이듯이 금속 재질로 제작됨으로서 LNG 운반선의 중량을 무겁게 할 뿐만 아니라 적재와 하역과정에서 LNG의 통과 시에 데크 파이프가 저온 수축하게 되거나 해당 부분에서 결로가 발생하게 되는 등의 원인이 되었다.
대한민국특허청 등록특허공보 제10-1424419호
이 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해서 창안이 된 것으로, 액화천연가스 운반선에 배관 설치되는 LNG 데크 파이프를 보다 안정되게 지지할 수 있도록 할 뿐만 아니라 경량화할 수 있도록 하는 가스운반선용 데크 파이프 클램프의 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 가스운반선용 데크 파이프 클램프의 제조방법은 다음과 같이 이루어질 수 있다.
이 발명의 일 실시 예에 따른 가스운반선용 데크 파이프 클램프의 제조방법은 인발성형기에 수지가 함침된 섬유를 통과시켜 단면의 형태가 반원이며 길이가 길게 반경화 상태의 소재로 성형하는 반경화 복합소재 성형단계; 반경화 복합소재를 일정 길이로 재단하여 블로우 소재를 준비하는 재단단계; 블로우 소재의 내부면에는 일정간격을 두고 일정폭의 물성강화부가 형성되도록 하기 위한 탄소나노튜브 또는 그래핀을 도포하는 물성강화소재 도포단계; 클램프 성형 몰드에 블로우 소재를 넣은 상태에서 일정 압력을 가해 데크 파이프 클램프로 성형하는 블로우 성형단계; 및 성형된 데크 파이프 클램프를 탈형하는 탈형단계; 를 포함하여 이루어질 수 있다.
이 발명에 따른 가스운반선용 데크 파이프 클램프의 제조방법에서 물성강화부에 도포되는 탄소나노튜브 또는 그래핀은 도트 또는 엠보 형태로 도포될 수 있다.
이 발명에 따른 가스운반선용 데크 파이프 클램프의 제조방법에서 데크 파이프 클램프의 내부면 중 물성강화부에 해당하는 구간에 논슬립부가 형성될 수 있다.
이 발명의 실시 예에 따른 가스운반선용 데크 파이프 클램프의 제조방법에 의하면 탄소섬유 복합소재(CFRP) 또는 유리섬유 복합소재(GFRP)로 금속 소재로 제작되었을 때에 비하여 중량을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 온도 변화에 따른 수축 및 팽창을 줄일 수 있는 데크 파이프 클램프를 제공할 수 있는 유용한 효과가 있다.
또한, LNG 운반선의 항해 또는 정박 중에 외부 환경에 의한 충격 또는 진동이 데크 파이프에 전달되는 것을 효과적으로 줄일 수 있으며, 금속 마찰이 원인이 되는 화재 등의 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도1은 종래 LNG 운반선에 배관 설치된 데크 파이프의 구조를 보인 사진.
도2는 종래의 금속 소재로 제작된 데크 파이프 클램프 구조를 보인 사진.
도3은 이 발명의 일 실시 예에 따른 데크 파이프 클램프의 제조에 필요한 반경화 복합소재를 성형하는 과정을 보인 도면.
도4는 반경화 복합소재의 구조를 보인 도면.
도5는 반경화 복합소재를 절단하여 블로우 소재로 준비된 상태를 보인 도면.
도6은 물성강화부를 형성하는 과정을 보인 도면.
도7은 이 발명의 실시 예에 따라 블로우 성형 공정을 보인 도면.
도8은 이 발명의 실시 예에 따라 성형이 완성된 데크 파이프 클램프의 설치 상태를 보인 도면.
이하에서는 이 발명의 실시 예에 따른 가스운반선용 데크 파이프 클램프의 제조방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
이 발명의 실시 예를 설명하기 위한 도면에서 이 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙이기로 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
도3은 이 발명의 일 실시 예에 따른 데크 파이프 클램프의 제조에 필요한 반경화 복합소재를 성형하는 과정을 보인 도면이고, 도4는 반경화 복합소재의 구조를 보인 도면이다. 도면 중에 표시되는 도면부호 200은 반경화 복합소재를 지시하는 것이며, 도면부호 300은 반경화 복합소재를 반성형(semi cured)하는 반경화 인발성형기를 지시하는 것이다.
우선, 반경화 복합소재(200)는 도3에서 보이는 바와 같이 보빈에 감긴 탄소섬유 또는 유리섬유가 공급되는 섬유공급부(310), 공급되는 섬유가 수지에 함침되게 하는 수지 함침조(320), 수지가 함침된 섬유가 일정 형태로 성형되게 하는 성형부(330), 성형부(330)를 통과하면 성형되는 소재가 전진 동작하도록 당기는 인발부(340) 및 성형되는 소재를 일정 길이로 절단하는 절단부(350)를 포함하여 구성되는 반경화 인발성형기(300)를 통해서 반경화 및 반성형이 된 상태로 준비된다.
앞의 단계에서 준비된 반경화 복합소재(200)는 별도의 재단기에 의해서 데크 파이프 클램프(100)의 폭(축의 중심을 기준으로 표현할 때에는 길이)에 해당하는 길이로 절단하는 공정을 통해 도5에서 보이는 바와 같이 블로우 소재(210)로 준비된다.
전술한 블로우 소재(210)의 내부면에는 일정간격을 두고 일정폭을 갖는 물성강화부(212, 도6에서 빗금으로 표시한 부분)가 형성되도록 물성강화소재인 탄소나노튜브 또는 그래핀이 도포된다. 탄소나노튜브 또는 그래핀의 도포는 해당 물성강화부의 전면에 일정 두께로 도포되는 형태로 이루어질 수도 있으나, 도트 또는 엠보 형태로 이루어질 수도 있다.
그리고 전술한 단계를 통해 준비된 블로우 소재(210)는 도7에서 보이는 바와 같은 클램프 성형 몰드(400)에 의해서 블로우 성형이 된다. 블로우 성형을 위해 클램프 성형 몰드(400)는 데크 파이프 클램프(100)의 외부면을 성형하는 외형 몰드(410), 데크 파이프 클램프(100)의 내부면을 형성하며 내형 몰드(420) 및 일정 압력 이상의 공기압을 제공하는 공압제공수단(430)을 포함하여 구성된다.
전술한 바와 같이 구성된 클램프 성형 몰드(400) 내에 블로우 소재(210)를 넣은 상태에서 일정 온도의 조건에서 공압제공수단(430)에 일정 압력을 가하게 됨으로써 블로우 소재(210)는 데크 파이프 클램프(100)로 성형이 되고, 일정 시간 동안 경화시킨 후 탈형하게 된다.
한편, 클램프 성형 몰드(400)에서 탈형한 데크 파이프 클램프(100)의 내부면 중에서 앞서 설명한 물성강화부(212)에 해당하는 부분에는 데크 파이프와 접촉되는 과정에서 미끄럼이 발생하지 않도록 하는 논습립부(미도시)가 형성될 수 있다.
도8은 전술한 바와 같은 공정을 통해 완성된 데크 파이프 클램프(100)의 구조를 보인 도면이다.
이 발명의 실시 예에 따른 데크 파이프 클램프(100)는 2개가 하나의 쌍으로 데크 파이프(10)를 일정 간격을 두고 감싼 상태에서 체결수단(미도시)에 의해 체결됨으로써 데크 파이프(10)가 LNG 운반선에 안정되게 설치된 상태를 유지하게 된다.
이 발명의 실시 예에 따른 데크 파이프 클램프(100)는 앞서 설명한 바와 같이 탄소섬유 복합소재(CFRP) 또는 유리섬유 복합소재(GFRP)로 제작됨으로써 금속 소재로 제작되었을 때에 비하여 중량을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 온도 변화에 따른 수축 및 팽창을 줄일 수 있는 매우 유용한 효과가 있다. 또한, LNG 운반선의 항해 또는 정박 중에 외부 환경에 의한 충격 또는 진동이 데크 파이프에 전달되는 것을 효과적으로 줄일 수 있으며, 금속 마찰이 원인이 되는 화재 등의 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
특히, 이 발명의 실시 예에 따른 데크 파이프 클램프(100)는 블로우 성형을 위한 반경화상태의 소재 단계에서 일정간격을 두고 일정폭에 걸쳐 물성강화부(212)가 형성됨으로써 데크 파이프를 더욱 안정되고 견고하게 고정시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.
전술한 이 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 이 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
10 : 데크 파이프 100 : 데크 파이프 클램프
200 : 반경화 복합소재 210 : 블로우 소재
212 : 물성강화부 300 : 반경화 인발성형기
400 : 클램프 성형 몰드

Claims (4)

  1. 인발성형기에 수지가 함침된 섬유를 통과시켜 단면의 형태가 반원이며 길이가 길게 반경화 상태의 소재로 성형하는 반경화 복합소재 성형단계;
    상기 단계에서 형성된 반경화 복합소재를 일정 길이로 재단하여 블로우 소재를 준비하는 재단단계;
    상기 블로우 소재의 내부면에는 일정간격을 두고 일정폭의 물성강화부가 형성되도록 하기 위한 탄소나노튜브 또는 그래핀을 도포하는 물성강화소재 도포단계;
    클램프 성형 몰드에 상기 블로우 소재를 넣은 상태에서 일정 압력을 가해 데크 파이프 클램프로 성형하는 블로우 성형단계; 및
    상기 블로우 성형단계를 통해 성형된 데크 파이프 클램프를 탈형하는 탈형단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스운반선용 데크 파이프 클램프의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 물성강화소재 도포단계에서 탄소나노튜브 또는 그래핀은 상기 물성강화부에 도트 또는 엠보 형태로 도포되는 것을 특징으로 하는 가스운반선용 데크 파이프 클램프의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탈형단계에서 탈형한 데크 파이프 클램프의 내부면 중 상기 물성강화부에 해당하는 구간에 논슬립부가 형성되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스운반선용 데크 파이프 클램프의 제조방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 방법에 의해서 제조된 가스운반선용 데크 파이프 클램프.
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