KR102382457B1 - 이중보온관용 스팀파이프엘보 제조방법 - Google Patents

Abstract

산업용 스팀파이프 엘보를 구성하는 내외관의 용접부위 없앰으로써, 유지보수 및 외관의 미려함을 향상시킬 수 있는 이중보온관용 스팀파이프엘보(1)로, 내, 외관(10,30)이 각각 하나의 독립된 곡선관으로 형성되며, 상기 단열재(20)와 내관(10)의 외측이 밀착되게 설치되되, 상기 내관(10)과 보온재(20)가 외관(30)의 곡률반경과 동일하게 성형되어 내관(10)이 단열재(20)의 곡선홈에 밀착되어 엘보 내부에 가해지는 압력을 최소화시킨 것을 특징으로 한다.

Description

이중보온관용 스팀파이프엘보 제조방법{STEAM PIPE ELBOW FOR DOUBLE INSULATION TUBE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 이중보온관용 스팀파이프엘보 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 산업용 스팀파이프 엘보를 구성하는 내외관의 용접부위 없앰으로써, 유지보수 및 외관의 미려함을 향상시킬 수 있는 이중보온관용 스팀파이프엘보 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 강관은 화학, 건설, 기계, 자동차, 토목 등의 산업분야에서 배관, 수송, 구조물, 열교환 등의 목적으로 사용되고 있고, 요구되는 조건으로는 내열성, 내부식성, 내화학성, 내마모성 등이 있다.

강관의 내부로 유체 또는 고체가 이송될 경우 이송물이 강관의 내면과 기계적, 또는 화학적으로 반응하여 강관의 내면이 마모되거나 부식된다. 특히 직선형 강관을 연결해주는 역할을 하는 엘보의 경우 콘크리트, 석탄, 모래, 곡물, 원유, 가스 등을 비롯한 경도가 매우 높고 부식성이 있는 매체를 이송하는 과정에서 외측 내면에 수송 매체가 부딪쳐 마모 및 부식이 매우 심하게 일어난다. 이를 해결하기 위해 고크롬주철, 고망간, 니켈, 또는 코발트 합금의 내마모 및 내식 특성이 우수한 소재로 이루어져 있거나 내마모성이 심한 부위를 강화한 여러 형상의 엘보가 개발되어 사용되고 있다.

특히, 산업용 스팀보일러에 사용되는 고압의 스팀파이프를 연결하기 위한 엘보(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 내관(10)과 보온재(20) 및 외관(30)으로 구성되어 있는 데, 내관(10)은 도 1의 (b)에 나타낸 바와같이, 제1 내관(11), 재2 내관(12), 제3 내관(13)으로 구성되며, 상기 제1 내관(11)과 제2 내관(12) 사이에 제3 내관(13)이 삽입되어 용접되어 있는 상태이다.

상기 내관(10)의 경우 고압의 스팀이 흐르는 곳이다. 더욱 상세하게는 엘보(1) 부분은 수축팽창이 발생하는 부분으로 견고하게 유지하는 것이 바람직하다.

그런데, 내관(10)이 용접에 의해 연결되다보니 장기 사용시 용접부위의 불량이 빈번하여 하자보수 및 유지가 힘들었다.

또한, 외관(30) 역시 제1외관(31), 제2 외관(32) 이들을 연결하기 위한 연결관(33) 이렇게 3개 부분으로 나뉘어져 용접되어 사용되어 왔다.

상기와 같이 구성되는 엘보(1)는 도 2에 도시된 바와 같이 그 크기가 거대하여 일반적인 방법으로는 사출이 어려워 대부분 용접되어 사용되는 것이 통상적인 현재 사용되고 있는 제조방법이다.

부연설명하면, 내관용 엘보와 외관용 엘보의 곡률반경(R)이 상이하여, 내관 엘보의 곡률반경에 맞게 파이프를 절단하여 용접하여 사용되는 것이 통상적인 현실적인 제조방법이었다.

특히, 외관(30)의 경우는 그 중요성 즉, 내부압력 등에 아무런 영향을 끼치지 않기 때문에 대충 용접하여 사용하는 정도였다.

그러나, 실질적으로 현장에서 작업하는 인부들은 용접의 미흡한 부분에 생긴 버(burr)에 의해 긁혀서 다치는 경우가 왕왕 있으며, 외관에 노출되어 있는 환경의 경우 미관상 보기가 좋지 못하였다.

특히, 외관의 용접이 제대로 이루어지지 않는 경우, 이곳을 통해 지하수 등이 유입되어 이중보온관의 내,외관 사이로 유입되어 보온재를 손상시키게 되며, 보온재의 손상은 이중보온관의 보온성능을 저하하게 되는 주요한 요인이 된다.

또한, 다른 이중관형 엘보의 제조방법의 경우 도 3에 도시된 바와 같이, 이중관형의 엘보의 외관(30)에 해당하는 외관용 금속판(31)의 일측면에 외관용 금속판(31)과 다른 재질의 금속을 용접하여 내관용 금속층(11a)을 형성시켜 이중판을 만든 후, 이중판을 일정의 크기로 절단하여 엘보의 일부분인 절단판을 만들고, 절단판을 용접 후 열처리하고, 용접 후 열처리된 절단판을 금형을 이용하여 굽은 형태로 성형하여 엘보유닛을 만들어 냉간시킨 후 다시 용접 후 열처리하며, 재차 용접 후 열처리된 복수 개의 엘보유닛을 서로 용접하여 완전한 관형의 엘보로 접합시켜 제조하였다.

이러한 엘보 제조방법은 복수 개의 엘보유닛을 용접시켜 접합하기 때문에 내경이 큰 엘보를 용이하게 만들 수 있는 효과를 얻을 수 있으나, 선 출원과 마찬가지 용접작업을 하기 위한 불편함과 작업시간이 오래 걸리고, 또한, 고압의 스팀의 반복적인 압력에 의해 용접부위가 벌어져 하자보수가 빈번하게 일어났다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안 출된 것으로서, 산업용 스팀파이프 엘보를 구성하는 내외관의 용접부위 없앰으로써, 유지보수 및 외관의 미려함을 향상시킬 수 있도록 한 이중보온관용 스팀파이프엘보 제조방법을 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 스팀을 이송하기 위한 스팀파이프의 곡선부를 연결하기 위해 용접에 의해 개별의 다수관이 내,외관으로 제작되며, 상기 내외관 사이에 설치되어 보온 및 충격을 완화하기 위한 단열재로 구성된 엘보에 있어서,

상기 내,외관(10,30) 및 단열재(20)의 곡률반경이 동일하게 제작되며, 단열재(20)와 내관(10)의 외측이 밀착되게 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 단열재(20)의 내측에 곡선홈(21)을 형성하고, 상기 곡선홈(21)에 동일형상의 내관(10)이 밀착설치되어 엘보(1) 내부에 가해지는 압력을 최소화시킨 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 이중보온관용 스팀파이프엘보는 다음과 같은 효과를 얻을 수가 있다.

첫째, 산업용 스팀파이프 엘보를 구성하는 내외관의 용접부위 없앰으로써, 곡선부에 가해지는 압력 및 수축팽창으로부터 견고하게 유지할 수 있고, 내외관 용접불량에 의한 스팀누수나 지하수 유입에 의한 보온재 파손을 방지할 수 있다.

둘째, 내,외관이 각각 하나의 관으로 형성됨으로써, 제조공정이 간편해지고, 설치 후, 유지보수 및 외관의 미려함을 향상시킬 수 있다.

셋째, 내관의 외측과 단열재를 밀착되게 형성함으로써, 단열효과를 상승시킬 수가 있다.

도 1의 (a) 및 (b)는 종래 스팀파이프 엘보를 나타낸 도면으로,
(a)는 엘보 외관을 나타낸 도면이고, (b)는 내부를 보여주기 위한 단면도이다.
도 2는 종래 스팀파이프 엘보의 실물 사진을 나타낸 사진이다.
도 3은 종래 다른 이중관형 엘보의 제조방법을 나타낸 도면이다.
도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 스팀파이프 엘보를 나타낸 도면으로,
(a)는 엘보 외관을 나타낸 도면이고, (b)는 내부를 보여주기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 스팀파이프 엘보를 횡으로 절단하여 나타낸 부분 절단 사시도이다.
도 6는 본 발명에 따른 스팀파이프 엘보의 실물 사진을 나타낸 사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 스팀파이프 내관용 엘보의 제조방법을 나타낸 구성도이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 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 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

설명에 앞서 본 발명에 적용되는 내관(10), 단열재(20), 외관(30)으로 구성되는 스팀파이프 엘보(1)의 구성은 종래와 동일하다.

다만, 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이, 내관(10)과 외관(30)이 각각 하나의 독립된 곡선관으로 형성되어 있어 기존의 용접에 의한 수작업에 의한 제조시간 단축 및 생산성향상과 아울러 용접부가 없어 기존 용접부 불량으로 발생할 수 있는 스팀누수나 지하수유입에 의한 보온재 파손을 방지하여 이중보온관의 보온성능 저하를 방지할 수가 있음은 물론이다.

상기 금속재로 되어 있는 내관(10)의 경우는 통상적으로 인발 또는 압출방식으로 제조하되 곡선을 유지하기 위해 중간부분에 도시하지 않은 원형의 지그를 설치하여 천천히 굽힘작업(밴딩)으로 완성한다.

이때, 상기 내관(10)은 라운드 형상의 곡선부로 이루어져 엘보(1) 내부에 가해지는 압력을 최소화시킬 수가 있어야 하며, 외관의 곡률반경(R)과 동일한 곡률반경으로 제작되어야 한다.

또한, 상기 밴딩작업시 고주파 유도가열 방식을 이용하여 788℃~954℃로 가열하여 밴딩한다.

예를 들면, 종래 엘보(1)의 경우 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 직각으로 이루어져 고압의 스팀인 곡선부에 연속적으로 충격이 가해짐으로써, 증류의 속도가 현격하게 떨어짐과 동시에 압력이 불규칙하게 흐름으로써, 용접부가 파손되는 일이 왕왕있는 반면에, 본 발명은 곡선형태로 함으로써, 고압의 스팀의 흐름을 완만하게 안내할 수 있도록 한 것이다.

또한, 상기 단열재(20)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 내관(10)이 삽입되는 내관(10)과 외관(30)의 곡률반경과 동일한 곡선홈(21)이 형성되고, 외측은 상기 외관(30)에 밀착되지 않게 성형된다.

도 7을 참조하여 본 발명 이중보온관용 스팀파이프엘보의 제작공정을 설명하면 다음과 같다.

정해진 규격대로 제작된 파이프 자재를 입고한다(S1).

다음 입고된 가공전 파이프의 규격 및 재질을 확인하고, 변형 및 파손 상태를 검수한다(S2).

다음. 검수된 파이프를 운송수단(예를 들어 도시하지 않은 대차나 이송롤러 등)을 이용하여 고주파가열장치로 이송한다(S3).

이때, 파이프 취급시 케이블 로우를 사용해서는 안되며, 비금속 로프를 사용하여 운반한다.

고주파가열장치로 이송된 파이프를 고주파 유도가열 방식을 이용하여 788℃~954℃로 가열하여 밴딩작업을 하여 파이프엘보를 제작한다(S4).

상기 밴딩작업 시 전단부와 중간(곡선부), 후단부를 측정하여 공칭직경의 12%를 초과하지 않는 범위 내에서 작업을 하는 것이 바람직하다.

밴딩각도 공차는 ± 0.5°이내로 하는 것이 바람직하다.

이때, 주름이 발견되었을 때 인접한 돌출부 사이의 골부분의 수직 최대 높이는 공칭파이프의 3%를 초과하지 않도록 하는 것이 바람직하다.

다음 밴딩작업 후 현도마킹(Real DWG. MARKING)을 한다(S5).

현도마킹하는 이유는 변형에 의한 치수변형 등을 파악하기 위한 것이다.

다음 열처리(Heat Treatment)를 한다(S6).

이때, 열처리 전 파이프엘보의 외관 및 기타 부분에 대한 손상여부를 검사한다.

또한, 상기 열처리는 전기로를 사용하여 열처리한다.

상기 열처리 온도는 최대 200℃에서 1시간 정도 열처리한다.

이때, 파이프엘보의 두께가 19㎜ 초과시에만 열처리를 수행한다.

다음 열처리된 파이프엘보를 에어 또는 수냉으로 강제냉각한다(S7).

냉각방법은 벤딩 직후에 바로 처리한다.

예를 들면 노멀라이징(normalizing) 후 템터링(tempering) 처리는 파이프엘보의 온 가 93℃ 이하로 될 때부터 시행한다.

가열속도는 315℃ 이상의 가변형수축을 고려하여 현도작업을 한다.

다음 비파괴 검사 및 외관 검사(S8)를 하여 파이프엘보 제품을 완성한 후, 포장하여 납품한다(S9).

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

1 : 엘보 10 : 내관
20 : 단열재 21 : 곡선홈
30 : 외관

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 정해진 규격대로 제작된 파이프 자재를 입고하고,(S1) 상기 입고된 가공전 파이프의 규격 및 재질을 확안하여, 변형 및 파손 상태를 검수하는 단계(S2); 상기 검수된 파이프를 운송수단을 이용하여 고주파가열장치로 이송(S3) 및 밴딩하여 스팀파이프엘보를 제조함에 있어서,
   상기 고주파가열장치로 이송된 파이프를 고주파 유도가열 방식을 이용하여 788℃~954℃ 온도로 가열하되, 밴딩작업 시 전단부와 중간(곡선부), 후단부를 측정하여 공칭직경의 12%를 초과하지 않는 범위 내에서 천천히 굽힘방식으로 밴딩하여 파이프엘보를 제작하는 단계; (S4)
   다음 밴딩작업 후 현도마킹을 하는 단계: (S5)
   다음 전기로에서 200℃에서 1시간 정도 열처리를 하는 단계 ; (S6).
   다음 열처리된 파이프엘보를 에어 또는 수냉으로 강제냉각하는 단계: (S7)
   다음 비파괴 검사 및 외관 검사를 하는 단계; (S8)
   검사가 끝난 파이프엘보 를 상기 파이프엘보의 곡률반경과 동일한 곡선홈을 가지는 단열재를 밀착시켜 제품을 완성한 후, 포장하여 납품하는 단계; (S9)
   로 이루어진 것을 특징으로 하는 이중보온관용 스팀파이프엘보 제조방법.
4. 삭제

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