KR102506520B1 - 탱크의 유체-밀폐 멤브레인 용접 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유체-밀폐 단열 탱크 멤브레인을 용접하는 방법에 대한 것으로서, 유체-밀폐 멤브레인의 적어도 2개의 금속 스트레이크(1, 2), 적어도 2개의 금속 용접 지지체, 한 쌍의 내부 롤러, 한 쌍의 외부 롤러를 구비하여, 상기 내부 롤러 및외부 롤러에 의해 인접한 융기 측면 에지 사이에 삽입되는 용접 지지체들 중 각각의 하나를 2개의 인접한 융기 측면 에지 각각과 동시에 시임 용접한다.

Description

탱크의 유체-밀폐 멤브레인 용접 방법
본 발명은 액화 가스 또는 극저온 액체의 해상 운송, 보다 구체적으로는 메탄 함량이 높은 액화 천연 가스(LNG) 또는 액화 석유 가스(LPG)의 운송을 위한 유체-밀폐 및 단열 탱크의 생산을 목적으로 한다. 이러한 탱크는 육지 또는 부유식 저장 구조물에도 설치할 수 있다.
여기서 본 발명은 그러한 탱크의 유체-밀폐형 멤브레인을 용접하는 것에 관한 것이며, 본 발명은 보다 구체적으로 멤브레인의 2개의 인접한 스트레이크와 2개의 앵커 플랜지 사이에서 최적의 용접을 수행하기 위한 솔루션을 제안하며, 이러한 두 개의 연속적인 금속 스트레이크는 융기된 에지 및 이러한 융기된 에지의 레벨에서 행해지는 2개의 연속적인 금속 스트레이크 사이의 용접부를 구비한다.
이하에서는 "앵커 플랜지"와 "용접 지지체"라는 표현이 멤브레인(스트레이크)을 단열체에 고정하는 수단을 제공하고 두개의 인접한 스트레이크 각각에 고정되는 용접 지지체의 역할을 하는 동일한 기능의 구성요소를 나타내도록 상호 치환되어 사용될 수 있다.
예를 들어, FR 2798358, FR 2709725, FR 2549575 에는 탱크는 저온에서 액화 가스를 저장하거나 수송하기 위한 탱크로 알려져 있는데, 여기서 각 유체-밀폐 멤브레인, 특히 1 차 유체-밀폐 멤브레인은 탱크에 탑재된 제품에 접촉하며, 단열 배리어에 의해 지지되게 되는 금속 박판으로 구성된다. 이러한 금속 박판은 탱크의 유체-밀폐성을 제공하기 위해 유체-밀폐 방식으로 상호 연결된다.
도 1은 이러한 유형의 탱크에서 상기 금속판을 단열 배리어에 고정하는 알려진 방법을 도시한다. 이러한 도 1에서, 단열 배리어의 상부 표면(101)은 지지 표면(101)으로부터 단열 배리어의 두께 내에서 연장되는 그루브(102)를 포함한다. 상기 그루브(102)는, 단열 배리어의 두께 내에, 지지 표면(101)에 나란하게 연장되는 언더컷(103)에 의해 형성된 유지 영역을 구비한다. 상기 언더컷(103)은 단열 배리어의 두께 내에서 지지 표면(101) 반대편의 그루브(102)의 한 단부의 레벨에서 연장되며, 그루브(102)는 그 베이스부가 상기 언더컷(103)에 의해 형성되는 뒤집어진 "T"형상의 단면을 갖는다. "L"자 모양의 앵커 플랜지(104)가 그루브(102)에 삽입된다. 상기 앵커 플랜지(104)는 이러한 방식으로 언더컷(103)에 수용된 베이스(105)를 구비하여, 앵커 플랜지(104)를 지지 표면(101)에 수직인 방향으로 단열 배리어 상에 유지하게 된다. 상기 앵커 플랜지(104)는 하부 부분이 상기 베이스(105)에 연결되고 상부 부분(108)은 상기 지지 표면(101) 위로 돌출되는 앵커 브랜치(106)를 추가로 포함한다.
2개의 금속판(109)이 앵커 플랜지(104)의 각각의 대향 측면에 배치된다. 이들 금속판(109) 각각은 지지 표면(101)을 지지되는 평면 중앙부(110)를 갖는다(도면을 읽을 수 있도록 하기 위해 지지 표면(101) 및 금속판(109)은 도 1에서 이격된 것으로 도시되어 있음). 이들 금속판(109)은 또한 융기된 측면 에지(여기서는 융기 에지(111)로 지칭됨)를 갖는다. 2개의 인접한 금속판(109) 각각의 융기 에지(111)는 앵커 플랜지(104)의 앵커 브랜치(106)의 각 측면에 용접된다.
따라서, 융기된 에지(111)는 예를 들어 극저온 액체를 탱크에 적재하는 동안 유체-밀폐 막의 수축과 관련된 힘을 흡수하기 위해 앵커 플랜지(104)와 함께 벨로우즈를 형성한다.
그러나, 이러한 종류의 앵커 플랜지(104)는 각각의 융기된 에지(111)에 대한 고정된 부착점을 구성한다. 앵커 플랜지(104)는 융기된 에지(111)에 의해 두 개의 반대 방향으로 로드되며, 탱크에서 실질적으로 정적으로 유지된다. 결과적으로, 앵커 플랜지(104)를 통해 지지 표면(101)에 대한 융기 에지(111)의 고정은 융기 에지(111)에 수직인 방향으로 실질적으로 고정된다. 따라서 유체-밀폐형 멤브레인의 유연성이 제한된다.
이것이 FR 3054872에서 두 개의 앵커 플랜지를 사용하는 것이 제안된 이유이다. 두 앵커 플랜지 각각은 기능을 위해 두 개의 인접한 스트레이크 중 하나를 각각 고정하는 기능을 가지고 있다.
그러나 2개의 인접한 스트레이크의 융기된 에지 사이의 접합부는 완전히 유체-밀폐 방식으로 함께 용접되는 4 가지 두께의 재료(스트레이크의 2개의 융기된 에지와 2개의 앵커 플랜지)를 포함한다. 이제 특히 스트레이크와 앵커 플랜지의 돌출된 에지의 두께를 고려할 때 두 개의 스트레이크를 두 개의 앵커 플랜지에 부착하는 것이 특히 어려우며, 더욱이 높은 유연성 또는 탄성을 유지하는 것이 목적이라는 점을 고려하면, 특히 열 부하를 흡수할 수 있는 방식으로 이러한 접합 레벨에서 특히 어렵다.
FR 3054872에 개시된 두 개의 인접한 각각의 스트레이크가 각각의 앵커 플랜지에 용접될 때, 두 개의 인접한 스트레이크를 용접하는 방법은 충분히 효과적이지 않거나 빠르지 않다.
본 발명은 인접한 각각의 스트레이크가 이를 연결하거나 단열체에 부착하는 앵커 플랜지에 용접될 때 2개의 인접한 스트레이크 사이에 용접을 형성하기위한 특히 효과적인 해결책을 제안함으로써 종래 기술의 단점을 개선하는 것을 목표로 한다.
출원인은 다양한 연구와 분석을 거쳐 기술적으로 구현이 간단하고 완벽한 용접, 즉 매우 높은 기계적 강도의 완전 유체-밀폐형 용접을 각각의 앵커 플랜지를 통해 멤브레인의 인접한/연속적인 스트레이크 사이에서 신속하게 형성할 수 있는 솔루션을 발견했다.
따라서, 본 발명은 유체-밀폐 및 단열 탱크 멤브레인을 용접하는 방법에 관한 것이며, 여기서 유체-밀폐형 단열 탱크는 하나 이상의 유체-밀폐형 금속 멤브레인 및 상기 멤브레인에 인접한 하나 이상의 단열 배리어를 포함하는 단열체를 포함하되:
- 단열 배리어의 지지 표면에 의해 지지되는 유체-밀폐형 멤브레인의 2개 이상의 금속 스트레이크는 지지 표면에 놓인 평면 중앙부와 지지체에서 돌출된 두 개의 융기된 측면 에지를 포함하는 프로파일 부품의 형태를 취하며,
- 단열 배리어에 의해 지지되는 적어도 두 개의 금속 용접 지지체는 두 개의 인접한 스트레이크의 두 개의 인접한 융기된 측면 에지 사이의 지지 표면에서 돌출한다.
본 발명에 따른 방법은 다음을 특징으로 한다:
- 각각 제 1 원형 섹션을 갖는 적어도 한 쌍의 내부 롤러가 2개의 금속 용접 지지부 사이에 삽입되어, 각 내부 롤러의 각각의 상기 원형 섹션이 상기 금속 용접 지지부와 각각 접촉하고,
- 제 2 원형 섹션을 각각 구비하는 한 쌍의 외부 롤러는 각각의 외부 롤러의 각각의 상기 원형 섹션이 상기 금속 스트레이크의 각각의 인접한 융기 에지와 접촉하도록 배치되고,
- 상기 내부 롤러 및 외부 롤러로 인하여 2개씩 2개씩 유체-밀폐 방식으로 동시에 용접되는 시임(seam)이 있으며, 상기 금속 용접 지지체 중 각각에 인접한 2개의 금속 스트레이크의 상기 융기된 측면 에지 각각은 상기 인접한 융기 에지 사이에 끼워진다.
바람직한 일 실시예에 따르면, 내부 롤러 및 외부 롤러는 도 3에서 축 x'x를 따라 일렬로 배치된다. 이 경우 각각의 내부 롤러의 제 1 원형 섹션은 또한 서로 접촉한다. 이 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 설명되는 것이다. 이 실시예에서, 하나의 전류가 모든 내부 및 외부 롤러 사이에 흐른다.
그럼에도 불구하고 내부 롤러가 접촉하지 않는 것으로 예상할 수 있다. 이 경우, 외부 롤러와 내부 롤러로 각각 구성된 두 쌍의 롤러가 있다. 이 실시예에서, 두 쌍의 내부/외부 롤러 각각에 의해 두 개의 융기 에지/금속 용접 지지 조립체에서 용접이 여전히 동시에 또는 유사하게 수행되는 이러한 각 쌍의 내부/외부 롤러에 뚜렷한 전류가 흐른다. 더욱이, 이 두 쌍의 내부/외부 롤러는 길이 방향으로 오프셋 되는데(심 용접 장치의 이동 방향에 대해), 즉 실제로 서로 정렬되지 않는다.
본 발명에 따른 이러한 방법으로 인하여, 최적의 품질의 용접이 이제 자동으로 생성될 수 있으며, 이는 유체-밀폐 단열 탱크를 설치하는 시간을 상당히 감소시킨다. 따라서 생산성이 향상된다. 더욱이, 본 발명에 따른 용접 방법은 용접 비드의 기계적 연속성 및 유체-밀폐성을 얻을 수 있고, 전기적 연속성으로 인하여 중지 또는 재-시작없이 용접된 융기된 에지의 길이를 얻을 수 있으며, 두 개의 용접 지지체는 두 개의 융기된 에지가 있는 용접 레벨에서 함께 융착된다.
또한, 본 발명에 따른 방법으로 인하여, 2개의 융기된 에지/용접 지지 조립체 각각이 동시에(동시간에) 용접된다.
각 앵커 플랜지와 스트레이크(융기 에지) 사이의 용접 품질을 평가하기 위해 수많은 테스트가 수행되었으며, 이러한 테스트는 특히 내충격성, 내인장성/내굽힘성/내압축성 및 열 구배에 대한 저항성(앵커 플랜지와 스트레이크 사이의 접합부는 항상 유체-밀폐 상태를 유지해야 함) 수준에서 기계적으로 우수한 용접 품질(특히 내부 롤러를 형성하는 재료의 흔적 없음)을 보여준다.
"시임 용접"(seam welding)은 전류의 인가(전류의 연속적 또는 비 연속적 인가) 및 용접될 표면에 대하여 널(knurl)(여기서는 이하에 상세히 설명되는 실시예의 외부 롤러)을 가압함으로써 부품이 조립되는 용접을 의미한다.
본 발명의 다른 유리한 특징은 이하에서 간략하게 설명된다 :
- 시임 용접 전에, 스프레더(spreader) 장치를 사용하여, 스트레이크의 인접한 융기 에지 각각 및 각각의 금속 용접 지지체는 한 쌍의 내부 롤러를 삽입하기 위한 공간을 형성하기 위해 서로 멀어지게 이동되고;
- 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 2개의 내부 롤러의 제 1 원형 섹션의 직경은 동일하고, 또한 2개의 외부 롤러의 제 2 원형 섹션의 직경도 동일한 것이 바람직하며,
- 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 2개의 내부 롤러의 제 1 원형 섹션의 직경은 2개의 외부 롤러의 제 2 원형 섹션의 직경보다 작다.
여기서 외부 롤러는 내부 롤러보다 작은 직경을 가질 수 있지만, 이 경우 외부 롤러의 수명은 저하가 될 수 있는데, 특히 롤러가 더 큰 마모를 받게 되기 때문이며, 더 큰 이유로는 외부 롤러를 우선 통하여 전류가 통과하기 때문이며 (2개의 롤러에서, 전류의 극성이 바람직하게 변화한다면 각각의 외부 롤러는 전기 회로의 입력 단자를 번갈아 형성하게 된다),
- 용접 동안 내부 롤러, 바람직하게는 외부 롤러도 바람직하게는 냉각되되, 이러한 종류의 실시예에서 이러한 냉각은 상기 롤러에서 냉매 유체를 순환시킴으로써 수행되는 것이 바람직하며;
- 적어도 하나의 금속 용접 지지체(바람직하게는 둘 다)는 바람직하게는 앵커 플랜지로 구성되어, 유체-밀폐 멤브레인을 단열체의 단열 배리어에 고정시키고;
- 본 실시예에서, 본 발명에 의해 제공되는 하나의 가능성에 따라, 앵커 플랜지는 L 자 형상이고, 단열 배리어와 상호 결합된 길이 부분 및 하부를 포함하고, 앵커 플랜지의 하부는 단열체의 단열 배리어의 리세스에서 금속 스트레이크의 중앙부에 나란하게 연장되는 것이 바람직하며;
-본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 각각의 융기된 상기 에지를 상기 금속 용접 지지체 중 하나에 용접하기 전에, 상기 금속 용접 지지체는 유체-밀폐 방식으로 용접에 의해 서로 고정된다.
따라서 첨부된 도 7에 표시된 것처럼 두 개의 인접한 스트레이크와 두 개의 금속 앵커 플랜지의 접합은 다양한 스폿 용접으로 인하여 프로파일 또는 W 모양의 단면을 갖는다. 즉, 이러한 종류의 결합은 유체-밀폐형 멤브레인이 특히 이러한 레벨에서 특히 현저한 (열적) 수축에 의해 반사되는 상당히 높은 열적 구배를 견디거나 흡수하도록 하는 높은 탄성을 부여하는 이중 벨로우즈 기능을 가진다.
- 2개의 인접한 각각의 상기 융기 에지 및 각각의 상기 용접 지지부의 시임 용접은 분당 1m(m/min) 내지 2.5m/분(경계값 포함) 사이의 속도, 바람직하게는 1.5m/분의 속력으로 수행되는 것이 바람직하며;
- 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 융기 에지 및 바람직하게는 또한 금속 용접 지지체는 Invar® 또는 적어도 20 % 망간, 바람직하게는 적어도 25 % 망간, 더욱더 바람직하게는 28 % 망간을 함유하는 강철로 제조되며;
- 일 실시예에 따르면, 융기된 에지의 두께 및 바람직하게는 또한 상기 용접 지지부의 두께는 0.5 내지 0.8mm(mm), 바람직하게는 0.7mm 이며;
- 이 실시예에서, 시임 용접 동안, 전류는 2.5 내지 4 킬로암페어(포함), 바람직하게는 3 내지 3.5 킬로암페어(경계값 포함)이고, 각각의 융기된 에지에 대해 각각의 외부 롤러에 의해 가해지는 압력은 2 내지 3.5 바아, 바람직하게는 2.6 내지 2.9 바아의 범위에 있으며;
- 다른 실시예에 따르면, 융기된 상기 에지의 두께 및 바람직하게는 또한 상기 금속 용접 지지체의 두께는 0.9 내지 1.2mm, 바람직하게는 1mm 이며;
- 이 실시예에서, 시임 용접 동안, 전류는 3 내지 4 킬로암페어(경계값 포함), 바람직하게는 3.3 내지 3.7 킬로암페어(포함)이고, 각각의 융기된 에지에 대해 각 외부 롤러에 의해 가해지는 압력은 3.5 내지 5.5 바아, 바람직하게는 4 내지 5 바아의 범위에 있으며;
- 시임 용접 동안, 용접 전류는 연속적으로 흐르지 않는 것이 바람직하며, 상기 전류는 바람직하게는 일정한 주파수에서 시간의 60 % 내지 80 %로 흐른다.
본 발명은 또한 유체-밀폐 및 단열 탱크 멤브레인을 용접하기위한 시스템에 관한 것으로, 이 시스템은 2개의 널(knurl)을 포함하는 시임 용접 장치, 선택적으로 용접 될 표면에 대해 상기 널을 유지하기위한 수단 및 유체의 벽을 포함하되, 상기 밀폐 및 단열 탱크는,
- 유체-밀폐 단열 탱크의 벽의 단열 배리어의 지지 표면에 의해 지지되며 유체-밀폐 멤브레인에 인접한 2개의 금속 스트레이크로서, 상기 금속 스트레이크는 상기 지지 표면 상에 안착되는 평면 중앙 부분 및 상기 지지 표면으로부터 돌출되는 2개의 융기 측면 에지를 포함하는 프로파일 부품의 형태를 취는, 2개의 금속 스트레이크; 및
- 2개의 인접한 스트레이크의 2개의 인접한 융기된 측면 에지 사이의 지지 표면에서 돌출하며 단열 배리어에 의해 지지되는 2개의 금속 용접 지지체;를 포함한다.
본 발명에 따른 시스템에 따르면, 용접 장치는,
- 한 쌍의 내부 롤러로서, 각각은 두 개의 금속 용접 지지체 사이에 삽입되도록 된 제 1 원형 섹션을 가지며, 내부 롤러의 원형 섹션은 서로 접촉하고 상기 금속 용접 지지체에 대하여 각각 접촉하도록 된, 한 쌍의 내부 롤러;
- 바람직하게는, 스트레이크 및 금속 용접 지지체의 각각의 융기된 에지가 서로 멀어지게 이동하여 상기 한 쌍의 내부 롤러를 삽입할 수 있게 하는 스프레더 장치;
- 한 쌍의 외부 롤러로서, 각각이 제 2 원형 섹션을 가지며, 각각의 외부 롤러의 원형 섹션이 인접한 각각의 스트레이크의 각각의 상승된 에지와 접촉하도록 된, 한 쌍의 외부 롤러; 및
- 바람직하게는, 내부 롤러, 바람직하게는 외부 롤러도 냉각하기 위한 냉각 수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 내부 롤러와 외부 롤러로 인하여, 인접한 상기 융기 에지 사이에 삽입된 상기 금속 용접 지지체 각각에 상기 2개의 인접한 측면 융기 에지 각각을 동시에 시임 용접하게 된다.
본 발명에 따른 용접 방법과 관련하여 위에서 설명된 모든 특징은 위에서 간결하게 설명된 용접 시스템에 적용되는 것으로 밝혀졌다는 점에 유의해야한다.
여기서, 본 발명에 따른 용접 장치는 50Hz(헤르츠)와 같은 고전적인 주파수에서 고주파, 즉 적어도 1kHz(킬로헤르츠) 및 최대 2kHz 이상과 같은 매우 넓은 주파수 범위에 걸쳐 전류를 인가 할 수 있다는 점에 유의해야한다. 따라서, 두 개의 외부 롤러/널 사이에 전류를 인가하는 동안 생성된 스폿 용접은 용접 라인을 따라 매우 가깝고, 그 결과 용접 라인의 유체-밀폐성과 기계적 강도가 특히 향상된다.
본 발명은 지지 구조체에 통합된 유체-밀폐 및 단열 탱크에 대한 것으로서, 본 발명은 복수의 금속 스트레이크로 구성된 적어도 하나의 유체-밀폐 단열 멤브레인 및 상기 멤브레인에 인접한 적어도 하나의 단열 배리어를 포함하는 단열체를 포함하며,
- 단열 배리어의 지지 표면에 의해 지지되는 유체-밀폐 멤브레인의 2개 이상의 금속 스트레이크는 지지 표면에 놓인 평면 중앙 부분과 지지 표면에서 돌출된 두 개의 융기된 측면 에지를 포함하는 프로파일 부품의 형태를 취하며;
- 2개의 인접한 스트레이크의 인접한 두 개의 융기된 측면 에지 사이의 지지 표면에서 돌출되며 단열 배리어 프로젝트에 의해 지지되는 적어도 두 개의 금속 용접 지지체는 스폿 용접에 의해 서로 유체-밀폐 방식으로 용접된다.
본 발명에 따른 탱크에서, 2개의 인접한 금속 스트레이크의 2개의 인접한 융기된 각각의 측면 에지 및 상기 인접한 융기 에지 사이에 삽입된 각각의 상기 금속 용접 지지체가 유체-밀폐 방식으로 2개씩 2개씩(two by two) 함께 시임 용접된다.
스트레이크(융기된 에지)와 앵커 플랜지 사이에 용접부를 형성하는 것은 문서 FR 3054872에서 그 자체로 확실히 알려져 있지만, 본 발명에 따른 방법을 사용하면 스폿 용접은 선행기술과는 다른 모양의 단면을 가진다. 사실, 앵커 플랜지의 측면(인접함)에 한 쌍의 내부 롤러를 배치하고 스트레이크의 돌출된 에지 측면에 널(또는 외부 롤러)의 배치한다면, 스폿 용접의 단면은 스트레이크의 측면, 즉 용접 동안에 널(외부 롤러)이 배치되는 측면에서 발견되는 배설부(돌기 또는 보스)과 같은 실질적으로 타원형(종래 기술에서와 같이 엄격하게 대칭이 아님) 모양을 갖는다. 스폿 용접의 각각 반대쪽에 배치된 두 개의 동일한 널이 사용된다고 가정하면, 스폿 용접은 대칭 형상을 갖는다. 이러한 단면은 약간 다른 모양을 가져서, 첨부된 도 7은 스폿 용접의 이러한 모양 특징과 관련하여 대표적이지 않으며 - 종래 기술에 비해 분명히 스폿 용접의 품질과 관련하여 부정적인 결과는 없지만 본 발명의 방법에 의해 형성된 스폿 용접이 다른 용접 과정에 의해 형성된 스폿 용접과 구별을 가능하게 한다. 따라서 위에서 언급한 모든 특징을 갖고 한 쌍의 "외부/내부 롤러"에 의해 형성된 적어도 하나의 스폿 용접을 특징으로 하는 이러한 종류의 탱크는 외부 롤러가 내부 롤러에 비하여 모양 및/또는 크기(직경)면에서 상이하다는 점에서 신규성이 있다.
또한, 본 발명에 따른 장치 및 용접 방법 덕분에 외부 롤러의 +/- 극성을 필요한 주파수에서 번갈아 수정하는 것이 동등하게 가능하다는 점에 유의해야 한다. 이렇게 하면 외부 롤러/널의 극성이 교번하게 되어, 전기 에너지로 인하여 외부 롤러 쌍 사이에서의 주울 영향(전류에 대한 저항)에 의한 열 소산은 열의 형태로 소산되게 되어, 잔류(전자)의 경로를 고려한다면, 전류에 대하여 입력 단자를 형성하는 제 1 외부 롤러는 전류에 대하여 외부 단자를 형성하는 제 2 및 최종 외부 롤러보다 큰 열을 받게 된다(높은 전류를 받게 되기 때문에).
마지막으로, 본 발명은 또한 차가운 액체 제품을 운송하기 위한 선박에 관한 것으로, 상기 선박은 이중 선체에 배치된 상기에서 간결하게 설명된 바와 같은 이중 선체 및 유체-밀폐형 단열 탱크를 포함한다.
본 발명에 따른 선박은 유리하게는 전술한 바와 같이 적어도 하나의 유체-밀폐형 단열 탱크를 포함하며, 상기 탱크는 2개의 연속적인 유체-밀폐 배리어를 포함하며, 1차 배리어는 탱크에 탑재된 제품과 접촉하고 다른 2차 배리어는 1차 배리어와 지지 구조물 사이에 배치되며, 탱크 벽의 적어도 일부로 구성되는 것이 바람직하며, 이러한 두가지 유체-밀폐 배리어는 2개의 단열 배리어 또는 1차 배리어 지지 구조체 사이에 배치된 단일 단열 배리어와 교대로 구성된다.
이러한 종류의 탱크는 예를 들어 NO 96® 유형의 탱크와 같이 IMO(International Maritime Organization) 코드에서 일체형 탱크로 일반적으로 지칭된다.
탱크는 바람직하게는 액화 천연 가스(LNG) 또는 액화 가스(LG)를 탑재한다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 또한 상기 종류의 선박을 적재 또는 하역하는 방법을 제공하며, 여기서 유체는 선박의 탱크로 또는 그로부터의 부동 또는 지상 저장 설비로 또는 그로부터 절연 파이프를 통해 라우팅된다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 또한 유체 전달 시스템을 제공하는데, 상기 시스템은 전술한 선박, 선박의 선체에 설치된 탱크를 부유 또는 지상 저장 설비에 연결하는 방식으로 배열된 절연 파이프 및 선박의 탱크로 또는 그로부터 부유 또는 지상 저장 설비로 또는 그로의 절연 파이프를 통해 유체 흐름을 구동하기위한 펌프를 포함한다.
다음 설명은 첨부된 도면을 참조하여 비 제한적인 예시로만 제공된다.
도 1은 유체-밀폐형 단열 탱크의 단열 배리어에 고정된 종래 기술의 금속 유체-밀폐형 금속 멤브레인 앵커 플랜지의 단면도이다.
도 2는 두 개의 금속 멤브레인 앵커 플랜지의 단면로서, 두 개의 앵커 플랜지는 단열체에 삽입되기 전에 함께 용접되었으며, 이러한 도 2는 본 발명에 따른 용접 방법을 적용하기 전에 2개의 인접한 스트레이크 레벨에서 탱크의 벽 부분을 도시한다.
도 3은 2개의 앵커 플랜지와 인접한 스트레이크의 2개의 융기된 에지의 위에서 본 도면이며, 본 발명에 따른 용접 방법을 구현하는 데 특정한 요소를 도시하고 있다.
도 4는 수직 평면 X'X에서도 3의 요소를 반복하는 정면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 용접 장치의 일부 요소의 개략도로서, 특히 융기된 에지와 앵커 플랜지를 분리하여 시임 용접을 수행할 한쌍의 내부 롤러를 위치시키는 스프레더 장치를 도시한다.
도 6은 평면 P상의도 5의 정면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 용접 방법을 실행한 후 유체-밀폐형 단열 탱크 벽 부분의 도 2에서 볼 수 있는 요소를 반복하는 단면도이다.
도 8은 메탄 유조선 선박 탱크와 해당 탱크를 적재/하역하기위한 터미널의 개략적인 단면 설명도이다.
이하의 설명에서 유체-밀폐형 단열 탱크와 관련하여 유체-밀폐 멤브레인이 참조된다. 이러한 종류의 탱크는 가연성 또는 불연성 가스로 채워지는 내부 공간을 포함한다. 가스는 특히 액화 천연 가스(LNG), 즉 작은 비율의 에탄, 프로판, n-부탄, i-부탄, n-펜탄, i- 펜탄, 네오 펜탄 및 질소과 같은 하나 이상의 탄화수소와 함께 주로 메탄을 함유하는 가스의 혼합물 일 수 있다. 가스는 또한 에탄 또는 액화 석유 가스(LPG) 일 수 있으며, 즉 석유 정제로부터 생성되고 본질적으로 프로판과 부탄을 함유하는 탄화수소의 혼합물일 수 있다.
일반적으로 유체-밀폐 멤브레인은 탱크의 단열 배리어로 형성된 지지 표면에 놓인다. 상기 유체-밀폐 멤브레인은 한편으로는 지지 표면에 배치된 판금 형성 스트레이크의 스트립과 다른 한편으로는 지지 표면에 연결되고 판금 스트립의 길이의 적어도 일부분에서 판금 스트립에 평행하게 연장되는 장형의 용접 지지체를 교대로 포함하는 반복 구조를 가지고 있다. 상기 판금 스트립은 인접한 용접 지지체에 대해 배치되고 용접된 융기된 측면 에지를 포함한다. 이러한 종류의 구조는 예를 들어 신청자가 판매하는 유형 NO 96®의 메탄 선박 탱크에 사용된다.
첨부된 도면에 전체적으로 나타내지 않은 유체-밀페 단열 탱크의 레벨에서, 스트레이크의 융기된 에지는 바람직하게는 선박의 길이 방향에 수직 또는 평행한 길이 방향으로 배치된다. 따라서 융기된 에지는 선박의 길이 방향 또는 선박에 수직인 횡 방향으로의 수축력이 흡수될 수 있도록 벨로우즈를 구성한다. 판금 스트립 및 용접 지지체는 예를 들어 WO 2012/072906 또는 FR2724623 문서에 설명된 방식으로 코너에서 차단된다.
일 실시예에 따르면, 유체-밀폐형 멤브레인(스트레이크), 유체-밀폐형 멤브레인 중 하나 또는 유체-밀폐형 멤브레인은 스테인리스 스틸, 알루미늄, Invar®에서 선택된 금속으로 만들어 질 수 있는데, 즉, 팽창 계수가 일반적으로 1.2 X 10-6 내지 2 X 10-6 K-1 사이의 범위(경계값 포함)에 있는 철 및 니켈 또는 망간 함량이 20% 이상 또는 최소 28% 이상이며, 팽창 계수는 7에서 9 X 10-6 K-1 정도인 망간 함량이 높은 철 합금에서 선택된 금속으로 만들어질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 16 X 10-6/K 미만의 열 수축 계수를 갖는 재료는 액체 가스가 -45℃와 -100℃ 사이의 온도에 있는 적용을 위해 선택된다.
도 2 내지 도 7은 탱크 벽의 유체-밀폐 멤브레인의 2개의 인접한 금속 스트레이크(1, 2)와 탱크 벽의 단열체의 단열 배리어(5)에 고정된 2개의 용접 지지체(3, 4) 간의 연결부의 레벨에서의 유체-밀폐 단열 탱크의 벽에 대한 도면은 나타낸다. 이러한 종류의 단열 배리어(5)는 병치된 단열 부재로 형성된다. 예를 들어, 적절한 단열 부재는 문서 W02012/072906에 설명되어 있다. 단열체의 이러한 단열 배리어(5)은 탱크의 내용물을 주변 환경으로부터 단열하는 기능을 다루는 하나 이상의 두께로 형성될 수 있다. 이러한 종류의 단열체에 존재할 수 있는 재료는 예를 들어 폴리우레탄 폼, 폴리스티렌 또는 바람직하게는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)인 폴리에틸렌과 같은 폴리머 폼, 제조된 유리솜, 느슨한 유리솜, 멜라민 폼, 에어로젤, 매트하거나 느슨한 형태의 폴리에스테르 충전재를 포함한다.
단열체는 유지 부재에 의해 예를 들어 선박 또는 바지선과 같이 첨부된 도면에 표시되지 않은 지지 구조물에 일반적으로 고정된다. 여기에서 단열 체를 형성하는 각 단열 부재는 두 개의 대면(large face) 또는 주면(principal face)과 네 개의 소면(small face) 또는 측면(lateral face)으로 구성된 직육면체 형상을 가지고 있다. 보다 구체적으로, 인접한 금속 스트레이크(1, 2)는 단열체(또는 단열 배리어(5))의 지지 표면(10)에 놓인다. 상기 지지 표면(10)은 단열 배리어(5)의 상면에 의해 형성된다. 용접 지지체(3, 4)는 단열체의 단열 배리어(5)의 단열 부재에 고정된다.
용접 지지체(3, 4)를 단열체에 고정하기 위해, 단열체의 상부면(단열 배리어(5))은 그 단면이 역 "T"자 형상인 그루브(11)를 포함한다. 단열 배리어(5)의 상부는 그루브(11)가 형성된 합판 또는 복합재를 포함할 수 있다. 유지 구역(12)은 지지 표면(10)에 평행한 단열 단열체의 단열 배리어(5)의 두께 내로 연장된다. 용접된 지지체(3, 4)는 단열체의 그루브(11) 내로 슬라이드 된다. 따라서 용접 지지체(3, 4)는 용접 지지체(3, 4)의 길이 방향으로 단열체(5) 상에 또는 단열체(5) 내부에 슬라이딩 방식으로 고정된다.
유지 구역(12)은 지지 표면(10)에 대해 일반적으로 비스듬한 방향으로 동일하게 연장될 수 있고, 가능하게는 지지 표면(10)에 나란한 구성 요소를 포함할 수 있다. 여기서, 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 유지 구역(12)은 그루브(11)의 하부 말단 레벨에서 그루브(11)의 각각의 대향 측면에서 연장되는 2개의 언더컷(13, 14)에 의해 형성된다.
용접 지지체(3, 4)는 동일한 모양과 종류(재료)로 된 2개의 금속 앵커 플랜지로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 금속 앵커 플랜지(3, 4)는 지지 표면(10)에 수직이고 그루브(11)의 길이 방향에 나란한 평면에 대해 본질적으로 대칭이다. 각 금속 앵커 플랜지(3 또는 4)는 베이스(21)를 포함하는 "L"자형 단면 및 앵커 브랜치(22)를 포함한다. 상기 베이스(21)는 금속 앵커 플랜지(3, 4)의 하부에 대응하는 반면, 상기 앵커 브랜치(22)는 동일한 금속 앵커 플랜지(3, 4)의 길이 방향 부분에 대응한다.
각 금속 앵커 플랜지(3, 4)의 베이스(21)는 그루브(11)의 각각의 언더컷(13, 14) 또는 리세스에 수용된다. 금속 앵커 플랜지(3, 4)의 베이스(21)는 지지 표면(10)에 나란하게 연장된다. 상기 금속 앵커 플랜지(3 또는 4) 중 하나의 앵커 브랜치(22)의 하부는 금속 앵커 플랜지(3 또는 4)의 다른 앵커 브랜치(22)에 결합된다. 본 발명에 의해 제공되는 하나의 가능성에 따라, 앵커 브랜치의 하부는 따라서 2개의 금속 앵커 플랜지(3, 4) 중 22개는 용접선(23)에 의해 서로 용접된다. 이 용접선(23)은 바람직하게는 단열 배리어(5)(도 2 내지 4에 나타낸 실시예)의 두께 내에 수용되거나 위치되지만 상기 용접선(23)은 지지 표면(10)의 레벨에 위치하거나, 또는 지지 표면(10)보다 약간 위에 위치할 수 있다. 금속 앵커 플랜지(3, 4) 각각의 앵커 브랜치(22)의 상부는 지지 표면(10)으로부터 그루브(11)에서 탱크 내부쪽으로 돌출한다.
즉, 2개의 인접한 금속 스트레이크(1, 2)는 용접 지지부(3, 4)의 각각의 대향 측면에서 지지 표면(10) 상에 배치된다. 각 금속 스트레이크(1, 2)는 평면 중앙부(6, 7)를 갖는다. 각 금속 스트레이크(1, 2)는 평면 중앙부(6, 7)의 2개의 대향하는 종방향 에지를 따라 위치한 2개의 융기 에지(8, 9)를 갖는다. 2개의 금속 스트레이크(1, 2) 각각의 단일 융기 에지(8, 9)는 도 2 내지 도 4에 도시된다. 돌출 에지(8, 9)는 지지 표면(10)에 대해 돌출한다.
도 2는 인접한 두 개의 스트레이크(1, 2, 6, 7, 8, 9), 중앙부(6, 7), 그 융기 에지(8, 9), 2개의 앵커 플랜지(3, 4)(스폿 용접(23)의 레벨에서 서로 고정됨), 및 본 발명의 용접 방법을 적용하기 이전의 단열체(5)를 포함하여 다양한 요소(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)가 배치된 상태를 도시한다.
2개의 뷰 또는 2개의 단면에서 동일한 요소를 나타내는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 용접 방법 및 용접 장치는 2개의 각각의 융기된 에지(8, 9) 및 2개의 용접 지지체(3, 4) 사이에 배치되거나 놓이는 2개의 내부 롤러(32, 33)에 접하는 2개의 외부 롤러(30, 31)를 사용한다. 따라서 재료의 연속성은 용접 장치에서 널(knurl)로, 외부 롤러(30 또는 31) 중 하나로부터 다른 외부 롤러(30 또는 31)로, 즉 융기 에지(8 또는 9) 중 하나, 그 다음에는 용접 지지체(3 또는 4) 중 하나, 그 다음에는 한 쌍의 내부 롤러(32, 33), 그리도 다시 다른 (또는 제 2) 용접 지지체(3 또는 4), 다른 융기 에지(8 또는 9) 그리고 제 3 외부 롤러(31 또는 32)로의 전류 경로에 대하여 존재한다. 이러한 요소(3, 4, 8, 9, 30, 31, 32, 33)는 용접 장치가 왜 외부 롤러(30, 31)를 통하여 한 쌍의 내부 롤러(32, 33)를 향하여 각각의 외부 롤러(30, 31)에서 지향되는 2 내지 5.5 바아의 압력(34)을 가하는지 저항성 용접을 가능하게 하는 전류의 인가부에 접촉하게 된다.
용접선을 따라 용접 장치의 선형 이동(35)이 생성되도록 하기 위해, 외부 롤러(30, 31) 및 내부 롤러(32, 33)는 상기 장치에 의해 각각의 반대 회전 방향, 즉 이들 중 일부 경우에서는 반 시계 방향으로 회전하고 다른 경우에서는 시계 방향으로 회전한다.
내부 롤러(32, 33)는 외부 롤러(30, 31)의 전진 이동 및 외부 롤러에 의해 가해지는 압력(34)에 의해 회전 구동되도록 자유롭게 회전하도록 장착 될 수 있다. 내부 롤러(32, 33)는 또한 외부 롤러(30, 31)와 같이 용접 장치에 의해 회전 구동될 수 있다.
첨부된 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 내부 롤러(32, 33)는 바람직하게는 외부 롤러(30, 31)의 직경보다 작은 직경을 가져서 스프레더 장치(36)에 의해 이전에 서로 이격되도록 된 두 용접 지지부(3 또는 4) - 융기된 에지(8 또는 9) 조립체 사이에 쉽게 위치를 설정할 수 있다.
비0제한적인 예시적인 일 실시예에서, 외부 롤러(30, 31)의 직경은 30mm(mm) 인 반면, 내부 롤러(32, 33)의 직경은 14mm이다. 따라서, 특히 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 내부 롤러(32, 33)를 수용하기 위해 2개의 금속 용접 지지체(3, 4) 사이의 거리는 28mm 이어야 한다. 이 구성에서, 용접 지지체(3, 4)는 예를 들어 단열체(5)의 지지 표면(10)으로부터 40mm의 길이를 갖는다(지지 표면(10)으로부터 돌출된 길이). 용접 지지체(3, 4)는 융기된 에지(8, 9)의 높이보다 긴 길이를 갖는데, 즉, 용접 지지체(3, 4)는 예를 들어 몇 밀리미터만큼 돌출된 에지(8, 9) 위에 돌출된다. 시임 용접선은 일반적으로 융기된 에지(8, 9)의 상단 에지에서 몇 밀리미터 정도, 예를 들어 해당 에지에서 4mm 내지 8mm 사이에서 생성된다. 물론, 금속 용접 지지체(3, 4)의 융기된 에지(8, 9)의 다른 크기 또는 롤러(30, 31 및 32, 33)의 직경은 내부 롤러(32, 33)의 목표 위치가 달성되고 시임 용접이 서로 용접 될 요소(3, 4, 8, 9)의 열화 없이 또는 시임 용접을 수행하는데 사용되는 요소의 열화 없이 효과적으로 형성될 수 있다는 것을 나타낸다.
첨부된 도면에 나타내지 않은 본 발명에 의해 제공되는 하나의 가능성에 따라, 융기된 에지(8 또는 9) 및 용접 지지부(3 또는 4)를 시임 용접에 의해 부착하는 것은 일반적인 용접 기술에 따라 시임 용접선의 예를 들어 더 높은 레벨(위)에 위치하는 스폿 용접에 의해 보완 될 수 있다. 상기 스폿 용접선은 융기된 에지(8 또는 9)의 상부 에지 레벨에 위치하는 것이 바람직하다.
도 5 및 도 6에서 용접 장치의 다른 요소, 특히 가압 롤러(37) 및 스프레더 장치(36)를 볼 수 있다.
압착 롤러(37)는 첨부된 도면에서 전체적으로 나타내지 않은 용접 장치에 고정된 스터드(38)에 의해 지지된다. 이들의 기능은 롤러(30, 31, 32, 33), 그 다음의 롤러(30, 31, 32, 33)의 통과 전후에 금속 용접 지지체(3, 4)와 두 개의 융기된 에지(8, 9)의 각각의 반대쪽을 2개씩 2개씩(two by two) 누르는 것으로 구성되는데, 그 이유는 모두 용접 장치에 연결되거나 고정되어 융기 에지(8, 9)와 금속 용접 지지체(3, 4)를 따라 동일한 속도로 동일한 방향으로 이동하기 때문이다. 이들 압착 롤러(37)는 4 개이고, 모두 오퍼레이터에 의한 용접 장치의 용이한 안내를 제공하는 회전 장치(39)를 하부 말단에 포함한다. 이러한 가압 롤러(37)의 회전 디스크(39)는 용접 장치에 존재하는 하나 이상의 원동력에 의해 각각의 스터드(38)를 통해 자유롭게 회전하거나 회전 구동될 수 있다.
첨부된 도면에 표시되지 않은 가이드 롤러는 생산될 용접선을 따라 용접 장치의 이동 또는 이동을 지원하는 동일한 기능을 가지고 있다. 이러한 가이드 롤러는 전형적으로 용접 장치에서 적어도 하나의 모터 등에 의해 자유롭게 회전하도록 장착되거나 회전 구동되며 스트레이크(1, 2)의 평면 중앙부(6, 7) 상에서 지지되는 휠로 구성된다.
가압 롤러(37) 및/또는 가이드 롤러를 회전 시키면 용접 장치를 조작하는 오퍼레이터에게 도움이 제공될 수 있으며, 한편으로는 용접 장치의 이동을 지원하고 다른 한편으로는 해당 장치를 일정한 속도로 이동할 수 있게 되며, 시임 용접선의 품질과 일정성에 직접적인 영향을 미치게 된다.
본 발명을 예시하기 위해 선택된 실시예에서, 도 5에 도시된 스프레더 장치(36)는 펀치의 전면에서 후면까지 실질적으로 원추형 단면을 가지거나, 내부 롤러(32, 33)를 위치시키는데 필요한 이격에 실질적으로 대응하는 원뿐의 베이스의 폭이나 길이를 가지는 펀치의 형태를 취한다. 용접 장치에 연결되거나 부착된 이러한 스프레더 장치(36)는 내부 롤러(32, 33)의 전방에 배치되어, 용접 장치가 전방으로 움직일 때, 스프레더 장치(36)의 단부에서의 지점이 금속 용접 지지체(3, 4)를 이동시키도록 되고, 각각의 융기 에지(8, 9)가 내부 롤러(32, 33)의 위치나 통과를 가능하게 하는 거리만큼 서로 이격된다.
도 5에서, 융기된 에지(8)의 일부 및 금속 용접 지지체(3)의 일부는 마치 투명한 것으로 표현되어 있어서, 스프레더 장치(36)의 프로파일링 된 형상, 그 전단에서 지점에서는 플레어 부분이 보인다. 첨부된 도면에 도시된 실시예에서, 스프레더 장치(36)는 수동 기계 수단으로 구성되는데, 즉, 용접 장치의 작용으로 인해 또는 이동 중에 이동되고, 원추형 단면 형상 및 2개의 용접 지지체(3, 4) 사이를 관통하는 단부로 인하여 내부 롤러(32, 33)를 위치시키는데 필요한 거리만큼 융기 에지(8, 9) 및 용접 지지체(3, 4)를 이격시키게 된다. 물론, 시임 용접 작업 이전에, 융기된 에지(8, 9) 및 용접 지지부(3, 4)가 소정의 거리만큼 이격되게 하는 다른 수단이 용접 장치와 독립적으로 또는 내재적인 성능에 의해 및/또는 몇가지 기계적 도는 전기/전자 처리 과정에 따라 이러한 이격 움직임이 형성되는지에 대하여 예상된다.
바람직하게는 두 쌍의 내부 롤러(32, 33) 및 외부 롤러(30, 31) 각각에 대해 롤러를 냉각하기위한 시스템이 제공되어, 전류의 통과에 대한 저항으로 인한 에너지를 배출하거나 소멸시키기 위해 제공된다(또한 용접). 첨부된 도에 표시되지 않은 이러한 유형의 냉각 시스템은 글리콜(물 + 글리콜 혼합물) 또는 하이드로플루오로카본(HFC) 계열의 하나 이상의 성분과 같은 냉매 유체를 순환시키는 롤러에 형성된 채널로 구성될 수 있다. 물론, 이 냉매 유체의 선택과 롤러 채널에서의 유속은 특히 시임 용접을 생성하는데 사용되는 전류와 관련이 있다.
본 발명의 맥락에서, 최적의 시임 용접을 보장하기 위해 여러 실험 후에 널(외부 롤러(30, 31))에 의해 가해지는 전류 및 압력의 선택이 결정된다. 전류 및 압력 범위(예를 들어, 바아로 표시됨)는 정의된 재료 두께 및 특성에 대해 이전에 설명한 내용을 따른다.
본 발명에 따른 용접 장치의 작동의 관점에서, 용접 작업을 수행하기위한 다양한 요소의 극성에 대해 많은 구성이 고려 될 수 있다.
또한, 본 발명에 의해 제공되는 하나의 가능성에 따라, 두 개의 외부 롤러의 극성은 용접 장치에 의해 공급되는 전류의 입력 단자 및 출력 단자로서 이들 두 개의 롤러의 기능을 주기적으로 수정하기 위해 필요한 주파수에서 변화하도록 될 수 있음에 유의할 수 있다. 따라서 시임 용접선은 각 측면에서 동일하며(두 개의 융기된 에지 각각의 스폿 용접 - 용접 지지 조립체는 실질적으로 동일한 형태의 단면을 가짐), 주울 효과에 의한 가열은 이러한 롤러(전류 입력 단자를 형성하는 롤러) 중 하나가 더 강하게/강렬하게 겪게 되는 대신에 두 개의 외부 롤러 사이에서 분할된다.
스트레이크(1, 2)의 융기 에지(8, 9)는 적어도 상응하는 융기 에지에 용접되는 앵커 브랜치(22)의 레벨에서 앵커 플랜지(3, 4)와 같이 0.7mm(mm)의 두께를 가진다. 물론, 융기 에지(8, 9)의 두께는 이러한 방식으로 앵커 플랜지(3, 4)의 두께보다 더 클 수 있으며, 이는 더 높은 전류를 부과하게 한다. 융기된 에지(8, 9) 및 앵커 플랜지(3, 4)에 대해 상이한 두께가 동일하게 선택될 수 있으며, 마찬가지로, 융기된 에지(8, 9)(스트라이크 1, 2) 및 앵커 플랜지(3, 4)를 구성하는 재료 또는 재료의 특성은 서로 다르다.
도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 일단 본 발명에 따른 용접 방법이 사용되면, 2개의 인접한 금속 스트레이크(1, 2) 각각의 융기 에지(8, 9)는 용접 지지체를 형성하는 각각의 금속 앵커 플랜지(3, 4)에 용접된다. 보다 구체적으로, 각각의 융기된 에지(8, 9)는 용접선(40, 41)에 의해 단 하나의 금속 앵커 플랜지(3, 4)의 상부에 용접된다.
전술한 유체-밀폐 단열 탱크 유체-밀폐 멤브레인을 제조하기 위해 전술 한 기술은 다른 유형의 탱크에서 사용될 수 있는데, 지상 설비, 또는 예를 들어, 메탄 유조선 등과 같은 부유 구조물에서 LNG 탱크의 유체-밀폐 멤브레인을 구성하기 위해 사용될 수 있다.
도 8을 참조하면, 메탄 유조선(70)의 단면은 선박의 이중 선체(72)에 장착된 각형의 일반 형상의 유체-밀폐 단열 탱크(71)를 보여준다. 탱크(71)의 벽은 탱크에 포함된 LNG와 접촉하도록 된 1차 유체-밀폐 배리어, 선박의 1차 유체-밀폐 배리어와 이중 선체(72) 사이에 배치된 2차 유체-밀폐 배리어를 포함하고, 1차 유체-밀폐 배리어와 2차 유체-밀폐 배리어 사이 및 2차 유체-밀폐 배리어와 이중 선체(72) 사이에 각각 배치된 2개의 절연 배리어를 포함한다.
그 자체로 알려진 방식으로 선박의 상부 갑판에 배치된 선적/하역 파이프(73)는 적절한 커넥터에 의해 해상 또는 항구 터미널에 연결되어 LNG화물을 탱크(71)로부터 또는 탱크(71)로 운송할 수 있다.
도 8은 선적 및 하역 스테이션(75), 수중 파이프(76) 및 지상 설비(77)를 포함하는 해양 터미널의 예를 도시한다. 선적 및 하역 스테이션(75)은 이동 아암(74) 및 타워(78)를 포함하는 고정된 해양 설비이다. 이동 아암(74)은 적재/하역 파이프(73)에 연결될 수 있는 절연된 가요성 튜브(79)의 다발을 지지한다. 방향성 이동 아암(74)은 모든 메탄 탱커 적재 게이지에 적응한다. 도시되지 않은 연결 파이프는 타워(78) 내부로 연장된다. 적재 및 하역 스테이션(75)은 지상 설비(77)로부터 또는 지상 설비(77)로 메탄 탱커(70)의 적재 및 하역을 가능하게 한다. 지상 설비는 액화 가스 탱크(80) 및 적재/하역 스테이션(75)에 대하여 수중 파이프(76)에 의해 연결된 연결 파이프(81)를 포함한다. 수중 파이프(76)는 먼 거리, 예를 들어 5km에 걸쳐 적재/하역 스테이션(75)과 지상 설비(77) 사이에 액화 가스를 전달할 수 있게 하여, 메탄 유조선(70)이 적재 및 하역 작업 중 해안에서 멀리 떨어져 있을 수 있게 한다.
선박(70)에 탑재된 펌프 및/또는 지상 설비(77)에 설치된 펌프 및/또는 적재/하역 스테이션(75)에 설치된 펌프는 액화 가스를 운송하는 데 필요한 압력을 생성하기 위해 사용된다.
본 발명이 복수의 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 어떠한 방식 으로든 이에 제한되지 않으며, 등가물 및 조합이 청구범위에서 정의되는 본 발명의 범위에 속하는 경우 설명된 수단의 모든 기술적 등가물 및 조합을 포함한다는 것은 명백하다.
동사 "포함하다"또는 "구비하다" 및 이의 접합체 형태의 사용은 청구 범위에 명시된 것 이외의 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않는다.
청구범위에서 괄호 사이의 도면 부호는 청구범위를 제한하여 해석되어서는 아니된다.
1, 2: 스트레이크 3, 4: 용접 지지체
5: 단열 배리어 11: 그루브
13, 14: 언더컷 22: 앵커 브랜치
21: 베이스 23: 용접선

Claims (19)

  1. 유체-밀폐 단열 탱크 멤브레인을 용접하는 방법에 있어서,
    유체-밀폐 단열 탱크는 적어도 하나의 유체-밀폐 금속 멤브레인 및 상기 유체-밀폐 금속 멤브레인에 인접한 적어도 하나의 단열 배리어(5)를 구비하는 단열체를 포함하되,
    - 단열 배리어(5)의 지지 표면(10)에 의해 지지되는 유체-밀폐 금속 멤브레인의 2개 이상의 금속 스트레이크(1, 2)는 지지 표면(10)에 놓인 평면 중앙부(6, 7)와 지지 표면(10)에서 돌출된 두 개의 융기 측면 에지(8, 9)를 포함하는 프로파일 부품의 형상을 취하며,
    - 단열 배리어(5)에 의해 지지되는 적어도 2개의 금속 용접 지지체(3, 4)는 2개의 인접한 금속 스트레이크(1, 2)의 2개의 인접한 융기 측면 에지(8, 9) 사이의 지지 표면(11)으로부터 돌출하며,
    - 각각 제 1 원형 단면을 갖는 적어도 한 쌍의 내부 롤러(32, 33)가 2개의 금속 용접 지지체(3, 4) 사이에 삽입되어, 각 내부 롤러(32, 33)의 각각의 상기 원형 단면이 상기 금속 용접 지지체(3, 4)와 각각 접촉하고,
    - 제 2 원형 단면을 각각 구비하는 한 쌍의 외부 롤러(30, 31)는 각각의 외부 롤러(30, 31)의 각각의 상기 원형 단면이 상기 금속 스트레이크(1, 2)의 각각의 인접한 융기 측면 에지(8, 9)와 접촉하도록 배치되고,
    - 상기 내부 롤러(32, 33) 및 외부 롤러(30, 31)로 인하여 유체-밀폐 방식으로 2 바이 2 (two by two)로 동시에 용접되는 시임(seam)이 있으며, 상기 금속 용접 지지체(3, 4) 중 각각에 인접한 2개의 금속 스트레이크(1, 2)의 융기 측면 에지(8, 9)는 인접한 융기 측면 에지 사이에 각각 끼워지는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각각의 상기 내부 롤러(32, 33)의 원형 단면은 서로 추가로 접촉하는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    시임 용접 이전에, 스프레더 장치(36)를 사용하여, 상기 금속 스트레이크(1, 2)의 인접한 각각의 융기 측면 에지(8, 9) 및 각각의 금속 용접 지지체(3, 4)는 내부 롤러(32, 33)의 쌍을 삽입하는 공간을 형성하도록 서로 이격되어 이동된 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    2개의 내부 롤러(32, 33)의 제 1 원형 단면의 직경은 서로 동일한 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    2개의 내부 롤러(32, 33)의 제 1 원형 단면의 직경은 2개의 외부 롤러(30, 31)의 제 2 원형 단면의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    용접 도중에, 상기 내부 롤러(32, 33)는 냉각되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    적어도 하나의 금속 용접 지지체(3, 4)는 단열체의 단열 배리어(5)에 유체-밀폐 금속 멤브레인을 고정하기 위하여 앵커 플랜지를 구비하는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 앵커 플랜지는 L자 형상이며, 종방향부(22) 및 상기 단열 배리어(5)에 상호 맞물린 하부(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    각각의 융기 측면 에지(8, 9)를 금속 용접 지지체(3, 4) 중 하나에 용접하기 이전에, 상기 금속 용접 지지체(3, 4)는 유체-밀폐식으로 용접되어 서로 고정되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    인접한 2개의 각각의 융기 측면 에지 및 상기 용접 지지체 중 각각의 하나의 시임 용접은 1 m/분 내지 2.5 m/분 의 속력으로 수행되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 융기 측면 에지(8, 9)는 20% 이상의 망간을 함유하는 강 또는 인바(Invar) 로 형성되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 융기 측면 에지(8, 9)의 두께는 0.5 밀리미터 내지 0.8 밀리미터(mm) 이며, 시임 용접 동안에, 전류는 2.5 킬로암페어 이상 4 킬로암페어 이하이며, 각각의 외부 롤러(30, 31)에 의해 각 융기 측면 에지(8, 9)에 가해지는 압력은 2 바아(bar) 이상 3.5 이하 인 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 융기 측면 에지(8, 9)의 두께는 0.9 밀리미터 이상 1.2 밀리미터(mm) 이하이며, 시임 용접 동안에, 전류는 3 킬로암페어 이상 4 킬로암페어 이하이며, 각각의 외부 롤러(30, 31)에 의해 각각의 융기 측면 에지(8, 9)에 가해지는 압력은 3.5 바아 이상 5.5 바아 이하인 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    시임 용접 동안에, 용접 전류는 연속적으로 흐르지 않는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  15. 유체-밀폐 단열 탱크 멤브레인을 용접하는 용접 시스템에 있어서,
    상기 용접 시스템은 2개의 널(knurl: 30, 31)을 구비하는 시임 용접 장치, 및 유체-밀폐 단열 탱크의 벽을 포함하되, 상기 유체-밀폐 단열 탱크는,
    - 유체-밀폐 단열 탱크의 벽의 단열 배리어(5)의 지지 표면(10)에 의해 지지되는, 유체-밀폐 금속 멤브레인에 인접한 2개의 금속 스트레이크(1, 2)로서, 상기 지지 표면(10) 상에 놓인 평면 중앙부(6, 7) 및 상기 지지 표면(10)으로부터 돌출되는 2개의 융기 측면 에지(8, 9)를 포함하는 프로파일된 부품의 형태를 취하는, 2개의 금속 스트레이크(1, 2); 및
    - 2개의 인접한 금속 스트레이크(1, 2)의 2개의 인접한 융기 측면 에지(8, 9) 사이에서 상기 지지 표면(10)으로부터 돌출하되 단열 배리어(5)에 의해 지지되는 2개의 금속 용접 지지체(3, 4);를 포함하되,
    상기 용접 장치는,
    - 2개의 금속 용접 지지체(3, 4) 사이에서 삽입되도록 된 제 1 원형 단면을 각각 가지는 한 쌍의 내부 롤러(32, 33)로서, 상기 내부 롤러(32, 33)의 원형 단면은 서로 접촉하며 상기 금속 용접 지지체(3, 4) 중 각각의 하나에 각각 접촉하도록 되는, 한 쌍의 내부 롤러(32, 33);
    - 상기 금속 스트레이크(1, 2)의 각각의 융기 측면 에지(8, 9) 및 금속 지지체(3, 4)가 내부 롤러(32, 33)의 쌍을 삽입하도록 서로 이격되어 이동하게 하는 스프레더 장치(36);
    - 제 2 원형 단면을 각각 구비하는 한 쌍의 외부 롤러(30, 31)로서, 각각의 상기 외부 롤러(30, 31)의 원형 단면은 각각의 인접한 금속 스트레이크의 각각의 융기 측면 에지와 접촉하도록 되는, 한 쌍의 외부 롤러(30, 31);를 포함하여,
    상기 내부 롤러(32, 33) 및 외부 롤러(30, 31)로 인하여, 인접한 융기 측면 에지(8, 9) 사이에 끼워진 각각의 금속 용접 지지체(3, 4)에 2개의 각각의 인접한 융기 측면 에지(8, 9)를 동시에 시임 용접하는 것을 특징으로 하는 용접 시스템.
  16. 복수의 금속 스트레이크(1, 2)로 구성되는 적어도 하나의 유체-밀폐 금속 멤브레인 및 상기 유체-밀폐 금속 멤브레인에 인접한 적어도 하나의 단열 배리어(5)를 포함하는 단열체를 구비하는 유체-밀폐 단열 탱크를 포함하는, 지지 구조체에 통합된 유체-밀폐 단열 탱크에 있어서,
    - 상기 단열 배리어(5)의 지지 표면(10)에 의해 지지되는 유체-밀폐 금속 멤브레인의 적어도 2개의 금속 스트레이크(1, 2)는 상기 지지 표면(10)에 놓이는 평면 중앙부(6, 7) 및 상기 지지 표면(10)으로부터 돌출되는 2개의 융기 측면 에지(8, 9)를 포함하는 프로파일된 부품의 형태를 취하며,
    - 상기 단열 배리어(5)에 의해 지지되는 적어도 2개의 금속 용접 지지체(3, 4)는 2개의 인접한 금속 스트레이크(1, 2)의 2개의 인접한 융기 측면 에지(8, 9) 사이에서 상기 지지 표면(10)으로부터 돌출되며, 2개의 금속 용접 지지체(3, 4)는 스폿 용접에 의해 서로 유체-밀폐 방식으로 용접되며,
    2개의 인접한 금속 스트레이크(1, 2)의 2개의 각각의 인접한 융기 측면 에지(8, 9) 및 인접한 상기 융기 측면 에지(8, 9) 사이에서 끼워진 각각의 금속 용접 지지체(3, 4)는 시임 용접에 의해 유체-밀폐 방식으로 2 바이 2 (two by two)로 서로 용접되는 것을 특징으로 하는 유체-밀폐 단열 탱크.
  17. 저온 액체 제품을 운송하는 선박(70)으로서, 상기 선박은 이중 선체(72) 및 상기 이중 선체에 배치된 제 16 항의 유체-밀폐 단열 탱크(71)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박(70).
  18. 유체 운송 시스템에 있어서,
    상기 시스템은,
    제 17 항의 선박(70),
    상기 선박의 선체에 설치된 탱크(71)를 부유식 저장 설비 또는 육상 저장 설비(77)에 연결하는 방식으로 배치된 단열 파이프(73, 79, 76, 81) 및 상기 단열 파이프를 통하여 부유식 저장 설비 또는 육상 저장 설비로부터 선박의 탱크로 또는 선박의 탱크로부터 부유식 저장 설비 또는 육상 저장 설비로 유체의 유동을 구동하는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 운송 시스템.
  19. 제 17 항의 선박(70)을 적재 또는 하역하는 방법에 있어서,
    유체는 단열 파이프(73, 79, 76, 81)를 통하여 부유식 저장 설비 또는 육상 저장 설비(77)로부터 선박의 탱크(71)로 또는 선박의 탱크(71)로부터 부유식 저장 설비 또는 육상 저장 설비로 라우팅되는 것을 특징으로 하는 선박을 적재 또는 하역하는 방법.
KR1020217014714A 2018-10-16 2019-10-07 탱크의 유체-밀폐 멤브레인 용접 방법 KR102506520B1 (ko)

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FR1859565A FR3087141B1 (fr) 2018-10-16 2018-10-16 Soudage d'une membrane etanche d'une cuve
FR1859565 2018-10-16
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