KR102605964B1 - 용접용 열보호 지지구 - Google Patents
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Abstract
본 용접용 열보호 지지구는 방열을 수행하는 알루미늄 시트와, 상기 알루미늄 시트의 상면에 적층되고 용접을 위한 모재와 알루미늄 시트 사이에 배치되어 용접부에서 발생되는 열을 1차로 차단하는 제1열 차단시트와, 상기 알루미늄 시트의 하면에 적층되고 알루미늄 시트와 방열박스 사이에 배치되어 용접부에서 발생되는 열을 2차로 차단하는 제2열 차단시트를 포함하고, 상기 제1열 차단시트 및 제2열 차단시트는 실리카 섬유로 구성되어, 열 차단성능을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 용접시 모재의 저면에 배치되어 용접시 발생되는 열이 모재의 저면에 배치되는 부품으로 전달되는 것을 차단하여 용접열에 의한 부품의 손상을 방지하는 용접용 열보호 지지구에 관한 것이다.
일반적으로 LNG 탱크는 LNG를 수송하는 선박에 설치된다. 액화천연가스(LNG)는 비중이 0.5 이하로 가볍고, 메탄을 주성분으로 하고 있어 섭씨 -161.5℃ 이하가 아니면 상압하에서 액체는 되지 않기 때문에, 가압 탱크나 단열층을 갖추고 있다.
LNG 탱크는 모스(구형 탱크) 방식과 멤브레인 방식이 있다. 모스 타입은 탱크가 선체로부터 독립하고 있어, 그것 자신으로 내부의 LNG를 가두기 위한 압력을 유지해, LNG의 중량을 받아 들이는 방식으로 고압에 견디는 것과 동시에 내부에 열의 침입을 최소로 하기 위해서 구형이 된다.
구형이기 때문에 선창의 공간 이용 효율이 나쁘고, 구형 강판 제조의 고도의 기술이 필요하며 용접시에 용접결함이 발생하여 품질관리가 어렵다. 탱크 외벽은 선창 내벽과 밀착하고 있어, 얇은 탱크는 밀폐와 초저온을 유지하는 기능만을 담당하고, 압력이나 중량의 지지는 선체가 부담한다. 네모진 선창 공간을 낭비 없게 사용할 수 있기 위해서 상갑판으로부터 돌출이 적고, 탱크의 중량도 가볍게 해야 한다. 멤브레인 방식의 LNG 탱크가 주로 생산되고 이용되고 있다.
이와 같은 멤브레인 방식의 LNG 탱크의 용접시 방열박스는 탱크 내의 -161.5℃ 미만으로 유지하기 위하여 외부 온도에 의한 온도상승을 억제하는 재료로 훼손 및 변형 등이 없어야 한다.
따라서, 용접부의 저면에 열보호 지지구를 배치하여 멤브레인 LNG 탱크에서 스테인레스 스틸을 GTA(Gas Tungsten arc Welding = TIG) 용접할 때 방열박스의 버닝 등의 결함을 방지한다.
따라서, 본 발명의 목적은 알루미늄 시트의 상면 및 하면에 제1열 차단시트와 제2열 차단시트를 배치하여 2중으로 열을 차단하여 열 차단성능을 향상시킬 수 있고, 특히 알루미늄 시트와 방열박스 사이에 제2열 차단시트를 배치하여 알루미늄 시트에 의한 방열박스의 스크레치 손상 등을 방지하는 용접용 열보호 지지구를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 제1열 차단시트와 제2열 차단시트를 실리카 섬유와, 실리카 섬유의 표면에 코팅되는 우레탄 코팅층으로 형성하여 실리카 섬유의 오염 및 마모를 방지하고 재봉부의 재봉실이 풀리는 것을 방지할 수 있는 용접용 열보호 지지구를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 제1열 차단시트와 제2열 차단시트의 양쪽 가장자리만 재봉함으로써 알루미늄 시트의 재봉 시에 나타나는 알루미늄 시트의 변형이나 손상을 방지할 수 있는 용접용 열보호 지지구를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 용접용 열보호 지지구는 방열을 수행하는 알루미늄 시트와, 상기 알루미늄 시트의 상면에 적층되고 용접을 위한 모재와 알루미늄 시트 사이에 배치되어 용접부에서 발생되는 열을 1차로 차단하는 제1열 차단시트와, 상기 알루미늄 시트의 하면에 적층되고 알루미늄 시트와 방열박스 사이에 배치되어 용접부에서 발생되는 열을 2차로 차단하는 제2열 차단시트를 포함하고, 상기 제1열 차단시트 및 제2열 차단시트는 실리카 섬유와, 실리카 섬유의 표면에 코팅되는 우레탄 코팅층을 포함할 수 있다.
상기 알루미늄 시트는 알루미늄이 99% 이상 함유되고, 두께(T1)는 0.06mm ~ 0.1mm로 형성되고, 상기 제1열 차단시트 및 제2열 차단시트의 두께(T2)는 0.2mm ~ 0.5mm로 형성될 수 있다.
상기 알루미늄 시트는 제1열 차단시트와 제2열 차단시트에 비해 그 폭이 작게 형성되어 제1열 차단시트와 제2열 차단시트의 폭방향 양쪽 가장자리에는 이들 제1열 차단시트와 제2열 차단시트만 서로 접촉되는 제1접촉부 및 제2접촉부가 형성되고, 상기 제1접촉부 및 제2접촉부에는 제1열 차단시트와 제2열 차단시트만 재봉하여 고정하는 제1재봉부 및 제2재봉부가 형성될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 용접용 열보호 지지구는 알루미늄 시트의 상면 및 하면에 각각 제1열 차단시트와 제2열 차단시트를 배치하여 용접부의 열이 제1열 차단시트에서 1차로 차단되고, 제2열 차단시트에서 2차로 차단되어 열 차단성능을 향상시킬 수 있고, 제2열 차단시트가 알루미늄 시트와 방열박스 사이에 배치되어 방열박스가 스크레치 등으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제1열 차단시트 및 제2열 차단시트는 실리카 섬유와, 실리카 섬유의 표면에 코팅되는 우레탄 코팅층으로 형성되어 실리카 섬유의 오염 및 마모를 방지하고 재봉부의 재봉실이 풀리는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제1열 차단시트 및 제2열 차단시트 사이를 재봉하고 알루미늄 시트는 재봉하지 않도록 하여 알루미늄 시트의 재봉시 변형이나 손상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접부의 단면도이다.
도 2는 본 발멸의 일 실시예에 따른 용접용 열보호 지지구의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 열보호 지지구의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 열보호 지지구의 확대 단면도이다.
도 2는 본 발멸의 일 실시예에 따른 용접용 열보호 지지구의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 열보호 지지구의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 열보호 지지구의 확대 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접부의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 LNG 탱크에서 스테인레스 스틸의 용접부를 나타낸 것으로, 용접을 수행하는 용접부(14)가 형성되는 두 모재(10,12)의 하면에 열보호 지지구(20)를 배치하여 용접시 발생되는 열이 두 모재의 하부의 방열박스(30)로 전달되는 것을 차단하여 방열박스(30)의 열에 의한 결함을 방지한다.
열보호 지지구(20)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 방열 기능을 갖는 알루미늄 시트(22)와, 알루미늄 시트(22)의 상면에 적층되고 모재(10,12)와 알루미늄 시트(22) 사이에 배치되어 용접부(14)의 열을 1차로 차단하는 제1열 차단시트(24)와, 알루미늄 시트(22)의 하면에 적층되고 알루미늄 시트(22)와 방열박스(30) 사이에 배치되어 용접부(14)의 열을 2차로 차단하는 제2열 차단시트(26)를 포함한다.
알루미늄 시트(22)는 알루미늄이 99% 이상 함유된 것으로, 그 두께(T1)는 0.1mm ~ 0.3mm로 형성될 수 있다. 이와 같은 알루미늄 시트(22)는 열전도성이 우수하여 용접부(14)의 열을 빠르게 확산하여 방열하는 기능을 수행하고 재질의 특성상 롤 형태로 감겨진 상태로 롤러에 권취가 가능하여 사용이 편리하다.
이러한 알루미늄 시트 대신에 방열성능이 우수한 구리를 사용할 경우 방열박스에 결함이 발생될 우려가 있고, 스틸 재질일 경우 부식의 우려가 있으며, 스테인레스 스틸 재질의 경우 롤 형태로 제조가 어려운 문제가 있다.
제1열 차단시트(24) 및 제2열 차단시트(26)는 실리카 섬유(60)와, 실리카 섬유(60)의 표면에 코팅되는 우레탄 코팅층(62)을 포함한다.
이와 같이, 제1열 차단시트(24)와 제2열 차단시트(26)는 동일한 구성 및 재질로 형성되고 알루미늄 시트(22)의 상면 및 하면에 각각 배치되고 그 두께(T2)는 0.2mm~0.5mm로 형성될 수 있다.
실리카 섬유(60)는 SiO2 성분이 96% 이상 함유된 무기섬유이고, 1600℃ 이상의 용융온도를 가지므로 단열성능이 우수하다. 우레탄 코팅층(62)은 난연성을 갖는 우레탄 재질로 형성되고, 실리카 섬유(60)의 오염 및 마모를 방지하고, 내열성 및 내한성이 향상되어 방열박스(30)의 훼손 및 오염을 방지할 수 있다.
실리카 섬유(60)는 재질의 특성상 오염 및 훼손이 쉽게 발생하여 용접시 결함이 발생되는 문제가 있는데, 실리카 섬유(60)의 표면에 우레탄 코팅층(62)을 형성함으로써 실리카 섬유(60)의 훼손이나 오염으로 인한 단열성능의 저하를 방지할 수 있다.
알루미늄 시트(22)와 방열박스(30) 사이에 제2열 차단시트(26)가 배치되어 단열성능을 향상시킴과 아울러 방열박스(30)와 알루미늄 시트(22)가 직접 접촉되는 것을 방지하여 알루미늄 시트(22)에 의해 방열박스(30)에 스크래치 등의 손상을 방지할 수 있다.
알루미늄 시트(22)의 상면에 제1열 차단시트(24)를 적층하고 알루미늄 시트(22)의 하면에 제2열 차단시트(26)를 적층한 후 재봉에 의해 상호 결합된다. 이때, 알루미늄 시트(22)는 그 폭이 제1열 차단시트(24) 및 제2열 차단시트(26)에 비해 작게 형성되도록 하여 제1열 차단시트(24)와 제2열 차단시트(26)의 폭방향 양쪽 가장자리만 서로 접촉되는 제1접촉부(42) 및 제2접촉부(44)가 각 형성되고 제1접촉부(42)에는 제1접촉부(42)를 재봉하는 제1재봉부(32)가 형성되고, 제2접촉부(44)에는 제2접촉부(54)를 재봉하는 제2재봉부(34)가 형성되어 고정된다.
여기에서, 알루미늄 시트(22)를 제1열 차단시트(24) 및 제2열 차단시트(26)와 함께 재봉하게 되면 알루미늄 시트(22)의 재봉 부분이 휘어지거나 훼손이 발생되어 작업시 결함이 발생되는 문제가 있다.
본 실시예에서는 이러한 문제를 해결하고자 알루미늄 시트(22)는 재봉하지 않고 제1열 차단시트(24)와 제2열 차단시트(26)의 폭방향 양쪽 가장자리만 서로 적층하여 재봉한다.
이와 같이 제조되는 열보호 지지구(20)는 용접부(14)의 길이에 맞게 현장에서 절단하여 사용하게 되는데, 실리카 섬유(60)가 직조 방식으로 제조되어 절단된 부분에서 실이 풀리는 문제가 발생되고 절단하여 사용할 때 절단면에서 재봉부의 재봉실이 풀리게 되어 사용이 불편한 문제가 있다.
본 실시예에서는 실리카 섬유(60)의 표면에 우레탄 코팅층(62)을 형성하여 실리카 섬유(60)의 실이 풀리는 현상을 방지하고, 재봉부의 경우 재봉실이 우레탄 코팅층(62)에 파고 들어가게 되어 우레탄 코팅층이 재봉실을 고정하는 역할을 하여 열보호 지지구(20)의 절단시 재봉실이 풀리는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 열보호 지지구의 제조공정을 살펴보면, 제1열 차단시트(24), 제2열 차단시트(26) 및 알루미늄 시트(22)가 롤에 감겨진 상태에서 롤러에 거치되고 언와인더를 이용하여 알루미늄 시트(22)와, 제1열 차단시트(24) 및 제2열 차단시트(26)를 풀어주면서 재봉유닛으로 공급한다. 이때, 알루미늄 시트(22)는 제1열 차단시트(24)와 제2열 차단 시트(26) 사이의 중앙에 배치되고, 알루미늄 시트(22)는 제1열 차단시트(24)와 제2열 차단 시트(26)보다 폭이 작기 때문에 제1열 차단시트(24)와 제2열 차단시트(26)의 폭방향 양쪽 가장자리는 서로 접촉하게 되고 이 접촉부를 재봉함으로써 알루미늄 시트(22)는 재봉되지 않도록 한다.
재봉이 완료되면, 제품을 리와인더를 이용하여 10m~20m의 길이를 갖는 롤 타입으로 제조한다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 열보호 지지구는 알루미늄 시트(22)의 상면 및 하면에 각각 제1열 차단시트(24)와 제2열 차단시트(26)를 배치함으로써 용접부(14)의 열이 제1열 차단시트(24)에서 1차로 차단되고, 제2열 차단시트(26)에서 2차로 차단되어 단열성능을 향상시킬 수 있고, 제2열 차단시트(26)가 알루미늄 시트(22)와 방열박스(30) 사이에 배치되어 알루미늄 시트(22)가 방열박스(30)에 접촉되어 나타날 수 있는 방열박스(30)의 스크레치 등의 손상이 억제된다.
또한, 제1열 차단시트(24) 및 제2열 차단시트(26)는 실리카 섬유(60) 및 실리카 섬유(60)의 표면에 코팅되는 우레탄 코팅층(62)으로 형성되어 실리카 섬유(60)의 오염 및 마모를 방지하고 재봉부의 재봉실이 풀리는 것을 방지할 수 있다.
또한, 재봉부는 제1열 차단시트(24) 및 제2열 차단시트(26) 사이를 재봉하여 알루미늄 시트(22)는 재봉되지 않도록 하여 알루미늄 시트(22)가 재봉시 변형되거나 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
10,12: 모재 14: 용접부
20: 열보호 지지구 22: 알루미늄 시트
24: 제1열 차단시트 : 26: 제2열 차단시트
30: 방열박스 32,34: 재봉부
60: 실리카 섬유 62: 우레탄 코팅층
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30: 방열박스 32,34: 재봉부
60: 실리카 섬유 62: 우레탄 코팅층
Claims (6)
- 방열을 수행하는 알루미늄 시트;
상기 알루미늄 시트의 상면에 적층되고, 용접 모재와 알루미늄 시트 사이에 배치되어 용접부에서 발생되는 열을 1차로 차단하는 제1열 차단시트; 및
상기 알루미늄 시트의 하면에 적층되고, 알루미늄 시트와 방열박스 사이에 배치되어 용접부에서 발생되는 열을 2차로 차단하는 제2열 차단시트를 포함하고,
상기 제1열 차단시트 및 제2열 차단시트는 실리카 섬유 및 상기 실리카 섬유의 표면에 코팅되는 우레탄 코팅층으로 구성되고,
상기 알루미늄 시트는 상기 제1열 차단시트 및 제2열 차단시트에 비해 그 폭이 작게 형성되어 상기 제1열 차단시트 및 제2열 차단시트의 폭방향 양쪽 가장자리에는 상기 제1열 차단시트와 제2열 차단시트만 서로 접촉되는 제1접촉부와 제2접촉부가 형성되고, 상기 제1접촉부와 제2접촉부에는 제1재봉부와 제2재봉부가 각각 형성되는 용접용 열보호 지지구. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 알루미늄 시트는 알루미늄이 99% 이상 함유되고, 두께(T1)는 0.1mm ~ 0.3mm로 형성되는 용접용 열보호 지지구. - 제1항에 있어서,
상기 제1열 차단시트와 제2열 차단시트 각각의 두께(T2)는 0.2mm ~ 0.5mm로 형성되는 용접용 열보호 지지구. - 제1항에 있어서,
상기 실리카 섬유는 SiO2 성분이 96% 이상 함유된 무기섬유이고, 1600℃ 이상의 용융온도를 가지는 용접용 열보호 지지구.
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