KR20000009432A - 형상측정법을 이용한 곡관형 조정관의 제작방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 형상측정법을 사용하여 조정관의 설치공간을 계측하여 도면화가 가능하며 또한 숍(SHOP)내에서 계측 결과를 이용제작할 수 있는 방법을 강구하고자 하는 것으로서, 곡관형 조정관은 양쪽 플랜지간의 상대적인 형상을 한쪽 플랜지를 기준으로 다른 플랜지 위치로 표현하는데, A 플랜지를 기준으로 B 플랜지와의 중심높이차(또는 단차)를 측정하는 단계; 상기 단차를 측정하고 이 단차를 중심으로 한 직선을 이용하여 A 플랜지의 상하 끝단에서 측정하여 그 차이를 구하는 볼트 홀의 회전량을 측정하는 단계; 상기 A 및 B 플랜지에 플랜지 홀더를 체결하고 A 플랜지를 기준으로 B 플랜지의 좌,우 회전량의 차이와 상,하 회전량의 차이를 측정하는 플랜지의 면각 측정단계; 및 A 및 B 플랜지에 90° 및 45° 교차자를 이용하여 la와 lb의 교차길이를 측정하는 교차길이를 측정하는 단계로 구성하는 것을 특징으로 하는 형상측정법을 이용한 곡관형 조정관의 제작방법을 제공한다.

Description

형상측정법을 이용한 곡관형 조정관의 제작방법
본 발명은 선박의 건조시 블록의 내부로 설치되는 배관 라인의 조정관에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 형상 측정법을 사용하여 조정관의 설치공간을 계측하여 도면화가 가능하고 또한 숍(SHOP)내에서 계측 결과를 이용제작할 수 있는 방법을 강구하고자 하는 형상측정법을 이용한 곡관형 조정관의 계측기술 및 제작방법에 관한 것이다.
일반적으로 선박의 건조과정은 블록(BLOCK)이란 구성단위로써 계획되고 제작 및 탑재되는데, 즉 부품이 몇 개씩모여 소블록으로, 소블록은 다시 중블록 및 대블록으로 조립되어 도크에서 탑재되어 선박을 건조하게 되는 것이다.
이런 과정을 통해서 건조되기 때문에 내부 배관역시 블록단위로 의장 및 탑재되어 최종 건수시에는 모든 기관이 정상 작동할 수 있는 배관 라인(LINE)을 갖는다. 총길이가 300 미터에 달하는 대형선박을 세부 블록화하여 건조하기 때문에 블록 및 탑재과정에서 오차가 발생할 수 있으며 배관 라인 역시 초기설계 제작/설치 오차를 피할 수 없다.
초기 설계도면대로 제작 및 배관할 수 있는 길이 12미터 내의 고정관(또는 설치관; FIXED PIPE)이 블록제작 오차와 탑재 등으로 그 위치를 변경하면 그에 따르는 많은 블록의 배관 라인들도 위치를 변경해야 한다. 이러한 작업의 모순을 없애고 또한 설치 작업성을 쉽게할 수 있도록 길이 1미터 이내의 짧은 길이의 배관 피스(PEACE)를 제작하여 고정관의 제작 및 설치오차를 이곳에 집약시켜서 배관 라인의 재작업을 최소화하고 있는 실정이다. 짧은 길이의 배관 피스를 조정관(ADJUSTABLE PIPE)이라 명칭하고 대부분의 경우 조정관 현물을 이용하여 블록내 현장에서 제작 및 용접하여 사용하였다.
조정관 제작 방법은 국내는 물론 국외 조선소에서도 아직까지 해결치 못하는 문제점으로 남아있고, 그로인해 각 조선소 특성에 맞는 고유방법을 보유하고 있으나 대부분 형상측정후 재현하는 기술은 미개발된 상태이며 현물 또는 지그(JIG) 이용법이 보편화되어 있다.
도 1은 일반적인 조정관의 발생위치 및 형상을 나타내는 도면으로서, 조정관은 선박의 블록조립 및 탑재과정에서 발생하는 것이 일반적이다.
블록A(4)와 블록B(8)를 탑재하고 장치가 선행의장된 경우 "F"부위에는 대부분 직관 또는 곡관형의 조정관이 형성되고, 블록A(4)와 블록B(8)를 상하탑재하는 경우 "G"부위에는 대부분 조정관이 수직으로 형성되며, 블록C(12)와 다른 블록간에 블록을 전후탑재하는 경우 "H"부위에는 대부분 조정관이 수평으로 형성되게 된다.
선박의 건조시 조정관의 발생형태를 알아보면 다음 표와 같다.
<표 1> 조정관의 발생형태
블록의 상하탑재시 블록의 전후탑재시 장치와 블록의 탑재시 장치와 장치의 탑재시
형상 직관(수직) 직관(수평) 직관 또는 T자형 T자형
제작 및 설치작업조건 협소 협소 협소 보통
점유율 85% 10% 5%
상기 표 1에 대해서 설명하면, 일반적으로 블록의 상하탑재시는 수직타입의 직관이 발생되고 블록의 전후탑재시는 수평타입의 직관이 발생되며, 장치와 블록의 탑재시는 직관 또는 T자형이 발생되는데, 조정관의 유형은 대부분 블록의 상하탑재시 또는 블록의 전후탑재시의 직관형 조정관이 85%에 이르는 실정이다.
도 2는 도면에 의한 조정관 제작시 플랜지면의 각도허용 규격을 나타내는 도면으로서, 고정관에 설치된 양 플랜지(A)(B)의 사이로 조정관을 삽입하는 순서를 나타내고 있다.
조정관 제작방법은 길이(L)보다 100mm 정도의 여유분을 주어 현장에서 현물을 끼워서 맞추는 방법이다. 파이프(14)와 플랜지(18)와의 각도 θ 는 90° ± 3°이내의 규격으로 설정한다.
도면에 의한 조정관 제작공정의 흐름을 알아보면, 조정관 도면출도 → 미완성 조정관 제작 → 호선으로 운반 → 현물이용 맞춤 및 취부용접 → 도크작업장 운반 → 열처리공장으로 운반/열처리 → 도장실시 호선으로 운반 및 설치의 순으로 이루어지는게 일반적이다.
도 3은 일반적인 형상 지그의 구성도로서, 형상지그를 이용한 조정관 제작방법에 사용하는데, 중심 구성요소는 지그(JIG) 본체(22), 연결로드(26) 및 어댑터(30)로 구성된다. 상기 지그 본체(22)의 재질은 알루미늄이며 2개가 1개조이고, 연결로드(26)는 재질은 SS41이고 3 - 4개가 1조로 이루어지며, 어댑터(30)의 재질은 SS41이고 3 - 4개가 1조로 구성된다.
형상지그를 이용한 조정관 제작방법은, 도면에 의한 조정관 제작방법이 현물맞춤과정을 거침으로써 현실적으로 도면으로써 기능이 부족하고 오히려 제작소요시간이 더 많은 단점을 보완하기 위해서 현업부서에서 자체 개발한 방법으로서, 조정관 설치부위에 플랜지를 2장 연결한 후 도면에 의한 제작방법에서 사용하는 파이프대신 연결로드(26)를 이용하여 가용접하고 조정관 형상을 제작하는 것이다.
상기 형상지그를 이용한 조정관 제작공정을 살펴보면, "지그 본체에 어댑터를 볼트로 체결함 → 조정관 설치공간의 양쪽 플렌지에 지그 본체를 볼트로 체결함 → 연결로드를 이용하여 어댑터 부위에 용접함 → 지그 본체를 조정관 설치공간에서 해체함 → 조정관 플렌지를 지그 본체를 체결함 → 파이프를 양쪽 플랜지 간격만큼 절단함 → 파이프를 플렌지에 끼워넣고 가용접함 → 지그 본체를 조정관에서 떼어내고 용접완료함 → 후처리 공장으로 운반 및 후처리 실시 → 도장실시 → 조정관 설치공간에 끼워넣고 설치완료함"의 순서로 조정관을 제작한다.
<표 2> 형상지그를 이용한 조정관 제작방법의 장단점
장점 단점 비교
1. 제작이 쉽다.2.제작소요 시간이 적다.3. 설치공간이 배관라인에 대한 정렬이 정확하면 오작발생이 거의 없다. 1. 플랜지 규격별로 지그를 제작해야 한다.2. 지그를 작업자가 운반해야 함으로 좁은 공간에서는 충돌로 인한 변형으로 오작발생이 우려됨. 현재 규격별로 1000A 크기의 조정관까지 제작할 수 있도록 플랜지로 지그를 제작보유하여 적용하고 있는 실정임.
도면에 의한 조정관 제작방법 또는 형상지그를 이용한 조정관 제작방법간에 조정관 제작방법의 개발효과는 신속성 및 물류이동의 감소에 있음으로, 결국 모든 조정관 제작을 고정관 제작공장에서 제작 및 후처리하여 설치하는 것이 가장 이상적인 방법이라 말할 수 있다. 그러므로, 조정관 설치공간을 계측하여 숍(SHOP)내에서 재현(SIMULATION) 및 제작하는 방법이 조정관 제작에 따른 물류이동을 감소시키는 최선의 방법이라 할 수 있다.
또한, 제작된 조정관이 전체배관 라인과 조화를 이루어야하는데, 즉 전체배관 라인의 정렬이 선행작업되어야 함으로 배관라인의 정렬방법도 필요하고 조정관의 다양화를 단순화하기 위해 조정관의 크기 및 유형을 단순화시켜야 하는 실정이다.
뿐만아니라, 최근들어 대형선박의 선주가 현물을 이용한 조정관 제작방법에 대하여 작업방법 개선을 요구하고 있는 실정인데, 이는 폴리우레탄 등 특수코팅된 배관이 조정관 제작시 화기절단 작업 등으로 손상될 우려가 판단되기 때문이다.
종래의 조정관 제작방법인 도면에 의한 조정관 제작방법과 형상지그를 이용한 방법에서 알 수 있듯이, 조정관 현물을 이용 블록내 현장에서 제작 및 용접함으로써 안전사고의 위험과 용접품질의 저하를 가져왔으며, 특히 물류이동이 많은 문제점이 있었다.
또한, 도면에 의한 제작방법은 블록탑재의 오차로 도면이 현장상태와 다르게 그려지고 물류이동이 많아 작업 안정성 확보의 문제점이 발생된다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은, 곡관형 조정관의 제작방법을 계측기기를 이용하여 형상측정 결과로써 공장내에서 제작할 수 있도록하여 작업 안정성을 확보하고 용접품질을 향상시키는 동시에 물류이동을 감소시켜 생산성 향상을 꾀할 수 있는 형상측정법을 이용한 곡관형 조정관의 계측기술 및 제작방법을 제공하고자 하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 곡관형 조정관은 양쪽 플랜지간의 상대적인 형상을 한쪽 플랜지를 기준으로 다른 플랜지 위치로 표현하는데, A 플랜지를 기준으로 B 플랜지와의 중심높이차(또는 단차)를 측정하는 단계; 상기 단차를 측정하고 이 단차를 중심으로 한 직선을 이용하여 A 플랜지의 상하 끝단에서 측정하여 그 차이를 구하는 볼트 홀의 회전량을 측정하는 단계; 상기 A 및 B 플랜지에 플랜지 홀더를 체결하고 A 플랜지를 기준으로 B 플랜지의 좌,우 회전량의 차이와 상,하 회전량의 차이를 측정하는 플랜지의 면각 측정단계; 및 A 및 B 플랜지에 90° 및 45° 교차자를 이용하여 la와 lb의 교차길이를 측정하는 교차길이를 측정하는 단계로 구성하는 것을 특징으로 하는 형상측정법을 이용한 곡관형 조정관의 제작방법을 제공한다.
도 1은 일반적인 조정관의 발생위치 및 형상을 나타내는 도면.
도 2는 도면에 의한 조정관 제작시 플랜지면의 각도허용 규격을 나타내는 도면.
도 3은 일반적인 형상 지그의 구성도.
도 4a는 본 발명의 상대적인 3차원 좌표를 이용한 조정관 계측방법을 개략적으로 나타내는 도면이고 도 4b는 본 발명의 각도와 길이로 조정관 계측방법을 개략적으로 나타내는 도면.
도 5a는 본 발명의 길이로 조정관 계측방법을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 5b는 본 발명의 각도로 조정관 계측방법을 개략적으로 나타내는 도면.
도 6a는 본 발명의 곡관형 조정관의 계측기기 설치도면이고, 도 6b는 본 발명의 배관라인의 단차 측정을 나타내는 도면이며, 도 6c는 본 발명의 플랜지 면의 면각측정 도면이고, 도 6d는 본 발명의 교차길이(90도 곡관형 조정관) 측정도면.
도 7은 본 발명의 곡관형 조정관의 볼트 홀의 선정방법을 나타내는 도면.
도 8a는 본 발명의 곡관형 조정관 제작을 위한 A,B 플랜지 홀더의 배열을 나타내는 도면이고, 도 8b는 도 8a의 A 플랜지의 체결을 나타내는 도면이며, 도 8c는 도 8a의 B 플랜지의 체결을 나타내는 도면.
도 9a는 본 발명의 단차 조정을 나타내는 도면이고, 도 9b는 본 발명의 B 플랜지의 볼트 홀의 회전량 조정을 나타내는 도면이며, 도 9c는 본 발명의 B 플랜지의 상하면각의 조정방법을 나타내는 도면.
도 10a는 본 발명의 B 플랜지의 좌우면각의 조정방법을 나타내는 도면이고, 도 10b는 본 발명의 교차길이의 조정을 나타내는 도면.
도 11은 본 발명의 곡관형 조정관의 파이프를 삽입하는 상태를 나타내는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
40 : A 플랜지 44 : B 플랜지
48 : 센터링 지그 52 : 수평각측정용 각도게이지
54 : 측정지그 56 : 회전각측정용 각도게이지
58 : 수직각측정용 각도게이지 60 : 위치측정용 각도게이지
64 : 접촉면 확인지그 70 : 계측기
74 : 레이저 빔 부착지그 78 : 레이저 빔
80: 단차를 측정하는 단계 82 : 볼트홀의 회전량을 측정하는 단계
84 : 교차자 86 : 플랜지의 면각 측정단계
88 : 볼 팁(BALL TIP)계측기 90 : 교차길이를 측정하는 단계
92,92' : 플랜지 홀더 96 : 스톱퍼(STOPPER)
98 : 플랜지 회전지그 102: 슬라이드식 롤러
108: 리프팅 테이블 112: 파이프
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.
조정관의 형성요소는 파이프의 길이, 플랜지의 면각, 플랜지의 볼트 홀의 위치, 배관 라인의 단차 등 4가지로 구분된다.
따라서, 조정관의 계측방법에는 이 4가지 요소를 모두 포함되어야 하며 표현방법으로써는 3차원 좌표, 길이, 각도를 이용하면 형성요소를 모두 표현가능하고, 3차원 길이, 각도를 이용하는 방법은 아래표와 같이 4가지 방법이 존재한다.
< 표 3 > 조정관의 형성요소 표현방법
구분 표현방법 비고
1)상대적인 3차원 좌표로 나타내는 방법 조정관이 설치될 2개의 플랜지중 하나를 기준으로하여 상대적인 3차원 좌표로 표현 직관 및 곡관적용
2)각도와 길이로 나타내는 방법 조정관이 설치될 2개의 플랜지의 면각 및 볼트 홀 위치, 단자 등은 각도로써 표현하고 플랜지의 중심길이를 측정하여 표현 직관적용
3)길이로써 나타내는 방법 2개의 플랜지간의 형상을 볼트 홀 위치를 중심으로 길이 및 대각선 길이로 표현 직관 및 곡관부분적용
4)각도로써 나타내는 방법 이 방법은 조정관의 형성요소를 모두 각도로 표현하는 방법 직관 및 곡관부분적용
도 4a는 본 발명의 상대적인 3차원 좌표를 이용한 조정관 계측방법을 개략적으로 나타내는 도면으로서, 상대적인 3차원 좌표를 이용한 조정관 계측방법은 조정관이 설치될 2개의 플랜지중 하나를 기준으로하여 상대적인 좌표로 표현하는 것으로써, 배관라인과 연결되는 A 플랜지(40)의 중심을 Cⓐ라 하고 3차원 좌표를 (0,0,0)으로 놓고 다른 배관라인과 연결되는 B 플랜지(44)의 중심 Cⓑ 및 H1ⓐ에서 H4ⓑ까지 최소 8개의 볼트구멍의 중심위치를 측정하여 3차원 좌표로 표현한다. 이 방법은 3차원 측정장치(당사에서는 "큐비트"란 자체개발 3차원 측정기를 이용)가 필요하고 측정에 많은 시간이 소요되며, 또한 측정결과를 이용해서 조정관의 제작시 재현이 어려워 현장에서 적용하기가 곤란한 문제점을 가지고 있다.
도 4b는 본 발명의 각도와 길이로 조정관 계측방법을 개략적으로 나타내는 도면으로서, 각도와 길이로 나타내는 방법은 플랜지의 면형상은 각도로써 표현하고 플랜지의 중심길이를 측정하는 방법으로써, 배관라인과 연결되는 A 플랜지(40)와 다른 배관라인과 연결되는 B 플랜지(44)에 삼각형(120°)이나 사각형(90°) 또는 일자형(180°)의 지그를 부착시켜서 그 중심에 2개의 각도게이지를 부착하고 상기 각도게이지는 상하좌우 회전이 가능해서 볼트구멍의 위치 및 플랜지면을 표현할 수가 있어 양 플랜지의 중심간의 길이를 측정한다.
그러나, 계측기를 제작하여 사용하였지만 재현오차가 현업부서 요구혀용치 ± 1mm를 크게 초과하여 현업적용에 적합치않은 문제점을 가지고 있다.
도 5a는 본 발명의 길이로 조정관 계측방법을 개략적으로 나타내는 도면으로서, 길이로 표현하는 방법은 A 플랜지(40)와 B 플랜지(44)의 기준 4개 볼트에 대한 중심길이를 측정하는 방법으로 간단하면서 비교적 정확한게 특징이다. 이 방법은 조정관 구성요소 4가지를 모두 만족시킬 수 있으나 복합된 상태임으로 직관형에는 적용이 가능하나 곡관형에는 재현시 오차를 발생시킬 수 있고, 따라서 곡관형 조정관은 부분적용이 가능할 뿐이다. 길이는 모두 10가지를 측정하되 이중 2가지는 재현시 검증용으로 사용하는 것으로, 아래표는 길이로써 조정관을 제작시 측정하는 요소를 보여주고 있다.
< 표 4 > 길이측정을 이용한 조정관의 조정
구분 길이 비고
lA① - B① 플랜지A와 B의 ①번 볼트홀 중심간의 직선길이 면형성
1A② - B② 플랜지A와 B의 ②번 볼트홀 중심간의 직선길이 면형성
lA③ - B③ 플랜지A와 B의 ③번 볼트홀 중심간의 직선길이 면형성
도 5b는 본 발명의 각도로 조정관 계측방법을 개략적으로 나타내는 도면으로서, 각도로써 표현하는 방법은 각도와 길이로 나타내는 방법을 좀더 발전시킨 방법으로써 각도와 길이변수를 모두 각도변수로 나타내는 방법으로서, 각도와 길이변수를 적용시 문제시되었던 선접속에 의한 오차발생이 적고 특히 재현시 변수의 고정화가 가능하여 계측기기의 제작 현업적용하였으나 현업부서에서 각도의 눈금판독과 파이프길이 계산이 어려워 시범적용만 실시하는 실정이다.
도 5b에서 알수 있는 바와같이, A 플랜지(40)와 B 플랜지(44)의 중심을 이용한 각도측정방법을 초기에는 적용하였으나 계측기기의 보완으로 중심을 기준으로 플랜지 볼트구멍까지 연장하여 측정하는 방법으로 현재는 실시하고 있다. 각도로써 고정관의 설치위치를 측정하는 방법을 사용하는 계측기(70)는 A 플랜지(40)와 B 플랜지(44)를 고정하는 각각의 센터링지그(48)를 설치하고 상기 센터링지그(48)의 중심에는 홈이 형성되고 홈의 주위로 수평각측정용 각도게이지(52)를 설치한다. 상기 홈에는 측정지그(54)가 연결되는데, 측정지그의 양단에는 수직각측정용 각도게이지(58)가 설치되고 중앙부 좌측에는 A 플랜지(40)와 B 플랜지(44)의 중심에서의 회전각측정용 각도게이지(56)가 설치되며, 상기 측정지그의 중앙부 우측에는 A 플랜지(40)와 B 플랜지(44)의 중심에서의 위치측정용 각도게이지(60)가 설치되고 상기 위치측정용 각도게이지(60)에 인접하여 바로 A 플랜지(40)와 B 플랜지(44)의 상호구속시에 형성되는 접촉면 확인지그(64)가 설치된다.
상기 계측기(70)의 사용방법은 고정관 플랜지에 센터링 지그(48)를 설치하고 각 기준 볼트홀의 최단길이가 되도록 조정하여 설치하여야 하는데, 설치된 센터링 지그(48)에 측정지그(54)를 연결시킨 후 측정지그의 접촉면이 정확히 일치되도록 측정지그(54)의 위치를 변형시키면서 최적지점을 찾아 고정시킨다. 고정된 상태에서 각 부위에 있는 6개의 각도게이지 값을 읽으면 측정이 완료되는 것이다.
상기 4가지 방법에 의한 조정관의 형상요소 표현방법에 대한 장단점을 비교하면 아래 표와 같다.
< 표 5 > 조정관의 형상요소 표현방법별 장단점 비교
표현방법 장점 단점 비고
1)상대적인 3차원 좌표로 나타내는 방법 측정 정밀정확도가 매우 정확하다.설게도면화가 가능하다. 재현이 불가능하다. 검증용으로 최적
2)각도와 길이로 나타내는 방법 측정이 용이하다. 재현오차가 크다.(±3mm이상)파이프길이 산출이 어렵다.
3)길이로써 나타내는 방법 측정이 용이하고 정밀정확도가 높다.파이프길이 산출이 쉽다.여러유형의 조정관제작이 가능하다.제작오차가 작다.(±1mm) 교육 및 숙련이 필요하다. 직관형조정관 전용곡관용조정관은 부분적용
4)각도로써 나타내는 방법 측정이 용이하다. 재현오차가 크다.(±3mm이상)각도기 눈금판독이 어렵다.파이프길이 산출이 어렵다. 1차계측기기 제작 적용실시하였으나 각도기 사용이 어려워 시범적용만 실시
상기 표 5에 의한 장단점 비교분석 결과를 살펴보면, 조정관 형성요소 표현법 중에서 길이로써 나타내는 방법이 측정 및 재현/제작이 용이하고 또한 재현후 검증이 가능하기 때문에 오작의 위험이 적다.
곡관형 조정관(90° 및 45°)은 직관형 조정관 측정 및 제작법을 동일하게 적용하면 오차가 발생되는데, 이는 곡관형 조정관의 경우 플랜지의 면각, 배관 라인의 단차, 플랜지 볼트 홀의 회전량 등이 구분해석 되어야 하며, 이들 요소를 정확히 구분측정 및 제작하지 않으면 오차로 나타나기 때문에 곡관형 조정관의 경우는 이들 요소에 대하여 구분측정이 가능토록 별도의 측정기를 사용하여야 한다.
< 표 6 > 곡관형 조정관의 형성요소 및 측정법
형성요소 측정법 비고
배관라인의 단차 레이저를 이용 A플랜지 기준 B 플랜지의 높이차를 측정 단차측정시 플랜지의 중심위치가 아닐경우도 측정이 가능
볼트 홀의 회전량 단차측정 기준선을 이용 좌우 볼트 홀의 높이차를 측정
플랜지의 면각 90° 및 45° 교차자를 이용 좌우면각 및 상하면각을 측정 상하면각은 볼 팁 계측기기를 이용 측정가능
교차길이(90° 및 45°) 90° 및 45° 교차자를 이용측정(lA및 lB) 파이프 길이 계산에 적용
곡관형 조정관의 계측 및 재현/제작용 지그는 크게 3가지로 구분되는데, 배관라인의 단차 및 볼트 홀의 회전량을 측정하기 위한 레이저 빔( φ 3mm)(78) 및 플랜지 부착 지그, 플랜지간 교차길이 측정 및 재현/제작용으로 파이프 길이절단에 사용하는 90° 및 45° 교차자(84) 셋(SET), 및 재현/제작시 플랜지의 초기 레벨을 조절하도록 사용하는 레벨(LEVEL) 등이다.
도 6a는 본 발명의 곡관형 조정관의 계측기기 설치도면이고, 도 6b는 본 발명의 배관라인의 단차 측정을 나타내는 도면이다.
곡관형 조정관의 설치위치인 배관 라인의 양쪽 2개의 플랜지를 A,B로 구분하여 A 플랜지(40)에 레이저 빔(LASER BEAM)(78)을 부착한 레이저빔 부착지그(74)를 설치한다.
단차를 측정하는 단계(80)에서의 단차를 구하는 방법은, A 플랜지(40)와 결합하는 레이저빔 부착지그(74)의 상부에 설치된 레이저 빔(78)을 이용하여 A,B 플랜지(40)(44)의 단차를 측정하는데, B 플랜지(44)의 ①과 ②의 연결선과 수직으로 연장한 플랜지의 끝단까지를 HB라 하면, 배관 라인의 단차인 H = HA- HB가 된다.
상기 배관 라인의 단차(H)를 구한 후에 이루어지는 작업이 볼트 홀의 회전량을 측정하는 단계(82)인데, 상기 B 플랜지(44)의 볼트 홀의 회전량(h)은 h① - h②로써 나타나고, 이 볼트 홀의 회전량은 A 플랜지(40)의 볼트 홀 대비 B 플랜지(44)의 회전량으로 배관 라인의 단차값과는 무관하다.
도 6c는 본 발명의 플랜지 면의 면각측정 도면이고, 도 6d는 본 발명의 교차길이(90도 곡관형 조정관) 측정도면이다.
플랜지의 면각의 측정방법은 볼 팁 계측기기를 이용하여 측정할 수 있으나, 여기서는 레이저 빔(78)을 이용하여 A 플랜지(40)와 B 플랜지(44)의 면각을 측정하도록 하는데, 플랜지의 좌우면각은 l① - l②의 차이를 말하고 플랜지의 상하면각은 l③ - l④의 차이를 말한다.
상기 A 플랜지(40)와 B 플랜지(44)의 교차길이는 교차길이 측정자(84)를 이용하여 측정가능하다.
상기 곡관형 조정관에서 플랜지 및 가스켓 두께를 보상하여 측정할 경우는 배관라인의 단차, 플랜지의 면각, 볼트 홀의 회전량등은 무보상 때와 같으며 교차길이 측정시에는 보상 지그를 이용하여 측정하게 된다.
도 7은 본 발명의 곡관형 조정관의 볼트 홀의 선정방법을 나타내는 도면으로서, 재현/제작시 검증을 위하여 볼 팁 계측기기(88)를 이용하여 하기 표와 같이 검증길이 측정을 실시하고, 그러한 길이 측정시는 직관형 조정관같이 볼트 홀이 선정되지 않고 도 7과같이 실시하고 모든 측정결과를 조정관 계측도(곡관용)(도면상 미도시됨; 데이터 값을 계측하여 기입함)에 측정사항을 기입한다.
< 표 7 > 곡관형 조정관의 재현/제작시 검증길이 측정
기호 검증길이
플랜지 면각 lA① - lB① A,B 플랜지 번 볼트 홀간의 직선길이
lA② - lB② A,B 플랜지 번 볼트 홀간의 직선길이
lA③ - lB③ A,B 플랜지 번 볼트 홀간의 직선길이
lA④ - lB④ A,B 플랜지 번 볼트 홀간의 직선길이
볼트 홀 위치 lA① - lB③ A 플랜지의 ①볼트 홀과 B 플랜지의 ③볼트 홀간의 대각선 길이
lA② - lB④ A 플랜지의 ②볼트 홀과 B 플랜지의 ④볼트 홀간의 대각선 길이
lA③ - lB① A 플랜지의 ③볼트 홀과 B 플랜지의 ①볼트 홀간의 대각선 길이
lA④ - lB② A 플랜지의 ④볼트 홀과 B 플랜지의 ②볼트 홀간의 대각선 길이
볼트 홀 회전 lB① - lA② B 플랜지의 ①볼트 홀과 A 플랜지의 ②볼트 홀간의 대각선 길이
lB① - lA④ B 플랜지의 ①볼트 홀과 A 플랜지의 ④볼트 홀간의 대각선 길이
상기 90° 및 45° 곡관형 조정관의 재현(SIMULATION) 및 제작은 다음과 같다. 상기 곡관형 조정관의 재현원리는 평면에서 2개의 플랜지간의 관계를 규명하는 것이다.
도 8a는 본 발명의 곡관형 조정관 제작을 위한 A,B 플랜지 홀더의 배열을 나타내는 도면이고, 도 8b는 도 8a의 A 플랜지의 체결을 나타내는 도면이며, 도 8c는 도 8a의 B 플랜지의 체결을 나타내는 도면이다.
플랜지 홀더(92)(92')는 A 플랜지(40)와 B 플랜지(44)를 스톱퍼(96)를 사용하여 체결하는데, 각각의 플랜지 홀더(92)(92')에는 다수의 스톱퍼(96)와 플랜지 회전 지그(98)를 설치하고 있어 내측으로 A 및 B 플랜지(40)(44)를 체결할 수 있는 것이다. 상기 플랜지 회전지그(98)는 끝부분에 슬라이드식 롤러(102)를 구비하고 있는 형상이다.
상기 플랜지 홀더(92)(92')를 이용하여 A 플랜지(40)와 B 플랜지(44)를 체결한 후 레벨기를 이용하여 A 플랜지(40)의 수직 및 수평을 맞추고 B 플랜지(44)의 수직을 맞춘다. 또한, 상기 레벨기를 사용하여 A 플랜지(40)와 B 플랜지(44)의 높이가 같도록 Z축을 이용하여 상하조정을 하여 수평을 맞춘다.
도 9a는 본 발명의 단차 조정을 나타내는 도면이고, 도 9b는 본 발명의 B 플랜지의 볼트 홀의 회전량 조정을 나타내는 도면이며, 도 9c는 본 발명의 B 플랜지의 상하면각의 조정방법을 나타내는 도면이다.
도 9a에서 알수 있듯이, 단차조정은 A 플랜지(40)를 Z축 방향으로 상하조정하여 배관라인의 단차(H)값을 구하게 된다.
도 9b에서 알수 있듯이, 볼트 홀의 회전량은 B 플랜지(44)와 연결되는 플랜지 회전지그(98)를 이용하여 맞추게 된다.
도 9c에서 알수 있듯이, B 플랜지(44)의 상하면각은 플랜지 홀더(92')에 B 플랜지(44)를 설치한 후 내경기준일 경우는 스틸 룰을 "M"점에 대고 조정하고 외경기준일 경우는 스틸 룰을 "N"점에 대고 조정하게 된다.
도 10a는 본 발명의 B 플랜지의 좌우면각의 조정방법을 나타내는 도면이고, 도 10b는 본 발명의 교차길이의 조정을 나타내는 도면이다.
도 10a는 B 플랜지(44)의 좌우면각(좌우기울기: α 로 표기)을 맞추는 것을 나타내는데, 도 10b에서처럼 A 플랜지(40)의 X,Y축을 이용하여 교차길이를 맞추고 A 플랜지(40)와 B 플랜지(44)에 90° 교차자(84)를 사용하여 좌우면각을 재확인한 후 볼 팁 계측기(88)를 사용하여 각 요소에 대한 검증을 실시한다.
도 11은 본 발명의 곡관형 조정관의 파이프를 삽입하는 상태를 나타내는 도면으로서, A축의 위치설정후 리프팅 테이블(108)을 사용하여 A 플랜지(40)와 B 플랜지(44)에 파이프(112)를 넣고 원위치 시킨다음 가용접하여 곡관형 조정관을 완성하게 된다.
전술한 구성과 작용에 의해 나타나는 본 발명의 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.
형상측정법을 이용한 곡관형 조정관의 제작방법을 계측기기로써 계측하고 별도의 숍(SHOP)내에서 제작이 가능토록하여 작업 완전성 확보 및 물류이동을 감소시켜 생산성 향상을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 곡관형 조정관은 양쪽 플랜지간의 상대적인 형상을 한쪽 플랜지를 기준으로 다른 플랜지 위치로 표현하는데, A 플랜지(40)를 기준으로 B 플랜지(44)와의 중심높이차(또는 단차)를 측정하는 단계; 상기 단차를 측정하고 이 단차를 중심으로 한 직선을 이용하여 A 플랜지(40)의 상하 끝단에서 측정하여 그 차이를 구하는 볼트 홀의 회전량을 측정하는 단계; 상기 A 및 B 플랜지(40)(44)에 플랜지 홀더(92)(92')를 체결하고 A 플랜지(40)를 기준으로 B 플랜지(44)의 좌,우 회전량의 차이와 상,하 회전량의 차이를 측정하는 플랜지의 면각 측정단계; 및 A 및 B 플랜지(40)(44)에 90° 및 45° 교차자(84)를 이용하여 la와 lb의 교차길이를 측정하는 교차길이를 측정하는 단계로 구성하는 것을 특징으로 하는 형상측정법을 이용한 곡관형 조정관의 제작방법.
  2. 각각의 A 플랜지(40)와 B 플랜지(44)를 스톱퍼(96)와 플랜지 회전지그(98)를 구비한 플랜지 홀더(92)(92')에 연결설치한 후, 상기 A 플랜지(40)와 B 플랜지(44)의 수직/수평은 레벨기를 이용하여 셋팅하고 A 플랜지(40)에 설치된 센터링지그(48)의 측정에 의한 단차값만큼 A 플랜지(40)를 z방향으로 이동하여 셋팅하며, A 플랜지(40)를 기준으로 B 플랜지(44)의 상하회전량은 회전량값인 β 만큼 상하방향으로 이동하여 셋팅하고 교차길이는 교차자(84)를 사용하여 교차길이 la,lb만큼 A축을 x,y방향으로 셋팅한 후 A 플랜지(40)를 기준으로 B 플랜지(44)의 좌우회전량인 α 만큼 B축을 좌우회전하여 셋팅하며, A 플랜지(40)와 B 플랜지(44)의 사이에 삽입되는 파이프(112)의 길이를 계산하여 절단한 뒤 리프팅 테이블(108)을 설치후 A축을 x방향으로 이동시킨 다음 절단된 파이프(112)를 A 플랜지(40)와 B 플랜지(44)에 삽입시키고 A축을 원위치 시킨 뒤 용접기를 사용하여 A 플랜지(40)와 B 플랜지(44)의 4곳에 가용접하여 곡관형 조정관을 완성시키는 것을 특징으로 하는 형상측정법을 이용한 곡관형 조정관의 제작방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 단차(H)는 A 플랜지(40)와 결합된 레이저 빔 부착지그(74)의 상부에 레이저 빔(78)을 설치하고 상기 레이저 빔(78)을 발사하여 B 플랜지(44)에서 수직하게 내려온 B 플랜지(44)의 끝단까지를 측정한 HA- HB의 차로써 구하는 것을 특징으로 하는 형성측정법을 이용한 곡관형 조정관의 제작방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 볼트 홀의 회전량(h)은 A 플랜지(40)의 볼트 홀에 대한 B 플랜지(44)의 회전량으로 h① - h②의 값으로써 구하는 것을 특징으로 하는 형상측정법을 이용한 곡관형 조정관의 제작방법.
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