KR200346310Y1 - 핫테이핑용 배관 마감구조 - Google Patents

Abstract

땅속에 매설되는 배관을 따라 흐르는 액체 또는 기체 등의 유체의 흐름을 간섭하지않고 배관의 교체 또는 파손된 부위를 보수작업하는 핫테이핑 작업시, 배관에 연통되도록 용접이음연결되는 플러그와 플랜지사이의 접촉부위를 통하여 유체 누설되는 것을 방지할 수 있도록 한 것으로,

본 고안에 의한 핫테이핑용 배관 마감구조는, 배관 외측면에 용접고정되는 반구형상의 상,하부 패드와, 상부 패드에 용접고정되는 슬리브와, 슬리브에 용접고정되며 중앙의 동압장치를 통해 배관 내부와 연통되는 플러그와, 플러그 외측으로 결합되며 상부 플랜지가 상부에 볼트체결되는 플랜지와, 플랜지에 장착되며 체결용 플러그 회전시 반경방향으로 가압되어 플러그와 플랜지사이를 기밀시키는 세그먼트를 구비하는 핫테이핑용 배관 마감구조에 있어서,

플러그와 플랜지사이의 내부 접촉면에 장착되며 내부 접촉면의 틈새를 밀폐시키는 1차기밀용 오링과, 플러그와 플랜지의 외부 접촉면을 환형으로 용접이음하며 내부 접촉면을 통해 외부로 유체 유출되는 것을 방지하는 2차기밀용 용접고정부를 구비한다.

Description

핫테이핑용 배관 마감구조{piping closed structure for hot tapping}

본 고안은 땅속에 매설되는 배관을 따라 흐르는 액체 또는 기체 등의 유체 흐름을 간섭하지않고 배관의 교체 또는 파손된 부위를 보수작업하는 핫테이핑(hot tapping) 작업시, 배관에 연통되도록 용접이음연결되는 플러그(plug)와 플랜지(flange)사이의 접촉부위를 통하여 유체 누설되는 것을 방지할 수 있도록 한 핫테이핑용 배관 마감구조에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 플러그와 플랜지사이의 내부 접촉면에 오링을 복수열로 장착하고, 플러그와 플랜지의 외부 접촉면을 일체형으로 용접이음하여 기밀을 2중으로 유지함에 따라, 접촉면의 틈새를 통하여 유체 누설되는 것을 원천적으로 차단할 수 있도록 이중으로 한 핫테이핑용 배관 마감구조에 관한 것이다.

일반적으로, 상하 수도관, 도시 가스관, 송유관, 화학공장의 배관 등을 따라 흐르는 유체는 그 특성상 배관 파손 등으로 인해 누설부위가 발생되는 경우 또는 해당 밸브를 교체 및 설치해야되는 경우, 보수 및 수리작업의 긴급 및 신속성이 요구되며, 배관의 파손부위를 수리작업하기 위하여 공사하는 동안 유체 흐름을 일시적으로 정지시키는 경우, 유체를 공급받는 대단위의 아파트 단지, 공장 등에서는 시간 및 경제적으로 엄청난 손실 또는 고충을 감수하게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 핫테이핑용 배관 이음구조는, 파손 또는 크랙으로 인한 결함부(A)의 배관(1)외측면 좌우측에 피팅(2)이 용접고정되고, 피팅(2)에 밸브(3)가 착탈가능하게 설치되며, 밸브(1)에 스토핑장치(4)를 착탈가능하게 장착하되 스토핑장치(4)는 바이패스 관(5)을 통해 연통되도록 연결된다.

이때, 결함부(A) 좌우측으로 설치된 스토퍼장치(4) 상단에 장착되는 액츄에이터(6) 구동시 승하강되는 스토퍼(미도시됨)에 의해 배관(1) 내부를 폐쇄하여 유체 흐름을 차단함에 따라, 배관(1)의 결함부(A)를 보수작업하는 경우에도 배관(1) 내부를 흐르는 가스, 오일 등의 유체는 바이패스 관(5)을 통하여 우회통과되므로 배관(1) 내부를 계속적으로 흐를수 있게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 핫테이핑용 배관 마감구조는, 유체가 이송되는 배관(10) 외측면에 양단부와 접촉면이 용접고정되는 반구형상의 상,하부 패드(11,12)와, 상부 패드(11)에 용접고정되는 슬리브(13)와, 슬리브(13)에 용접고정되며 중앙의 동압장치(14)를 통해 배관(10) 내부와 연통되는 플러그(15)와, 플러그(15) 외측으로 결합되며 상부 플랜지(16)가 상부에 볼트체결되는 플랜지(17)를 구비한다.

도면중 18은 플러그(15)와 플랜지(17) 사이의 접촉면을 통해 유체 누설되는 것을 방지하는 오링이고, 19는 오링(18) 상방으로 플랜지(17)에 장착되며 체결용 플러그(20)에 의해 반경방향으로 가압되어 플러그(15)와 플랜지(17)사이의 접촉면을 기밀시키는 세그먼트이다.

종래의 핫테이핑용 배관 마감구조는, 전술한 플랜지(17)와 나사결합된 체결용 플러그(20) 사이의 틈새를 통해 기밀성이 떨어져 유체의 누설사고를 초래할 수있는 문제점을 갖는다.

또한, 전술한 오링(18)이 단층으로 장착되고, 오링(18) 재질이 부나 NBR계열의 러버재로 형성됨에 따라, 유체와 오링(18) 접촉으로 인해 내열성, 내부식성, 내화학성이 떨어져 사용수명이 단축되어 교체를 요하는 문제점을 갖는다.

전술한 오링(18)을 교체해야되는 경우, 지중에 매설된 배관(10)에 의해 땅속을 파헤쳐야되므로 작업시간이 과다하게 소요되어 작업성이 떨어지고, 이로 인해 인건비용이 과다하게 지출되는 문제점을 갖는다.

또한, 전술한 오링(18)이 경화될때, 오링(18) 형상이 변형되어 기밀기능이 떨어지므로 플러그(15)와 플랜지(17) 사이의 접촉면을 통해 유체가 누유 또는 누설되는 경우, 에너지 낭비를 초래하고, 유체가 가스인 경우 폭발사고를 초래하여 안전성이 떨어지는 문제점을 갖는다.

또한, 플랜지(17)와 상부 플랜지(16)사이에 스파이널 운드 가스킷(sprial wound gasket)(미도시됨)을 장착후 볼트 체결으로 기밀을 유지하고 있으나, 가스킷의 기밀기능이 떨어져 유체의 누설 또는 누유의 신뢰성이 떨어지는 문제점을 갖는다.

본 고안의 목적은, 땅속에 매설된 배관 등을 따라 이동되는 유체 흐름을 간섭하지않고 소정 작업이 가능한 핫테이핑 작업시, 배관에 이음연결되는 플러그와 플랜지사이의 접촉면을 2중으로 밀봉시킴에 따라, 유체 누설되는 것을 차단하여 에너지 낭비되는 것을 방지할 수 있도록 한 핫테이핑용 배관 마감구조를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은, 핫테이핑 부위의 내열성, 내부식성, 내화학성을 향상시켜 배관보다 사용수명을 연장하여 반영구적으로 사용할 수 있도록 한 핫테이핑용 배관 마감구조를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은, 핫테이핑 작업후 연결부위에서 유체 누설됨에 따른 핫테이핑 부위의 재시공을 방지하여 작업성을 향상시키며, 유체가 가스인 경우 가스 누출로 인한 폭발사고 등을 예방하여 안전성을 확보할 수 있도록 한 핫테이핑용 배관 마감구조를 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 핫테이핑용 배관 이음구조를 나타내는 개략도,

도 2는 종래 기술에 의한 핫테이핑용 배관 마감구조의 부분단면도,

도 3은 본 고안에 의한 핫테이핑용 배관 마감구조의 부분단면도,

도 4(a)는 본 고안에 의한 핫테이핑용 배관 마감구조의 사용상태도,

도 4(b)는 도 4(a)의 측면도이다.

*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명

10; 배관

11; 상부 패드

12; 하부 패드

13; 슬리브

14; 동압장치

15; 플러그

16; 상부 플랜지

16a,17a; 메탈링 장착용 요홈

17; 플랜지

18,18a; 오링

19; 세그먼트

21; 용접고정부

전술한 본 고안의 목적은, 배관 외측면에 용접고정되는 반구형상의 상,하부 패드와, 상부 패드에 용접고정되는 슬리브와, 슬리브에 용접고정되며 중앙의 동압장치를 통해 배관 내부와 연통되는 플러그와, 플러그 외측으로 결합되며 상부 플랜지가 상부에 볼트체결되는 플랜지와, 플랜지에 장착되며 체결용 플러그 회전시 반경방향으로 가압되어 플러그와 플랜지사이를 기밀시키는 세그먼트를 구비하는 핫테이핑용 배관 마감구조에 있어서,

플러그와 플랜지사이의 내부 접촉면에 장착되며, 내부 접촉면의 틈새를 밀폐시키는 1차기밀용 오링과,

플러그와 플랜지의 외부 접촉면을 환형으로 용접이음하며, 내부 접촉면을 통해 외부로 유체 유출되는 것을 방지하는 2차기밀용 용접고정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 핫테이핑용 배관 마감구조를 제공함에 의해 달성된다.

바람직한 실시예에 의하면, 전술한 1차기밀용 오링 재질은 내열성, 내부식성, 내화학성을 갖는 바이톤 계열의 러버재로 성형된다.

또한, 전술한 플랜지와 상부 플랜지의 접촉면에 형성되는 메탈링 장착용 요홈을 구비한다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 고안을 용이하게 실시할 수있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 고안의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 고안은 배관(10) 외측면에 용접고정되는 반구형상의 상,하부 패드(11,12)와, 상부 패드(11)에 용접고정되는 슬리브(13)와, 슬리브에 용접고정되며 중앙의 동압장치(14)를 통해 배관 내부와 연통되는 플러그(15)와, 플러그(15) 외측으로 결합되며 상부 플랜지(16)가 상부에 볼트체결되는 플랜지(17)와, 플랜지(17)에 장착되며 체결용 플러그(20) 회전시 반경방향으로 가압되어 플러그(15)와 플랜지(17)사이를 기밀시키는 세그먼트(19)를 구비하는 핫테이핑용 배관 마감구조에 적용되며, 이들은 도 2에 도시된 것과 실질적으로 동일하게 적용되므로 상세한 설명은 생략하고, 중복되는 도면부호는 동일하게 표기한다.

본 고안에 의한 핫테이핑용 배관 마감구조는, 전술한 플러그(15)와 플랜지(17)사이의 내부 접촉면(B)에 장착되며 내부 접촉면(B)의 틈새를 밀폐시키는 1차기밀용 오링(18,18a)과, 플러그(15)와 플랜지(17)의 외부 접촉면을 환형으로 용접이음하며 내부 접촉면을 통해 외부로 유체 유출되는 것을 방지하는 2차기밀용 용접고정부(21)를 구비한다.

이때, 전술한 오링(18,18a)은 내열성, 내부식성 및 내화학성을 갖도록 바이톤 계열의 러버재로 성형된다. 오링(18,18a)은 용접고정부(21)를 용접시 발생되는 용접열(1000℃이상을 말함)으로 인해 오링(18,18a) 열화되는 것을 방지할 수 있도록 플러그(15)와 플랜지(17)의 상면으로 부터 소정간격을 유지하여 장착된다.

또한, 전술한 용접고정부(21)에 의해 내부 접촉면(B) 상부를 폐쇄(sealing)시킴에 따라 용접열로 인한 오링(18,18a)의 기능 저하되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 전술한 플러그(15)는 용접성이 양호한 단조강(forging) 재질을 사용함이 바람직하고, 이때 플러그(15)와 플랜지(17)사이의 용접고정부(21)를 용접이음하는 것은 타 금속과의 이음연결을 위한 용접이 아니라, 재료 두께 자체를 육성하기 위한 용접에 해당된다.

또한, 전술한 상부 플랜지(16)와 플랜지(17)의 접촉면에 형성되는 메탈링 장착용 요홈(16a,17a)을 구비한다.

또한, 전술한 체결용 플러그(20)의 재질은 용접성이 양호한 단조강재로 성형된다.

도면중 22는 플러그(15)에 설치되는 동압장치(14)에 의해 배관(10) 내부와 연통되는 통로를 개폐시키도록 탄성부재(23)에 의해 탄설된 체크밸브형 볼(ball)이고, 24는 체결용 플러그(20) 회전시 세그먼트(19)를 반경방향으로 가압하는 이동편이다.

이하에서, 본 고안에 의한 핫테이핑용 배관 마감구조의 사용예를 첨부도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 3 및 도 4(a,b)에 도시된 바와 같이, 가스, 오일 등의 유체가 내부에 흐르는 배관(10) 일부위가 크랙 등으로 인해 파손되어 보수 또는 교체작업을 요하는 경우, 유체 흐름을 간섭하지않고 파손된 해당 부위를 보수작업을 수행할 수 있다.

전술한 배관(10) 외측면 소정위치(파손된 부위의 좌우측에 해당됨)에 반구형상의 상,하부 패드(11,12)를 끼워맞추어 양단부와 중앙의 접촉면을 용접고정한 후,상부 패드(11)위에 슬리브(13)를 용접고정한다.

이때, 슬리브(13)위에 장착되는 소정의 스토핑장치를 이용하여 배관(10)에 구멍을 천공하고, 구멍에 삽입되는 스토퍼에 의해 배관(10) 내부를 폐쇄시켜 유체 흐름을 바이패스(by-pass)시킴에 따라 배관(10) 일부분을 절단하는 작업중에도 유체는 배관(10) 내부를 계속적으로 흐를 수 있게되며, 이와같은 핫테이핑 작업은 도 1에 도시된 것과 실질적으로 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

전술한 바와 같은 핫테이핑 작업이 완료된후, 슬리브(13)위에 플러그(15)를 용접고정한다. 이때 플러그(15) 중앙에 설치된 동압장치(14) 내부에 탄설되는 볼(22)에 의해 배관(10) 내부와 연통되는 통로를 개폐시킬 수 있다.

플러그(15) 외측으로 플랜지(17)를 결합하되, 플러그(15)와 플랜지(17)사이의 내부 접촉면(B)의 틈새를 통해 유체의 유출되는 것을 방지할 수 있도록 내부 접촉면(B)에 내열성, 내부식성, 내화학성을 갖는 적어도 2열의 오링(18,18a)이 내설된다.

전술한 오링(18,18a) 상방으로 플러그(15)와 접촉되는 플랜지(17)의 내측면에 환형의 세그먼트(19)가 장착되며, 체결용 플러그(20) 회전시 세그먼트(19)는 반경방향으로 가압되어 내부 접촉면(B)의 틈새를 기밀시킨다. 이때 체결용 플러그(20)를 조정하여 세그먼트(19)를 고정후, 외측면을 플랜지(17)에 용접시킴에 따라 틈새를 통해 유체 유출되는 것을 방지할 수 있다.

전술한 플러그(15)와 플랜지(17)의 외부 접촉면에 형성된 용접고정부(21)를 용접이음함에 따라, 플러그(15)와 플랜지(17)사이의 내부 접촉면(B) 틈새를 통해유체가 배관(10) 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.

전술한 상부 플랜지(16)와 플랜지(17)의 접촉면에 형성되는 요홈(16a,17a)에 고압에 대응할 수 있도록 메탈링이 장착되며, 플랜지(17)에 대해 상부 플랜지(16)를 체결부재를 이용하여 고정시킴에 따라, 핫테이핑용 배관의 마감작업은 완료된다.

이와같이, 핫테이핑되는 플러그(15)와 플랜지(17)사이의 내부 접촉면(B) 틈새를 오링(18,18a)에 의해 1차적으로 기밀처리하고, 플러그(15)와 플랜지(17)의 외부접촉면을 용접이음으로 2차적으로 기밀처리함에 따라, 핫테이핑 처리되는 부위에서의 유체 유출되는 것을 완전하게 차단할 수 있다.

이상에서와 같이, 본 고안에 의한 핫테이핑용 배관 마감구조는 아래와 같은 이점을 갖는다.

땅속에 매설된 배관 등을 따라 이동되는 유체 흐름을 간섭하지않고 배관 보수 등의 작업이 가능한 핫테이핑 작업시, 배관에 연통되는 플러그와 플랜지사이의 접촉면을 2중으로 밀봉시킴에 따라, 유체 누설으로 인해 에너지 낭비되는 것을 방지하여 신뢰성 및 경제성을 갖는다.

한편, 핫테이핑 부위의 내열성, 내부식성, 내화학성을 향상시켜 배관보다 사용수명을 연장하여 해당 부품을 반영구적으로 사용할 수 있다.

한편, 핫테이핑 작업후 연결부위에서 유체 누설됨에 따라 핫테이핑 부위를재시공하는 것을 방지하여 작업성을 향상시키며, 유체가 가스인 경우 가스 누출로 인한 폭발사고 등을 예방하여 안전성을 확보할 수 있다.

Claims (3)

1. 배관 외측면에 용접고정되는 반구형상의 상,하부 패드와, 상부 패드에 용접고정되는 슬리브와, 슬리브에 용접고정되며 중앙의 동압장치를 통해 상기 배관 내부와 연통되는 플러그와, 플러그 외측으로 결합되며 상부 플랜지가 상부에 볼트체결되는 플랜지와, 플랜지에 장착되며 체결용 플러그 회전시 반경방향으로 가압되어 플러그와 플랜지사이를 기밀시키는 세그먼트를 구비하는 핫테이핑용 배관 마감구조에 있어서:

   상기 플러그와 플랜지사이의 내부 접촉면에 장착되며 상기 내부 접촉면의 틈새를 밀폐시키는 1차기밀용 오링; 및

   상기 플러그와 플랜지의 외부 접촉면을 환형으로 용접이음하며 상기 내부 접촉면을 통해 외부로 유체 유출되는 것을 방지하는 2차기밀용 용접고정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 핫테이핑용 배관 마감구조.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 1차기밀용 오링 재질은 내열성, 내부식성, 내화학성을 갖는 바이톤 계열의 러버재로 성형되는 것을 특징으로 하는 핫테이핑용 배관 마감구조.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 플랜지와 상부 플랜지의 접촉면에 형성되는 메탈링 장착용 요홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 핫테이핑용 배관 마감구조.