KR20050119713A - 용접부 결함 자동탐상장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 종래의 용접부 결함 탐상장치가 용접부의 구조에 따라 장치의 이동이 불가능하거나 탐촉자의 위치 선정이 곤란하게 되는 등, 사용이 제한적인 문제점이 있기 때문에,

반투명의 백그라이트판으로 형성된 지지판과, 상기 지지판에 설치되고 탐상면에 접촉되어 상기 지지판이 용접부를 따라 이동될 수 있도록 하는 복수의 바퀴와, 상기 지지판을 관통하여 설치된 탐촉자 홀더와, 상기 탐촉자 홀더의 바퀴측 선단에 수직하게 설치되고 각도 조절이 가능한 탐촉자 가이드와, 상기 탐촉자 가이드를 따라 전후 이동되고 용접부의 결함을 비파괴 탐상하는 탐촉자가 구비된 탐촉자 고정부재와, 상기 바퀴의 설치면과 반대면에 설치되어 상기 지지판을 이동시킬 수 있도록 하는 손잡이와, 상기 탐촉자 홀더의 타측단에 결합되어 상기 탐촉자 홀더의 위치를 고정하는 위치고정부재로 구성됨으로써,

탐상면인 용접부의 구조나 형상에 관계없이 이동되면서 위치 조정이 가능한 탐촉자를 이용하여 결함을 탐상하게 되므로 보다 정밀하고 정확한 탐상 결과를 얻을 수 있도록 하는 용접부 결함 자동탐상장치에 관한 것이다.

Description

용접부 결함 자동탐상장치 { The automatic detecting equipment of examination of weld junction }

본 발명은 용접부의 결함을 찾기 위한 장치에 관한 것으로서, 특히 용접부를 파괴하지 않고 초음파를 이용하여 용접부의 결함 여부를 확인할 수 있도록 한 용접부 결함 자동탐상장치에 관한 것이다.

용접은 고체 상태인 두 금속재료를 높은 온도를 이용하여 녹인 다음 서로 붙이는 기술을 의미한다. 이러한 용접은 구조물의 제작 현장에서 조립 공정에 속하며, 여러 종류의 금속재료에 따라 다양한 용접방법이 존재한다. 용접기술의 적용에 있어서 적절한 용접방법이나 용접재료를 선택하는 것은 신뢰성이나 안전성의 확보에 있어서 매우 중요한 요건이 된다.

용접은 이음구조가 간단하고 소음이 적으며 이음 효율이 높고 완전한 기밀성과 수밀성을 확보할 수 있는 장점이 있으나, 급열 및 급랭에 의한 수축, 변형, 잔류응력이 발생되고 모재가 변형될 수 있는 단점이 있다. 또한, 노치가 생길 경우에는 응력의 집중으로 균열이 발생될 수 있으며, 기술의 숙련 정도에 따라 품질이 많이 좌우되기도 한다.

용접시 발생되는 결함에는 치수상의 결함과 구조상의 결함이 있는데, 치수상의 결함은 용접시 고온에 의한 팽창과 냉각시 수축으로 인한 변형이며, 구조상의 결함은 언더컷과 오버랩 및 용입불량 등이 있다.

언더컷은 용접 끝단에 생기는 작은 흠인데 용접전류가 너무 세거나 용접속도가 너무 빠를 때 발생된다. 흠은 노치를 형성하게 되므로 구조물 사용시 이곳으로부터 균열이 발생되어 구조물의 안전을 위협하게 된다. 오버랩은 용융된 금속만 녹고 모재는 함께 녹지 않아 모재의 표면을 용융 금속이 단순히 덮고만 있는 형태를 말한다. 용접전류가 너무 낮거나 용접속도가 너무 느릴 때 발생하게 된다. 언더컷이나 오버랩은 모두 이음 표면에 노치를 형성하게 되고, 이 부분에 응력이 집중되어 균열을 일으키게 된다. 따라서 외관검사를 통해 이같은 결함부분을 발견하게 되면 결함부분을 제거한 후 보수용접을 하여야 한다.

용입불량(lack of penetrtion)은 용접기술관리상 중요한 문제가 되는 것으로, 접전류가 너무 낮아 아크열이 홈의 밑 부분까지 충분히 녹이지 못하거나, 용접 홈이나 루트 간격이 너무 좁을 때, 또는 용접봉의 지름이 너무 큰 것을 사용할 때 발생될 수 있다. 일반적으로 용입불량은 외관검사로는 발견하기 힘들며, 이 부분에 반복하중이 작용하게 되면 균열이 생겨 구조물의 수명을 단축시키게 된다.

따라서, 용입불량과 같은 용접결함이 존재하는지를 확인할 필요가 있으며, 이때 사용되는 대표적인 방법이 비파괴 검사이다. 비파괴 감사의 방법에는 여러 가지가 있으나, 주로 사용되고 있는 것은 초음파 검사와 방사선 투과검사이다. 즉, 초음파를 용접부에 투과시켜 나온 파형에 따라 용접결함의 유무를 판단하거나, 방사선을 조사하여 투과한 이후의 방사선을 필름에 촬영하여 내부의 결함유무를 판단하고 있다.

종래의 용접부 결함 탐상장치는 주로 초음파를 이용한 탐상장치로서 초음파를 용접부에 투과시켜 용접부 내부의 결함 유무를 판단하고 있으나, 그 구조상 용접부의 위치 및 형태에 따라 사용이 제한되어 있다. 따라서, 용접부의 형태에 따라 각기 다른 탐상장치를 사용해야 하며, 경우에 따라서는 초음파 탐상이 불가능할 경우도 있다.

다시 말해서, 종래의 용접부 결함 탐상장치는 용접부의 구조에 따라 장치의 이동이 불가능하거나 탐촉자의 위치 선정이 곤란하게 되는 등, 사용이 제한적인 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 폭 조절이 가능한 바퀴와 위치 및 각도 조절이 가능한 탐촉자를 이용하여 용접부를 탐상할 수 있도록 하여 용접부의 위치나 형태에 관계없이 이동하면서 용접부의 결함을 자동으로 찾을 수 있도록 한 용접부 결함 자동탐상장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 반투명의 백그라이트판으로 형성된 지지판과, 상기 지지판에 설치되고 탐상면에 접촉되어 상기 지지판이 용접부를 따라 이동될 수 있도록 하는 복수의 바퀴와, 상기 지지판을 관통하여 설치된 탐촉자 홀더와, 상기 탐촉자 홀더의 바퀴측 선단에 수직하게 설치되고 각도 조절이 가능한 탐촉자 가이드와, 상기 탐촉자 가이드를 따라 전후 이동되고 용접부의 결함을 비파괴 탐상하는 탐촉자가 구비된 탐촉자 고정부재와, 상기 바퀴의 설치면과 반대면에 설치되어 상기 지지판을 이동시킬 수 있도록 하는 손잡이와, 상기 탐촉자 홀더의 타측단에 결합되어 상기 탐촉자 홀더의 위치를 고정하는 위치고정부재로 구성된 것을 특징으로 한다,

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 용접부 결함 자동탐상장치는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 반투명의 백그라이트판으로 형성된 지지판(10)과, 상기 지지판(10)에 설치되고 탐상면에 접촉되어 상기 지지판(10)이 용접부를 따라 이동될 수 있도록 하는 복수의 바퀴(12)와, 상기 지지판(10)을 관통하여 설치된 탐촉자 홀더(23)와, 상기 탐촉자 홀더(23)의 바퀴측 선단에 수직하게 설치되고 각도 조절이 가능한 탐촉자 가이드(22)와, 상기 탐촉자 가이드(22)를 따라 전후 이동되고 용접부의 결함을 비파괴 탐상하는 탐촉자(20)가 구비된 탐촉자 고정부재(21)와, 상기 바퀴(12)의 설치면과 반대면에 설치되어 상기 지지판(10)을 이동시킬 수 있도록 하는 손잡이(11)와, 상기 탐촉자 홀더(23)의 타측단에 결합되어 상기 탐촉자 홀더(23)의 위치를 고정하는 위치 고정부재(25)로 구성된다.

상기 바퀴(12)는 탐상면의 크기와 위치 및 형태에 따라 그 폭을 조절할 수 있도록 한다. 이를 위하여 상기 지지판(10)에는 위치조정홀(15)이 길게 형성되며, 상기 바퀴(12)의 브라켓(13)은 상기 위치조정홀(15)을 따라 이동된다. 물론, 상기 브라켓(13)은 바퀴 고정볼트(14)에 의해 상기 지지판(10)에 고정된다.

여기서, 상기 바퀴(12)는 원격조정에 의해 작동되는 모터(미 도시)에 연결될 수 있다. 또, 상기 바퀴(12)가 탐상면에 부착되어 떨어지지 않도록 그 내부에 4000 가우스(gauss) 정도의 용량을 가진 영구자석(미 도시)이 설치될 수 있다.

상기 탐촉자 고정부재(21)는 서로 이웃하는 탐촉자 가이드(22)에 각각 결합될 때 탐촉자(20)가 서로 반대 방향을 향하도록 결합된다. 또한, 상기 위치 고정부재(25)는 상기 탐촉자 홀더(23)에 형성된 구멍(24)에 결합되어 상기 탐촉자 홀더(23)의 이동이 가능하도록 한다.

또한, 상기 지지판(10)의 이동이 원활하도록 하기 위하여 지지판(10)의 선단에 커플런트 공급장치(미 도시)가 설치될 수 있다. 커플런트 공급장치는 소량의 커플런트가 겔(gel) 상으로 스며 나오도록 하여 용접부에 공급함으로써 용접부를 밀고 나가기가 용이하게 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 용접부 결함 자동탐상장치는 탐상면의 구조 및 크기에 관계없이 이동되면서 용접부의 결함 부분을 자동으로 탐상할 수 잇도록 한다.

손잡이(11)를 잡고 탐촉자 부분이 탐상면인 용접부를 향하도록 하여 바퀴(12)가 탐상면에 접한 상태에서 결함의 유무를 탐상하게 된다. 이때, 탐상면의 크기나 형상 등에 따라 탐상면에 접하는 바퀴(12)의 폭을 변화시킬 수 있으므로, 탐촉자(20)가 설치된 지지판(10)을 자유롭게 이동시킬 수 있다. 특히 원격제어가 가능한 모터를 상기 바퀴(12)에 연결할 경우 지지판(10)의 움직임을 원격제어할 수 있다. 또, 바퀴(12)에 영구자석이 설치되면 이동중이 아닌 경우에는 바퀴(12)가 탐상면에 부착되어 있게 된다. 따라서, 굴곡부와 만곡부, 수직면, 수평면 및 배면의 원격 측정이 가능하게 되며, 이는 탐상면의 구조나 형상에 관계없이 결함부의 탐상이 가능함을 의미한다.

여기서, 상기 바퀴(12)는 브라켓(13)이 상기 지지판(10)에 형성된 위치조정홀(15)을 따라 이동되며, 바퀴 고정볼트(14)에 의해 브라켓(13)이 상기 지지판(10)에 고정되어 바퀴(12)의 위치가 변화되지 않게 된다.

또한, 탐촉자 홀더(23)의 선단부에 설치된 탐촉자 가이드(22)를 따라 탐촉자(20)가 구비된 탐촉자 고정부재(21)가 이동되고, 지지판(10)에 대하여 수직하게 설치된 탐촉자 홀더(23)가 상기 지지판(10)에 대하여 수직한 방향으로 이동될 수 있으므로, 실제 탐상작업을 실시하는 탐촉자(20)의 위치를 전후좌우로 변화시킬 수 있어 보다 정확한 탐상이 가능하게 된다. 특히, 상기 탐촉자 가이드(22)가 상기 탐촉자 홀더(23)에 대하여 각도 조절이 가능한 구조로 되어 있어, 상기 탐촉자(20)의 탐촉 각도를 변화시켜 가면서 탐상을 진행할 수 있으며 이는 탐상 결과의 신뢰성을 향상시키는 요인이 된다.

특히, 상기 지지판(10)이 반투명한 재질로 형성되어 있으므로, 용접부 탐상면을 직접 관찰하면서 지지판(10)을 이동시킬 수 있다. 따라서, 탐상면의 표면 상태나 구조 및 형상을 확인하여 탐촉자(20)의 위치를 변화시키면서 탐상작업을 진행시킬 수 있으며, 이로 인해 보다 정밀한 탐색이 가능하게 된다. 또한, 상기 지지판(10)의 선단에 설치된 커플런트 공급장치에서 겔 상의 커플런트가 스며 나와 용접부로 공급되므로 탐상 결과의 신뢰성이 더욱 향상될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 용접부 결함 자동탐상장치는 탐상면인 용접부의 구조나 형상에 관계없이 이동되면서 위치 조정이 가능한 탐촉자를 이용하여 결함을 탐상하게 되므로 보다 정밀하고 정확한 탐상 결과를 얻을 수 있도록 하는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 용접부 결함 탐상장치는 원격 조정을 통해 탐촉자가 설치된 지지판을 이동시킬 수 있어 작업자가 움직이기 어려운 부분에서도 용접부의 결함을 탐상할 수 있도록 하여 탐상 결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 다른 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 용접부 결함 자동탐상장치가 도시된 구성도,

도 2는 탐촉자 부분에서 본 투시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 지지판 11 : 손잡이

12 : 바퀴 13 : 브라켓

14 : 바퀴 고정볼트 15 : 위치조정홀

20 : 탐촉자 21 : 탐촉자 고정부재

22 : 탐촉자 가이드 23 : 탐촉자 홀더

24 : 구멍 25 : 위치 고정부재

Claims (8)

1. 반투명의 백그라이트판으로 형성된 지지판과, 상기 지지판에 설치되고 탐상면에 접촉되어 상기 지지판이 용접부를 따라 이동될 수 있도록 하는 복수의 바퀴와, 상기 지지판을 관통하여 설치된 탐촉자 홀더와, 상기 탐촉자 홀더의 바퀴측 선단에 설치되고 각도 조절이 가능한 탐촉자 가이드와, 상기 탐촉자 가이드를 따라 전후 이동되고 용접부의 결함을 비파괴 탐상하는 탐촉자가 구비된 탐촉자 고정부재와, 상기 바퀴의 설치면과 반대면에 설치되어 상기 지지판을 이동시킬 수 있도록 하는 손잡이와, 상기 탐촉자 홀더의 타측단에 결합되어 상기 탐촉자 홀더의 위치를 고정하는 위치고정부재로 구성된 것을 특징으로 하는 용접부 결함 자동탐상장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 바퀴는 탐상면의 크기에 따라 그 폭을 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 용접부 결함 자동탐상장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 바퀴는 원격조정에 의해 작동되는 모터에 연결된 것을 특징으로 하는 용접부 결함 자동탐상장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 바퀴는 탐상면에 부착되어 떨어지지 않도록 그 내부에 소정 용량의 영구자석이 구비된 것을 특징으로 하는 용접부 결함 자동탐상장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 지지판은 상기 바퀴 사이의 폭 조절을 위해 길게 형성된 위치조정홀을 구비하고, 상기 바퀴는 브라켓이 상기 위치조정홀을 따라 이동되며, 상기 브라켓은 바퀴 고정볼트에 의해 상기 지지판에 고정되도록 한 것을 특징으로 하는 용접부 결함 자동탐상장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 탐촉자 고정부재는 서로 이웃하는 탐촉자 가이드에 각각 결합되는 탐촉자가 서로 반대 방향을 향하도록 결합된 것을 특징으로 하는 용접부 결함 자동탐상장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 위치 고정부재는 상기 탐촉자 홀더에 형성된 구멍에 결합되어 상기 탐촉자 홀더의 이동이 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 용접부 결함 자동탐상장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 지지판은 겔 상의 커플런트가 스며 나와 용접부에 공급되도록 하는 커플런트 공급장치가 그 전면에 설치된 것을 특징으로 하는 용접부 결함 자동탐상장치.