KR20090022296A - 2차 방벽의 결함부 검사장치 및 검사방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2차 방벽의 결함부 검사 장치 및 검사방법에 관한 것으로서, 2차 방벽의 상면 상에서 이동 가능하도록 적어도 하나 이상 설치되며 접촉되는 서플 트리플렉스에 국부적으로 압력을 일정하게 가하는 가압수단과, 가압수단을 통하여 측정된 압력값으로 접착 표면의 공기층 또는 포함된 불순물을 검출하여 결함 여부를 판단하는 제어부를 포함한다. 따라서 본 발명에 의하면 기존의 육안 검사에 비해 결함의 유무를 정확하게 검출할 수 있으며, 1차 방벽 설치 이전에 검사를 수행함으로써 결함 여부에 대한 판단을 명확히 하여 결함이 발생한 경우 확인이 용이한 효과를 가진다.

2차 방벽, 서플 트리플렉스, 결함, 검사

Description

2차 방벽의 결함부 검사장치 및 검사방법{APPARATUS AND METHOD FOR TEST DETECTION OF SECONDARY BARRIER}

본 발명은 2차 방벽의 결함부 검사장치 및 검사방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액화천연가스를 저장 운반하는 액화천연가스 운반선의 보냉 시스템 구조로서 스테인레스로 만들어진 1차 방벽의 손상을 대비하여 액화천연가스가 선체와 접촉되는 것을 방지하도록 단절부위에 밀봉구조를 가지는 2차 방벽이 설치된다. 그러나, 2차 방벽의 밀봉 구조에서 결함이 발생하면 선체에 영향을 줄 수 있으므로 이 결함부를 신속하고 정확하게 찾아낼 수 있도록 하는 2차 방벽의 결함부 검사장치 및 검사방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액화천연가스(LNG)는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 섭씨 영하 162℃로 냉각해 그 부피를 6백분의 1로 줄인 무색 투명한 초저온 액체를 말한다.

이러한 액화천연가스가 에너지자원으로 등장함에 따라 이 가스를 에너지로 이용하기 위해서 생산기지로부터 수요지의 인수지까지 대량으로 수송할 수 있는 효율적인 운송방안이 검토되어 왔으며, 이러한 노력의 일환으로 대량의 액화천연가스 를 해상으로 수송할 수 있는 액화천연가스 운반선이 나타나게 되었다.

그런데 이러한 액화천연가스 운반선에는 초저온상태로 액화시킨 액화천연가스를 보관 및 저장할 수 있는 화물창(Cargo)이 구비되어 있어야 하는데, 이러한 화물창에 요구되는 조건이 매우 까다로워 많은 어려움이 있었다. 즉, 액화천연가스는 대기압 보다 높은 증기압을 가지며, 대략 섭씨 영하 162℃ 정도의 비등온도를 갖기 때문에, 이러한 액화천연가스를 안전하게 보관하고 저장하기 위해서는 이를 저장하는 화물창은 초저온에 견딜 수 있는 재료, 예를 들면 알루미늄강, 스테인리스강, 35% 니켈강 등으로 제작되어야 하며, 기타 열응력 및 열수축에 강하고, 열침입을 막을 수 있는 독특한 인슐레이션 구조로 설계되어야 했다.

여기서, 먼저 액화천연가스운반선의 화물창 인슐레이션 구조를 살펴보고자 한다. 도 1은 액화천연가스운반선의 화물창 구조를 도시한 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 액화천연가스운반선의 선체 내측(1)면에 에폭시 매스틱(13:Epoxy Mastic)과 스터드 볼트(14:Stud Bolt)에 의해 하부 인슐레이션패널(10:Insulation Panel)이 부착 고정되는데, 이러한 하부 인슐레이션패널(10)은 화물창의 2차 방벽을 구성한다.

이후, 하부 인슐레이션패널(10)에 의해 형성된 2차 방벽 상면에 2차 방벽 보다 작은 상부 인슐레이션패널(20)을 부착한다.

이때, 하부 인슐레이션패널(10)과 상부 인슐레이션 패널(20)의 사이에는 리지드 트리플렉스(22)가 개재되어 접착되어 있다. 이렇게 부착되어 형성된 계단형의 방열 패널은 미리 샵(Shop)에서 제조되어 화물창 내부에 공급되는데, 이들 방열 패 널을 화물창 벽에 부착시킬 때에는 글라스 울(glass wool)재질의 플랫 조인트(18:Flat Joint)가 서로 간의 빈 갭(40) 사이에 삽입될 수 있도록 간극을 두고 부착시킨다. 이후, 상부 인슐레이션 패널(20) 사이에 탑 브릿지 패널(28)을 부착시키는데, 이때 기존에 부착되어 있는 리지드 트리플렉스(22) 상에 에폭시 글루(24)로 하여 서플 트리플렉스(26)를 부착시키고, 그 위에 에폭시 글루(24)를 이용하여 탑 브릿지 패널(28)을 부착시킨다.

이때, 상부 인슐레이션 패널(20)과 탑 브릿지 패널(28)의 상부는 동일 평면을 갖게되고, 이러한 동일 평면상에 1차 방벽으로 주름형상의 코러게이티드 멤브레인(30:Corrugated Membrane)이 부착되어 화물창 벽면이 완성된다.

한편, 이와 같이, 액화천연가스운반선의 화물창이 제작되면, 액화천연가스 운반선의 화물창이 과연 안전한가를 알아보기 위해서 화물창의 내부와 외부에 서로 다른 압력을 갖는 가스를 각각 주입하여 이들의 압력 변화를 측정하는 가스 누설테스트가 실시되어 불량 유무를 판단하지만, 1차 방벽의 설치 이전에 밀봉 구조의 핵심으로 리지드 트리플렉스(22)와 서플 트리플렉스(26)의 접촉 부위 불량시 액화천연가스가 선체에 영향을 줄 수 있으므로 결함 발생 여부를 반드시 확인하여야 한다.

그러나, 접착제로 부착된 리지드 트리플렉스와 서플 트리플렉스의 접촉 부위를 검사하는 방법으로 현재에는 검사자의 육안 검사에 의존함으로써 그 신뢰성에 문제가 있었다.

따라서 본 발명에서는 가압수단을 이용하여 2차 방벽에서 밀봉 접착부의 결함을 보다 정확하고 신속하게 검출할 수 있도록 한 2차 방벽의 결함부 검사 장치 및 검사방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 2차 방벽의 결함부 검사장치에 있어서, 2차 방벽의 상면 상에서 이동 가능하도록 적어도 하나 이상 설치되며 접촉되는 서플 트리플렉스에 국부적으로 압력을 일정하게 가하는 가압수단과, 가압수단을 통하여 측정된 압력값으로 접착 표면의 공기층 또는 포함된 불순물을 검출하여 결함 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 2차 방벽의 결함부 검사장치를 제공한다.

또한 본 발명은, 2차 방벽의 결함부 검사방법에 있어서, 2차 방벽의 상면 상에서 가압수단이 이동하면서 서플 트리플렉스에 국부적으로 압력을 일정하게 가하는 단계(a)와, 가압수단에서 가해지는 각 국부의 탄성값을 측정하는 단계(b)와, 측정된 각 국부의 탄성값을 비교하고 공기층 또는 불순물로 하여 상이한 탄성값을 검출하여 해당 국부의 결함 여부를 판단하는 단계(c)를 포함하는 2차 방벽의 결함부 검사방법을 제공한다.

또 본 발명은, 2차 방벽의 결함부 검사방법에 있어서, 2차 방벽의 상면 상에서 가압수단이 이동하면서 서플 트리플렉스에 국부적으로 압력을 일정하게 가하는 단계(a-1)와, 가압수단에서 가해지는 각 국부의 탄성력을 전기신호로 변환하는 단계(b-1)와, 변환된 전기신호를 통하여 국부간의 압력 변화율을 비교하여 공기층 또는 불순물이 함유된 국부의 결함 여부를 판단하는 단계(c-1)를 포함하는 2차 방벽의 결함부 검사방법을 제공한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 2차 방벽의 결함부 검사 장치 및 검사방법에 따르면, 기존의 육안 검사에 비해 결함의 유무를 정확하게 검출할 수 있으며, 1차 방벽 설치 이전에 검사를 수행함으로써 결함 여부에 대한 판단을 명확히 하여 결함이 발생한 경우 확인이 용이한 효과를 가진다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명은 가압에 의한 탄성값 또는 변위율을 측정할 수 있는 가압수단을 통하여 1차 방벽의 설치 이전에 2차 방벽에서 접착부의 결함 검사가 이루어짐으로써, 신속 정확하게 결함부의 검출이 이루어질 수 있으며, 종래의 육안 검사보다 신뢰성을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 발명이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 2차 방벽의 결함부 검사장치의 평면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 2차 방벽의 결함부 검사장치의 정면도이고, 선행기술의 도 1에 도시된 실시예와 동일한 2차 방벽의 구성부재에 대해서는 종래 도면을 참조하여 동일한 도면 부호로서 설명한다.

도 2 및 도 3에 도시된 2차 방벽의 결함부 검사장치는, 먼저 도 1을 참고하면 하부 인슐레이션 패널(20)의 상면에는 기존에 리지드 트리플렉스(22)가 부착되어져 있으며, 이 리지드 트리플렉스(22) 상에 에폭시 글루(24)로 하여 서플 트리플렉스(26)를 부착시키고, 그 위에 탑 브릿지 패널(28)을 부착시키게 된다. 여기서 탑 브릿지 패널(28)의 부착 이전에 밀봉 구조인 서플 트리플렉스(26)의 접착부 결함의 검사가 필요하다. 이는 액화천연가스의 누수시 선체에 악영향을 미치기 때문이다.

따라서 본 발명에서는 2차 방벽에서 접착제로 부착된 서플 트리플렉스(26)를 따라 국부적으로 접착 표면을 측정하여 접착부 결함 유무를 판단할 수 있도록 가압수단(100)이 사용된다.

가압수단(100)은 바람직하게 통상적으로 프로세스 또는 시스템에서 압력을 측정하는 압력센서가 사용되며, 기계적으로 국부 탄성값이나 전기적으로 변위율을 측정하여 서플 트리플렉스(26)의 접착부 결함 유무를 판단하게 된다.

가압수단(100)은 일예로서 서플 트리플렉스(26)의 접착부 폭을 포함할 수 있는 X축바(110)의 하면에 적어도 하나 이상이 일정 배열 간격으로 설치되며, 이 X축바(110)를 Y축으로 이동시킬 수 있도록 Y축 레일프레임(120)이 설치된다.

Y축 레일프레임(120)은 서플 트리플렉스(26)의 접착부를 따라 수평 이동 가능하도록 마주하는 상부 인슐레이션 패널(20)의 내측면으로 길이 방향을 따라 설치된다. 그리고 기본적으로 X축바(110) 또는 Y축 레일프레임(120)의 어느 하나에는 미도시 되었지만 이동을 위한 모터 등이 설치된다.

따라서 가압수단(100)이 설치된 X축바(110)는 Y축 레일프레임(120)을 따라 스캔 이동하면서 소정 간격마다 서플 트리플렉스(26)에 국부적으로 일정 압력을 가하게 된다.

예시된 가압수단(100)의 설치 및 이동 장치는 다양하게 설치 가능하다.

그리고 각 가압수단(100)에는 측정된 압력값으로 접착 표면의 공기층을 검출하여 결함 여부를 판단하는 제어부(200)가 마련된다.

이와 같은 구조로 이루어진 2차 방벽의 결함부 검사장치로 하여 실시되는 검사방법은 다음과 같이 이루어진다.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 2차 방벽의 결함부 검사방법의 흐름도로서, 2차 방벽의 상면 상에서 가압수단이 이동하면서 서플 트리플렉스에 국부적으로 압력을 일정하게 가하는 단계(a)와, 가압수단에서 가해지는 각 국부의 탄성값을 측정하는 단계(b)와, 측정된 각 국부의 탄성값을 비교하고 공기층 또는 불순물로 하여 상이한 탄성값을 검출하여 해당 국부의 결함 여부를 판단하는 단계(c)를 포함 한다.

따라서 단계(a)에서는 X축바(110)가 Y축 레일프레임(120)을 따라 스캔 방식으로 이동하면서 설정된 간격마다에 가압수단(100)을 통하여 서플 트리플렉스(26)에 국부적으로 압력을 일정하게 가하게 된다. 그리고 단계(b)에서는 가압수단(100)이 서플 트리플렉스(26)를 따라 이동하면서 측정된 각 국부의 탄성값을 측정하게 되며, 단계(c)에서 제어부(200)를 통하여 측정된 각 국부의 탄성값을 비교하게 되고, 이때 국부적으로 공기층 또는 불순물로 하여 상이한 탄성값을 검출되면, Y축 좌표값과 해당하는 가압수단(100)의 설치 위치를 통하여 해당 국부의 위치 및 결함 여부를 판단할 수 있다.

또한, 도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 2차 방벽의 결함부 검사방법의 흐름도로서, 2차 방벽의 상면 상에서 가압수단이 이동하면서 서플 트리플렉스에 국부적으로 압력을 일정하게 가하는 단계(a-1)와, 가압수단에서 가해지는 각 국부의 탄성력을 전기신호로 변환하는 단계(b-1)와, 변환된 전기신호를 통하여 국부간의 압력 변화율을 비교하여 공기층 또는 불순물이 함유된 국부의 결함 여부를 판단하는 단계(c-1)를 포함한다.

제 2 실시예에 따른 가압수단(100)의 검사방법은 전기식으로, 단계(a-1)에서는 X축바(110)가 Y축 레일프레임(120)을 따라 스캔 방식으로 이동하면서 설정된 간격마다에 가압수단(100)을 통하여 서플 트리플렉스(26)에 국부적으로 압력을 일정하게 가하게 된다. 그리고 단계(b-1)에서는 가압수단(100)이 서플 트리플렉스(26)를 따라 이동하면서 측정된 각 국부의 탄성력을 전기신호로 변환시키기 되며, 단 계(c-1)에서 제어부(200)를 통하여 변환된 전기신호를 가지고서 각 국부간의 압력 변화율을 측정하게 된다.

즉, 국부적으로 공기층 또는 불순물이 없어 접착이 건전한 부위에서는 도 6a에서와 같은 압력 변화율을 가지나, 국부적으로 공기층 또는 불순물이 함유된 부위에서는 도 6b와 같은 압력 변화율을 가지므로 이들의 압력 변화율을 비교하면 건전 부위와 불순물이 함유된 부위를 판단할 수 있다.

이에 압력 변화율이 변형된 지점의 Y축 좌표값과 해당하는 가압수단(100)의 설치 위치를 통하여 해당 국부의 위치 및 결함 여부를 판단할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 2차 방벽의 결함부 검사장치 및 검사방법은 하나의 바람직한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 액화천연가스운반선의 화물창 구조를 도시한 단면도이고,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 2차 방벽의 결함부 검사장치의 평면도이고,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 2차 방벽의 결함부 검사장치의 정면도이고,

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 2차 방벽의 결함부 검사방법의 흐름도이고,

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 2차 방벽의 결함부 검사방법의 흐름도이고,

도 6a 내지 도 6b는 제 2 실시예에서 2차 방벽의 결함부 검사방법에 따른 측정 변위를 보여주는 그래프이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 가압수단 110 : X축바

120 : Y축 레일프레임 200 : 제어부

Claims (4)

1. 2차 방벽의 결함부 검사장치에 있어서,

   상기 2차 방벽의 상면 상에서 이동 가능하도록 적어도 하나 이상 설치되며 접촉되는 서플 트리플렉스에 국부적으로 압력을 일정하게 가하는 가압수단과,

   상기 가압수단을 통하여 측정된 압력값으로 접착 표면의 공기층 또는 포함된 불순물을 검출하여 결함 여부를 판단하는 제어부

   를 포함하는 2차 방벽의 결함부 검사장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 가압수단은 압력센서인 2차 방벽의 결함부 검사장치.
3. 2차 방벽의 결함부 검사방법에 있어서,

   상기 2차 방벽의 상면 상에서 가압수단이 이동하면서 서플 트리플렉스에 국부적으로 압력을 일정하게 가하는 단계(a)와,

   상기 가압수단에서 가해지는 각 국부의 탄성값을 측정하는 단계(b)와,

   상기 측정된 각 국부의 탄성값을 비교하고 공기층 또는 불순물로 하여 상이한 탄성값을 검출하여 해당 국부의 결함 여부를 판단하는 단계(c)

   를 포함하는 2차 방벽의 결함부 검사방법.
4. 2차 방벽의 결함부 검사방법에 있어서,

   상기 2차 방벽의 상면 상에서 가압수단이 이동하면서 서플 트리플렉스에 국부적으로 압력을 일정하게 가하는 단계(a-1)와,

   상기 가압수단에서 가해지는 각 국부의 탄성력을 전기신호로 변환하는 단계(b-1)와,

   상기 변환된 전기신호를 통하여 상기 국부간의 압력 변화율을 비교하여 공기층 또는 불순물이 함유된 국부의 결함 여부를 판단하는 단계(c-1)

   를 포함하는 2차 방벽의 결함부 검사방법.

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