KR20090131774A - 리엔트런트 코너피스 멤브레인의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액화천연가스 저장탱크용 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 용접 공정을 거치지 않고 금형에서 자체 성형되는 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인 성형 방법에 관한 것이다. 본 발명은 서로 일정 각도를 절곡된 제1 주름부 및 제2 주름부와, 상기 제1 및 제2 주름부 사이에서 상기 제1 및 제2 주름부를 가로지르는 방향으로 연장되는 곡면부를 포함하는 리엔트런트 코너피스 멤브레인을 제조하는 방법이며, 금형 프레스를 이용하여 상기 제1 주름부, 제2 주름부 및 곡면부를 한번에 성형하는 단계와, 상기 제1 주름부 및 제2 주름부를 조글링 가공하여 단차부를 형성하는 단계로 이루어진다.

리엔트런트 코너피스 멤브레인, 프레스, 금형, 비드

Description

리엔트런트 코너피스 멤브레인의 제조방법 {A METHOD FOR MANUFACTURING RE-ENTRANT CORNER PIECES MEMBRANE}

본 발명은 액화천연가스 저장탱크에 사용되는 리엔트런트 코너피스 멤브레인의 제조방법에 관한 것으로, 특히 제조공정을 간소화하여 제조비용과 시간을 절감할 수 있는 리엔트런트 코너피스 멤브레인의 제조 방법에 관한 것이다.

액화천연가스는 대기압하에서 비등점이 -162 ℃로, 일반적으로 단열기능을 갖는 저장 탱크에 액체 상태로 저장하여 수송 또는 보관한다. 저장 탱크는 저온 취성에 강한 재질을 갖는 멤브레인으로 구성된다. 예를 들면, 스테인리스 강과 같은 재료가 사용된다. 멤브레인은 액화천연가스의 액압, 온도 및 하중의 변화에 대응하여 팽창 및 수축 가능하며, 액화천연가스의 누설을 방지하는 밀봉기능을 수행하도록 설계된다. 멤브레인은 0.5 ~ 1.2mm 정도의 두께를 갖는 얇은 막으로 이루어진다.

일반적으로, 액화천연가스 저장 탱크에 사용되는 멤브레인으로는 저장 탱크의 벽면과 바닥면에 설치되는 플랫 멤브레인과, 벽면과 바닥면을 연결 및 밀봉하는 코너피스 멤브레인과, 멤브레인을 고정하는 앙카피스 멤브레인과, 멤브레인의 끝단 부를 막음 처리하는 캡 피스 멤브레인과, 멤브레인과 멤브레인 용접부의 연결을 보조하는 연결피스 멤브레인 등이 있다.

본 발명은 코너피스 멤브레인을 제조하는 방법에 관한 것이다. 코너피스 멤브레인 중에서 특히 리퀴드 돔의 코너 부분 90도 이음을 연결하는 멤브레인을 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인이라 한다. 여기서, 90도란 코너피스 멤브레인이 절곡된 각도를 의미한다. 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인은 역 앵글피스 멤브레인 또는 역 코너피스 멤브레인으로 불리기도 한다.

도1(a)는 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인을 개략적으로 도시하고 있다. 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인(10)은 제1 주름부(11), 제2 주름부(12), 교차부(13), 곡면부(14), 측면부 단부(15), 정면부 단부(16), 코너부(17) 및 용접 이음부(18)를 포함한다. 도1(a)에 도시된 바와 같이, 제1 주름부(11)와 제2 주름부(12)는 서로 90도 각도를 이루며, 제1 주름부(11)와 제2 주름부(12) 사이에 교차부(13)가 생성된다. 교차부(13)를 중심으로 제1 및 제2 주름부를 가로지르는 방향으로 곡면부(14)가 형성된다. 네 곳의 코너부(17)는 45도 커팅이 이루어진다.

도1(b)는 용접을 하기 전의 1/2 피스 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인을 도시한다. 도1(b)에 도시된 것과 같은 1/2 피스 두 개를 용접 이음부(18)에서 용접하여 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인을 완성하게 된다.

도2(a) 내지 도2(i)는 종래의 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인 제조 방법을 각 단계별로 도시한 것이다.

우선 도2(a)에 도시된 바와 같이 원하는 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인 의 크기에 맞게 판재를 절단한 후, 도2(b)와 같이 용접 이음부(18) 부근으로 곡면부(14)를 형성한다. 일반적으로 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인의 곡면부(14)는 R20의 곡률을 갖는다. 그런 다음, 도2(c)에 도시된 바와 같이, 용접 이음부(18)를 45도 각도로 절단한다. 45도 절단 후, 도2(d)에 도시된 바와 같이, 코너피스 멤브레인의 정면부 단부(16) 및 코너부(17)를 절단하고, 그런 다음 조글링(joggling) 가공을 한다. 조글링 가공이란, 도2(e)에 도시된 바와 같이, 인접하는 멤브레인과 연결을 하기 위한 단차부(19)를 주는 가공을 의미한다.

90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인의 제조가 완료되어 액화천연가스 저장탱크에 설치되는 경우, 도2(e)에 도시된 단차부(19)의 우측에서부터 플랫 멤브레인이나 다른 종류의 코너피스 멤브레인이 단차부(19)의 아래 방향으로 삽입될 수 있다. 단차부(19) 아래 쪽으로 삽입된 멤브레인은 용접을 통하여 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인과 결합할 수 있다.

조글링 가공 후에는 두 개의 45도 절단된 멤브레인을 용접하여 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인을 제조한다. 용접한 이후의 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인의 형상이 도2(f)에 도시되어 있다. 용접 이후에는, 도2(g) 및 도2(h)에 도시된 바와 같이, 연결부의 곡면부(14)를 최종적으로 다듬는 2차 성형을 수행한 후, 측면부 단부(15)의 2차 절단을 수행한다. 용접 도중에 곡면부(14)의 곡률이 틀어지는 문제를 해결하기 위하여 2차 성형 공정이 필요하며, 용접 후에 다지는 공정을 한 후에 절단을 해야 정확한 절단이 가능하기 때문에, 2차 절단 공정이 필요하다.

위와 같은 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인을 제조하는 종래의 방법에는 몇 가지 문제점이 있다. 우선, 종래의 제조 방법에 따르면, 45도 절단을 수행한 후에 두 개의 부품을 용접하는 공정이 요구된다. 멤브레인과 같은 박판의 용접에는 고도의 기술이 필요하여 높은 인건비와 긴 공정 시간이 요구된다. 또한, 용접 공정 중에 20~30%의 불량률이 발생한다.

또한, 용접 이후에 추가 성형 및 절단 공정이 필요하기 때문에, 전체적인 공정의 수가 증가하여, 비용과 제조 시간이 증가된다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 제조공정을 간소화하여 제조비용과 시간을 절감할 수 있는 리엔트런트 코너피스 멤브레인을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액화천연가스 저장탱크용 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인을 제조하는 방법은 금형 프레스를 이용하여 상기 제1 주름부, 제2 주름부 및 곡면부를 한번에 성형하는 단계와, 제1 주름부 및 제2 주름부를 조글링 가공하여 단차부를 형성하는 단계로 이루어진다.

또한, 본 발명에 따른 액화천연가스 저장탱크용 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인을 제조하는 방법은 상기 금형 프레스를 이용하여 성형된 리엔트런트 코너피스 멤브레인의 정면부, 측면부 및 코너부를 절단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 제조 방법으로 제조된 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인은 제1 주름부와 제2 주름부의 교차부가 일정한 곡률을 갖는 곡면으로 이루어진다.

본 발명에 따른 제조 방법으로 제조된 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인은, 상기 금형 프레스를 이용하여 상기 제1 주름부, 제2 주름부 및 곡면부를 성형하는 단계에서, 네 곳의 코너부에 비드를 형성한다.

본 발명에 따르면, 프레스 성형 공정에 의해 90도 리엔트런트 코너피스 멤브 레인을 성형함에 따라 종래에는 8개의 공정에 의해 제조되던 것이 4개의 공정만으로 제조될 수 있으므로, 제조 공정을 대폭 단축할 수 있다. 또한, 용접 공정이 생략됨으로써 불량률이 현저히 줄어들 뿐 아니라, 전체 공정에 소요되는 제조 시간도 현저히 단축되어 품질 및 가격 경쟁력 강화에 큰 도움이 된다.

이하에서, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도3(a) 내지 도3(d)는 본 발명에 따른 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인을 제조하는 방법을 각 단계별로 도시한 것이다. 우선 도3(a)에 도시된 바와 같이, 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인(20)의 제1 주름부(21), 제2 주름부(22) 및 곡면부(24)를 한번의 프레스 성형을 통하여 얻는다 (제1 공정). 프레스 성형 후에, 도3(b) 및 도3(c)에 도시된 바와 같이 멤브레인의 정면부 단부(26) 및 코너부(27)의 절단 (제2 공정)과 측면부 단부(25)의 절단 (제3 공정)이 수행된다. 여기서, 제2 공정과 제3 공정의 순서는 바뀌어도 상관 없다. 마지막으로, 인접하는 멤브레인과 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인을 연결하기 위한 단차부(29)를 주기 위하여 조글링 공정 (제4 공정)이 수행된다. 본 발명에 따른 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인을 제조하는 방법은 위와 같은 4개의 공정만으로 이루어진다.

도3(a)에 도시된 바와 같이, 제1 주름부(21)와 제2 주름부(22)는 서로 90도 각도를 이루며, 제1 주름부(21)와 제2 주름부(22) 사이에 교차부(23)가 생성된다. 교차부(23)를 중심으로 제1 및 제2 주름부를 가로지르는 방향으로 곡면부(24)가 한 번의 프레스 성형을 통하여 형성된다. 일반적으로 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레 인의 곡면부(14)는 R20의 곡률을 갖는다. 도3(b)에 도시된 바와 같이, 네 곳의 코너부(27)는 제2 공정에서 45도 커팅이 이루어진다.

도3(d)에 도시된 바와 같이, 조글링 가공을 통해 형성된 단차부(19)는 인접하는 멤브레인과 연결을 하는 것을 가능하게 한다. 앞서 설명한 바와 같이, 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인의 제조가 완료되어 액화천연가스 저장탱크에 설치되는 경우, 도3(d)에 도시된 단차부(19)의 아래에 플랫 멤브레인이나 다른 종류의 코너피스 멤브레인이 삽입될 수 있다.

본 발명에 따른 제1 공정을 수행하기 위해서는 프레스 금형의 네 방향 모서리에 성형 보조 장치인 비드(Bead)(도시 않음)를 설치하는 것이 바람직하다. 비드가 없으면 평탄부에 심한 잔주름이 발생하며, 비드의 폭과 길이가 너무 크면 돌출 부분이 터지고, 반대로 크기가 작으면 최종 제품의 현상이 불안정해진다. 즉, 주름이 없는 평탄부를 얻기 위해서는 적절한 크기의 비드를 만들어야 한다. 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인의 크기, 형상 등에 따라 비드 폭 및 길이는 결정된다.

도4(a) 및 도4(b)는 각각 종래 기술과 본 발명에 따라 성형된 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인의 사진이다. 도4(a)에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의해 제조된 멤브레인은 제1 주름부(11)와 제2 주름부(12) 사이의 교차부(13) 상에 용접 이음부(18)가 존재하며, 교차부(13)의 모서리가 각이 진 것을 알 수 있다. 이에 반해, 본 발명에 따라 성형된 멤브레인은 교차부(23)가 일정한 곡률을 갖는 부드러운 곡면으로 형성될 수 있다. 교차부(23)를 부드러운 곡면으로 형성하는 경우, 각이 진 경우보다 유체의 표면저항력이 감소되는 효과가 있다.

대형 선박에 약 200여개의 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인이 들어간다고 가정할 경우, 종래 기술에 따르면 절단 등의 공정에 2.5일, 용접에 5일 정도 소요되어 평균 한 척의 선박에 필요한 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인을 생산하는데 7.5일 정도가 소요되었다. 그러나, 본 발명에 따르면 하루 이내에 한 척의 선박에 소요되는 물량을 제작할 수 있게 되었다. 이와 같이, 본 발명에 따른 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인은 당해 기술 분야에서 차별화된 제조 공법이다.

전술한 본 발명의 실시예들은 예시적인 목적으로 제시된 것이며, 이러한 구체적인 절차와 형태로 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니며, 이를 바탕으로 많은 변형과 수정이 가해질 수 있다.

도1(a)는 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인의 사시도이다.

도1(b)는 종래기술에 따라 용접이 이루어지기 전에 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인 1/2 피스의 사시도이다.

도2(a) 내지 도2(i)는 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인을 제조하는 종래의 방법을 각 단계별로 도시한 것이다.

도3(a) 내지 도3(d)는 본 발명에 따른 리엔트런트 코너피스 멤브레인을 제조하는 방법을 각 단계별로 도시한 것이다.

도4(a) 및 도4(b)는 각각 종래 기술과 본 발명에 따라 성형된 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인의 사진이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10, 20: 90도 리엔트런트 코너피스 멤브레인

11, 21: 제1 주름부

12, 22: 제2 주름부

13, 23: 교차부

14, 24: 곡면부

15, 25: 측면부 단부

16, 26: 정면부 단부

17, 27: 코너부

18: 용접 이음부

19, 29: 단차

Claims (4)

1. 서로 일정 각도를 절곡된 제1 주름부 및 제2 주름부와, 상기 제1 및 제2 주름부 사이에서 상기 제1 및 제2 주름부를 가로지르는 방향으로 연장되는 곡면부를 포함하는 리엔트런트 코너피스 멤브레인을 제조하는 방법이며,

   금형 프레스를 이용하여 상기 제1 주름부, 제2 주름부 및 곡면부를 한번에 성형하는 단계와,

   상기 제1 주름부 및 제2 주름부를 조글링 가공하여 단차부를 형성하는 단계를 포함하는 리엔트런트 코너피스 멤브레인 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 금형 프레스를 이용하여 성형된 리엔트런트 코너피스 멤브레인의 정면부, 측면부 및 코너부를 절단하는 단계를 더 포함하는 리엔트런트 코너피스 멤브레인 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 성형하는 단계에서 리엔트런트 코너피스 멤브레인의 제1 주름부와 제2 주름부의 교차부는 일정한 곡률을 갖는 곡면으로 성형되는 리엔트런트 코너피스 멤브레인 제조 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금형 프레스를 이용하여 상기 제1 주름부, 제2 주름부 및 곡면부를 성형하는 단계에서, 네 곳의 코너부에 비드를 형성하는 리 엔트런트 코너피스 멤브레인 제조 방법.

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