KR20100001677A

KR20100001677A - 액화천연가스 저장탱크용 코너피스 멤브레인의 성형방법 및장치

Info

Publication number: KR20100001677A
Application number: KR1020080061682A
Authority: KR
Inventors: 서기원
Original assignee: 주식회사 화인텍
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2010-01-06
Also published as: KR100974147B1

Abstract

본 발명은 액화천연가스 저장탱크용 코너피스 멤브레인의 성형방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명의 액화천연가스 저장탱크용 코너피스 멤브레인의 성형방법은 종래의 Small-Small형 코너피스 멤브레인 또는 Large-Small형 코너피스 멤브레인을 성형하는 방법과 달리 Large-Large형 코너피스 멤브레인의 형상으로 성형되는 과정을 거치지 않기 때문에 주름부로부터 평탄부로 변형되는 부분에 다른 주름이 생성되지 않아 평탄부 전체의 평탄도가 양호한 Small-Small형 코너피스 멤브레인 또는 Large-Small형 코너피스 멤브레인을 성형할 수 있다. 또한, Large-Large형 코너피스 멤브레인의 형상으로 성형되는 과정을 거치지 않더라도 제2 주름부 또는 노치 등에 접히는 현상이 발생하지 않기 때문에 내구성 및 안정성이 뛰어난 Small-Small형 코너피스 멤브레인 또는 Large-Small형 코너피스 멤브레인을 제공할 수 있다.

코너피스 멤브레인, 제1 주름부, 제2 주름부, 노치, 대주름부, 소주름부, 제1 예비 주름부, 제2 예비 주름부, 평탄부, 슈링킹, 절곡, 절단

Description

액화천연가스 저장탱크용 코너피스 멤브레인의 성형방법 및 장치 {An Apparatus and Method for Forming Corner Pieces Membrane for LNG Storage Tank}

본 발명은 액화천연가스 저장탱크용 코너피스 멤브레인의 성형방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 Large-Large형 코너피스 멤브레인의 형상으로 성형되는 과정을 거치지 않아 평탄부 전체의 평탄도가 양호한 Small-Small형 코너피스 멤브레인 또는 Large-Small형 코너피스 멤브레인을 성형하는 방법 및 장치에 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. 맴브레인은 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 맴브레인과, 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 위에 개시된 맴브레인 중에서도 코너피스 멤브레인을 성형하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

도1은 코너피스 멤브레인을 개략적으로 도시하고 있다. 코너피스 멤브레인(10)은 길이 방향으로 제1 주름부(11, 11')가 형성되어 있으며, 그 중간 부분에서 소정 각도로 절곡되어 제1 주름부(11, 11')를 양분한다. 평탄부(14)는 제1 주름부(11, 11')의 폭방향 양단으로부터 연장된다. 제1 주름부(11)와 제1 주름부(11') 사이에는 제2 주름부(12, 12')가 형성되어 있으며, 제1 주름부(11, 11')와 제2 주름부(12, 12') 사이에는 오목부(17, 17')가 형성되어 제1 주름부(11, 11')의 능선과 제2 주름부(12, 12')의 능선 사이를 연결한다. 제2 주름부(12)와 제2 주름부(12') 사이에는 노치(13)가 형성되어 있다.

코너피스 멤브레인(10)의 평탄부(14)는 코너피스 멤브레인(10)의 중간 부분으로부터 단차부(15)까지 연장되는 제1 평탄면(14a)과, 단차부(15)로부터 코너피스 멤브레인(10)의 길이방향 단부로 연장되는 제2 평탄면(14a')으로 구성된다. 제1 평탄면(14a)과 제2 평탄면(14a')의 사이에는 단차부(15)가 형성되어 있으며, 제1 평탄면(14a)은 제2 평탄면(14a')에 비해 약간 낮은 구조를 갖는다. 단차부(15)는 제1 주름부(11, 11')에도 형성되어 있어, 제1 주름부(11, 11') 양편의 단차부(15)는 서로 연결되어 있다.

코너피스 멤브레인(10)의 폭방향 단부에 해당하는 제1 측단부(16a)와 길이방 향 단부에 해당하는 제2 측단부(16b) 사이에는 코너부(16c)가 각각 형성되어 있다.

코너피스 멤브레인(10)은 제1 주름부(11, 11')의 크기에 따라 일반적으로 3가지 종류로 나뉜다. 즉, 양쪽 제1 주름부(11, 11')가 모두 대주름부인 Large-Large형(예를 들어, AP7)과, 한쪽 제1 주름부(11)는 대주름부이고 다른 쪽 제1 주름부(11')는 소주름부인 Large-Small형(예를 들어, AP1-31)과, 양쪽 제1 주름부(11, 11')가 모두 소주름부인 Small-Small형(예를 들어, AP1-21)이 있다.

한편, 코너피스 멤브레인(10)은 제1 주름부(11, 11')가 길이 방향으로 절곡되는 각도에 따라, 90도 코너피스 멤브레인과, 108도 코너피스 멤브레인과, 135도 코너피스 멤브레인과, 90도 역 코너피스 멤브레인 등으로 나뉜다. 도1에 도시된 코너피스 멤브레인은 제1 주름부(11, 11')가 길이방향으로 90도로 절곡되는 90도 코너피스 멤브레인에 해당한다.

도2는 도1에 도시된 코너피스 멤브레인의 A-A선 단면도이다. 코너피스 멤브레인(10)의 제1 주름부(11, 11')는, 도2에 도시된 바와 같이 응력 집중을 방지할 수 있도록 상부 라운딩부(R1)와, 상부 라운딩부의 양측에 형성되는 측부 라운딩부(R2)와, 측부 라운딩부(R2)와 평탄부(14)를 연결하는 바닥부 라운딩부(R3)로 구성된다.

제1 주름부는 일반적으로 대주름부와, 대주름부에 비해 치수가 작은 소주름부로 나뉜다. 한 예로써, GTT사의 MarkIII형은 일반적으로 아래와 같은 수치를 갖는다.

제1 주름부	R1	R2	R3	E	h
대주름부	9.4	65.4	8.4	38.5	54.5
소주름부	8.4	38.4	8.4	26.5	36

(단위: mm)

도3(a) 내지 도3(l)은 Small-Small형 코너피스 멤브레인, 특히 Small-Small형 90도 코너피스 멤브레인을 제조하는 종래의 방법을 각 단계별로 도시한 것이다.

종래의 방법에 따라 Small-Small형 코너피스 멤브레인을 제조하기 위해서는, 우선 도3(a)에 도시된 바와 같이 원하는 코너피스 멤브레인의 크기에 맞게 판재를 절단한 후, 도3(b)와 같이 소정 각도, 예를 들어 약 105도로 판재를 절곡한다.

절곡된 판재는 도4(a) 및 도4(b)에 도시된 Large-Large형 코너피스 멤브레인 금형장치(제1 금형)에 의해, 도3(c)에 도시된 Large-Large형 코너피스 멤브레인의 형상으로 1차 성형된다. Large-Large형 코너피스 멤브레인 형상으로 1차 성형된 성형물(제1차 성형물)에는 제1 주름부(11, 11')와, 제2 주름부(12, 12')와, 평탄부(14)가 각각 형성된다. 이때, 제1 주름부(11, 11')는 대주름부에 해당하는 크기를 가지며, 제2 주름부(12, 12')는 제1 주름부(11, 11')들 사이에 형성되고, 중간에 노치(13) 없이 서로 연결된다.

제1차 성형물은, 도5에 도시된 슈링킹 금형장치에 의한 슈링킹 공정을 거치게 된다. 슈링킹 공정에서는, 도3(d)에 도시된 바와 같이 제1차 성형물의 제1 주 름부(11, 11')가 각각 대주름부에서 소주름부로 재성형되고, 그 평탄부(14)의 평탄도가 수정된다.

슈링킹 공정을 거친 성형물은 제2 금형(미도시)에 의한 제2차 성형 공정을 거치게 된다. 제2차 성형 공정에서는, 도3(e)에 도시된 바와 같이 슈링킹 공정을 거치면서 성형물에 발생한 변형 각도가 수정된다.

제2차 성형 공정을 거친 성형물(제2차 성형물)은 제3 금형(미도시)에 의한 제3차 성형 공정을 거치게 된다. 제3차 성형 공정에서는, 도(3f)에 도시된 바와 같이 제2차 성형물의 길이방향 각도를 소정 각도, 예를 들어 90도로 절곡한다. 이 과정에서 제2 주름부(12, 12')들 사이에 노치(13)가 형성된다. 제3차 성형 공정을 거친 성형물(제3차 성형물)은 비로소 Small-Small형 코너피스 멤브레인의 대략적인 형상을 갖추게 된다.

제3차 성형물은 이어서, 도(3g) 내지 도(3i)에 도시된 바와 같이 제1 측단부(16a)와, 제2 측단부(16b)와, 제1 측단부(16a) 및 제2 측단부(16b) 사이의 코너부(16c)를 각각 컷팅하는 제1차 내지 제3차 컷팅 공정을 거친다. 제3차 컷팅 공정 후에는, 성형물의 컷팅면에 형성된 버어(burr)를 제거하는 공정을 거치고[도(3j) 참조], 이어서 도1에 도시된 단차부(15)를 형성하는 조글링 공정을 거치게 된다[도(3k) 참조]. 조글링 공정 후에는, 성형된 Small-Small형 코너피스 멤브레인의 하자 여부를 검사하는 마지막 단계를 거쳐, 최종 완제품이 된다. Large-Small형 코너피스 멤브레인을 제조하는 방법은, 슈링킹 공정에서 대주름부 크기를 갖는 제1 주름부(11, 11') 중 한쪽만을 소주름부로 재성형한다는 차이가 있을 뿐 Small- Small형 코너피스 멤브레인의 제조 방법과 실질적으로 동일하다.

그러나, 이와 같은 Small-Small형 코너피스 멤브레인 또는 Large-Small형 코너피스 멤브레인을 제조하는 종래의 방법에는 몇 가지 문제점이 있다. 우선, 종래의 Small-Small형 코너피스 멤브레인 또는 Large-Small형 코너피스 멤브레인 제조 방법에서는, 판재를 Large-Large형 코너피스 멤브레인의 형상으로 1차 성형한 후에, 도3(d)에 도시된 바와 같이 슈링킹 금형장치로 제1차 성형물의 제1 주름부(11, 11')를 각각 대주름부에서 소주름부로 재성형하는 공정을 거치기 때문에, 대주름부였다가 평탄부(14)로 변형된 부분(X)에 불필요한 주름의 흔적이 남게 된다. 즉, 슈링킹 공정을 통해 평탄부(14)로 변형된 부분(X)의 평탄도를 수정하더라도, 그 주름의 흔적은 완전히 없어지지 않기 때문에 평탄부(14)로 변형된 부분(X)의 평탄도는 불량할 수밖에 없다.

평탄부(14)는 코너피스 멤브레인(10)을 탱크에 설치할 때 용접이 필요한 부분으로, 평탄부(14)의 평탄도가 불량할 경우 이는 용접 작업의 불량으로 직접적으로 이어지게 된다. 용접 작업의 불량은 결국 선박 내 탱크 전체의 제조 및 안정성에도 악영향을 미칠 수 있다.

이와 같은 Small-Small형 코너피스 멤브레인 또는 Large-Small형 코너피스 멤브레인을 제조하는 종래의 방법이 갖고 있는 문제점들을 해결하기 위해서는, 제1 주름부(11, 11')를 Large-Large형(대주름부-대주름부)로 1차 성형한 후에 다시 Small-Small형(소주름부-소주름부) 또는 Large-Small형(대주름부-소주름부)으로 재성형할 것이 아니라, 처음부터 제1 주름부(11, 11')를 Small-Small형(소주름부-소 주름부) 또는 Large-Small형(대주름부-소주름부)으로 성형할 필요가 있다. 즉, 처음부터 제1 주름부(11, 11')를 원하는 크기와 형상으로 성형함으로써 평탄부(14)로 변형되는 부분(X)을 없에, 평탄부(14) 전체의 평탄도가 양호하도록 하는 방법을 고려해볼 수 있다.

그러나, 이러한 단순한 해결책에도 불구하고 제1 주름부(11, 11')를 Large-Large형(대주름부-대주름부)로 1차 성형한 후에 다시 Small-Small형(소주름부-소주름부) 또는 Large-Small형(대주름부-소주름부)으로 재성형해야 했던 이유는, 도6(a) 및 도6(b)를 살펴보면 알 수 있다. 도6(a) 및 도6(b)에는 제1 주름부(11, 11')를 Large-Large형(대주름부-대주름부)로 1차 성형하는 단계를 거치지 않고 바로 Small-Small형(소주름부-소주름부) 또는 Large-Small형(대주름부-소주름부)으로 성형한 성형물의 하면이 도시되어 있으며, 도7에는 상기 제1차 성형 단계를 거친 성형물의 하면이 도시되어 있다.

제1 주름부(11, 11')를 Large-Large형(대주름부-대주름부)로 1차 성형하는 단계를 거치지 않고 바로 Small-Small형(소주름부-소주름부) 또는 Large-Small형(대주름부-소주름부)으로 성형한 제품의 경우에는, 도6(a)에 도시된 바와 같이 제2 주름부(12, 12')의 일부가 접히거나, 도6(b)에 도시된 바와 같이 제2 주름부(12, 12')와 노치(13) 사이 부분에 접히는 현상이 발생한다. 코너피스 멤브레인의 코너 연결부, 즉 제2 주름부(12, 12')와 노치(13)는 코너피스 멤브레인에 작용하는 하중에 따른 각도 방향의 수축 또는 팽창에 대한 저항력을 발휘하는 곳으로, 코너 연결부에 위와 같은 접히는 현상이 발생한다면 코너피스 멤브레인의 내구성 또는 안정 성이 매우 나빠질 수 있다. 또한, 이러한 코너피스 멤브레인을 탱크 제조에 사용할 경우 탱크의 내구성에도 심각한 악영향을 미칠 수 있다.

이와 같은 문제점 때문에, 종래에는 평탄부(14)로 변형된 부분(X)의 평탄도가 불량해진다는 것을 알면서도 제1 주름부(11, 11')를 Large-Large형(대주름부-대주름부)로 1차 성형한 후에 다시 Small-Small형(소주름부-소주름부) 또는 Large-Small형(대주름부-소주름부)으로 재성형하는 단계를 거쳐 Small-Small형 코너피스 멤브레인 또는 Large-Small형 코너피스 멤브레인을 제조해야만 했다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 Large-Large형 코너피스 멤브레인의 형상으로 성형되는 과정을 거치지 않아 코너피스 멤브레인의 평탄부 전체의 평탄도가 양호하면서도, 제2 주름부 또는 노치 등에 접히는 현상이 발생하지 않아 내구성 및 안정성이 뛰어난 Small-Small형 코너피스 멤브레인 또는 Large-Small형 코너피스 멤브레인을 성형하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액화천연가스 저장탱크용 코너피스 멤브레인의 성형방법은, 적어도 하나가 소주름부인 한 쌍의 제1 주름부와, 제1 주름부들 사이에 형성된 제2 주름부와, 제1 주름부의 폭방향 양단으로부터 연장되는 평탄부를 포함하는 액화천연가스 저장탱크용 코너피스 멤브레인을 성형하는 방법으로서, 판재를 소정의 크기로 절단하는 단계와, 절단된 판재를 길이방향으로 소정 각도로 절곡하는 단계와, 절곡된 판재에 한 쌍의 제1 예비 주름부와, 제1 예비 주름부들 사이의 제2 예비 주름부와, 제1 예비 주름부의 폭방향 양단으로부터 연장되는 평탄부를 성형하는 제1차 성형 단계와, 제1차 성형 단계를 거친 성형물의 제1 예비 주름부 및 제2 예비 주름부를 제1 주름부 및 제2 주름부로 성형하되, 제1 예비 주름부들 중 적어도 하나는 소주름부로 성형하는 제2차 성형 단계와, 성형물을 길이방향으로 다시 절곡하는 제3차 성형 단계를 포함하며, 제1차 성형단계에서 형 성되는 제1 예비 주름부의 높이는 제2차 성형단계에서 형성되는 소주름부의 높이보다 낮은 것을 특징으로 한다.

특히, 본 발명에 따른 성형방법에 있어서, 제3차 성형 단계를 거친 성형물의 평탄부에 단차부를 형성하여 평탄부를 제1 평탄면과 제2 평탄면으로 구분하는 조글링 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 성형방법에 있어서, 한 쌍의 제1 주름부 중 하나는 대주름부이며, 제2차 성형단계에서 제1 예비 주름부 중 하나는 대주름부로 성형될 수 있다.

본 발명에 따른 성형방법에 있어서, 제2차 성형단계이후에 제1 주름부의 각도를 수정하고, 제1 주름부의 프로파일 및 평탄부의 평탄도를 수정하는 슈링킹 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 성형방법에 있어서, 제3차 성형단계 이후에 성형물의 평탄면의 단부 및 평탄면 사이의 코너부를 각각 커팅하는 단계와, 커팅된 부분에 생성된 버어를 제거하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크용 코너피스 멤브레인의 예비 성형물을 프레스 가공하는 예비 금형 장치는, 길이방향으로 소정 각도로 절곡된 판재에 길이방향으로 형성되는 한 쌍의 제1 예비 주름부와, 제1 예비 주름부들 사이에 형성되는 제2 예비 주름부와, 제1 예비 주름부와 제2 예비 주름부 사이에 형성되어 제1 예비 주름부의 능선과 제2 예비 주름부의 능선 사이를 연결하는 오목부와, 제1 예비 주름부의 폭방향 양단으로부터 연장되는 평탄부가 성형된 액화천연가스 저장탱크용 코너피스 멤브레인의 예비 성형물을 프레스 가공하는 예비 금 형 장치이며, "∧" 형상의 오목한 하부를 갖고, 그 하부에 예비 성형물의 제1 예비 주름부에 대응되는 한 쌍의 제1 상부 돌출부와, 제2 예비 주름부에 대응되는 제2 상부 돌출부와, 오목부에 대응되는 한 쌍의 상부 함몰부와, 평탄부에 대응되도록 제1 상부 돌출부의 폭방향 양단으로부터 연장되는 한 쌍의 상부 평탄면이 각각 형성되어, 상하로 구동가능한 상부 금형과, "∧" 형상의 볼록한 상부를 갖고, 그 상부에 제1 상부 돌출부와, 제2 상부 돌출부와, 상부 함몰부와, 상부 평탄면에 각각 대응되는 제1 하부 함몰부와, 제2 하부 함몰부와, 하부 돌출부와, 하부 평탄면이 각각 형성되는 하부 금형을 포함하며, 제1 상부 돌출부 및 제1 하부 함몰부의 높이는 코너피스 멤브레인의 소주름부의 높이보다 낮은 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 예비 금형 장치는, "∨" 형상의 볼록한 하부를 갖고, 그 하부에 예비 성형물의 제1 예비 주름부에 대응되는 한 쌍의 제1 상부 함몰부와, 제2 예비 주름부에 대응되는 제2 상부 함몰부와, 오목부에 대응되는 한 쌍의 상부 돌출부와, 평탄부에 대응되도록 제1 상부 함몰부의 폭방향 양단으로부터 연장되는 한 쌍의 상부 평탄면이 각각 형성되어, 상하로 구동가능한 상부 금형과, "∨" 형상의 오목한 상부를 갖고, 그 상부에 제1 상부 함몰부와, 제2 상부 함몰부와, 상부 돌출부와, 상부 평탄면에 각각 대응되는 제2 하부 돌출부와, 제2 하부 돌출부와, 하부 함몰부와, 하부 평탄면이 각각 형성되는 하부 금형을 포함하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크용 코너피스 멤브레인의 성형장치는, 예비 금형 장치와, 예비 금형 장치에 의해 성형된 예비 성형물의 제1 예비 주름부 및 제2 예비 주름부를 제1 주름부 및 제2 주름부로 성형하되, 제1 예비 주름부들 중 적어도 하나는 소주름부로 성형할 수 있도록, 소주름부에 대응되는 형상을 갖는 암형 및 수형 금형을 갖는 주 금형 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같이, 종래의 Small-Small형 코너피스 멤브레인 또는 Large-Small형 코너피스 멤브레인을 성형하는 방법과 달리 Large-Large형 코너피스 멤브레인의 형상으로 성형되는 과정을 거치지 않기 때문에 주름부로부터 평탄부로 변형되는 부분에 다른 주름이 생성되지 않아 평탄부 전체의 평탄도가 양호한 Small-Small형 코너피스 멤브레인 또는 Large-Small형 코너피스 멤브레인을 성형할 수 있다.

특히, Large-Large형 코너피스 멤브레인의 형상으로 성형되는 과정을 거치지 않더라도 제2 주름부 또는 노치 등에 접히는 현상이 발생하지 않기 때문에 내구성 및 안정성이 뛰어난 Small-Small형 코너피스 멤브레인 또는 Large-Small형 코너피스 멤브레인을 제공할 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 Small-Small형 코너피스 멤브레인 또는 Large-Small형 코너피스 멤브레인을 성형하는 방법을 상세하게 설명한다.

도8(a) 내지 도8(l)은 본 발명의 일 실시예에 따른 Small-Small형 코너피스 멤브레인을 성형하는 방법을 각 단계별로 도시한 것이다.

본 발명의 성형방법에 따라 Small-Small형 코너피스 멤브레인을 제조하기 위해서는, 우선 도8(a)에 도시된 바와 같이 원하는 코너피스 멤브레인의 크기에 맞게 판재를 절단한 후, 도8(b)와 같이 소정 각도, 예를 들어 약 105도로 판재를 절곡한다.

절곡된 판재는 도9(a) 및 도9(b)에 도시된 예비 금형 장치에 의해, 도8(c)에 도시된 예비 성형물로 1차 성형된다. 예비 성형물은 절곡된 판재에 한 쌍의 제1 예비 주름부(11a, 11a')와, 제1 예비 주름부(11a, 11a') 사이에서 서로 연결되도록 형성되는 한 쌍의 제2 주름부(12a, 12a')와, 제1 예비 주름부(11a, 11a')의 폭방향 양단으로부터 연장되는 한 쌍의 평탄부(14)를 각각 형성함으로써 성형된다. 예비 성형물의 제1 예비 주름부(11a, 11a')와 제2 예비 주름부(12a, 12a') 사이에는 오목부(17, 17')가 형성되어 제1 예비 주름부(11a, 11a')의 능선과 제2 예비 주름부(12a, 12a')의 능선 사이를 연결한다.

이때, 제1 예비 주름부(11a, 11a')가 제2차 성형 단계를 통해 제1 주름부(11, 11')로 성형될 때, 제1 주름부(11, 11')의 폭방향 양단으로부터 연장되는 제1 예비 주름부(11a, 11a')였다가 평탄부(14)로 변형되는 부분(Y)에 불필요한 다른 주름이 생성되지 않도록, 도11에 도시된 바와 같이 제1 예비 주름부(11a, 11a')의 높이를 소주름부인 제1 주름부(11, 11')의 높이보다 낮게 성형한다.

예비 성형물은, 도10(a) 및 도10(b)에 도시된 주 금형 장치에 의해 도8(d)에 도시된 성형물(제2차 성형물)로 2차 성형된다. 제2차 성형을 통해, 예비 성형물의 제1 예비 주름부(11a, 11a') 및 제2 예비 주름부(12a, 12a')가 각각 제1 주름 부(11, 11') 및 제2 주름부(12, 12')로 성형된다.

종래에는 본 발명의 제1 예비 주름부(11a, 11a')에 대응되는 Large-Large형 코너피스 멤브레인 형상의 제1차 성형물의 제1 주름부(11, 11')가 대주름부에 해당하기 때문에, 슈링킹 공정을 통해 이를 소주름부로 재성형할 경우 주름부였다가 평탄부로 변형되는 부분(X)에 다른 주름이 생성되는 문제점이 있었다. 그러나, 본 발명은, 제1 예비 주름부(11a, 11a')의 높이를 소주름부인 제1 주름부(11, 11')의 높이보다 낮게 성형하기 때문에, 제1 예비 주름부(11a, 11a')를 다시 소주름부인 제1 주름부(11, 11')로 재성형하더라도, 도8(d)에 도시된 바와 같이 제1 예비 주름부(11a, 11a')였다가 평탄부(14)로 변형되는 부분(Y)에 다른 주름이 생기지 않아 종래의 방법에 비해 평탄부(14)의 평탄도가 뛰어나다.

제2차 성형물은, 도12에 도시된 슈링킹 금형 장치에 의한 슈링킹 공정을 거치게 된다. 슈링킹 공정에서는, 도8(e)에 도시된 바와 같이 제2차 성형물의 제1 주름부(11, 11')의 프로파일이 최종적으로 형성되고, 그 평탄부(14)의 평탄도가 수정된다.

슈링킹 공정을 거친 성형물은 종래와 마찬가지로 제3 금형(미도시)에 의한 제3차 성형 공정을 거치게 된다. 제3차 성형 공정에서는, 도(8f)에 도시된 바와 같이 슈링킹 공정을 거친 성형물의 길이방향 각도를 소정 각도, 예를 들어 90도 코너피스 멤브레인의 경우 90도로 절곡한다. 제3차 성형 공정을 거친 성형물(제3차 성형물)은 비로소 Small-Small형 코너피스 멤브레인의 대략적인 형상을 갖추게 된다.

제3차 성형물은 이어서, 도(8g) 내지 도(8i)에 도시된 바와 같이 제1 측단부(16a)와, 제2 측단부(16b)와, 제1 측단부(16a) 및 제2 측단부(16b) 사이의 코너부(16c)를 각각 컷팅하는 제1차 내지 제3차 컷팅 공정을 거친다. 제3차 컷팅 공정 후에는, 성형물의 컷팅면에 형성된 버어(burr)를 제거하는 공정을 거치고[도(8j) 참조], 이어서 도1에 도시된 단차부(15)를 형성하는 조글링 공정을 거치게 된다[도(8k) 참조]. 조글링 공정 후에는, 성형된 Small-Small형 코너피스 멤브레인의 하자 여부를 검사하는 마지막 단계를 거쳐, 최종 완제품이 된다. Large-Small형 코너피스 멤브레인을 제조하는 방법은, 제2차 성형 단계에서 한쪽 제1 예비 주름부(11a)만을 소주름부로 성형한다는 차이가 있을 뿐 Small-Small형 코너피스 멤브레인의 제조 방법과 실질적으로 동일하다.

이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크용 코너피스 멤브레인의 예비 성형물을 프레스 가공하는 예비 금형 장치에 관해 상세하게 설명한다.

본 발명의 예비 금형 장치(20)는 상하로 구동가능한 상부 금형(31)과, 상부 금형과 대응되는 하부 금형(21)을 포함한다. 하부 금형(21)은 "∧" 형상의 볼록한 상부(22)를 갖고, 그 상부(22)에 예비 성형물의 제1 예비 주름부(11a, 11a')에 대응되는 한 쌍의 제1 하부 함몰부(11b, 11b')와, 제2 예비 주름부(12a, 12a')에 대응되는 한 쌍의 제2 하부 함몰부(12b, 12b')와, 오목부(17, 17')에 대응되는 한 쌍의 하부 돌출부(17b, 17b')와, 평탄부(14)에 대응되도록 제1 하부 함몰부(11b, 11b')의 폭방향 양단으로부터 연장되는 한 쌍의 하부 평탄면(14b)이 각각 형성된 다. 상부 금형(31)은 "∧" 형상의 오목한 하부(미도시)를 갖고, 그 하부에는 하부 금형(21)의 제1 하부 함몰부(11b, 11b')와, 제2 하부 함몰부(12b, 12b')와, 하부 돌출부(17b, 17b')와, 하부 평탄면(14b)에 각각 대응되는 제2 상부 돌출부(미도시)와, 제2 상부 돌출부(미도시)와, 상부 함몰부(미도시)와, 상부 평탄면(미도시)이 각각 형성된다.

본 발명에 따른 예비 금형 장치(20)는 제1 예비 주름부(11a, 11a')들 중 적어도 하나가 소주름부인 제1 주름부(11, 11')로 이후 성형될 때, 제1 예비 주름부의 높이(11a, 11a')를 소주름부인 제1 주름부(11, 11')의 높이보다 낮게 성형한다. 따라서, 소주름부인 제1 주름부(11, 11')의 폭방향 양단으로부터 연장되는 제1 예비 주름부(11a, 11a')였다가 평탄부(14)로 변형되는 부분(Y)에는 다른 주름이 생성되지 않는다.

상부 금형(31)과 하부 금형(21) 형상은 위와 반대로, 상부 금형이 "∨" 형상의 볼록한 하부를 갖고, 하부 금형이 "∨" 형상의 오목한 상부를 가질 수 있으며, 상부 금형(31)과 하부 금형(21)에 형성되는 돌출부 또는 함몰부 등은 위와 반대로 형성될 수도 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크용 코너피스 멤브레인의 성형장치는, 상기 예비 금형 장치(20)와, 주 금형 장치(40)를 포함한다. 주 금형 장치(40)는, 예비 금형 장치(20)에 의해 성형된 예비 성형물의 제1 예비 주름부(11a, 11a') 및 제2 예비 주름부(12a, 12a')를 제1 주름부(11, 11') 및 제2 주름부(12, 12')로 성형하되, 제1 예비 주름부(11a, 11a')들 중 적어도 하나는 소주름 부인 제1 주름부로 성형할 수 있도록, 소주름부인 제1 주름부에 대응되는 형상을 갖는 암형 금형(50) 및 수형 금형(60)으로 구성된다.

이때, 한 쌍의 제1 주름부(11, 11') 중 하나는 대주름부일 수 있으며, 주 금형 장치(40)는 대주름부인 제1 주름부에 대응되는 형상을 갖는 암형 금형(50) 및 수형 금형(60)으로 구성될 수 있다.

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

도1은 90도 코너피스 멤브레인의 개략적인 모습을 도시한 것이다.

도2는 도1에 도시된 90도 코너피스 멤브레인의 A-A선 단면도이다.

도3(a) 내지 도3(l)은 Small-Small형 코너피스 멤브레인을 제조하는 종래의 방법을 각 단계별로 도시한 것이다.

도4(a) 및 도4(b)는 종래의 Large-Large형 코너피스 멤브레인 금형장치(제1 금형)의 상부 금형 및 하부 금형을 각각 도시한 것이다.

도5는 종래의 슈링킹 금형장치를 도시한 것이다.

도6(a) 및 도6(b)는 제1 주름부를 Large-Large형(대주름부-대주름부)으로 성형하는 단계를 거치지 않고 바로 Small-Small형(소주름부-소주름부) 또는 Large-Small형(대주름부-소주름부)으로 성형한 성형물들의 하면을 도시한 것이다.

도7은 제1 주름부를 Large-Large형(대주름부-대주름부)으로 성형하는 단계를 거친 성형물의 하면을 도시한 것이다.

도8(a) 내지 도8(l)은 본 발명의 일 실시예에 따른 Small-Small형 코너피스 멤브레인을 제조하는 방법을 각 단계별로 도시한 것이다.

도9(a) 및 도9(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 예비 금형 장치를 도시한 것이다.

도10(a) 및 도10(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 주 금형 장치의 상부 금형 및 하부 금형을 각각 도시한 것이다.

도11은 본 발명에 따른 제1 예비 주름부와 소주름부인 제1 주름부의 높이를 비교한 것이다.

도12는 본 발명의 일 실시예에 따른 슈링킹 금형 장치를 도시한 것이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 90도 코너피스 멤브레인

11, 11': 제1 주름부

11a, 11a: 제1 예비 주름부

11b, 11b': 제1 하부 함몰부

12, 12': 제2 주름부

12a, 12a: 제2 예비 주름부

12b, 12b': 제2 하부 함몰부

13: 노치

14: 평탄부

14a: 제1 평탄면

14a': 제2 평탄면

14b: 하부 평탄면

15: 단차부

16a: 제1 측단부

16b: 제2 측단부

16c: 코너부

17, 17': 오목부

17b, 17b': 하부 돌출부

20: 예비 금형 장치

21: 하부 금형

31: 상부 금형

40: 주 금형 장치

50: 암형 금형

60: 수형 금형

Claims

적어도 하나가 소주름부인 한 쌍의 제1 주름부와, 상기 제1 주름부들 사이에 형성된 제2 주름부와, 상기 제1 주름부의 폭방향 양단으로부터 연장되는 평탄부를 포함하는 액화천연가스 저장탱크용 코너피스 멤브레인을 성형하는 방법이며,

판재를 소정의 크기로 절단하는 단계와,

상기 절단된 판재를 길이방향으로 소정 각도로 절곡하는 단계와,

상기 절곡된 판재에 한 쌍의 제1 예비 주름부와, 상기 제1 예비 주름부들 사이의 제2 예비 주름부와, 상기 제1 예비 주름부의 폭방향 양단으로부터 연장되는 평탄부를 성형하는 제1차 성형 단계와,

상기 제1차 성형 단계를 거친 성형물의 제1 예비 주름부 및 제2 예비 주름부를 제1 주름부 및 제2 주름부로 성형하되, 상기 제1 예비 주름부들 중 적어도 하나는 소주름부로 성형하는 제2차 성형 단계와,

상기 성형물을 길이방향으로 다시 절곡하는 제3차 성형 단계를 포함하며,

상기 제1차 성형단계에서 형성되는 제1 예비 주름부의 높이는 상기 제2차 성형단계에서 형성되는 소주름부의 높이보다 낮은, 액화천연가스 저장탱크용 코너피스 멤브레인을 성형하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 제2차 성형단계이후에 상기 제1 주름부의 각도를 수정하고, 제1 주름부의 프로파일 및 평탄부의 평탄도를 수정하는 슈링킹 단계를 더 포 함하는, 액화천연가스 저장탱크용 코너피스 멤브레인을 성형하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 한 쌍의 제1 주름부 중 하나는 대주름부이며, 상기 제2차 성형단계에서 제1 예비 주름부 중 하나는 대주름부로 성형되는, 액화천연가스 저장탱크용 코너피스 멤브레인을 성형하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제3차 성형 단계를 거친 성형물의 평탄부에 단차부를 형성하여 상기 평탄부를 제1 평탄면과 제2 평탄면으로 구분하는 조글링 단계를 더 포함하는, 액화천연가스 저장탱크용 코너피스 멤브레인을 성형하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제3차 성형단계 이후에 상기 성형물의 평탄면의 단부 및 평탄면 사이의 코너부를 각각 커팅하는 단계와, 상기 커팅된 부분에 생성된 버어를 제거하는 단계를 더 포함하는, 액화천연가스 저장탱크용 코너피스 멤브레인을 성형하는 방법.
길이방향으로 소정 각도로 절곡된 판재에 길이방향으로 형성되는 한 쌍의 제1 예비 주름부와, 상기 제1 예비 주름부들 사이에 형성되는 제2 예비 주름부와, 상기 제1 예비 주름부와 제2 예비 주름부 사이에 형성되어 제1 예비 주름부의 능선과 제2 예비 주름부의 능선 사이를 연결하는 오목부와, 상기 제1 예비 주름부의 폭방 향 양단으로부터 연장되는 평탄부가 성형된 액화천연가스 저장탱크용 코너피스 멤브레인의 예비 성형물을 프레스 가공하는 예비 금형 장치이며,

"∧" 형상의 오목한 하부를 갖고, 그 하부에 상기 예비 성형물의 제1 예비 주름부에 대응되는 한 쌍의 제1 상부 돌출부와, 제2 예비 주름부에 대응되는 제2 상부 돌출부와, 오목부에 대응되는 한 쌍의 상부 함몰부와, 평탄부에 대응되도록 제1 상부 돌출부의 폭방향 양단으로부터 연장되는 한 쌍의 상부 평탄면이 각각 형성되어, 상하로 구동가능한 상부 금형과,

"∧" 형상의 볼록한 상부를 갖고, 그 상부에 상기 제1 상부 돌출부와, 제2 상부 돌출부와, 상부 함몰부와, 상부 평탄면에 각각 대응되는 제1 하부 함몰부와, 제2 하부 함몰부와, 하부 돌출부와, 하부 평탄면이 각각 형성되는 하부 금형을 포함하며,

상기 제1 상부 돌출부 및 제1 하부 함몰부의 높이는 코너피스 멤브레인의 소주름부의 높이보다 낮은, 액화천연가스 저장탱크용 코너피스 멤브레인의 예비 성형물을 프레스 가공하는 예비 금형 장치.
길이방향으로 소정 각도로 절곡된 판재에 길이방향으로 형성되는 한 쌍의 제1 예비 주름부와, 상기 제1 예비 주름부들 사이에 형성되는 제2 예비 주름부와, 상기 제1 예비 주름부와 제2 예비 주름부 사이에 형성되어 제1 예비 주름부의 능선과 제2 예비 주름부의 능선 사이를 연결하는 오목부와, 상기 제1 예비 주름부의 폭방향 양단으로부터 연장되는 평탄부가 성형된 액화천연가스 저장탱크용 코너피스 멤 브레인의 예비 성형물을 프레스 가공하는 예비 금형 장치이며,

"∨" 형상의 볼록한 하부를 갖고, 그 하부에 상기 예비 성형물의 제1 예비 주름부에 대응되는 한 쌍의 제1 상부 함몰부와, 제2 예비 주름부에 대응되는 제2 상부 함몰부와, 오목부에 대응되는 한 쌍의 상부 돌출부와, 평탄부에 대응되도록 제1 상부 함몰부의 폭방향 양단으로부터 연장되는 한 쌍의 상부 평탄면이 각각 형성되어, 상하로 구동가능한 상부 금형과,

"∨" 형상의 오목한 상부를 갖고, 그 상부에 상기 제1 상부 함몰부와, 제2 상부 함몰부와, 상부 돌출부와, 상부 평탄면에 각각 대응되는 제1 하부 돌출부와, 제2 하부 돌출부와, 하부 함몰부와, 하부 평탄면이 각각 형성되는 하부 금형을 포함하며,

상기 제1 상부 함몰부 및 제1 하부 돌출부의 높이는 코너피스 멤브레인의 소주름부의 높이보다 낮은, 액화천연가스 저장탱크용 코너피스 멤브레인의 예비 성형물을 프레스 가공하는 예비 금형 장치.
제6항 또는 제7항의 예비 금형 장치와,

상기 예비 금형 장치에 의해 성형된 예비 성형물의 제1 예비 주름부 및 제2 예비 주름부를 제1 주름부 및 제2 주름부로 성형하되, 제1 예비 주름부들 중 적어도 하나는 소주름부로 성형할 수 있도록, 소주름부에 대응되는 형상을 갖는 암형 및 수형 금형을 갖는 주 금형 장치를 포함하는 액화천연가스 저장탱크용 코너피스 멤브레인의 성형장치.