KR20100050128A - 추적가스를 이용한 기밀검사장치 - Google Patents

추적가스를 이용한 기밀검사장치 Download PDF

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Abstract

추적가스를 이용한 기밀검사장치가 개시된다.
상기 기밀검사장치는 추적가스가 흡입되는 흡입구를 구비하는 추적가스 흡입유닛과, 상기 추적가스 흡입유닛이 지지되는 면에 대해 상기 흡입구가 대면하도록 상기 추적가스 흡입유닛을 유지시키는 유지수단과, 상기 추적가스 흡입유닛을 통해 흡입된 추적가스를 검출하는 추적가스 검출기를 포함한다.
추적가스, 기밀검사장치, 흡입부, 추적가스 검출기

Description

추적가스를 이용한 기밀검사장치{APPARATUS FOR LEAK TEST WITH TRACER GAS}
본 발명은 저장탱크의 기밀을 검사하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액화천연가스 선 및 액화천연가스 인수기지 등에 사용되는 저장탱크의 기밀을 추적가스를 이용하여 검사하는 기밀검사장치에 관한 것이다.
일반적으로 액화천연가스 선(이하 'LNG선'이라함)과 액화천연가스 인수기지(이하 'LNG 인수기지'라 함)에는 LNG저장탱크가 구비된다. 상기 LNG저장탱크는 초저온(-162℃)의 액화천연가스를 기밀하게 저장하기 위해 2개의 연속 밀봉 방벽을 구비한다. 제 1 밀봉 방벽은 저장탱크 내부에 저장되는 제품과 접촉하고, 제 2 밀봉 방벽은 제 1 밀봉 방벽과 지지 구조물 사이에 배치된다. 그리고, 상기 제 1 밀봉 방벽과 제 2 밀봉 방벽 사이에는 단열 방벽이 형성된다.
상기 제 1 밀봉 방벽은 멤브레인(MEMBRANE)이라는 구조물로 형성되는데, 상기 멤브레인(MEMBRANE)은 스테인레스(STAINLESS) 스틸 또는 인바(INVAR) 스틸로 제작된다.
일반적으로 상기 멤브레인은 일정한 크기를 가지는 스테인레스 스틸판 등을 서로 용접함으로써 연속적으로 만들어지게 된다. 따라서, 상기 멤브레인의 제작이 완료되면, 상기 멤브레인이 완벽하게 기밀을 유지하고 있는지를 테스트하는 기밀검사를 행하게 된다. 상기 멤브레인의 기밀검사는 2개의 스테인레스 스틸판 등이 서로 용접되는 부분인 용접부를 중점적으로 행하게 된다.
상기 멤브레인의 기밀검사 방법으로는 멤브레인 내부와 외부의 압력차를 이용한 차압검사, 상기 멤브레인 내측에 헬륨 등의 추적가스를 넣고 추적가스의 누설을 검사하는 추적가스를 이용한 기밀검사, 상기 멤브레인 내측에 암모니아를 넣고 암모니아 반응 도료를 이용하여 암모니아와의 반응을 검사하는 반응검사 등이 있다.
이중에서 헬륨 등의 추적가스를 이용한 기밀검사는 타 검사법에 비해 친환경적이며, 기밀검사 능력이 가장 우수하여 일반적인 산업현장에서 많이 활용되고 있다.
추적가스를 이용한 기밀검사에 대해 좀 더 자세하게 설명하면, 상기 멤브레인의 내측에 헬륨 등의 추적가스를 넣고 멤브레인에 형성된 용접부를 따라 추적가스 흡입관을 이동시킨다. 이때, 상기 추적가스 흡입관으로 흡입되는 추적가스를 검출함으로써 상기 멤브레인의 기밀을 검사하게 된다.
이러한 추적가스를 이용한 기밀검사는 주로 자동화 장비를 이용하여 행하게 된다. 상기 자동화 장비는 멤브레인에 설치된 레일을 따라 이동하면서 멤브레인에 형성된 용접부의 기밀을 검사하게 된다.
그러나, 상기 멤브레인이 주름부를 가지고 상기 주름부에 용접부가 형성되는 경우, 상기 주름부를 넘어 이동할 수 있는 자동화 장비가 없었다. 따라서, 작업자가 손으로 주름부에 형성된 용접부를 직접 만지거나 눈으로 검사해야 했으므로 멤브레인에 형성된 용접부의 기밀을 검사할 때 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 주름부를 가지는 멤브레인의 용접부에도 사용 가능한 추적가스를 이용한 기밀검사장치를 제공한다.
본 발명에 따른 추적가스를 이용한 기밀검사장치는 추적가스가 흡입되는 흡입구를 구비하는 추적가스 흡입유닛과, 상기 추적가스 흡입유닛이 지지되는 면에 대해 상기 흡입구가 대면하도록 상기 추적가스 흡입유닛을 유지시키는 유지수단과, 상기 추적가스 흡입유닛을 통해 흡입된 추적가스를 검출하는 추적가스 검출기를 포함한다.
상기 유지수단은 상기 추적가스 흡입유닛에 구비되는 제 1이동바퀴와, 상기 이동 바퀴의 전방 또는 후방에 구비되는 제 2이동바퀴를 포함한다.
상기 추적가스 흡입유닛은 유연성을 가지는 추적가스 흡입선에 의해 상기 추적가스 검출기와 연결되어 상기 추적가스 검출기에 대해 자유롭게 이동할 수 있거 나, 강성을 가지는 추적가스 흡입선에 의해 상기 추적가스 검출기와 연결되어 상기 추적가스 검출기와 함께 이동할 수 있다.
상기 추적가스 흡입유닛이 강성을 가지는 추적가스 흡입선에 의해 상기 추적가스 검출기와 연결될 경우, 상기 추적가스 흡입선에는 상기 추적가스 흡입유닛이 상기 추적가스 검출기가 이동하는 방향과 반대방향으로 휘어질 수 있도록 하는 탄성수단이 구비될 수 있다.
또한, 상기 흡입구는 2개의 부재가 용접되어 형성된 용접부보다 큰 폭을 가지는 것이 바람직하다.
상기 추적가스 흡입유닛은 상기 추적가스 흡입유닛의 이동 속도를 측정하기 위한 타코메타를 구비할 수 있다.
또한, 상기 추적가스 흡입유닛은 상기 추적가스 흡입유닛의 연속적인 이동 경로를 표시하는 마커가 장착되는 마커 장착부를 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 추적가스를 이용한 기밀검사장치는 멤브레인에 형성된 주름부를 타고 넘어가면서 이동할 수 있으므로 주름부를 가지는 멤브레인의 기밀검사에 사용할 수 있다.
또한, 용접부가 형성된 멤브레인의 주름부에 추적가스가 흡입되는 흡입구가 대면하도록 할 수 있으므로 멤브레인에 형성된 용접부에서의 기밀을 정확하게 검사할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1에는 액화천연가스(LNG) 등과 같은 유체가 저장되는 저장탱크의 가장 내측 밀봉벽을 구성하여 유체의 기밀성을 보장하는 멤브레인(10)이 도시되어 있다.
상기 멤브레인(10)에는 종방향 주름부(11)와 횡방향 주름부(12)가 각각 형성된다. 상기 멤브레인(10)에 상기 종방향 주름부(11) 및 횡방향 주름부(12)를 형성하는 이유는 저장탱크 내부에 저장된 유체의 정적 압력, 동적 압력 또는 열 수축에 의해 일어날 수 있는 변형에 대응할 수 있도록 하기 위함이다.
상기 멤브레인(10)은 소정의 크기를 갖는 스테인레스 스틸판 등을 서로 용접함으로써 연속적으로 형성된다.
따라서, 상기 멤브레인(10)에는 연속적으로 용접부(13)가 형성된다. 상기 멤브레인(10)에 형성된 용접부(13)의 기밀을 검사하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 추적가스를 이용한 기밀검사장치(50)가 사용된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기밀검사장치(50)를 도시한 것이고, 도 3은 도 2에 도시된 기밀검사장치(50)의 일부를 구성하는 추적가스 흡입유닛(100)을 도시한 것이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 기밀검사장 치(50)는 추적가스를 흡입하는 추적가스 흡입유닛(100)과, 상기 추적가스 흡입유닛(100)을 통해 흡입된 추적가스를 검출하는 추적가스 검출기(200)를 포함한다. 추적가스로는 친환경적이고 안정적인 헬륨 등을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 추적가스 흡입유닛(100)과 상기 추적가스 검출기(200)는 추적가스 흡입선(150)에 의해 서로 연결된다.
상기 추적가스 흡입유닛(100)은 외형을 형성하는 본체(110)와 상기 본체(110)에 구비되는 유지수단(120)을 포함한다.
상기 본체(110)의 하부에서 추적가스가 흡입되는 추적가스 흡입구(111)가 형성된다. 상기 본체(110)는 육면체 형상을 가질 수 있으며, 상기 본체(110)의 내부에는 상기 추적가스 흡입구(111)와 추적가스 흡입선(150)을 연결시키는 연결유로(112)가 형성된다. 상기 연결유로(112)는 하부에서 상부로 갈수로 그 면적이 좁아져 추적가스 흡입선(150)과 만나도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 추적가스 흡입구(111)의 폭은 2개의 멤브레인 플레이트가 용접되어 형성된 용접부(13)의 폭보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 이는 추적가스가 흡입되는 범위를 넓혀 용접부(13) 이외의 범위에서도 발생할 수 있는 다양한 용접결함을 검사하기 위함이다.
상기 추적가스 흡입유닛(100)은 상기 멤브레인(10)의 주름부(11,12)에 형성된 용접부(13)에 대해 상기 추적가스 흡입구(111)가 대면하도록 상기 추적가스 흡입유닛(100)을 유지시키는 유지수단(120)을 구비한다.
도 3에 도시된 바와 같이 상기 유지수단(120)은 상기 추적가스 흡입유 닛(100)이 이동할 수 있도록 추적가스 흡입유닛(100)의 양 측면에 구비된 제 1이동바퀴(121)와, 상기 제 1이동바퀴(121)의 전방 또는 후방에 구비되는 제 2이동바퀴(122)를 포함한다. 그리고, 상기 본체(110)에는 제 1이동바퀴(121) 또는 제 2이동바퀴(122)의 회전수를 측정할 수 있는 타코메타(130)가 구비된다.
본 실시예에서는 상기 제 2이동바퀴(122)가 제 1이동바퀴(121)의 전방에 구비되는 것을 보였으나, 상기 제 2이동바퀴(122)는 제 1 이동바퀴(121)의 후방에 구비될 수 도 있다. 이와 같이 제 1이동바퀴(121)뿐만 아니라 제 2이동바퀴(122)를 구비함으로써 상기 추적가스 흡입구(111)가 상기 멤브레인(10)이 형성하는 면에 대해 항상 수평을 유지할 수 있게 된다.
상기 추적가스 흡입유닛(100)은 상기 본체(110)의 상부로 연장된 손잡이(131)와 상기 본체(110)의 일측으로 연장된 마커 장착부(132)를 구비한다.
따라서, 작업자는 손잡이(131)를 잡고 추적가스 흡입유닛(100)을 밀고 이동시킬 수 있으며, 상기 마커 장착부(132)에 마커(135)는 상기 추적가스 흡입유닛(100)의 연속적인 이동 경로를 표시하게 된다.
상기 추적가스 검출기(200)는 추적가스 흡입선(150)과 연결되어 추적가스를 검출하는 추적가스 검출부(210)와, 타코메타(130)와 속도신호 전송선(140)으로 연결되어 추적가스 흡입유닛(100)의 이동속도를 측정하는 제어판넬(220)을 포함한다. 그리고, 추적가스 흡입유닛(100)이 기준 속도 이상으로 이동하게 되면 작업자가 추적가스 흡입유닛(100)의 이동속도를 줄이도록 경고음을 발생시키는 경고음 발생수단(221)이 구비된다. 예를 들어 추적가스 흡입유닛(100)의 이동속도가 1m/분 이상 이면 상기 제어판넬(220)은 경고음 발생수단(221)을 가동시켜 경고음을 발생시킨다.
그리고, 상기 추적가스 검출기(200)의 하부에는 추적가스 검출기(200)가 이동할 수 있도록 바퀴(230)가 설치된다.
그리고, 상기 추적가스 흡입유닛(100)과 추적가스 검출기(200)를 연결하는 추적가스 흡입선(150) 및 속도신호 전송선(140)은 충분한 길이를 가지고, 유연성을 가지는 재료로 형성되어, 상기 추적가스 흡입유닛(100)이 추적가스 검출기(200)에 대해 자유롭게 이동할 수 있다. 따라서, 작업자는 상기 추적가스 검출기(200)를 움직이지 않고 상기 추적가스 흡입유닛(100) 만을 이동시킴으로써 소정 반경 범위 내에서 멤브레인(10)의 기밀 검사를 행할 수 있다.
도 4는 상기 기밀 검사장치(50)의 동작을 나타낸 것이다.
제 1 밀봉 방벽을 형성하는 멤브레인(10)과 제 2 밀봉 방벽(15) 사이에 추적가스를 투입한다.
그리고, 작업자는 멤브레인(10)에 형성된 용접부(13)를 따라 추적가스 흡입유닛(100)을 이동시킨다. 추적가스 흡입유닛(100)이 멤브레인(10)에 형성된 주름부(11,12)를 만나게 되면 추적가스 흡입유닛(100)에 구비된 제 1이동바퀴(121) 및 제 2이동바퀴(122)가 주름부(11,12)를 타고 올라가 상기 주름부(11,12)에 지지된다.
따라서, 상기 추적가스 흡입유닛(100)의 하측에 구비된 추적가스 흡입 구(111)를 멤브레인(10)에 형성된 주름부(11,12)에 대면하도록 유지시킬 수 있으므로 멤브레인(10)의 용접부(13)에서 누설되는 추적가스를 정확하게 검출할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 추적가스 검출기(60)를 도시한 것이다. 상기 실시예에서 설명한 구성과 동일한 부분은 동일한 참조번호를 사용하며 동일한 구성에 대해서는 그 설명을 생략한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 추적가스 검출기(60)는 추적가스 흡입유닛(100)이 추적가스 흡입선(160)에 의해 추적가스 검출기(200)와 일체화된다. 따라서, 상기 추적가스 검출기(200)가 이동함에 따라 추적가스 흡입유닛(100)도 함께 이동하게 된다.
상기 추적가스 검출기(200)에는 추적가스 검출기(200)가 자동으로 이동할 수 있도록 전동모터(250)가 구비된다. 상기 추적가스 검출기(200)에 구비된 바퀴(230)는 상기 전동모터(250)에 의해 구동된다. 상기 전동모터(250)의 회전속도는 제어판넬(220)에 구비된 제어부(미도시)에 의해 제어되고, 상기 제어판넬(220)에 구비된 디스플레이부(225)에 표시된다. 상기 제어판넬(220)에 구비된 제어부는 상기 전동모터(250)의 회전속도를 제어하여 상기 추적가스 검출기(200)가 기준속도 이상으로 이동하지 못하도록 한다.
상기 추적가스 흡입선(160)은 강성을 가지는 강관 등으로 형성될 수 있다. 상기 추적가스 흡입선(160)은 상기 추적가스 검출기(200)로부터 상측으로 연장되는 종연장부(161)와, 상기 종연장부(161)에서 절곡되어 횡방향으로 연장되는 횡연장부(162)를 구비하여 전체적으로 "ㄱ"자 형상을 가진다. 그리고, 상기 각 횡연장부(162)의 단부에 추적가스 흡입유닛(100)이 구비된다. 따라서, 상기 추적가스 흡입유닛(100)은 상기 추적가스 검출기(200)에 수직 방향으로 연결된다.
상기 종연장부(161)는 상하방향으로 길이가 가변될 수 있고, 상기 횡연장부(162)는 복수개로 형성될 수 있다. 따라서, 멤브레인(10)에 형성된 용접부(13)의 위치에 대응하도록 상기 추적가스 흡입유닛(100)의 높이를 가변시킬 수 있으며, 복수개의 용접부(13)에 대한 기밀검사를 동시에 수행할 수 있다.
상기 횡연장부(162)에는 상기 추적가스 흡입유닛(100)이 멤브레인(10)의 주름부(11,12)에 접촉되었을 때 상기 추적가스 흡입유닛(100)이 상기 추적가스 검출기가 이동하는 방향과 반대 방향으로 휘어지도록 탄성을 가진 탄성수단(170)이 구비된다. 따라서, 상기 추적가스 흡입유닛(100)이 멤브레인(10)의 주름부(11,12)를 타고 올라갈 때 추적가스 흡입유닛(100)은 뒤쪽으로 젖혀지게 된다. 따라서, 추적가스 흡입유닛(100)에 구비된 흡입구(111)가 멤브레인(10)의 주름부(11,12)에 대면하게 되므로 멤브레인(10)의 용접부(13)에서 누설되는 추적가스를 정확하게 검출할 수 있게 된다.
도 5에 도시된 실시예에 따른 추적가스 검출기(60)는 멤브레인(10)의 측벽 또는 천장부를 검사하는데 적합할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 추적가스 검출기(60)를 작동시키기 위해 저장탱크의 바닥을 형성하는 멤브레인(10)의 상부에 평평한 패널(20)을 설치한다. 그리고, 상기 패널(20)의 상부에 기밀검사장치(60)를 놓고 측벽을 형성하는 멤브레인(10)에 있는 용접부(13)에 대응하도록 추적가스 흡입유닛(100)의 높이를 조절한다. 그리고, 추적가스 검출기(60)를 동작시킨다.
그러면 추적가스 흡입유닛(100)에서는 추적가스를 흡입함으로써 멤브레인(10)에 구비된 용접부(13)의 기밀을 검사하게 된다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 추적가스를 이용한 기밀검사장치에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 멤브레인의 기밀을 검사하기 위한 기밀검사장치의 개념도.
도 3은 도 2에 도시된 기밀검사장치를 구성하는 추적가스 흡입유닛의 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 추적가스 흡입유닛의 작동도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기밀검사장치의 개념도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
10: 멤브레인 50: 기밀검사장치
100: 추적가스 흡입유닛 120: 유지수단
150: 추적가스 흡입선 200: 추적가스 검출기

Claims (9)

  1. 추적가스가 흡입되는 흡입구를 구비하는 추적가스 흡입유닛과,
    상기 추적가스 흡입유닛이 지지되는 면에 대해 상기 흡입구가 대면하도록 상기 추적가스 흡입유닛을 유지시키는 유지수단과,
    상기 추적가스 흡입유닛을 통해 흡입된 추적가스를 검출하는 추적가스 검출기를 포함하는 기밀검사장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유지수단은 상기 추적가스 흡입유닛에 구비되는 제 1이동바퀴와, 상기 이동 바퀴의 전방 또는 후방에 구비되는 제 2이동바퀴를 포함하는 기밀검사장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 추적가스 흡입유닛은 유연성을 가지는 추적가스 흡입선에 의해 상기 추적가스 검출기와 연결되어 상기 추적가스 검출기에 대해 자유롭게 이동할 수 있는 기밀검사장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 추적가스 흡입유닛은 강성을 가지는 추적가스 흡입선에 의해 상기 추적가스 검출기와 연결되어 상기 추적가스 검출기와 함께 이동하는 기밀검사장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 추적가스 흡입유닛은 상기 추적가스 검출기에 수직 방향으로 연결되는 기밀검사장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 추적가스 흡입선에는 상기 추적가스 흡입유닛이 상기 추적가스 검출기가 이동하는 방향과 반대방향으로 휘어질 수 있도록 하는 탄성수단이 구비되는 기밀검사장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 흡입구는 2개의 부재가 용접되어 형성된 용접부보다 큰 폭을 가지는 기밀검사장치.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 추적가스 흡입유닛은 상기 제1 이동바퀴 또는 상기 제2 이동바퀴의 회전수를 측정할 수 있는 타코메타를 구비하는 기밀검사장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 추적가스 흡입유닛은 기밀 검사를 행한 범위를 표시하는 마커가 장착되 는 마커 장착부를 구비하는 기밀검사장치.
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