KR20100117476A - Apparatus for butt welding pipes for intake of deep sea water and a method for manufacturing pipeline thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 해양심층수 취수용 파이프라인의 접합장치에 관한 것으로, 특히, 대구경의 해양심층수 취수용 파이프를 제조하기 위하여 파이프 유니트를 서로 마주보는 면끼리 가열융착하여 접합하는 파이프 접합장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for joining a deep sea water intake pipeline, and more particularly, to a pipe joining apparatus for joining heat-fused surfaces of pipe units facing each other to manufacture a large diameter deep sea water intake pipe.
또 본 발명은 대구경의 해양심층수 취수용 파이프 라인을 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 중량이 큰 파이프를 서로 마주보는 면끼리 융착접합하여 파이프 라인을 제조하는 일련의 공정을 기계적으로 수행하는 파이프 라인 제조방법에 관한 것이다. In addition, the present invention relates to a method for manufacturing a large diameter deep sea water intake pipeline, in particular, the production of pipelines to mechanically perform a series of processes for manufacturing a pipeline by fusion-bonding faces facing each other with a heavy pipe It is about a method.
육상에서 직접 해양심층수를 취수하기 위하여 대구경의 긴 파이프를 연결하여 파이프라인을 제조하고 있다. 이러한 해양심층수 취수용 파이프 라인은 일정한 길이의 대구경 파이프 유니트를 서로 길이방향으로 융착 접합하여 제조한다. Pipeline is manufactured by connecting large diameter long pipes to take deep ocean water directly from the land. Such deep sea water intake pipelines are manufactured by fusion bonding large diameter pipe units of a predetermined length in the longitudinal direction.
상기 해양심층수 취수용 파이프라인은, 일정한 길이로 제작된 PE 파이프를 길이방향으로 연결하여 제작된다. 단위 라인 융착에 사용는 는 취수하기 위하여 파이프라인을 종래 대구경의 플라스틱재 파이프를 길이방향으로 길게 연장하기 위하여 일정한 길이의 파이프를 일렬로 배치하여 서로 마주보는 면들을 융착시켜 접합하는 파이프 융착장치가 사용되고 있다. The deep sea water intake pipeline is produced by connecting a longitudinal length of the PE pipe made of a constant length. In the case of unit line fusion, pipe fusion device is used to weld the pipes to each other by arranging pipes of constant length in a line in order to extend the large diameter plastic pipe in the longitudinal direction. .
상기 파이프 융착장치는 융착하고자 하는 2개의 파이프를 클램핑하는 클램핑장치를 포함한다. 이러한 파이프 클램핑장치의 일예로서 한국 특허 제 10-456613호로 알려진 것이 있다. 이러한 종래 파이프 클램핑장치는 받침대에 적어도 하나 이상의 고정클램프가 설치되고, 상기 고정클램프에 대하여 동일한 중심축방향으로 이동하는 이동클램프가 가이드봉을 매개로 상기 고정클램프에 연결되고, 상기 이동클램프를 이동시키는 유압실린더가 구비되며, 상기 고정클램프와 이동클램프들은 각각 상/하측의 2개로 분할 구성되고 이들 상/하부 클램프부재들은 고정볼트체결되는 구성으로 되어 있다. The pipe welding device includes a clamping device for clamping two pipes to be welded. An example of such a pipe clamping device is known as Korean Patent No. 10-456613. In the conventional pipe clamping device, at least one fixed clamp is installed on a pedestal, and a movable clamp moving in the same central axis direction with respect to the fixed clamp is connected to the fixed clamp via a guide rod, and moves the movable clamp. A hydraulic cylinder is provided, and the fixed clamp and the movable clamp are divided into two upper and lower parts, respectively, and the upper and lower clamp members are configured to fasten bolts.
상기한 바와 같은 파이프 융착장치로 파이프들의 융착을 완료하고나면 후속 파이프 유니트를 융착이 완료된 파이프의 후단에 융착하여 연결하기 위하여 융착이 완료된 파이프를 전방으로 이송시켜야 한다. After the fusion of the pipes is completed with the pipe fusion device as described above, the fusion-completed pipe must be transported forward to fusion-connect the subsequent pipe unit to the rear end of the fusion-completed pipe.
그런데 상기 종래의 융착장치는, 융착단계에서 파이프를 지지하는 클램핑장치가, 지면에 고정된 받침대상에 설치되어 있고, 클램핑장치에 얹혀진 파이프의 외주면에는 파이프나 플램핑장치의 지지면보다 직경이 큰 링 웨이트가 조립되어 있으므로, 융착이 완료되고나서 그 상태로 파이프를 그대로 전방으로 이송시킬 수 없게 된다. 따라서 종래의 융착장치의 경우 융착작업이 완료된 파이프를 와이어로 걸어서 크레인으로 들어서 전방으로 이동시켜야만 하였다. However, in the conventional welding device, a clamping device for supporting the pipe in the welding step is installed on a pedestal fixed to the ground, and a ring having a larger diameter than the support surface of the pipe or the clamping device on the outer peripheral surface of the pipe mounted on the clamping device. Since the weight is assembled, the pipe cannot be moved forward as it is after the fusion is completed. Therefore, in the case of the conventional fusion apparatus, the pipe that has been completed the fusion operation had to be moved to the front by lifting the crane.
이와 같이 융착작업이 끝난 무거운 파이프를 이송시키기 위하여 종래에는 크레인과 같은 중장비를 사용하여야 하므로 넓은 작업공간이 필요하고 작업시간이 길어지며, 와이어로 파이프를 걸어서 옮기는 등 작업이 까다롭고 안전사고의 위험이 따른다.Thus, in order to transfer heavy pipes that have been fused, conventionally, heavy equipment such as cranes have to be used, which requires a large work space, lengthy working hours, and difficult work such as moving pipes by wire. Follow.
특히, 융착작업이 끝난 파이프를 와이어로 걸어서 크레인으로 이동시킬 때 파이프의 융착부분에 파이프의 자중에 의한 하중이 작용하게 되어 융착부분이 파손되거나 변형될 수 있는 문제가 있었다. In particular, when the fusion welding is completed by moving the pipe to the crane by the wire load on the welded portion of the pipe by the weight of the pipe acts there was a problem that the welded portion can be broken or deformed.
또한, 파이프라인의 전체 제조과정의 단계마다 와이어를 사용하여 크레인으로 들어서 옮기는 작업을 하여야 하므로 작업시간이 길어지고, 이송작업에 소요되는 시간만큼 생산성이 떨어지는 단점이 있었다. In addition, since the work to be moved to the crane by using the wire for each step of the entire manufacturing process of the pipeline, the work time is long, there is a disadvantage that the productivity is reduced by the time required for the transfer operation.
이에 본 발명은 상기 종래 파이프 융착장치가 가진 단점을 해결하기 위하여 융착작업이 완료한 상태에서 융착된 파이프를 길이방향으로 그대로 이송시키는 것이 가능한 파이프 융착장치를 제공함에 목적이 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a pipe fusion device capable of transferring the fused pipe as it is in the longitudinal direction in order to solve the disadvantages of the conventional pipe fusion device.
또한 본 발명은 파이프라인 제조 전공정에 걸쳐 크레인과 같은 중장비의 도움없이 융착전 파이프와 융착이 완료된 파이프라인을 수평방향으로 기계적으로 이송하여 파이프 라인을 제조하는 방법을 제공함에 다른 목적이 있다. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a pipeline by mechanically transporting a pipe before welding and a pipeline in which welding is completed in a horizontal direction without the help of heavy equipment such as a crane throughout the pipeline manufacturing process.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 파이프 융착장치는, 지면에 설치되는 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임의 상측에 배치되어 상하로 승강가능하게 4개의 승강 유압실린더에 의해 지지된 승강 플레이트와, 상기 승강 플레이트 상에 횡방향으로 배치된 1쌍의 가이드레일과, 바닥면 좌우측에 각각 상기 가이드레일에 얹혀지는 1쌍의 롤러가 구비되어 상기 각 가이드레일을 따라 승강 플레이트의 횡방향으로 슬라이드 이동하게 되어 있는 가동 베이스와, 상기 가동 베이스의 상면에 슬라이드 이동가능하게 얹혀져 길이방향 위치조정용 유압실린더의 신축작동에 의해 가동 베이스에 대하여 길이방향으로 슬라이드 이동가능하게 설치된 마운팅 플레이트와, 상기 마운팅 플레이트 상에 길이방향을 따라 고정설치된 복수개의 클램프를 포함한 클램핑부와, 상기 승강 플레이트상에 횡방향으로 배치되어 일단이 상기 가동 베이스에 힌지결합되고 타단은 상기 승강 플레이트의 상면에 힌지결합되어 신축작동을 함에 따라 상기 마운팅 플레이트와 클램핑부를 상기 승강 플레이트에 대하여 횡방향으로 이동시키는 횡방향 위치조정용 유압실린더와, 상기 마운팅 플레이트를 상기 가동 베이스에 대하여 길이방향으로 슬라이드 이동시키도록 마운팅 플레이트와 가동 베이스에 양단이 힌지결합된 길이방향 위치조정용 유압실린더와, 상기 가동 베이스상에 상기 마운팅 플레이트와 나란하게 배치되어 가동 베이스와 함께 횡방향으로 전후 왕복이동하고, 길이방향을 따라 일정한 간격을 두고 복수개의 이송안내 롤러가 구비된 이송안내부를 포함한 구성으로 된다. Pipe fusion apparatus of the present invention for achieving the above object is, the base frame is installed on the ground, the elevating plate is disposed on the upper side of the base frame supported by four lifting hydraulic cylinders to be able to lift up and down, and the lifting A pair of guide rails disposed transversely on the plate and a pair of rollers mounted on the guide rails on the left and right sides of the bottom surface are slidably moved in the transverse direction of the elevating plate along the guide rails. A mounting plate slidably mounted on an upper surface of the movable base, the mounting plate being slidably movable relative to the movable base in the longitudinal direction by the expansion and contraction of the hydraulic cylinder for longitudinal positioning; Clamping part with multiple clamps And the mounting plate and the clamping part in the transverse direction with respect to the elevating plate as the transverse direction is disposed on the elevating plate so that one end is hinged to the movable base and the other end is hinged to the upper surface of the elevating plate. A horizontal positioning hydraulic cylinder for moving, a longitudinal positioning hydraulic cylinder hinged to both ends of the mounting plate and the movable base to slide the mounting plate in a longitudinal direction with respect to the movable base, and on the movable base. It is arranged side by side with the mounting plate reciprocating back and forth in the transverse direction with the movable base, it is configured to include a conveying guide having a plurality of conveying guide rollers at regular intervals along the longitudinal direction.
그리고 본 발명에 따른 파이프 융착장치는, 후속 파이프 유니트의 후단에 가로방향으로 설치되는 견인 바아와, 좌/우측에 각각 1개씩 구비되어 구동모터와 체 인에 의해 회전구동되는 권취 드럼과, 일단은 상기 견인 바아의 양단에 고정되고 타단은 상기 권취 드럼의 회전에 따라 권취 드럼상에 권취되어 후속 파이프 유니트를 견인하는 견인 와이어로 구성된 파이프 이송장치를 더 포함한다.The pipe fusion apparatus according to the present invention includes a tow bar installed laterally at the rear end of the subsequent pipe unit, one winding at a left side and a right side, and a winding drum rotated by a drive motor and a chain. The pipe feeder is fixed to both ends of the towing bar and the other end is composed of a traction wire which is wound on the winding drum according to the rotation of the winding drum and pulls the subsequent pipe unit.
또 본 발명에 따른 파이프 융착장치는, 직립방향으로 설치된 브레이크 유압실린더와, 상기 유압실린더의 피스톤로드 선단에 결합되어 상기 유압실린더의 신장작동시 상측을 통과하는 파이프의 외주에 끼워진 링 웨이트의 외주면과 마찰접촉하여 파이프의 이동을 정지시키는 브레이크 패드로 이루어진 브레이크장치를 더 포함한다. In addition, the pipe welding device according to the present invention, the brake hydraulic cylinder provided in the upright direction and the outer peripheral surface of the ring weight is coupled to the front end of the piston rod of the hydraulic cylinder fitted to the outer circumference of the pipe passing through the upper side during the extension operation of the hydraulic cylinder and The brake device further comprises a brake pad configured to stop the movement of the pipe by frictional contact.
그리고, 본 발명의 파이프라인 제조방법은,And, the pipeline manufacturing method of the present invention,
파이프 유니트를 수평으로 배치하여 외주면에 소정간격으로 링 웨이트를 삽입하여 설치하는 단계; Arranging the pipe units horizontally and inserting ring weights on the outer circumferential surface at predetermined intervals;
파이프 유니트의 외주면에 삽입된 링 웨이트의 전후방에 링 웨이트를 고정하기 위한 고정돌기를 융착하는 단계;Fusing a fixing protrusion for fixing the ring weight to front and rear of the ring weight inserted into the outer circumferential surface of the pipe unit;
링 웨이트가 장착된 후속 파이프 유니트를 서로 대접 융착하고자 하는 선행 파이프와 중심이 일치하게 일렬로 배치하는 단계;Arranging the subsequent pipe units equipped with ring weights in a line with the center of the preceding pipe to be welded to each other;
상기 후속 파이프 유니트의 후단에 견인 바아를 걸고 이 견인 바아의 양단과 권취 드럼에 견인 와이어를 연결하여 견인 와이어를 권취 드럼에 권취하여 후속 파이프 유니트를 융착장치에서 복수개의 클램프로 고정된 선행 파이프의 후단면에 근접한 위치까지 수평이동시키는 단계;Hook the tow bar at the rear end of the subsequent pipe unit and connect the tow wires at both ends of the tow bar and the take-up drum to wind the tow wire to the take-up drum, so that the subsequent pipe unit is secured by a plurality of clamps in the fusion apparatus. Horizontally moving to a position proximate a cross section;
선행 파이프의 후단면에 근접한 상기 선행 파이프를 클램프로 고정하는 단계;Clamping the preceding pipe proximate to the rear face of the preceding pipe;
상기 클램프로 고정되어 서로 대향하는 선행 파이프와 후속 파이프 유니트 사이에 면취기를 배치하여 면취기로 상기 선행 파이프와 후속 파이프 유니트의 선단면을 고르게 면취하는 단계;Arranging a chamfer between the preceding pipe and the subsequent pipe unit fixed by the clamp to face each other to evenly chamfer the front end surfaces of the preceding pipe and the subsequent pipe unit with the chamfer;
상기 면취기를 제거하고 그 면취기 자리에 양측면에 가열판을 구비한 가열판 장치를 설치하여 대향하는 파이프의 양 선단면을 가열 용융하는 단계;Removing the chamfering machine and installing a heating plate apparatus having heating plates on both sides of the chamfering machine to heat-melt both end faces of the opposite pipes;
상기 가열판 장치을 제거하고나서 클램프로 고정된 후속 파이프 유니트를 전방으로 이동시켜 선행 파이프에 가압접촉시킴으로써 후속 파이프 유니트와 선행 파이프를 융착하는 단계;를 포함한다.And removing the hot plate device and fusion bonding the subsequent pipe unit and the preceding pipe by moving the clamped subsequent pipe unit forward and pressure contacting the preceding pipe.
본 발명에 따른 파이프 라인 제조방법은 상기 후속 파이프 유니트와 선행 파이프를 융착하고나서 융착된 파이프들을 이송시키기 전에 상기 파이프들을 고정하던 클램프부의 클램프를 풀고, 클램프부를 클램핑위치에서 하강시킨 후 클램핑 위치에서 후퇴시키는 동시에 융착된 파이프의 외주면에 장착된 링 웨이트를 아래쪽에서 지지하여 안내하기 위한 이송안내부의 이송안내 롤러를 클램핑위치로 전진배치하는 단계를 더 포함한다.In the pipeline manufacturing method according to the present invention, after fusion of the subsequent pipe unit and the preceding pipe, the clamp part of the clamping part fixing the pipes is released before transporting the fused pipes, the clamp part is lowered from the clamping position, and then retracted from the clamping position. And forwardly arranging the conveyance guide roller of the conveyance guide part for supporting and guiding the ring weight mounted on the outer circumferential surface of the fused pipe at the same time to the clamping position.
그리고, 본 발명은 상기 선행 파이프에 융착된 상기 후속 파이프 유니트의 후단에 견인 바아를 걸고 이 견인 바아의 양단과 권취 드럼에 견인 와이어를 연결하고 견인 와이어를 권취 드럼에 권취하여 후속 파이프 유니트에 설치된 링 웨이트를 이송안내 롤러로 지지하면서 후속 파이프 유니트의 후단이 클램프부의 끝단에 위치할 때까지 이송시키는 단계를 더 포함한다. In addition, the present invention hooks the tow bar at the rear end of the subsequent pipe unit fused to the preceding pipe and connects the towing wires at both ends of the tow bar and the winding drum, and wound the towing wire to the winding drum to be installed in the subsequent pipe unit. Supporting the weight with the conveying guide roller further comprises conveying until the rear end of the subsequent pipe unit is located at the end of the clamp portion.
또한 본 발명은 상기 파이프 이송단계에서 이송되던 후속 파이프 유니트의 후단이 융착장치의 클램프부의 끝단에 위치할 때 브레이크장치를 작동시켜 파이프 이송을 정지시키는 단계를 더 포함할 수도 있다.In another aspect, the present invention may further comprise the step of stopping the pipe conveyance by operating the brake device when the rear end of the subsequent pipe unit conveyed in the pipe conveying step is located at the end of the clamp portion of the welding device.
본 발명에 의하면, 파이프를 융착하고나서 또는 융착하기 전에 후속파이프 유니트와 선행 파이프의 유니트를 크레인과 같은 별도의 중장비를 사용하지 않고 기계적으로 수행함으로써 일련의 파이프 라인 제조공정을 편리하고 안전하게 수행하여 작업시간을 단축할 수 있다. According to the present invention, before or after welding the pipes, the subsequent pipe units and the preceding pipe units are mechanically performed without the use of separate heavy equipment such as cranes, so that a series of pipeline manufacturing processes can be performed conveniently and safely. It can save time.
또한 본 발명에 따른 파이프 융착장치에 의하면, 연속하는 2개의 파이프 유니트를 서로 대접 융착하기 위하여 클램프의 전후 상하방향의 위치를 기계적으로 조정함으로써 융착작업의 정확성을 높일 수 있고, 작업시간도 단축할 수 있다. In addition, according to the pipe fusion apparatus according to the present invention, the accuracy of the welding operation can be increased, and the working time can be shortened by mechanically adjusting the positions of the front and rear directions of the clamp to weld two consecutive pipe units to each other. have.
이하, 본 발명에 따른 심층해양수 취수용 파이프 융착장치의 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다. Hereinafter, an embodiment of a deep sea water intake pipe fusion device according to the present invention will be described in detail according to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 은 본 발명에 따라 해양심층수 취수용 파이프라인 제조과정을 작업단계별로 평면에서 도시한 개략적인 도면이다. 1 to FIG. 1 is a schematic diagram showing a manufacturing process of a deep sea water intake pipeline according to the present invention in plan view for each work step.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 일정한 길이로 제작되어 다른 파이프와 융착되기 전 상태의 단위 파이프를 '파이프 유니트'라 하고, 침강력을 부가하기 위하여 외주면에 링 웨이트를 설치한 파이프 유니트 중 앞서 융착되어 선행하는 파이프 유니트를 '선행 파이프(PF)'라 지칭하고, 그 선행 파이프에 융착하기 위하여 후속하는 파이프 유니트를 '후속 파이프 유니트(PR)'이라 지칭한다. Hereinafter, for convenience of description, a unit pipe made of a certain length and before being fused with other pipes is called a 'pipe unit', and is fused in advance among pipe units in which a ring weight is installed on an outer circumference to add sedimentation force. The preceding pipe unit is referred to as a 'preceding pipe PF' and the subsequent pipe unit to be fused to the preceding pipe is referred to as a 'following pipe unit PR'.
도 1은 파이프 라인을 구성하는 파이프 유니트(Pu)의 외주면에 소정간격으로 링 웨이트를 설치하는 단계를 개략적으로 도시하고 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 프레임 상에 복수개의 가이드롤러(11)가 일정한 간격을 두고 길이방향으로 배치된 제1지지대(12)상에 먼저 일정한 간격을 두고 링 웨이트(Ring Weight: W)를 배치한다. 그리고 PE재로 일정한 길이로 제조된 파이프 유니트(Pu)를 상기 제1지지대(12)의 가이드롤러(11)에 안내되게 하면서 제1지지대(12)위로 이동시켜 파이프 유니트(Pu)를 3개의 링 웨이트(W)를 관통시켜 조립한다. FIG. 1 schematically illustrates a step of installing ring weights at predetermined intervals on an outer circumferential surface of a pipe unit Pu forming a pipeline. As shown in the figure, a plurality of
파이프 유니트(Pu)를 이송시킬 때 파이프 유니트(Pu) 후단에 견인 바아(13)를 가로방향으로 걸고 이 견인 바아(13)의 양단에 견인 와이어(14)의 일단를 고정하고 이 견인 와이어(14)의 타단을 제1지지대(12)의 전방 선단 좌/우측에 구비된 권취 드럼(15)에 권취하여 파이프 유니트(Pu)를 전방으로 이송시킨다. 도면 부호 15a는 권취 드럼 회전용 수동핸들을 나타낸다.When transporting the pipe unit Pu, the
파이프 유니트(Pu)의 외주에 링 웨이트(W)를 끼운 다음 각 링 웨이트(W)의 전후방 외측 파이프 유니트(Pu)의 외주면에 고정돌기(16)를 융착하여 링 웨이트(W)가 파이프 유니트(Pu)상에서 움직이지 않도록 고정한다. 이렇게 조립된 링 웨이트(W)는 취수용 파이프 라인을 해저에 설치하였을 때 파이프가 부력으로 상승하지 않도록 한다. The ring weight W is fitted to the outer circumference of the pipe unit Pu, and the
도 2는 링 웨이트(W)가 조립된 후속 파이프 유니트(PR)를 선행 파이프(PF)의 후단에 융착하기 위하여 융착장치로 이송시켜 선행 파이프(PF)와 중심이 일치하도록 정렬하는 단계를 도시한 평면도이다.FIG. 2 shows the step of aligning the subsequent pipe unit PR, in which the ring weight W, is assembled, to the fusion device for fusion to the rear end of the preceding pipe PF so as to be aligned with the center of the preceding pipe PF. Top view.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1지지대(12)에 이어지는 제2지지대(22)를 배치한다. 제2지지대(22)에는 길이방향으로 링 웨이트 안내용 가이드롤러(21)를 일정한 간격으로 복수개 배치하여 제1지지대(12)에서 이송되는 오는 후속 파이프 유니트(PR)를 상하/좌우방향으로 위치변동없이 그대로 융착장치(100)으로 안내한다. As shown in FIG. 2, a
제2지지대(22)에 링 웨이트(W)를 설치한 후속 파이프 유니트(PR)를 제2지지대(22)에 얹고, 그 후속 파이프 유니트(PR)후단에 견인 바아(23)를 가로방향으로 걸고 이 견인 바아(23)의 양단에 견인 와이어(24)의 일단를 고정하고 이 견인 와이어(24)의 타단을 제2지지대(22)의 전방 선단 좌/우측에 구비된 권취 드럼(25)에 걸어서 권취 드럼(25)을 구동모터(26)로 회전시키면 견인 와이어(24)는 권취 드럼(25)에 감기면서 견인 바아(23)를 당겨서 후속 파이프 유니트(PR)를 전방으로 이송시킨다. 후속 파이프 유니트(PR)가 이송할 때 제2지지대(22)의 가이드롤러(21)는 도 8에 도시된 바와 같이, 후속 파이프 유니트(PR)의 외주면에 장착된 링 웨이트(W)를 지지하여 안내하게 된다. The subsequent pipe unit PR having the ring weight W installed on the
구동모터(26)는 도 9에 도시된 바와 같이 가로방향으로 배치된 구동축(27)상에 설치된 구동 스프라켓(도시생략)과 체인(28A)으로 연결되고, 구동축(27)의 양단 에는 스프라켓이 구비되어 권취 드럼(25)의 회전축에 설치된 스프라켓과 체인(28B)으로 연결된다. The
이송되던 후속 파이프 유니트(PR)의 전방 선단이 융착장치(100)의 클램핑부(110)에 클램핑된 선행 파이프(PF)의 후단과 적정한 간격을 유지한 위치가 되면 구동모터(26)를 정지시켜 후속 파이프(PR)를 도 2의 위치에 정지시킨다. The driving
상기 융착장치(100)는, 클램핑부(110)과 이송안내부(120)으로 구성된다. 상기 클램핑부(110)는 중심이 서로 일치하도록 서로 정렬되어 근접 배치된 후속 파이프 유니트(PR)와 선행 파이프(PF)의 양단을 복수개의 클램프(111)로 고정한다. 이송안내부(120)는 선행 파이프(PF)의 후단면에 후속 파이프 유니트(PR)을 융착하고나서 상기 클램핑부(110)의 위치로 이동하여 후속 파이프 유니트(PR)가 선행 파이프(PF)와 함께 전방으로 이동하도록 후속 파이프 유니트(PR)의 링 웨이트(W)를 안내한다. The
도 3에 도시된 바와 같이, 후속 파이프 유니트(PR)와 선행 파이프(PF)가 상기 융착장치(100)에서 정렬된 후, 클램핑부(110)의 복수개의 클램프(111)로 고정한다. 이 상태에서 후속 파이프 유니트(PR)와 선행 파이프(PF) 사이에 면취기(112)를 배치하여 이들 파이프(PR,PF)의 융착할 선단면을 평탄하게 면취한다. As shown in FIG. 3, the subsequent pipe unit PR and the preceding pipe PF are aligned in the
융착할 선단면을 면취하고나서 도 4에 도시된 바와 같이, 면취기(112)를 제거하고나서 그 자리에 가열판 장치(113)를 배치하고, 가열판 장치(113)의 전후 양측면에 각각 후속 파이프 유니트(PR)의 선단면과 선행 파이프(PF)의 선단면을 접촉 시켜 용융시킨다. 파이프의 선단면들이 용융되고나면 가열판 장치(113)을 제거하고 후속 파이프 유니트(PR)를 전방으로 이송하여 선단면을 선행 파이프(PF)의 선단면에 접촉한 상태로 유압실린더(도시생략)로 가압한 상태로 일정한 시간 유지시켜 서로 융착시킨다.(도 5) After chamfering the tip surface to be fused, as shown in FIG. 4, after removing the
선행 파이프(PF)와 후속 파이프 유니트(PR)이 서로 융착되어 접합되고나면, 선행 파이프(PF)와 후속 파이프 유니트(PR)를 고정하고 있던 클램프(111)의 상부 클램프를 분리하여 파이프들의 고정을 해제한다.(도 6) 그리고 융착장치(100)의 클램핑부(110)를 하강하여 후퇴시키고 그 자리에 이송안내부(120)를 전진이동시켜 배치한다. 그리고나서 이송안내부(120)의 이송안내 롤러(121)가 후속 파이프 유니트(PR)의 외주면에 설치된 링 웨이트(W)를 미끄럼 안내하도록 이송안내부(120)를 상승시킨다. (도 7) After the preceding pipe PF and the subsequent pipe unit PR are fused and joined to each other, the upper clamp of the
그리고나서 도 2에 도시된 바와 같이 후속 파이프 유니트(PR)의 후단에 견인 바아(23)를 걸어서 설치하고, 견인 바아(23)의 양단에 견인 와이어(24)의 일단를 고정하여 이 견인 와이어(24)의 타단을 제2지지대(22)의 전방 선단 좌/우측에 구비된 권취 드럼(25)에 걸어서 권취 드럼(25)을 구동모터(26)로 회전시키면 견인 와이어(24)는 권취 드럼(25)에 감기면서 견인 바아(23)를 당겨서 후속 파이프 유니트(PR)를 전방으로 이송시킨다. 후속 파이프 유니트(PR)와 선행 파이프(PF)가 서로 융착되어 접합되어 있으므로 후속 파이프 유니트(PR)를 견인 와이어(24)로 당겨서 전진 이동시키면 그 앞쪽의 선행파이프(PF)는 밀려서 전진하여 해양으로 투입되게 된다. Then, as shown in FIG. 2, the
이하에서는 본 발명에 따른 파이프라인을 융착접합할 때 사용되는 파이프 융착장치의 구조와 동작에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a structure and an operation of a pipe fusion apparatus used when fusion bonding a pipeline according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2 내지 도 7에는 파이프 융착장치의 개략적인 배치를 도시하고 있고, 도 10은 파이프 융착장치를 도시한 사시도이며, 도 11은 정면도이다.2 to 7 show a schematic arrangement of the pipe welding device, FIG. 10 is a perspective view showing the pipe welding device, and FIG. 11 is a front view.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파이프 융착장치(100)는, 지면에 설치되는 베이스 프레임(101)과, 상기 베이스 프레임(101)의 상측에 배치되어 상하로 승강가능하게 4개의 승강 유압실린더(102)에 의해 지지된 승강 플레이트(103)와, 상기 승강 플레이트(103)상에 횡방향으로 배치된 1쌍의 가이드레일(104)과, 바닥면 좌우측에 각각 상기 가이드레일(104)에 얹혀지는 1쌍의 롤러(105)가 구비되어 상기 각 가이드레일(104)을 따라 승강 플레이트(103)의 횡방향(Y)으로 슬라이드 이동하게 되어 있는 가동 베이스(106)와, 상기 가동 베이스(106)의 상면에 슬라이드 이동가능하게 얹혀져 길이방향 위치조정용 유압실린더(108)의 신축작동에 의해 가동 베이스(106)에 대하여 길이방향으로 슬라이드 이동가능하게 설치된 마운팅 플레이트(109)와, 상기 마운팅 플레이트(109) 상에 길이방향을 따라 고정설치된 복수개의 클램프(111)를 포함한 클램핑부(110)와, 상기 승강 플레이트(103)상에 횡방향(Y)으로 배치되어 일단이 상기 가동 베이스(106)에 힌지결합되고 타단은 상기 승강 플레이트(103)의 상면에 힌지결합되어 신축작동을 함에 따라 상기 마운팅 플레이트(109)와 클램핑부(110)를 상기 승강 플레이트(103)에 대하여 횡방향(Y)으로 이동시키는 횡방향 위치조정용 유압실린더(107)와, 상기 마운팅 플레이트(109)를 상기 가동 베이스(106)에 대하여 길이방향(X)으로 슬라이드 이동시키도록 마운팅 플 레이트(109)와 가동 베이스(106)에 양단이 힌지결합된 길이방향 위치조정용 유압실린더(108)와, 상기 가동 베이스(106)상에 상기 마운팅 플레이트(109)와 나란하게 배치되어 가동 베이스(106)와 함께 횡방향(Y)으로 전후 왕복이동하고, 길이방향(X)을 따라 일정한 간격을 두고 복수개의 이송안내 롤러(121)가 구비된 이송안내부(120)를 포함한 구성으로 된다. As shown in Figure 10, the
상기 파이프 융착장치(100)는 도 2 내지 도 7의 작업에서 연결되는 2개의 파이프(PR,PF)를 대접하는 면끼리 서로 융착할 때, 이들 파이프(PR,PF)를 중심선 정렬된 상태로 고정하여 융착접합시키도록 파이프의 길이방향 또는 횡방향으로 상하방향으로 위치조정되는 것에 특징이 있다. When the
그리고, 파이프 융착장치의 전방에는 파이프 융착장치(100)로 후속 파이프 유니트(PR)를 이송시키는 파이프 이송장치가 구비된다. 이 파이프 이송장치는, 도 2에 개략적으로 도시되고, 도 9 내지 도 11에 상세히 도시된 바와 같이, 후속 파이프 유니트(PR)의 후단에 가로방향으로 설치되는 견인 바아(23)와, 파이프 융착장치(100)의 좌/우측에 각각 1개씩 구비되어 구동모터(26)와 체인(28A,28B)에 의해 회전구동되는 권취 드럼(25)과, 일단은 상기 견인 바아(23)의 양단에 고정되고 타단은 상기 권취 드럼(25)의 회전에 따라 권취 드럼(25)상에 권취되어 후속 파이프 유니트(PR)을 파이프 융착장치(100)쪽으로 견인하는 견인 와이어(24)로 구성된다. And, in front of the pipe fusion device is provided with a pipe conveying device for transferring the subsequent pipe unit (PR) to the
또한 상기 이송장치에 의해 전방으로 이동하는 파이프는 대구경이고 외주에 링 웨이트(W)가 장착되어 무게가 무겁다. 따라서 이러한 파이프의 이동을 정해진 위치에서 정확하게 정지시키기 위하여 권취 드럼의 회전을 정지시키는 브레이크장 치가 구비되는 것이 바람직하다. In addition, the pipe moving forward by the transfer device is a large diameter and the ring weight (W) is mounted on the outer circumference is heavy. Therefore, it is preferable that a brake device is provided to stop the rotation of the winding drum in order to stop the movement of the pipe accurately at a predetermined position.
상기 브레이크장치는 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 직립방향으로 설치된 브레이크 유압실린더(33)와, 상기 유압실린더(33)의 피스톤로드 선단에 결합되어 상기 유압실린더(33)의 신장작동시 상측을 통과하는 파이프(PR,PF)의 외주에 끼워진 링 웨이트(W)의 외주면과 마찰접촉하여 파이프의 이동을 정지시키는 브레이크 패드(34)로 이루어진다. The brake device is coupled to the brake
설명하지 않은 도면부호 31은 선행 파이프의 외주면에 장착된 링 웨이트를 지지하여 안내하기 위한 가이드롤러이고, 32는 선행 파이프를 이송안내하기 위한 제3지지대이다.
상기한 바와 같이 구성된 파이프 융착장치의 작동을 도면을 참조하여 설명한다. The operation of the pipe fusion apparatus configured as described above will be described with reference to the drawings.
후속 파이프 유니트(PR)를 클램핑부(110)로 이송하여 선행 파이프(PF)와 일정한 간격을 두고 배치되면 그 간격이 유지되도록 클램핑부(110)의 클램프(111)로 후속 파이프 유니트(PR)와 선행 파이프(PF)의 선단을 견고히 고정한다.(도 2 참조)When the subsequent pipe unit PR is transferred to the
선행 파이프(PF)와 후속 파이프 유니트(PR)이 서로 융착되어 접합되고나면, 선행 파이프(PF)와 후속 파이프 유니트(PR)를 고정하고 있던 클램프(111)의 상부 클램프를 분리하여 파이프들의 고정을 해제한다.(도 6) After the preceding pipe PF and the subsequent pipe unit PR are fused and joined to each other, the upper clamp of the
그리고나서 서로 융착접합된 파이프(PR,PF)를 한꺼번에 파이프 이송장치로써 전방으로 이송시킨다. 이 때 후속 파이프 유니트(PR)의 링 웨이트(W)를 클램핑 부(110)의 클램프(111)의 측면에 부딪히지 않고 통과시키고, 통과할 때 링 웨이트(W)의 외주면을 구름안내하도록 이송안내부(120)를 클램핑부(110)의 위치로 이동시킨다. Then, the pipes (PR, PF) fusion-bonded to each other is forwarded by the pipe feeder at a time. At this time, the ring weight W of the subsequent pipe unit PR is passed through without hitting the side of the
즉, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 4개의 승강 유압실린더(102)를 수축시켜 상기 승강 플레이트(103)와 상부에 배치된 클램프(111)를 하강시킴으로써 클램프(111)의 전방 선단이 후속 파이프 유니트(PR)의 외주면과 서로 간섭되지 않도록 한다. 이 상태에서 횡방향 위치조정용 유압실린더(107)를 신장시켜 클램핑부(110)를 탑재한 마운팅 플레이트(109)을 후진시키는 동시에 이송안내부(120)를 후속파이프 유니트(PR)의 아래쪽으로 전진이동시킨다. That is, as shown in FIGS. 10 and 11, the four lifting
그리고나서, 상기 이송안내부(120)의 이송안내 롤러(121)가 후속 파이프 유니트(PR)의 링 웨이트(W)에 맞닿도록 4개의 승강 유압실린더(102)를 신장하여 상기 승강 플레이트(103)와 상부에 배치된 이송안내부(120)를 상승시킨다. Then, the four lifting
그리고나서 파이프 이송장치를 구동하여 후속 파이프 유니트(PR)의 후단이 클램핑부(110)의 전방 2개의 클램프(111)의 위치에 놓일 때까지 후속 파이프 유니트(PR)를 이동시킨다. 후속 파이프 유니트(PR)의 후단이 상기 전방 2개의 클램프(111)의 부근에 도달하면 브레이크장치의 유압실린더(33)를 신장시켜 브레이크 패드(34)를 후속 파이프 유니트(PR)의 링 웨이트(W)의 외주면에 마찰접촉시켜 후속 파이프 유니트(W)의 이동을 정지시킨다. Then, the pipe feeder is driven to move the subsequent pipe unit PR until the rear end of the subsequent pipe unit PR is positioned at the position of the two
그리고나서 다시 4개의 승강 유압실린더(102)를 수축시키고, 이어서 횡방향 위치조정용 유압실린더(107)를 수축시켜 클램핑부(110)를 다음 후속 파이프 유니 트(PR)를 고정할 위치로 이동시키고, 이어서 4개의 승강 유압실린더(102)를 신장하여 클램핑부(110)가 다음의 후속 파이프 유니트(PR)를 고정할 수 있도록 한다. 앞에서 설명한 과정을 반복하여 소정의 길이로 연장된 파이프 라인을 제조한다. Then, the four lifting
도 1은 파이프 유니트의 외주면에 링 웨이트를 설치하는 단계를 도시한 평면도,1 is a plan view showing the step of installing the ring weight on the outer peripheral surface of the pipe unit,
도 2는 링 웨이트가 설치된 후속 파이프 유니트를 융착장치로 이송하여 선행 파이프와 융착하기 위하여 융착장치에 배치한 단계를 도시한 평면도,FIG. 2 is a plan view showing a stage in which a subsequent pipe unit provided with a ring weight is transferred to a fusion device and disposed in the fusion device for fusion with a preceding pipe; FIG.
도 3은 융착장치의 클램핑부에서 서로 대향하게 배치된 후속 파이프 유니트와 선행 파이프의 융착할 선단면을 면취기로 면취하는 단계를 도시한 평면도,3 is a plan view illustrating the step of chamfering a front end surface of a subsequent pipe unit and a preceding pipe which are disposed to face each other in a clamping part of the welding apparatus with a chamfer;
도 4는 도 3의 단계에서 면취된 양측 파이프의 선단면을 가열판 장치로 가열하여 용융하는 단계를 도시한 평면도,4 is a plan view showing a step of heating and melting the front end surface of both pipes chamfered in the step of FIG.
도 5는 도 4의 단계에서 가열용융된 양측 파이프의 선단면을 가압접촉시켜 서로 융착시키는 단계를 도시한 평면도,FIG. 5 is a plan view illustrating a step of welding the end faces of both pipes heated and melted in the step of FIG.
도 6은 도 5의 단계에서 융착된 파이프들을 고정하고 있던 클램프를 고정해제하는 단계를 도시한 평면도,FIG. 6 is a plan view illustrating a step of releasing the clamps fixing the fused pipes in the step of FIG. 5;
도 7은 융착된 파이프를 고정해제한 상태에서 클램핑부를 후퇴시키고 이송안내부를 융착된 파이프의 저면으로 전진이동시키는 단계의 평면도,7 is a plan view of the step of retracting the clamping portion in the state of releasing the fused pipe and moving the transfer guide to the bottom of the fused pipe,
도 8은 도 2의 I-I 방향을 따라 도시한 측면도,8 is a side view taken along the direction I-I of FIG. 2;
도 9는 도 2의 II-II 방향을 따라 도시한 측면도,9 is a side view taken along the II-II direction of FIG.
도 10은 본 발명에 따른 파이프 융착장치의 개략적인 사시도로서, 클램프의 일부를 분리한 상태의 사시도,10 is a schematic perspective view of a pipe fusion apparatus according to the present invention, a perspective view of a part of the clamp separated;
도 11은 도 10의 파이프 융착장치에 융착할 파이프를 배치하여 융착하는 파 이프 융착장치의 정면도이다. FIG. 11 is a front view of a pipe fusion device for arranging and welding a pipe to be fused to the pipe fusion device of FIG. 10.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명[Description of Drawings]
Pu: 파이프 유니트 W: 링 웨이트Pu: Pipe Unit W: Ring Weight
11: 가이드롤러 12: 제1지지대11: guide roller 12: first support
13: 견인 바아 14: 견인 와이어13: tow bar 14: tow wire
15: 권취 드럼 15a: 권취 드럼 회전용 수동핸들15: winding
16: 고정돌기 PR: 후속 파이프 유니트16: Fixing projection PR: Subsequent pipe unit
PF: 선행 파이프 21: 링 웨이트 안내용 가이드롤러PF: leading pipe 21: guide ring for guiding ring weights
22: 제2지지대 23: 견인 바아22: second support 23: tow bar
24: 견인 와이어 25: 권취 드럼24: traction wire 25: winding drum
26: 구동모터 27: 구동축26: drive motor 27: drive shaft
28A, 28B: 체인 33: 브레이크 유압실린더28A, 28B: Chain 33: Brake hydraulic cylinder
34: 브레이크 패드 100: 융착장치34: brake pad 100: welding device
101: 베이스 프레임 102: 승강 유압실린더101: base frame 102: lifting hydraulic cylinder
103: 승강 플레이트 104: 가이드레일103: elevating plate 104: guide rail
105: 롤러 106: 가동 베이스105: roller 106: movable base
107: 횡방향 위치조정용 유압실린더 108: 길이방향 위치조정용 유압실린더107: hydraulic cylinder for horizontal positioning 108: hydraulic cylinder for longitudinal positioning
109: 마운팅 플레이트 110: 클램핑부109: mounting plate 110: clamping portion
111: 클램프 112: 면취기111: clamp 112: chamfering machine
113: 가열판 장치 120: 이송안내부113: heating plate device 120: transfer guide
121: 이송안내 롤러 121: feed guide roller
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KR1020090036277A KR20100117476A (en) | 2009-04-25 | 2009-04-25 | Apparatus for butt welding pipes for intake of deep sea water and a method for manufacturing pipeline thereof |
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