KR20120057983A

KR20120057983A - 시험장치

Info

Publication number: KR20120057983A
Application number: KR1020100119566A
Authority: KR
Inventors: 박명철
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2010-11-29
Filing date: 2010-11-29
Publication date: 2012-06-07

Abstract

본 발명은 시험장치에 관한 것으로서, 시편의 일측부가 관통되는 제1관통홀이 구비되는 베이스와, 베이스에 안착되고 공간부가 구비되는 용기와, 용기에 적층되고 시편의 타측부가 관통되는 제2관통홀과 가스가 용기로 유입되도록 안내하는 가스유입구와 용기에서 배출되는 가스를 안내하는 가스배출구가 구비되는 커버와, 일측이 가스공급원과 연결되고 타측이 가스유입구와 연결되어 용기에 가스를 공급하는 공급유로부와, 시편의 일측부와 결합되어 시편을 고정시키는 고정부와, 시편의 타측부와 결합되어 시편을 인장시키는 인장부를 포함하고, 고정부에는 시편에 가해지는 응력을 측정하는 로드셀이 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 시편의 파단이 감지된 경우 가스의 공급을 즉각적으로 차단할 수 있으므로 작업 안정성을 향상시킬 수 있다.

Description

시험장치{TESTING APPARATUS}

본 발명은 시험장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사워가스 분위기 하에서의 시편의 인장강도 시험 중 시편의 파단이 발생한 경우 이를 실시간으로 감지하여 사워가스의 공급을 차단할 수 있는 시험장치에 관한 것이다.

수소 유기 균열은 재료의 강도에 관계없이 사워가스(Sour Gas) 분위기 하에서 사용되는 파이프강에 외력이 작용하지 않더라도 일어나는 현상이다. 여기서 사워가스란 황화수소나 메르캅탄 따위와 같은 부식성의 황화합물을 포함한 천연가스를 일컫는다. 따라서 유정용 강관이나 석유 수송용 강관 등의 경우 사워가스 분위기 하에서 인장강도 시험을 실시하고 있다.

상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.

본 발명은 사워가스 분위기 하에서의 시편의 인장강도 시험 중 시편의 파단이 발생한 경우 이를 실시간으로 감지하여 사워가스의 공급을 차단할 수 있는 시험장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 시험장치는: 시편의 일측부가 관통되는 제1관통홀이 구비되는 베이스; 상기 베이스에 안착되고, 공간부가 구비되는 용기; 상기 용기에 적층되고, 상기 시편의 타측부가 관통되는 제2관통홀과, 가스가 상기 용기로 유입되도록 안내하는 가스유입구와, 상기 용기에서 배출되는 가스를 안내하는 가스배출구가 구비되는 커버; 일측이 가스공급원과 연결되고, 타측이 상기 가스유입구와 연결되어 상기 용기에 가스를 공급하는 공급유로부; 상기 시편의 일측부와 결합되어 상기 시편을 고정시키는 고정부: 및 상기 시편의 타측부와 결합되어 상기 시편을 인장시키는 인장부를 포함하고, 상기 고정부에는 상기 시편에 가해지는 응력을 측정하는 로드셀이 구비된다.

바람직하게는, 상기 로드셀은 측정된 응력을 제어부에 송신하며, 상기 제어부는 측정된 응력이 설정응력 이하인 경우 디스플레이부를 작동시켜 상기 시편의 파단을 표시한다.

바람직하게는, 상기 로드셀은 측정된 응력을 제어부에 송신하며, 상기 제어부는 측정된 응력이 설정응력 이하인 경우 경보부를 작동시켜 경보음을 생성한다.

바람직하게는, 상기 공급유로부에는 가스의 공급량을 조절하는 조절밸브가 구비되고, 상기 로드셀은 측정된 응력을 제어부에 송신하며, 상기 제어부는 측정된 응력이 설정응력 이하인 경우 상기 조절밸브를 폐쇄하여 상기 용기로의 가스 공급을 차단한다.

본 발명에 따르면 로드셀을 통해 시편에 가해지는 응력을 정확히 측정할 수 있으므로 시편의 파단을 즉각적으로 감지할 수 있다.

본 발명에 따르면 시편의 파단이 감지된 경우 디스플레이부 또는 경보부를 작동시켜 작업자에게 시편의 파단을 실시간으로 알릴 수 있으므로 작업자가 사워가스에 노출되는 것을 차단할 수 있어 작업 안정성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따르면 시편의 파단이 감지된 경우 사워가스의 공급을 즉각적으로 차단할 수 있으므로 작업 안정성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시험장치의 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시험장치의 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시험장치의 제어흐름을 나타낸 블록도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 시험장치의 일 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시험장치의 개략적인 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시험장치의 개략적인 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시험장치의 제어흐름을 나타낸 블록도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 시험장치(1)는 베이스(10), 용기(20), 커버(30), 공급유로부(40), 고정부(50), 인장부(60), 제어부(70)를 포함하여 이루어진다.

베이스(10)는 시편(P)의 일측부(도 1 기준 하측부)가 관통되는 제1관통홀(11)이 구비된다. 베이스(10)는 일정한 두께를 갖는 원판 형상으로 형성된다.

제1관통홀(11)을 관통한 시편(P)의 하측부는 고정부(50)와 결합되어 고정된다. 제1관통홀(11)이 형성되는 베이스(10)의 하면에는 제1마개(12)가 밀착되도록 결합되어 제1관통홀(11)을 통해 해수나 가스가 유출되는 것을 차단한다. 제1마개(12)에는 시편(P)이 관통되는 홀부(미도시)가 중앙에 형성된다.

용기(20)는 내부에 해수가 저장되는 공간부(21)가 구비되도록 중공의 원기둥 형상을 이룬다. 용기(20)는 베이스(10)에 안착된다. 용기(20)가 베이스(10)에 안착 후 흔들리지 않도록 베이스(10)에는 용기(20) 형상에 대응되는 홈부(미도시)가 형성된다. 홈부에는 용기(20)와 베이스(10)의 틈 사이로 해수나 가스의 유출이 차단되도록 오링(미도시)이 구비된다.

커버(30)는 용기(20)의 상단에 적층된다. 커버(30)는 일정한 두께를 갖는 원판 형상으로 형성되며, 베이스(10)와 마찬가지로 용기(20)보다 넓은 직경을 갖는다.

커버(30)에는 제2관통홀(31), 가스유입구(32), 가스배출구(33)가 구비된다. 제2관통홀(31)은 시편(P)의 타측부(도 1 기준 상측부)가 관통되도록 커버(30)의 중앙부에 형성된다.

제2관통홀(31)을 관통한 시편(P)의 상측부는 인장부(60)와 결합된다. 제2관통홀(31)이 형성되는 커버(30)의 상면에는 제2마개(34)가 밀착되도록 결합되어 해수나 가스가 제2관통홀(31)을 통해 유출되는 것을 차단한다. 제2마개(34)에는 시편(P)이 관통되는 홀부(미도시)가 중앙에 형성된다.

가스유입구(32)는 일측이 공급유로부(40)와 연결되고, 타측이 용기(20)의 공간부(21)와 연통된다. 따라서 외부의 가스공급원(미도시)에서 제공되는 가스는 가스유입구(32)에 안내되어 용기(20)로 유입된다. 본 실시예에서 가스는 사워가스이다.

가스배출구(33)는 일측이 용기(20)의 공간부(21)와 연통되고, 타측이 배출유로부(45)와 연결된다. 따라서 용기(20)에 있는 가스는 가스배출구(33)를 통해 외부로 배출된다.

커버(30)에는 해수유입구(미도시)를 폐쇄하는 마개(35)가 구비된다. 따라서 마개(35)를 개방한 후 해수유입구를 통해 용기(20)의 공간부(21)에 해수를 공급할 수 있다. 물론 해수의 공급이 완료된 경우 마개(35)로 해수유입구를 폐쇄하여 해수유입구를 통해 해수나 가스가 유출되는 것을 차단한다.

커버(30)가 용기(20)에 적층된 후 흔들리지 않도록 커버(30)에는 용기(20)의 형상에 대응되는 홈부(미도시)가 형성된다. 홈부에는 용기(20)와 커버(30)의 틈 사이로 해수나 가스가 유출되는 것을 차단하도록 오링(미도시)이 구비된다.

한편 커버(30)와 용기(20) 사이의 기밀성 및 용기(20)와 베이스(10) 사이의 기밀성 확보를 위해 커버(30)와 베이스(10)를 용기(20)측으로 가압하는 조임볼트(80)와 조임너트(81)가 구비된다.

공급유로부(40)는 일측이 가스공급원과 연결되고, 타측이 가스유입구(32)와 연결되어 용기(20)에 가스를 공급한다. 공급유로부(40)에는 용기(20)로 공급되는 가스의 양을 조절하는 조절밸브(41)가 구비된다. 따라서 용기(20)에 더 이상 가스의 공급이 불필요한 경우 조절밸브(41)를 폐쇄함으로써 가스 공급을 차단할 수 있다.

고정부(50)는 시편(P)의 하측부와 결합되어 시편(P)을 고정시킨다. 고정부(50)에는 나사홈(50a)이 구비되어 시편(P)의 하측부와 나사결합된다. 고정부(50)의 하단부는 지지베이스(미도시)와 결합되어 고정된다.

인장부(60)는 시편(P)의 상측부와 결합되어 시편(P)을 인장시킨다. 즉, 인장부(60)는 일측이 고정부(50)에 고정되는 시편(P)의 인장강도를 측정하기 위하여 시편(P)을 상측으로 인장시킨다. 인장부(50)에는 나사홈(60a)이 구비되어 시편(P)의 상측부와 나사결합된다. 이러한 인장부(60)의 구성은 당업자에게 자명한 사항이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

고정부(50)에는 로드셀(51)이 구비되어 시편(P)에 가해지는 응력을 측정한다. 인장부(60)의 작동에 의해 시편(P)이 인장됨에 따라 시편(P)에는 응력이 가해지게 되는데 로드셀(51)은 이를 측정한다.

로드셀(51)은 측정된 응력을 제어부(70)에 송신한다. 제어부(70)는 로드셀(51)로부터 송신받은 측정된 응력을 토대로 조절밸브(41), 디스플레이부(71) 및 경보부(72) 등의 작동을 제어한다.

시편(P)이 파단되면 더 이상 인장부(60)를 통한 시편(P)의 인장이 일어나지 않으므로, 시편(P)에 가해지는 응력은 급격히 줄어들게 된다. 따라서 설정응력을 인장부(60)를 통해 시편(P)에 가해지는 응력의 최소값보다 낮게 설정하면 로드셀(51)을 통해 시편(P)의 파단을 감지할 수 있다.

제어부(70)는 로드셀(51)에서 측정된 응력이 설정응력 이하인 경우 이를 시편(P)의 파단이 일어난 것으로 판단하고, 디스플레이부(71)를 작동시켜 디스플레이부(71)에 시편(P)의 파단을 표시한다.

시편(P)이 파단되는 경우 제2마개(34)가 파손되므로 제2관통홀(31)을 통해 용기(20) 내의 가스가 외부로 누출되는데, 작업자는 디스플레이부(71)를 통해 시편(P)의 파단과 함께 가스의 누출을 인지할 수 있어 신속한 후속 조치를 취할 수 있게 됨에 따라 작업 안정성을 향상시킬 수 있다.

제어부(70)는 로드셀(51)에서 측정된 응력이 설정응력 이하인 경우 이를 시편(P)의 파단이 일어난 것으로 판단하고, 경보부(72)를 작동시켜 경보음을 생성함으로써 작업자에게 시편(P)의 파단을 알린다. 따라서 시편(P)이 파단된 후 경보부(72)에 의해 작업자의 신속한 후속 조치가 가능하게 되어 작업 안정성을 향상시킬 수 있다.

제어부(70)는 로드셀(51)에서 측정된 응력이 설정응력 이하인 경우 이를 시편(P)의 파단이 일어난 것으로 판단하고, 조절밸브(41)를 폐쇄한다. 이로써 작업자의 후속 조치 없이도 용기(20)로의 가스 공급을 자동으로 차단할 수 있다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 시험장치의 작동 원리에 대해 설명하기로 한다.

시편(P)의 중앙부가 용기(20)의 공간부(21)에 배치되도록 시편(P)의 상측부를 인장부(60)에 고정시키고 하측부를 고정부(50)에 고정시킨다. 용기(20)의 상부는 커버(30)에 의해 밀폐되고, 하부는 베이스(10)에 의해 밀폐된다. 시편(P)에 대한 인장강도 시험을 하기에 앞서 용기(20)의 공간부(21)에 해수가 담수되고 가스가 공급된다. 인장부(60)의 작동에 의해 시편(P)은 인장되고, 인장강도 이상의 인장력이 가해지는 경우 시편(P)은 파단된다. 이때 로드셀(51)을 통해 시편(P)에 가해지는 응력이 설정응력 이하로 측정되면 제어부(70)를 통해 디스플레이부(71), 경보부(72)를 작동시켜 작업자에게 시편(P)이 파단되었음을 알린다. 디스플레이부(71)와 경보부(72)는 동시에 또는 개별적으로 작동될 수 있다. 또한 디스플레이부(71) 및 경보부(72)의 작동과 함께 제어부(70)는 조절밸브(41)를 폐쇄하여 용기(20)에 더 이상의 가스가 공급되는 것을 차단한다. 물론 조절밸브(41)의 폐쇄는 디스플레이부(71) 및 경보부(72)의 작동과 개별적으로 이루어질 수 있다.

본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

또한 사워가스를 예로 들어 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 사워가스가 아닌 다른 유체에도 본 발명의 기술사상이 적용될 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 베이스 20 : 용기
30 : 커버 40 : 공급유로부
41 : 조절밸브 50 : 고정부
51 : 로드셀 60 : 인장부
70 : 제어부 71 : 디스플레이부
72 : 경보부

Claims

시편의 일측부가 관통되는 제1관통홀이 구비되는 베이스;
상기 베이스에 안착되고, 공간부가 구비되는 용기;
상기 용기에 적층되고, 상기 시편의 타측부가 관통되는 제2관통홀과, 가스가 상기 용기로 유입되도록 안내하는 가스유입구와, 상기 용기에서 배출되는 가스를 안내하는 가스배출구가 구비되는 커버;
일측이 가스공급원과 연결되고, 타측이 상기 가스유입구와 연결되어 상기 용기에 가스를 공급하는 공급유로부;
상기 시편의 일측부와 결합되어 상기 시편을 고정시키는 고정부: 및
상기 시편의 타측부와 결합되어 상기 시편을 인장시키는 인장부를 포함하고,
상기 고정부에는 상기 시편에 가해지는 응력을 측정하는 로드셀이 구비되는 것을 특징으로 하는 시험장치.
제1항에 있어서,
상기 로드셀은 측정된 응력을 제어부에 송신하며,
상기 제어부는 측정된 응력이 설정응력 이하인 경우 디스플레이부를 작동시켜 상기 시편의 파단을 표시하는 것을 특징으로 하는 시험장치.
제1항에 있어서,
상기 로드셀은 측정된 응력을 제어부에 송신하며,
상기 제어부는 측정된 응력이 설정응력 이하인 경우 경보부를 작동시켜 경보음을 생성하는 것을 특징으로 하는 시험장치.
제1항에 있어서,
상기 공급유로부에는 가스의 공급량을 조절하는 조절밸브가 구비되고,
상기 로드셀은 측정된 응력을 제어부에 송신하며,
상기 제어부는 측정된 응력이 설정응력 이하인 경우 상기 조절밸브를 폐쇄하여 상기 용기로의 가스 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 시험장치.