KR20140006385U

KR20140006385U - 협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지

Info

Publication number: KR20140006385U
Application number: KR2020130004789U
Authority: KR
Inventors: 김희헌
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2013-06-13
Filing date: 2013-06-13
Publication date: 2014-12-23

Abstract

본 고안은 핵융합설비용 진공용기 및 포트 구조물의 후판 주부재를 비롯한 구조물의 기계가공 중 작업자가 해당 검사 게이지를 휴대하여 가공 구조물의 협개선 용접부에 대한 기계가공 상태 및 가공완료 상태를 수시로 슬라이드 이동방식으로 편리하게 측정하여 협개선 용접부에 대한 불량 방지 및 제품의 생산성을 향상시킬 수 있도록 하기 위한 협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지에 관한 것이다.
본 고안에 따른 협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지는, 가공 구조물의 더블-U 그루브(Double-U Groov) 형상의 맞대기 용접 이음(butt welded joint)을 위한 협개선 용접부를 절반씩 측정하기 위한 검사 게이지로서, 일정한 두께의 평판 형상으로 형성되어 하부가 개방되며 가공 구조물의 좌,우측면 상단부가 삽입되어 상기 가공 구조물의 더블-U 그루브 높이를 측정하는 가공 구조물 그루브 높이 측정부; 상기 가공 구조물 그루브 높이 측정부의 상단과 연결되어 중심을 향하여 상향으로 대칭되게 경사각을 이루고 말단에 측정용 라운드를 구비하여 상기 가공 구조물의 상면과 용접기 헤드가 이동하는 공간 확보를 위한 가공 구조물 라운드로 이루어지는 더블-U 그루브 두께를 측정하는 가공 구조물 그루브 두께 측정부; 및 상기 가공 구조물 그루브 두께 측정부의 중심 상단에 측정용 라운드 사이가 이격되게 소정 폭으로 연결되어 상기 가공 구조물의 중심 상면에 돌출 형성되는 루트페이스 부분을 측정하는 가공 구조물 루트페이스 측정 홈부;를 포함하여 구성된다.

Description

협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지{Inspection gauge for Machined structures of narrow gap weldings}

본 고안은 협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 핵융합설비용 진공용기 및 포트 구조물의 후판 주부재를 비롯한 구조물의 기계가공 중 작업자가 해당 검사 게이지를 휴대하여 가공 구조물의 협개선 용접부에 대한 기계가공 상태 및 가공완료 상태를 수시로 슬라이드 이동방식으로 편리하게 측정하여 협개선 용접부에 대한 불량 방지 및 제품의 생산성을 향상시킬 수 있도록 하기 위한 협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지에 관한 것이다.

일반적으로 핵융합설비용 진공용기 및 포트 구조물의 후판(두께가 40~80㎜) 주부재를 비롯한 구조물은 접합이나 이음을 할 때 핫 티그(Hot Tig) 용접 기법을 적용하고 있다. 이때, 상기한 구조물은 핫 티그(Hot Tig) 용접을 하기 전에 기계가공을 하여 협개선 용접부를 미리 형성한 가공 구조물에 대하여 용접 작업이 이루어지고 있다.

도 1은 종래의 일반 개선 용접과 협개선 용접을 비교 설명하기 위한 단면도이다.

종래의 핵융합설비용 진공용기 및 포트 구조물의 후판(두께가 40~80㎜) 주부재를 비롯한 가공 구조물 간의 형상의 맞대기 용접 이음(butt welded joint)을 위한 접합은 도 1의 (a)에 도시된 바와 같은 가공 구조물(1)과 가공 구조물(1) 사이에 더블-V 그루브(Double-V Groove) 단면을 가지는 일반개선 용접부(W1)는 용융금속의 용접량이 많이 소요되므로 도 1의 (b)에 도시된 바와 같은 가공 구조물(10)과 가공 구조물(10) 사이에 더블-U 그루브(Double-U Groove) 단면을 가지는 협개선 용접부(W2)에 의해 용접 작업이 이루어지고 있다.

주지된 바와 같이 더블-U 그루브(Double-U Groove) 단면을 가지는 협개선 용접부(W2)는 더블-V 그루브(Double-V Groove) 단면을 가지는 일반개선 용접부(W1) 보다는 용융금속의 용접량이 적게 소요되어 용접관련 자재비와 용접공수 절감 효과가 크며, 용접 구조물의 변형 유발 인자인 용접시의 입열량을 최대한 줄일 수 있는 용접 방법이다.

그러나, 상기한 가공 구조물(10)의 협개선 용접부(W2)에 대한 더블-U 그루브 높이와 두께 및 루트페이스 부분의 기계가공 상태 및 기계가공 완료 상태를 눈금자를 이용하여 허용 오차 범위 내에 들어오는 것을 측정하게 되므로 가공 구조물(10)의 협개선 용접부(W2)에 대한 검사시간이 많이 소요되고, 작업자에 의한 협개선 용접부(W2)의 측정 오차 발생에 의해 용접품질의 저하 원인을 제공하게 되며, 가공 구조물(10)의 기계가공 상태 및 제관 및 취부 작업시에 협개선 용접부(W2)에 대한 가공 구조물(10)의 가공완료 상태를 일일이 점검 및 확인하는데 번거로움이 발생하게 된다는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 핵융합설비용 진공용기 및 포트 구조물의 후판 주부재를 비롯한 구조물의 기계가공 중 작업자가 해당 검사 게이지를 사용하여 협개선 용접부에 대한 기계가공 상태를 수시로 슬라이드 이동방식으로 편리하게 측정하여 가공 구조물의 협개선 용접부에 대한 불량을 방지하고, 제관 및 취부 작업시에도 작업자가 가공 구조물에 대한 협개선 용접부의 가공완료 상태 확인이 가능하도록 하여 원활한 용접 작업으로 제품의 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 고안에 따른 협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지는, 가공 구조물의 더블-U 그루브(Double-U Groov) 형상의 맞대기 용접 이음(butt welded joint)을 위한 협개선 용접부를 절반씩 측정하기 위한 검사 게이지로서, 일정한 두께의 평판 형상으로 형성되어 하부가 개방되며 가공 구조물의 좌,우측면 상단부가 삽입되어 상기 가공 구조물의 더블-U 그루브 높이를 측정하는 가공 구조물 그루브 높이 측정부; 상기 가공 구조물 그루브 높이 측정부의 상단과 연결되어 중심을 향하여 상향으로 대칭되게 경사각을 이루고 말단에 측정용 라운드를 구비하여 상기 가공 구조물의 상면과 용접기 헤드가 이동하는 공간 확보를 위한 가공 구조물 라운드로 이루어지는 더블-U 그루브 두께를 측정하는 가공 구조물 그루브 두께 측정부; 및 상기 가공 구조물 그루브 두께 측정부의 중심 상단에 측정용 라운드 사이가 이격되게 소정 폭으로 연결되어 상기 가공 구조물의 중심 상면에 돌출 형성되는 루트페이스 부분을 측정하는 가공 구조물 루트페이스 측정 홈부;를 포함하여 구성된다.

상기 검사 게이지는 스테인리스 스틸(stainless steel)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 가공 구조물 그루브 두께 측정부의 경사각은 3~20°로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지에 의하면, 핵융합설비용 진공용기 및 포트 구조물의 후판 주부재를 비롯한 가공 구조물의 협개선 용접부에 대한 기계가공 형상을 수시로 슬라이드 이동방식으로 측정하여 개선면 기계가공 상태를 편리하게 확인할 수 있으므로 가공 구조물의 협개선 용접부에 대한 불량을 방지하고, 제관 및 취부 작업시에도 작업자가 협개선 용접부의 기계가공 완료 상태 확인이 가능하여 원활한 용접 작업 수행으로 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 일반 개선 용접과 협개선 용접을 비교 설명하기 위한 단면도,
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지를 나타낸 사시도,
도 3은 도 2의 정면도,
도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지의 사용상태를 나타낸 사시도,
도 5는 본 고안의 다른 실시예에 따른 협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지를 나타낸 사시도,
도 6은 도 5의 정면도,
도 7은 본 고안의 다른 실시예에 따른 협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지의 사용상태를 나타낸 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지에 대하여 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 고안의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 표기하고, 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략한다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 정면도이며, 도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지의 사용상태를 나타낸 사시도이다.

본 고안의 일 실시예에 따른 협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지(100)는 도 2 내지 도 4에 도시된 것과 같이, 가공 구조물(10)의 더블-U 그루브(Double-U Groov) 형상의 맞대기 용접 이음(butt welded joint)을 위한 협개선 용접부(도 1의 (b) 참조)를 절반씩 측정하기 위한 검사 게이지(100)로서, 일정한 두께의 평판 형상으로 형성되어 하부가 개방되며 가공 구조물(10)의 좌,우측면(11a)(11b) 상단부가 삽입되어 상기 가공 구조물(10)(20)의 더블-U 그루브 높이를 측정하는 가공 구조물 그루브 높이 측정부(110a)(110b)와, 상기 가공 구조물 그루브 높이 측정부(110a)(110b)의 상단과 연결되어 중심을 향하여 상향으로 대칭되게 경사각(θ)을 이루고 말단에 측정용 라운드(R1)(R2)를 구비하여 상기 가공 구조물(10)(20)의 상면(12a)(12b)과 용접기 헤드가 이동하는 공간 확보를 위한 가공 구조물 라운드(r1)(r2)로 이루어지는 더블-U 그루브 두께를 측정하는 가공 구조물 그루브 두께 측정부(120a)(120b) 및 상기 가공 구조물 그루브 두께 측정부(120a)(120b)의 중심 상단에 측정용 라운드(R1)(R2) 사이가 소정 폭으로 이격되게 연결되어 상기 가공 구조물(10)(20)의 중심 상면에 돌출 형성되는 루트페이스 부분(13)을 측정하는 가공 구조물 루트페이스 측정 홈부(130);를 포함하여 구성된다.

상기 검사 게이지(100)는 내식성, 내마모성, 내열성 및 강도가 우수한 스테인리스 스틸(stainless steel)로 이루어지며, 그 두께는 검사 게이지(100)의 휨이 발생하지 않고 전용 케이스에 보관하여 휴대 사용이 편리하도록 1.5~2㎜로 형성하는 것이 바람직하다.

또한 상기 검사 게이지(100)는 도시는 하지 않았지만 물의 압력을 4,000 bar(60,000 PSI)까지 만들어 내는 초고압 펌프를 이용하여 두께 0.01mm 이상 ~ 200mm 이하의 소재를 미세한 노즐(직경: 0.1mm)을 통해 분사시켜 초당 900mm의 빠른 속도 에너지를 이용한 물리적 힘과 마찰력을 이용하여 소재를 절단하는 기술로 알려져 있는 워터젯(water-jet) 절단가공으로 제작되는 것이 바람직하다. 상기 워터젯 절단가공은 고에너지, 초고수압 가공이므로 모재에 대한 변경, 잔류응력, 미세균열, 화학적 변형이 거의 없고, 절단면의 조도 및 품질이 우수한 것이 특징이다.

상기 가공 구조물 그루브 두께 측정부(120a)(120b)의 경사각(θ)은 3~20°로 형성된다. 상기 가공 구조물 그루브 두께 측정부(120a)(120b)의 경사각(θ)을 3° 이하로 형성하였을 때는 가공 구조물(10)에 대한 협개선 용접부의 폭이 좁아지게 되므로 용접량은 적으나, 가공 구조물(10)과 가공 구조물(10)을 맞대기 용접이음으로 협개선 용접부를 용접하였을 때 가공 구조물(10) 간의 접합성이 떨어지게 되고, 상기 가공 구조물 그루브 두께 측정부(120a)(120b)의 경사각(θ)을 20°이상으로 형성하였을 때는 협개선 용접부의 용접량이 많아지게 되어 접합성은 우수하나, 협개선 용접부의 변형과 잔류응력이 커지게 되어 가공 구조물(10)의 소성변형 및 열팽창으로 인한 접합 불일치가 발생하게 되므로 상기 가공 구조물 그루브 두께 측정부(120a)(120b)의 경사각(θ)을 3~20°로 제한하였다.

도 5는 본 고안의 다른 실시예에 따른 협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지를 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 5의 정면도이며, 도 7은 본 고안의 다른 실시예에 따른 협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지의 사용상태를 나타낸 사시도이다.

본 고안의 다른 실시예에 따른 협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지(200)는 가공 구조물(20)의 형상과 가공 구조물 그루브 두께 측정부(120a)(120b)의 경사각(θ)만 다르고 상기한 본 고안의 일 실시예에 따른 협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지(100)의 구성과 동일하게 구성되어 있으므로 본 고안의 다른 실시예에 따른 협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지(200)에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이와 같이 구성되는 본 고안에 따른 협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지(100)(200)의 작용효과에 대해 설명한다.

본 고안에 따른 협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지(100)(200)를 모재인 가공 구조물(10)(20)의 상부에서 하부로 삽입하여 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이 가공 구조물(10)(20)의 길이방향을 따라 슬라이드 이동시키게 되면 가공 구조물(10)(20)의 더블-U 그루브 높이를 가공 구조물 그루브 높이 측정부(110a)(110b)에 의해 확인할 수 있고, 가공 구조물 그루브 두께 측정부(120a)(120b)에 의해 가공 구조물(10)(20)의 더블-U 그루브 두께를 확인할 수 있으며, 가공 구조물 루트페이스 측정 홈부(130)에 의해 가공 구조물(10)(20)의 루트페이스 부분(13)을 확인할 수 있으므로 가공 구조물(10)(20)에 대한 협개선 용접부가 허용오차 범위 내에 들어오는 것을 하나의 검사 게이지(100)(200)를 이용하여 육안으로 편리하게 각각 확인할 수 있게 된다.

따라서, 가공 구조물(10)(20)의 해당 검사 게이지(100)(200)를 사용하여 협개선 용접부에 대한 기계가공 상태를 수시로 점검 및 확인하여 정확한 기계가공 상태를 편리하게 확인할 수 있도록 함으로써 가공 구조물(10)(20)의 협개선 용접부에 대한 불량을 방지하고, 제관 및 취부 작업시에 작업자가 상기 가공 구조물(10)(20)의 가공완료 상태 확인이 가능하여 원활한 용접 작업이 이루어지도록 한다.

이상과 같이, 본 고안은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 고안은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 고안의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10, 20 : 가공 구조물 11a : 좌측면
11b : 우측면 12a, 12b : 상면
13 : 루트페이스 부분
100, 200 : 검사 게이지
110a, 110b : 가공 구조물 그루브 높이 측정부
120a, 120b : 가공 구조물 그루브 두께 측정부
130 : 가공 구조물 루트페이스 측정 홈부
r1, r2 : 가공 구조물 라운드
R1, R2 : 측정용 라운드

Claims

가공 구조물(10)(20)의 더블-U 그루브(Double-U Groov) 형상의 맞대기 용접 이음(butt welded joint)을 위한 협개선 용접부를 절반씩 측정하기 위한 검사 게이지(100)(200)로서,
일정한 두께의 장방형 평판 형상으로 형성되어 하부가 개방되며 가공 구조물(10)(20)의 좌,우측면(11a)(11b) 상단부가 삽입되어 상기 가공 구조물(10)(20)의 더블-U 그루브 높이를 측정하는 가공 구조물 그루브 높이 측정부(110a)(110b);
상기 가공 구조물 그루브 높이 측정부(110a)(110b)의 상단과 연결되어 중심을 향하여 상향으로 대칭되게 경사각(θ)을 이루고 말단에 측정용 라운드(R1)(R2)를 구비하여 상기 가공 구조물(10)(20)의 상면(12a)(12b)과 용접기 헤드가 이동하는 공간 확보를 위한 가공 구조물 라운드(r1)(r2)로 이루어지는 더블-U 그루브 두께를 측정하는 가공 구조물 그루브 두께 측정부(120a)(120b); 및
상기 가공 구조물 그루브 두께 측정부(120a)(120b)의 중심 상단에 측정용 라운드(R1)(R2) 사이가 소정 폭으로 이격되게 연결되어 상기 가공 구조물(10)(20)의 중심 상면에 돌출 형성되는 루트페이스 부분(13)을 측정하는 가공 구조물 루트페이스 측정 홈부(130);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지.
제1항에 있어서,
상기 검사 게이지(100)(200)는 스테인리스 스틸(stainless steel)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지.
제1항에 있어서,
상기 가공 구조물 그루브 두께 측정부(120a)(120b)의 경사각(θ)은 3~20°로 형성되는 것을 특징으로 하는 협개선 용접용 가공 구조물 검사 게이지.