KR20140046547A

KR20140046547A - 파이프 랙 상의 티피컬 브란치의 레스팅 서포트 시공방법

Info

Publication number: KR20140046547A
Application number: KR1020120110438A
Authority: KR
Inventors: 이준효
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2012-10-05
Filing date: 2012-10-05
Publication date: 2014-04-21

Abstract

본 발명은 모관(10)에 다수의 지관(20)을 연결한 배관의 레스팅 서포트(30)를 시공하는 방법에 있어서: 상기 모관(10)과 지관(20)에 대한 배관 정보를 입력하는 제1단계(S10); 상기 배관에 대한 응력을 분석하고 결과를 표시하는 제2단계(S20); 상기 배관의 응력상태에 대응하여 서포트(30)를 삭제하는 제3단계(S30); 및 상기 배관의 진동상태를 분석하여 최종적으로 판단하는 제4단계(S40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 모관에서 다방향으로 뻗어나가도록 연결되는 지관에 레스팅 서포트를 설치함에 있어 설계 규격을 만족하는 최적의 위치와 수량으로 배관작업이 수행되도록 하는 효과가 있다.

Description

파이프 랙 상의 티피컬 브란치의 레스팅 서포트 시공방법{Resting support installation method for typical branch on pipe rack}

본 발명은 파이프 랙 상의 티피컬 브란치의 레스팅 서포트 시공방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 모관에서 다방향으로 뻗어나가도록 연결되는 지관에 레스팅 서포트를 설치함에 있어 설계 규격을 만족하는 최적의 위치와 수량으로 배관작업이 수행되도록 하는 파이프 랙 상의 티피컬 브란치의 레스팅 서포트 시공방법에 관한 것이다.

통상적으로 선박 의장에 있어서 각종 파이프를 비롯한 배관자재는 상대적으로 비중이 높은 부분으로서 충격과 진동에 견디기 위한 적절한 지지수단이 구비된다. 예컨대, 선박에서 파이프 랙(Pipe rack)의 모관에서 수직 상방향, 수평, 수직 하방향의 모양으로 뻗어나가는 지관에다 레스팅 서포트를 설치한다. 그런데 이와 같은 레스팅 서포는 작업자의 경험에 의한 수작업에 의존하기 때문에 필요 이상의 과잉 설치에 따른 재료비와 인건비 증가를 유발하는 폐단이 있다.

배관용 서포트 작업의 용이성을 위한 선행특허의 일예로서 한국 등록특허공보 제0647924호는 다수의 부착관이 등간격으로 부착되는 수평프레임과, 상기 수평프레임의 양측에 입설되고 슬라이드관이 상하로 이동 가능하게 설치되는 수직프레임과, 연결부재로 수직프레임에 연결되는 연결프레임과, 사방 각 모서리부가 연결부재로 연결된 지지테이블과, 밸러스트 블록에 이동 가능하게 설치될 수 있도록 양쪽 수직프레임의 상면에 설치되는 지지부재를 포함하여 구성된다. 이에 따라, 밸러스트 블록에 서포트 위치를 수작업으로 일일이 마킹하여 부착하지 아니하고 서포트의 위치 결정이 가능한 전용 부착장치를 이용하여 상기 서포트를 신속하고 안전하게 부착하는 효과를 기대한다.

그러나, 상기한 선행특허는 밸러스트 라인의 배관에 있어서 다소의 공수절감 효과를 기대할 수 있기는 하지만 모관에서 다방향으로 연결되는 복잡한 연결상태를 지닌 지관에 대한 레스팅 서포트를 설치하는 용도로 활용하기에 미흡하다.

1. 한국 등록특허공보 제0647924호 "선박 밸러스트 라인의 파이프 고정용 서포트 부착장치"(공개일자 : 2006. 11. 23.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 모관에서 다방향으로 뻗어나가도록 연결되는 지관에 레스팅 서포트를 설치함에 있어 설계 규격을 만족하는 최적의 위치와 수량으로 배관작업이 수행되도록 하는 파이프 랙 상의 티피컬 브란치의 레스팅 서포트 시공방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 모관에 다수의 지관을 연결한 배관의 레스팅 서포트를 시공하는 방법에 있어서: 상기 모관과 지관에 대한 배관 정보를 입력하는 제1단계; 상기 배관에 대한 응력을 분석하고 결과를 표시하는 제2단계; 상기 배관의 응력상태에 대응하여 서포트를 삭제하는 제3단계; 및 상기 배관의 진동상태를 분석하여 최종적으로 판단하는 제4단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 제1단계는 배관의 좌표, 배관내의 유체 상태, 선박의 운항상태에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 제3단계는 수직방향으로 설정치 이상의 양변위가 발생하면 서포트를 삭제하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 제4단계는 고유진동수가 설정치에 들어오면 서포트의 삭제를 확정하고, 고유진동수가 설정치를 벗어나면 서포트의 위치와 방향을 전환하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 모관에서 다방향으로 뻗어나가도록 연결되는 지관에 레스팅 서포트를 설치함에 있어 설계 규격을 만족하는 최적의 위치와 수량으로 배관작업이 수행되도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 배관의 일예를 나타내는 모식도
도 2는 본 발명에 따른 시공방법을 순차적으로 나타내는 블록도
도 3은 본 발명에 따른 시공방법에서 응력분석을 나타내는 상태도
도 4는 본 발명에 따른 시공방법에서 고유진동수 분석을 나타내는 상태도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 모관(10)에 다수의 지관(20)을 연결한 배관의 레스팅 서포트(30)를 시공하는 방법에 관련된다. 선박의 경우 파이프 랙(Pipe rack)에 지지된 모관(10)에서 수직부(21), 수평부(22), 수직부(21)의 모양으로 다수의 지관(20)이 뻗어나간다. 일반적으로 지관(20)에 설치되는 레스팅 서포트(30)는 수평부(22)에서 선체 바닥면에 연결되어 진동을 방지하는 역할을 수행한다.

본 발명의 제1단계(S10)는 상기 모관(10)과 지관(20)에 대한 배관 정보를 입력하는 과정이다. 상대적으로 한정된 영역에 설치되는 선박의 배관에 있어서 지관(20)은 모관(10)에 대하여 보다 다양한 방향으로 벤딩이 이루어진다. 도 1에서 지관(20)은 다수의 엘보우(35)를 개재하여 연결되는 상태를 나타낸다. 본 발명은 응력분력 소프트웨어(Stress Analysis Software)인 CAESAR II를 사용하는 것을 예시하지만 반드시 이에 국한되는 것이 아니고 응력과 진동을 분석하는 여타의 소프트웨어, 계측기 등을 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1단계(S10)는 배관의 좌표, 배관내의 유체 상태, 선박의 운항상태에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다. 입력 정보는 배관에서 모관(10)과 지관(20)의 좌표 외에, 지관(20)에 유동하는 유체의 밀도, 온도, 압력 정보, 그리고 선박의 모션과 기상 정보가 포함된다.

본 발명의 제2단계(S20)는 상기 배관에 대한 응력을 분석하고 결과를 표시하는 과정이다. 제2단계(S20)는 모관(10)보다는 이에 다방향으로 연결되는 지관(20)에 대한 응력을 분석하여 변위상태를 추정한다. 상기 제1단계(S10)에서 입력된 정보의 조합에 따라 응력상태가 달라지므로 CAESAR II와 같은 전문 소프트웨어를 사용하여 분석하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제3단계(S30)는 상기 배관의 응력상태에 대응하여 서포트(30)를 삭제하는 과정이다. 제3단계(S30)는 상기 제2단계(S20)의 응력분석을 거치면서 지관(20)에 설치된 서포트(30) 중에서 지지 역할이 의심되는 것부터 삭제 대상으로 한다. 도 1에서 "4020" 및 "4560"으로 표시된 위치(좌표)의 서포트(30)가 삭제 대상으로 선정된 상태임을 예시한다.

이때, 상기 제3단계(S30)는 수직방향으로 설정치 이상의 양변위가 발생하면 서포트(30)를 삭제하는 것을 특징으로 한다. 선박의 운항 중이고 배관 상에 유체가 유동하면 지관(20)의 수평부(22)에서 응력의 변화가 발생한다. 만일 전술한 도 1의 "4020" 및 "4560"으로 표시된 위치에서 수직 상방향의 응력에 의하여 양변위가 유지된다면 서포트(30)의 조력이 요구되지 않는다. 즉, 도 3의 부호 20′처럼 지관(20)들이 위로 뜨면서 팽창을 하는 리프트 오프(Lift off) 상황이라면 실질적으로 서포트(30)의 역할을 하지 못하는 것으로 판단할 수 있다.

본 발명의 제4단계(S40)는 상기 배관의 진동상태를 분석하여 최종적으로 판단하는 과정이다. 제거된 서포트(30)에 의하여 그 주변의 배관에서 진동 모드가 변화되는 상태를 살피는 것이 필요하다. 배관의 진동상태의 분석도 다양한 조합의 모드(Mode)에 대하여 수행하고 최종판단에 활용한다.

이때, 상기 제4단계(S40)는 고유진동수가 설정치에 들어오면 서포트(30)의 삭제를 확정하고, 고유진동수가 설정치를 벗어나면 서포트(30)의 위치와 방향을 전환한다. 모달 해석(Modal analysis)을 통해 고유진동수(Natural Frequency)의 규정 사항을 위배하지 않는 한 제3단계(S30)에서 판단된 서포트(30)의 삭제결정을 유지하고, 고유진동수의 규정에 만족하지 못하는 경우 서포트(30)의 부활을 비롯한 대안을 마련한다.

예컨대, 배관이 설치된 영역의 고유진동수가 4㎐ 이상으로 규정된 경우를 가정한다. 제3단계(S30)에서 도 1의 "4020" 및 "4560"위치에서 서포트(30)를 삭제한 다음 고유진동수를 확인한 결과 대부분의 모드(Mode)에서 4㎐에 미달하였다. 다만, 도 4처럼 진동의 패턴을 확인한 결과 모관(10)의 방향인 X축 방향 진동이므로 수직 방향의 서포트(30)를 삭제할 수 있으며, 대신 X축 진동에 대한 보완책으로서 엘보우(35) 상에 별도의 브라켓(도시 생략)을 설치할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 불필요한 레스팅 서포트(30)를 모두 제거하여 관련 비용을 절약할 수 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 모관 20: 지관
21: 수직부 22: 수평부
25: 밸브 30: 서포트
35: 엘보우

Claims

모관(10)에 다수의 지관(20)을 연결한 배관의 레스팅 서포트(30)를 시공하는 방법에 있어서:
상기 모관(10)과 지관(20)에 대한 배관 정보를 입력하는 제1단계(S10);
상기 배관에 대한 응력을 분석하고 결과를 표시하는 제2단계(S20);
상기 배관의 응력상태에 대응하여 서포트(30)를 삭제하는 제3단계(S30); 및
상기 배관의 진동상태를 분석하여 최종적으로 판단하는 제4단계(S40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파이프 랙 상의 티피컬 브란치의 레스팅 서포트 시공방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1단계(S10)는 배관의 좌표, 배관내의 유체 상태, 선박의 운항상태에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 랙 상의 티피컬 브란치의 레스팅 서포트 시공방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제3단계(S30)는 수직방향으로 설정치 이상의 양변위가 발생하면 서포트(30)를 삭제하는 것을 특징으로 하는 파이프 랙 상의 티피컬 브란치의 레스팅 서포트 시공방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제4단계(S40)는 고유진동수가 설정치에 들어오면 서포트(30)의 삭제를 확정하고, 고유진동수가 설정치를 벗어나면 서포트(30)의 위치와 방향을 전환하는 것을 특징으로 하는 파이프 랙 상의 티피컬 브란치의 레스팅 서포트 시공방법.