KR20150100009A - Ｌｎｇ 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법 - Google Patents

Ｌｎｇ 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법 Download PDF

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KR20150100009A
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sheet
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허행성
김광석
강중규
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대우조선해양 주식회사
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Abstract

본 발명은 LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 주름부의 정밀도를 유지하면서 주름부를 경제적으로 가공할 수 있고, 코러게이션 멤브레인의 제조가 용이하면서 가공속도 향상 및 비용 절감 효과를 가져올 수 있으며, 길이방향의 주름부에 대한 가공 사이즈의 제한이 없으므로 큰 사이즈의 코러게이션 멤브레인의 제조가 가능한 LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법은 LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법에 있어서, 상기 코러게이션 멤브레인용 시트의 이송경로를 따라 다수로 배열됨과 아울러 상하로 설치되는 주름성형롤러 사이에, 상기 시트를 통과시킴으로써 상기 시트에 제 1 주름부를 형성하는 단계; 및 상기 제 1 주름부를 형성한 시트를 상부금형과 하부금형 사이에 위치시킨 다음에 프레스에 의해 상기 시트에 제 2 주름부를 형성하는 단계를 포함한다.

Description

ＬＮＧ 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법{Method for manufacturing corrugation membrane of LNG storage tank}
본 발명은 LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 주름부의 정밀도를 유지하면서 주름부를 경제적으로 성형할 수 있도록 구성된 LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 천연가스는 육상이나 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas; 이하, "LNG"라 함)의 상태로 LNG 운반선(LNG carrier)에 저장되어 운반된다. LNG는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 대략 -163℃로 냉각하여, 그 부피를 6백분의 1로 줄임으로써 해상을 통한 원거리 운반에 적합하다. 이러한 LNG의 운반에 사용되는 선박으로는 LNG 운반선 외에도, LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 도착한 후, 저장된 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(LNG Regasification Vessel)가 있으며, 최근에는 LNG FPSO(LNG Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(LNG Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물에 대한 수요가 점차 증가하고 있다.
이와 같은 선박이나 부유식 해상 구조물은 초저온 상태로 액화시킨 LNG를 보관 및 저장할 수 있는 LNG 저장탱크가 구비되는데, 이러한 LNG 저장탱크는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라, 멤브레인형(Membrane Type)과 독립탱크형(Independent Tank)으로 분류할 수 있다. 여기서 멤브레인형 저장탱크는 GTT NO 96형과 Mark Ⅲ형으로 나눠지며, 독립탱크형 저장탱크는 MOSS형과 IHI-SPB형으로 나눠진다. 멤브레인형 저장탱크의 구조는 미국특허 제6,035,795호, 제6,378,722호, 제5,586,513호 및 미국공개특허 제2003-0000949호 등과, 한국공개특허 제10-2000-0011347호 및 제10-2000-0011346호 등에 기재되어 있다. 또한 독립탱크형 저장탱크의 구조는 한국등록특허 제10-0015063호 및 제10-0305513호 등에 기재되어 있다.
멤브레인형 저장탱크는 1차 방벽 및 2차 방벽과, 1차 단열박스 및 2차 단열박스가 선체의 내부 표면 상에 번갈아 적층되어 이루어진다. 여기서 1차 방벽은 저온 취성에 강한 재질, 예를 들면 스테인리스 강과 같은 재질로 제작되며, 서로 직교하는 주름부를 가지는 코러게이션 멤브레인(corrugation membrane)으로 이루어지는데, 주름부에 의해 열수축에서 발생하는 스트레스를 최소화하도록 한다.
종래의 코러게이션 멤브레인에 주름부를 형성하는 방법으로는, 코러게이션 멤브레인의 재료인 시트를 상부금형과 하부금형 사이에 로딩한 다음, 상부금형의 하강에 의한 프레스에 의하여 시트에 제 1 주름부를 형성하고, 이와 같은 방법으로 시트에 제 1 주름부와 직교하는 제 2 주름부를 형성한다.
그러나 이러한 종래의 코러게이션 멤브레인에 대한 주름부 형성 방법은 모든 주름부가 프레스 가공에 의해 형성될 뿐만 아니라, 주름부를 각각 형성하게 됨으로써, 주름부 형성에 많은 시간과 비용이 소요되고, 특히 주름부 형성이 가능한 시트의 크기가 예컨대 1m×3m로 한정되기 때문에, 제작을 마친 코러게이션 멤브레인을 용접에 의해 설치시 용접부위가 많아져서 LNG 저장탱크의 제작을 어렵게 할 뿐만 아니라, 많은 비용이 소요되는 문제점을 가지고 있었다. 또한 이러한 주름부의 형성을 위한 장비가 복잡하고, 설치 및 관리에 많은 비용이 소요되는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 주름부의 정밀도를 유지하면서 주름부를 경제적으로 성형하도록 하여, LNG 저장탱크의 제작에 소요되는 시간과 비용을 줄이도록 하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법에 있어서, 상기 코러게이션 멤브레인용 시트의 이송경로를 따라 다수로 배열됨과 아울러 상하로 설치된 주름성형롤러 사이에, 상기 시트를 통과시킴으로써 상기 시트에 제 1 주름부를 형성하는 단계; 및 상기 제 1 주름부를 형성한 시트를 상부금형과 하부금형 사이에 위치시킨 다음에 프레스에 의해 상기 시트에 제 2 주름부를 형성하는 단계를 포함하는 LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법이 제공된다.
상기 제 1 주름부를 형성하는 단계는 상기 주름성형롤러가 서로 이격되도록 나란하게 배치되는 한 쌍의 제 1 성형롤러와, 상기 제 1 성형롤러 사이에 위치하여 상기 제 1 성형롤러와 상하로 배치되는 제 2 성형롤러를 포함하도록 하고, 상기 제 1 및 제 2 성형롤러 사이에 상기 시트를 통과시킬 수 있다.
상기 제 1 주름부를 형성하는 단계는 상기 제 1 및 제 2 성형롤러가 각각 마련되는 제 1 및 제 2 롤링축이 상기 이송경로를 따라 다수로 설치되도록 하되, 상기 이송경로를 따라 갈수록 상기 제 1 및 제 2 롤링축에 상기 제 1 및 제 2 성형롤러의 개수가 증가하도록 함으로써 상기 시트에 다수의 제 1 주름부 각각을 단계적으로 형성할 수 있다.
상기 제 1 주름부를 형성하는 단계는 인접하는 제 1 및 제 2 롤링축에 동일한 개수의 제 1 및 제 2 성형롤러가 마련되도록 할 수 있다.
상기 제 1 주름부를 형성하는 단계는 상기 제 1 주름부를 상기 시트에서 중심부로부터 그 양측으로 단계별로 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법에 있어서, 상기 코러게이션 멤브레인용 시트를 상하로 설치된 주름성형롤러 사이에 통과시킴으로써 상기 시트에 주름부를 형성하는 LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법이 제공된다.
상기 주름부를 상기 시트에 다수로 형성하되, 상기 주름부 각각을 단계적으로 형성할 수 있다.
상기 주름부를 상기 시트에서 중심부로부터 그 양측으로 단계별로 형성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 주름부의 정밀도를 유지하면서 주름부를 경제적으로 성형할 수 있고, 코러게이션 멤브레인의 제조가 용이하면서 가공속도 향상 및 비용 절감 효과를 가져올 수 있으며, 길이방향의 주름부에 대한 가공 사이즈의 제한이 없으므로 큰 사이즈의 코러게이션 멤브레인 제조가 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법에서 제 1 주름부 형성단계를 설명하기 위한 평면도.
도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도.
도 3은 도 1의 B-B선에 따른 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법에서 제 2 주름부 형성단계를 설명하기 위한 평면도.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시례에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시례는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법에서 제 1 주름부 형성단계를 설명하기 위한 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시례에 따른 LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법은 코러게이션 멤브레인 제조를 위한 시트(sheet; 1)를 상하로 설치된 주름성형롤러(110) 사이에 통과시킴으로써 시트(1)에 주름부를 형성한다. 여기서 주름성형롤러(110)에 의해 형성되는 주름부는 시트(1)에 길이방향을 따라 형성되는 제 1 주름부(2)일 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시례에 따른 LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법은 이러한 제 1 주름부(2)를 형성하는 단계를 포함할 수 있고, 나아가서 제 1 주름부(2)에 교차하는 제 2 주름부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시례에 따른 LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법에 의해 제조되는 코러게이션 멤브레인은 LNG 운반선(LNG carrier) 뿐만 아니라 LNG RV(LNG Regasification Vessel) 외에도, LNG FPSO(LNG Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(LNG Floating Storage and Regasification Unit) 등과 같은 부유식 해양 구조물에 설치되는 LNG 저장탱크의 단열구조에서 방벽으로 사용될 수 있으며, 예컨대 1차 방벽으로 사용될 수 있다. 이때 LNG 저장탱크는 멤브레인형 저장탱크일 수 있으며, 일례로 Mark Ⅲ형의 저장탱크일 수 있다.
제 1 주름부를 형성하는 단계에 의하면, 코러게이션 멤브레인용 시트(1)의 이송경로를 따라 다수로 배열됨과 아울러 상하로 설치된 주름성형롤러(110)사이에, 시트(1)를 통과시킴으로써 시트(1)에 제 1 주름부(2)를 형성할 수 있다. 여기서 시트(1)는 일례로 SUS 재질의 플레이트로 이루어질 수 있으며, 반드시 이에 한하지 않고 LNG 저장탱크의 단열구조에서 방벽으로 사용될 수 있는 다양한 금속 또는 금속합금의 플레이트로 이루어질 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 주름부를 형성하는 단계는 주름성형롤러(110)가 서로 이격되도록 나란하게 배치되는 한 쌍의 제 1 성형롤러(111)와, 제 1 성형롤러(111) 사이에 위치하여 제 1 성형롤러(111)와 상하로 배치되는 제 2 성형롤러(112)를 포함하도록 할 수 있고, 제 1 및 제 2 성형롤러(111,112) 사이에 시트(1)를 통과시킴으로써 시트(1)에 제 1 주름부(2)가 형성되도록 할 수 있다.
제 1 주름부를 형성하는 단계는 제 1 및 제 2 성형롤러(111,112)가 각각 마련되는 제 1 및 제 2 롤링축(121,122)이 이송경로를 따라 다수로 설치되도록 하되, 시트(1)의 이송경로를 따라 갈수록 제 1 및 제 2 롤링축(121,122)에 제 1 및 제 2 성형롤러(111,112)의 개수가 증가하도록 함으로써 시트(1)에 다수의 제 1 주름부(2) 각각을 단계적으로 형성하도록 할 수 있다. 이때, 인접하는 제 1 및 제 2 롤링축(121,122)에 동일한 개수의 제 1 및 제 2 성형롤러(111,112)가 마련되도록 할 수 있으며, 이로 인해 시트(1)에 제 1 주름부(2)가 원하는 형상으로 성형되도록 반복적으로 하중을 가할 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 롤링축(121,122)은 본체(130)에 양단이 회전 가능하도록 설치되어 시트(1)의 이송경로를 따라 간격을 두고서 다수로 설치되고, 본체(130)에 설치되는 축구동부(140)에 의해 제 1 및 제 2 롤링축(121,122) 중 일부 또는 전부가 회전하도록 한다. 여기서 본체(130)는 제 1 및 제 2 롤링축(121,122)이 설치되어 시트(1)가 통과하는 경로상에 축부재로 이루어진 스페이서(131)가 제 1 및 제 2 롤링축(121,122)과 나란하도록 다수로 설치될 수 있다. 또한 축구동부(1410는 모터의 구동력을 구동력 전달부재에 의해 제 1 및 제 2 롤링축(121,122) 중 일부 또는 전부에 전달하여 회전시킴으로써, 일례로 시트(1)가 회전하는 제 1 및 제 2 성형롤러(111,112)에 의해 이송되도록 하거나, 다른 예로서 별도의 이송장치에 의해 이송되는 시트(1)가 회전하는 제 1 및 제 2 성형롤러(111,112) 사이를 원활하게 통과하도록 할 수 있다. 또한 제 1 및 제 2 롤링축(121,122) 중에서 일부, 예컨대 시트(1) 진입측의 제 1 및 제 2 롤링축(121,122)의 외주면에는 시트(1)의 상면과 하면을 지지하여 시트(1)의 변형을 방지함과 아울러, 시트(1)가 정해진 경로를 따라 이송되도록 하는 시트지지롤러(150)가 마련될 수 있다.
본 실시례에서는 시트(1)의 상측에 위치하는 제 1 롤링축(121)에 제 1 성형롤러(111)가 쌍을 이루도록 마련됨을 나타내며, 시트(1)의 하측에 위치하는 제 2 롤링축(122)에 제 2 성형롤러(111)가 쌍을 이루는 제 1 성형롤러(111)에 대응하여 단일로 마련됨을 나타내며, 이와는 반대로 제 2 롤링축(122)에 제 2 성형롤러(112)가 쌍을 이루도록 마련됨과 아울러, 제 1 성형롤러(111)가 쌍을 이루는 제 2 성형롤러(112)에 대응하여 제 1 롤링축(121)에 단일로 마련될 수 있다.
또한 본 실시례에서처럼 인접하는 2개의 제 1 및 제 2 롤링축(121,122)에 동일한 개수의 제 1 및 제 2 성형롤러(111,112)가 마련되도록 할 수 있으며, 제 1 주름부(2)를 시트(1)에서 중심부로부터 그 양측으로 단계별로 형성할 수 있는데, 본 실시례에서는 시트(1)가 제 1 및 제 2 성형롤러(111,112) 사이를 통과시, 도 2에 도시된 바와 같이, 시트(1)의 중심부에 제 1 주름부(2)가 먼저 성형되도록 하고, 도 3에 도시된 바와 같이, 시트(1)에서 먼저 형성된 제 1 주름부(2)의 양측에 제 1 주름부(2)가 후속적으로 형성되도록 할 수 있다. 이러한 제 1 주름부(2)의 다단계 형성으로 인해, 시트(1)에 다수로 주름부(2)를 형성시, 주름부(2) 각각의 성형으로 인한 주름부(2) 두께의 불균일성과 제작 오차를 줄일 수 있다. 한편 본 실시례에서는 시트(1)에 제 1 주름부(2)가 3개 형성됨을 예로 들었으나, 이에 한하지 않고, 3개를 초과하는 다수의 제 1 주름부(2)가 형성될 수 있음은 물론이며, 이 경우 제 1 및 제 2 롤링축(121,122)에 제 1 주름부(2) 각각을 형성하기 위한 적절한 개수의 제 1 및 제 2 성형롤러(111,112)가 마련될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 주름부를 형성하는 단계에 의하면, 제 1 주름부(2)를 형성한 시트(1)를 상부금형(210)과 하부금형(220) 사이에 위치시킨 다음, 프레스(press)에 의해 시트(1)에 제 2 주름부를 형성하게 된다. 이를 위해 일례로 제 1 주름부(2)를 형성한 시트(1)를 벤딩 머신의 본체(230)에 마련된 지지대(240) 상에 안착시키는데, 이때 시트(1)에서 제 2 주름부를 형성하고자 하는 위치가 하부금형(220) 상에 위치하도록 한다. 그런 다음, 프레스구동부(250)의 구동에 의해 하부금형(220)에 대향하도록 위치하는 상부금형(210)을 하강시킴으로써 시트(1)가 상부금형(210)과 하부금형(220) 사이에서 프레스되어 제 1 주름부(2)에 직교하는 제 2 주름부가 시트(1)에 형성되도록 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법에 따르면, 시트(1)의 이송경로 상에 상하로 설치되는 주름성형롤러(110) 사이에 시트(1)를 통과시키면서, 주름부, 예컨대 제 1 주름부(2)가 길이방향을 따라 연속적으로 형성되도록 함으로써 주름부의 정밀도를 유지하면서도, 주름부를 경제적으로 가공할 수 있고, 코러게이션 멤브레인의 제조가 용이하면서 가공속도 향상 및 비용 절감 효과를 가져올 수 있다.
또한 코러게이션 멤브레인용 시트(1)에서 길이방향의 주름부, 즉 제 1 주름부(2)에 대한 가공 사이즈의 제한이 없으므로 큰 사이즈의 코러게이션 멤브레인의 제조가 가능하도록 하고, 이로 인해 LNG 저장탱크의 단열구조 제작시, 코러게이션 멤브레인의 용접 부위를 최소화하도록 설계할 수 있으므로 LNG 저장탱크의 제작에 소요되는 노력과 시간, 그리고 비용을 줄일 수 있다.
본 발명은 상기한 실시례에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
1 : 시트 2 : 제 1 주름부
110 : 주름성형롤러 111 : 제 1 성형롤러
112 : 제 2 성형롤러 121 : 제 1 롤링축
122 : 제 2 롤링축 130 : 본체
131 : 스페이서 140 : 축구동부
150 : 시트지지롤러 210 : 상금금형
220 : 하부금형 230 : 본체
240 : 지지대 250 : 프레스구동부

Claims (8)

  1. LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법에 있어서,
    상기 코러게이션 멤브레인용 시트의 이송경로를 따라 다수로 배열됨과 아울러 상하로 설치된 주름성형롤러 사이에, 상기 시트를 통과시킴으로써 상기 시트에 제 1 주름부를 형성하는 단계; 및
    상기 제 1 주름부를 형성한 시트를 상부금형과 하부금형 사이에 위치시킨 다음에 프레스에 의해 상기 시트에 제 2 주름부를 형성하는 단계를 포함하는, LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 주름부를 형성하는 단계는,
    상기 주름성형롤러가 서로 이격되도록 나란하게 배치되는 한 쌍의 제 1 성형롤러와, 상기 제 1 성형롤러 사이에 위치하여 상기 제 1 성형롤러와 상하로 배치되는 제 2 성형롤러를 포함하도록 하고, 상기 제 1 및 제 2 성형롤러 사이에 상기 시트를 통과시키는, LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 주름부를 형성하는 단계는,
    상기 제 1 및 제 2 성형롤러가 각각 마련되는 제 1 및 제 2 롤링축이 상기 이송경로를 따라 다수로 설치되도록 하되, 상기 이송경로를 따라 갈수록 상기 제 1 및 제 2 롤링축에 상기 제 1 및 제 2 성형롤러의 개수가 증가하도록 함으로써 상기 시트에 다수의 제 1 주름부 각각을 단계적으로 형성하는, LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제 1 주름부를 형성하는 단계는,
    인접하는 제 1 및 제 2 롤링축에 동일한 개수의 제 1 및 제 2 성형롤러가 마련되도록 하는, LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제 1 주름부를 형성하는 단계는,
    상기 제 1 주름부를 상기 시트에서 중심부로부터 그 양측으로 단계별로 형성하는, LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법.
  6. LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법에 있어서,
    상기 코러게이션 멤브레인용 시트를 상하로 설치된 주름성형롤러 사이에 통과시킴으로써 상기 시트에 주름부를 형성하는, LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 주름부를 상기 시트에 다수로 형성하되, 상기 주름부 각각을 단계적으로 형성하는, LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 주름부를 상기 시트에서 중심부로부터 그 양측으로 단계별로 형성하는, LNG 저장탱크의 코러게이션 멤브레인 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107716670A (zh) * 2017-11-01 2018-02-23 山东理工大学 一种多道次增量滚压成形工艺
WO2021156359A1 (fr) 2020-02-06 2021-08-12 Gaztransport Et Technigaz Installation de pliage destinee a la formation d'ondulations et méthode d'utilisation de l'installation

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