KR20170052875A - 파이프 용접용 가스 퍼징 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프 용접을 위하여 파이프 내부에 불활성 가스를 퍼징하는 장치(100)에 관한 것으로서, 파이프 내부를 주행할 수 있는 주행부(110)와; 2개 파이프 연결부의 양쪽을 밀폐할 수 있는 퍼징부(120)와; 상기 퍼징부(120)에 의해 밀폐된 용접 구간에 대한 퍼징을 수행하기 위하여 불활성 가스를 공급할 수 있는 가스 공급부(130)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 비철 파이프 용접을 위한 불활성 가스의 사용량 감소와 불활성 가스의 주입시간의 축소로 인하여 전체 작업시간의 단축, 그리고 작업자가 직접 파이프 라인 내부로 들어가서 퍼징 장치 설치 및 이면비드 검사를 수행하지 않음으로 인하여 작업 안전도 향상 및 작업성 개선을 달성할 수 있다. 또한 오비탈 용접 장치와 함께 사용하면 초층 용접 후 이면 비드의 검사를 현장에서 곧바로 수행할 수 있으므로 장비 사용의 신뢰성 향상에도 기여할 수 있다.

Description

파이프 용접용 가스 퍼징 장치{GAS PURGING APPARATUS FOR PIPE WELDING}

본 발명은 파이프 용접용 가스 퍼징 장치에 관한 것으로서, 특히 파이프 용접을 위하여 파이프 내부에 불활성 가스를 퍼징하는데 사용되는 파이프 용접용 가스 퍼징 장치에 관한 것이다.

선박 및 해양구조물에는 Stainless steel(SUS), Duplex Stainless steel(DSS), Titanium, CuNi 합금 등의 재질의 파이프 물량이 많이 있다.

이러한 특수재질 파이프 용접 시 용접 열로 인한 파이프 내부 산화 방지를 위해 불활성 가스를 파이프 내부에 채우는 작업(Purging)을 하여 파이프 내부의 산소 농도를 낮게 한 상태로 용접 작업을 수행한다.

한편, 파이프의 연결 형상에 따라 파이프 연결부 용접을 위하여 파이프 라인 전체를 퍼징하는 경우가 있다. 이때, 전체 파이프 라인 퍼징을 하지 않는 국부 퍼징의 경우에는 사람이 직접 파이프 라인 내부로 투입하여 퍼징 기구를 설치하게 된다.

도 1은 종래 파이프 국부 퍼징 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하여 종래 고무풍선, 스파이럴 스펀지 등의 퍼징 댐을 이용한 국부 퍼징 방법을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 제1 파이프(1)의 내부로 파이프 내시경 검사용 고탄력 케이블(2)에 아르곤 가스호스(3)를 연결하여 삽입한 후 반대편으로 나오게 한다. 그리고, 고탄력 케이블(2)과 아르곤 가스호스(3)를 퍼징 댐(4)과 연결한 후, 용접부에 퍼징 댐(4)을 위치시킨다. 그리고, 제1 파이프(1)과 맞닿게 제2 파이프(5)을 배치한 후 용접한다. 마지막으로, 제1,2 파이프(1,5)으로부터 고탄력 케이블(2), 가스호스(3) 및 퍼징 댐(4)을 제거한다.

이와 같이, 종래의 경우 작업자가 수동으로 작업을 수행하였으며, 전체 퍼징을 위하여 파이프 연결부의 플랜지를 풀고 가스를 주입하는 방법을 사용하여 왔다.

또한 용접 이후에 이면 비드 검사를 수행하기 위해서도 작업자가 파이프 라인 내부로 들어가 검사를 수행하게 되는데 이러한 경우에 작업자 안전사고의 우려 및 작업자의 작업 회피 현상이 발생하여 시간적, 경제적인 손실이 많다. 즉, 파이프 이면 비드 용접 검사를 위하여 사람이 직접 파이프 라인 내부로 들어가 용접검사를 수행해야 함에 따라 Ar 퍼징 후 잔여 가스로 인해 질식사고의 우려 또한 존재하게 된다. 또한 폐쇄 공간에 대한 두려움도 발생되어 작업 회피의 원인이 되고 있다.

부연하여, 현재 파이프 가스 퍼징 장치를 개발하여 적용한 예는 없으며, 파이프 내부 검사 및 청소장치를 개발하여 적용한 사례는 있다. 따라서 작업자가 투입되어 파이프의 검사 수행을 기 개발된 장비로 대체할 수 있으나, 기 개발된 장비의 경우에는 이면 비드 검사장비로 사용하지 않고 파이프 내부 오염을 검사하고 청소를 위한 검사장비로 개발된 것이다.

종래 관련 분야 특허 기술로서, 파이프 용접시 파이프 내벽의 산화 방지를 위하여 파이프 내부를 밀폐하여 아르곤 또는 질소가스를 주입하는 파이프 용접용 가스 퍼징 장치에 있어서, 파이프 내에 삽입되는 한 쌍의 퍼징댐, 한 쌍의 퍼징댐 중 어느 하나에 연결되어 파이프 내에 삽입된 퍼징댐을 인출시키는 제1 연결선, 파이프 외측에 부착되는 제1 자성체 및 파이프 내측에 부착되고 제1 연결선에 결합되는 제2 자성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 용접용 가스 퍼징 장치가 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).

또한, 파이프의 용접영역에 대한 퍼징을 수행하도록 마련되되, 파이프의 내부를 이동 또는 파이프를 차단 가능토록 파이프의 내벽부에 대해 회전 가능하게 결합되는 차단부를 구비하는 퍼징차단유닛; 및 퍼징차단유닛을 이동시킬 수 있도록 퍼징차단유닛에 결합되는 이동와이어유닛을 포함하는 파이프용접영역의 퍼징장치가 제안되어 있다(특허문헌 2 참조).

국내공개특허 10-2015-0081162 국내공개특허 10-2015-0041879

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 불활성 가스의 사용량 감소와 불활성 가스의 주입시간의 축소로 인한 전체 작업시간의 단축, 그리고 작업자가 직접 파이프 라인 내부로 들어가서 퍼징 장치 설치 및 이면 비드 검사를 수행하지 않아 작업 안전도 향상 및 작업성 개선을 위한 파이프 용접용 가스 퍼징 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 파이프 용접용 가스 퍼징 장치는, 파이프 용접을 위하여 파이프 내부에 불활성 가스를 퍼징하는 장치로서, 파이프 내부를 주행할 수 있는 주행부와; 2개 파이프 연결부의 양쪽을 밀폐할 수 있는 퍼징부와; 상기 퍼징부에 의해 밀폐된 용접 구간에 대한 퍼징을 수행하기 위하여 불활성 가스를 공급할 수 있는 가스 공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 용접 수행 중 혹은 용접 수행 이후 이면 비드를 검사할 수 있는 촬영부를 더 구비할 수 있다.

또한, 외부에서 장치를 원격 제어하고 모니터링할 수 있는 원격 제어부를 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 퍼징부는, 핸들과; 상기 핸들의 조작에 따라 방사상으로 펼쳐져서 파이프의 내부를 차단할 수 있는 차단수단을 구비할 수 있다.

또한, 상기 차단수단은, 상기 핸들의 조작에 따라 확장되는 다리 및 상기 다리가 확장될 때 가스라인으로부터 공기가 주입되어 팽창되는 에어백으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 차단수단은, 에어백이 확장될 때 파이프의 내측면에 밀착되도록 마련되는 스펀지를 더 구비할 수 있다.

본 발명에 따르면, 비철 파이프 용접을 위한 아르곤, 질소 가스 등의 불활성 가스의 사용량 감소와 불활성 가스의 주입시간의 축소로 인하여 전체 작업시간의 단축, 그리고 작업자가 직접 파이프 라인 내부로 들어가서 퍼징 장치 설치 및 이면비드 검사를 수행하지 않음으로 인하여 작업 안전도 향상 및 작업성 개선을 달성할 수 있다. 또한 오비탈 용접 장치와 함께 사용하면 초층 용접 후 이면 비드의 검사를 현장에서 곧바로 수행할 수 있으므로 장비 사용의 신뢰성 향상에도 기여할 수 있다.

도 1은 종래 파이프 국부 퍼징 방법을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 파이프 용접용 가스 퍼징 장치의 설치 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 파이프 용접용 가스 퍼징 장치의 사용 상태도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 파이프 용접용 가스 퍼징 장치의 설치 개념도, 도 3은 본 발명에 따른 파이프 용접용 가스 퍼징 장치의 사용 상태도이다.

본 발명에 따른 파이프 용접용 가스 퍼징 장치는, 불활성 가스의 사용량 감소와 불활성 가스의 주입시간의 축소로 인한 전체 작업시간의 단축, 작업자가 직접 파이프 내부로 들어가서 장치 설치 및 이면 비드 검사 등을 수행할 필요가 없어 작업 안전도 향상 및 작업성 개선을 도모하도록 구성된 것을 그 기술적 요지로 한다.

도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 파이프 용접용 가스 퍼징 장치(100)는, 파이프 용접을 위하여 파이프 내부에 불활성 가스를 퍼징하는 장치로서, 크게 주행부(110), 퍼징부(120), 가스 공급부(130), 촬영부(140) 및 원격 제어부를 포함하여 이루어진다.

상기 주행부(110)는 파이프(10,20)의 내부를 따라 자유롭게 주행할 수 있도록 구동용 모터(111) 및 바퀴(112) 등을 구비한다.

상기 퍼징부(120)는 2개 파이프(10,20)의 연결부의 양쪽을 밀폐하는 역할을 수행한다.

구체적으로, 상기 퍼징부(120)는, 핸들(121) 및 상기 핸들(121)의 조작에 따라 방사상으로 펼쳐져서 파이프(10,20)의 내부를 차단할 수 있는 차단수단(122)으로 이루어진다.

이때, 상기 차단수단(122)은, 상기 핸들(121)의 조작에 따라 확장되는 다리 및 상기 다리가 확장될 때 외부 가스라인(125)으로부터 공기가 주입되어 팽창되는 하나 또는 복수개의 에어백으로 이루어질 수 있다. 따라서, 핸들(121)을 조작하게 되면 다리가 파이프(10,20)의 반지름 방향으로 신장되고 에어백이 부채꼴 모양으로 펼쳐지면서 공기가 주입되어 팽창하게 되는 것이다.

그리고, 상기 차단수단(122)은, 에어백이 확장될 때 파이프(10,20)의 내측면에 밀착되어 파이프(10,20)의 내부를 완벽하게 차단할 수 있도록 스펀지를 더 구비할 수 있다.

상기 가스 공급부(130)는 상기 퍼징부(120)에 의해 밀폐된 용접 구간에 대한 퍼징을 수행하기 위하여 가스 공급 니플을 통해 불활성 가스를 공급한다.

상기 촬영부(140)는 카메라 및 조명장치를 구비하여 용접 수행 중 혹은 용접 수행 이후 이면 비드를 검사하는 역할을 수행한다.

상기 원격 제어부는 외부에서 장치(100)를 원격 제어하면서 모니터링하는 역할을 수행한다. 즉, 사용자 조작을 위한 조작부를 구비하여 원격으로 주행부(110)등을 제어하고, 모니터를 구비하여 상기 촬영부(140)에 의해 촬영되는 영상을 모니터링할 수 있다.

이제, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 파이프 용접용 가스 퍼징 장치(100)의 작용을 설명하기로 한다.

먼저, 2개의 파이프(10,20)가 맞닿게 배치된 상태에서, 작업자가 장치(100)를 파이프(10,20)의 내부에 투입하고, 투입된 장치(100)를 원격 제어부를 조작하여 2개의 파이프(10,20)가 맞닿은 선단 즉, 연결부까지 이송시킨다.

그 다음에, 핸들(121)을 조작하여 퍼징부(120)에 의해 해당되는 용접 구간을 밀폐시킨 다음, 가스 공급부(130)를 통해 밀폐 구간으로 불활성 가스를 주입하여 퍼징 작업을 수행한다.

마지막으로, 용접 장치로 용접부에 대한 용접을 실시한다.

초층 용접 이후에는 연속적으로 카메라와 모니터를 이용하여, 용접의 수행 결과 즉, 이면 비드를 검사한다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 하나의 장치로 가스 퍼징과 이면 비드 검사의2가지 독립적인 기능을 수행할 수 있으므로 실제 파이프 용접 공정에 아주 유용하게 사용할 수 있다.

상술한 바와 같이, 발명에 따른 파이프 용접용 가스 퍼징 장치(100)를 적용하게 되면, 비철 파이프 용접을 위한 불활성 가스의 사용량 감소와 불활성 가스의 주입시간의 축소로 인하여 전체 작업시간의 단축, 그리고 작업자가 직접 파이프 라인 내부로 들어가서 장치 설치 및 이면 비드 검사를 수행할 필요가 없어 작업 안전도 향상 및 작업성 개선을 달성할 수 있다.

또한 오비탈 용접 장치와 함께 사용하게 되면 초층 용접 후 이면 비드의 검사를 현장에서 곧바로 수행할 수 있으므로 장비 사용의 신뢰성 향상에도 크게 기여할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 파이프 용접용 가스 퍼징 장치를 한정된 실시예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다

100 : 장치 110 : 주행부
111 : 구동용 모터 112 : 바퀴
120 : 퍼징부 121 : 핸들
122 : 차단수단 130 : 가스 공급부
140 : 촬영부

Claims (6)

1. 파이프 용접을 위하여 파이프 내부에 불활성 가스를 퍼징하는 장치(100)로서,
   파이프 내부를 주행할 수 있는 주행부(110)와;
   2개 파이프 연결부의 양쪽을 밀폐할 수 있는 퍼징부(120)와;
   상기 퍼징부(120)에 의해 밀폐된 용접 구간에 대한 퍼징을 수행하기 위하여 불활성 가스를 공급할 수 있는 가스 공급부(130)를 포함하는 파이프 용접용 가스 퍼징 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   용접 수행 중 혹은 용접 수행 이후 이면 비드를 검사할 수 있는 촬영부(140)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 파이프 용접용 가스 퍼징 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   외부에서 장치를 원격 제어하고 모니터링할 수 있는 원격 제어부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 파이프 용접용 가스 퍼징 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 퍼징부(120)는,
   핸들(121)과;
   상기 핸들(121)의 조작에 따라 방사상으로 펼쳐져서 파이프의 내부를 차단할 수 있는 차단수단(122)을 구비한 것을 특징으로 하는 파이프 용접용 가스 퍼징 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 차단수단(122)은, 상기 핸들(121)의 조작에 따라 확장되는 다리 및 상기 다리가 확장될 때 가스라인(125)으로부터 공기가 주입되어 팽창되는 에어백으로 이루어진 것을 특징으로 하는 파이프 용접용 가스 퍼징 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 차단수단(122)은, 에어백이 확장될 때 파이프의 내측면에 밀착되도록 마련되는 스펀지를 더 구비한 것을 특징으로 하는 파이프 용접용 가스 퍼징 장치.

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