KR20180009141A - 터빈케이싱의 고착볼트 제거방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터빈케이싱의 고착볼트 제거방법에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 휴대용 머시닝센터를 터빈케이싱에 장착하여 용이하게 고착볼트를 제거할 수 있는 고착볼트 제거방법에 대한 것이다.
본 발명에 따른 터빈케이싱의 고착볼트 제거방법은 고착볼트 돌출부 제거단계와, 프레임 설치단계와, 머시닝센터 장착단계와, 고착볼트 제거단계와, 나사부 형성단계를 포함한다. 상기 고착볼트 돌출부 제거단계는 터빈케이싱의 하부 케이싱 상부로 돌출된 고착볼트의 일단을 가공하여 돌출부를 제거한다. 상기 프레임 설치단계는 상기 하부 케이싱의 상면에 베이스 프레임을 설치하여 고정한다. 상기 머시닝센터 장착단계는 상기 베이스 프레임에 상기 고착볼트를 제거하기 위한 휴대용 머시닝센터를 장착한다. 상기 고착볼트 제거단계는 상기 머시닝센터에 홈을 가공하는 홈 가공툴을 장착하여 상기 고착볼트보다 넓은 직경의 구멍을 천공하여 상기 고착볼트를 제거한다. 상기 나사부 형성단계는 상기 머시닝센터의 상기 홈 가공툴을 나사산을 가공하는 나사산 가공툴로 교체하여 상기 확장된 구멍에 새로운 나사부를 만든다.
본 발명에 의하면, 하부 케이싱에 베이스 프레임을 설치하고, 휴대용 머시닝 센터가 베이스 프레임의 상부에 이동가능하게 장착된다. 그래서 휴대용 머시닝센터를 베이스 프레임을 따라 이동시켜 고착볼트의 제거가 가능하다. 따라서 고착볼트의 제거시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 휴대용 머시닝센터의 가공툴을 이용하여 고착볼트보다 넓은 직경의 구멍을 천공하므로, 여러 차례 천공하지 않고도 고착볼트의 제거가 가능하다. 그래서 고착볼트의 제거시간을 단축시켜 작업효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 하부 케이싱에 기존의 고착볼트가 체결되었던 나사부를 사용하는 것이 아니라 새로운 나사부를 생성하여 볼트를 체결한다. 그래서 새로운 나사부의 나사산이 손상되지 아니하므로 하부 케이싱의 재사용이 가능하여 하부 케이싱의 수명을 연장할 수 있다.

Description

터빈케이싱의 고착볼트 제거방법{Method of removing bolt in turbine casing}

본 발명은 터빈케이싱의 고착볼트 제거방법에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 휴대용 머시닝센터를 터빈케이싱에 장착하여 용이하게 고착볼트를 제거할 수 있는 고착볼트 제거방법에 대한 것이다.

발전소 등에 설치되는 터빈케이싱은 상부 케이싱과 하부 케이싱으로 구성되며, 다수의 스터드 볼트에 의해 고정결합된다. 이때, 설치장소의 환경이 발전소의 운전 조건에 의해 고온, 고압이기 때문에 터빈케이싱을 장시간 사용하게 되면 고강도 고인성의 12%크롬강 계열의 재질로 이루어진 볼트를 사용하더라도 볼트의 고착 현상이 빈번하게 발생한다. 이로 인하여 유지보수를 위해 볼트의 결합을 풀어 상부 케이싱을 하부 케이싱으로부터 분리시킬 경우, 볼트는 케이싱에서 분리되지만 일부의 볼트는 하부 케이싱에 고착되어 분리되지 않는다. 이 경우 하부 케이싱에 고착된 볼트를 제거하여야 한다.

고착된 볼트의 제거 시 종래의 경우에는 고착볼트를 제거하기 위하여 볼트 제거 장치를 고착볼트의 위치마다 설치 및 이동을 반복해서 수행하고, 드릴을 이용하여 여러 차례 천공한 후 고착볼트를 제거하기 때문에 작업시간이 많이 걸린다는 문제점이 있었다. 또한, 종래에는 고착볼트를 제거하고 고착볼트가 체결되었던 나사산에 동일한 직경의 새로운 볼트를 체결하였다. 이때 고착볼트 제거과정에서 나사산이 손상되는 경우 새로운 볼트를 장착할 수 없으므로 잔존 수명이 남아있는 터빈케이싱의 재사용이 불가능하다는 문제점이 있었다.

공개번호 제10-2013-0031659호 등록특허 제10-0936547호

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 작업시간을 단축하여 작업효율을 높일 수 있는 터빈케이싱의 고착볼트 제거방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 터빈케이싱의 교체가 필요없는 터빈케이싱의 고착볼트 제거방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 터빈케이싱의 고착볼트 제거방법은 고착볼트 돌출부 제거단계와, 프레임 설치단계와, 머시닝센터 장착단계와, 고착볼트 제거단계와, 나사부 형성단계를 포함한다. 상기 고착볼트 돌출부 제거단계는 터빈케이싱의 하부 케이싱 상부로 돌출된 고착볼트의 일단을 가공하여 돌출부를 제거한다. 상기 프레임 설치단계는 상기 하부 케이싱의 상면에 베이스 프레임을 설치하여 고정한다. 상기 머시닝센터 장착단계는 상기 베이스 프레임에 상기 고착볼트를 제거하기 위한 휴대용 머시닝센터를 장착한다. 상기 고착볼트 제거단계는 상기 머시닝센터에 홈을 가공하는 홈 가공툴을 장착하여 상기 고착볼트보다 넓은 직경의 구멍을 천공하여 상기 고착볼트를 제거한다. 상기 나사부 형성단계는 상기 머시닝센터의 상기 홈 가공툴을 나사산을 가공하는 나사산 가공툴로 교체하여 상기 확장된 구멍에 새로운 암나사부를 만든다.

또한, 상기 터빈케이싱의 고착볼트 제거방법에 있어서, 상기 프레임 설치단계는 복수의 제1관통공이 형성된 상기 베이스 프레임을 상기 하부 케이싱의 상면에 위치시킨 후 체결볼트를 상기 제1관통공과 상기 하부 케이싱의 스터드 볼트가 삽입되기 위한 볼트공에 삽입하여 상기 베이스 프레임을 고정시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 터빈케이싱의 고착볼트 제거방법에 있어서, 상기 머시닝센터 장착단계는 상기 머시닝센터의 위치를 이동시켜서 고정시킬 수 있도록 복수의 제2관통공이 형성된 상기 베이스 프레임에 상기 머시닝센터를 고정시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 하부 케이싱에 베이스 프레임을 설치하고, 휴대용 머시닝 센터가 베이스 프레임의 상부에 이동가능하게 장착된다. 그래서 휴대용 머시닝센터를 베이스 프레임을 따라 이동시켜 고착볼트의 제거가 가능하다. 따라서 고착볼트의 제거시간을 단축시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 휴대용 머시닝센터의 가공툴을 이용하여 고착볼트보다 넓은 직경의 구멍을 천공하므로, 여러 차례 천공하지 않고도 고착볼트의 제거가 가능하다. 그래서 고착볼트의 제거시간을 단축시켜 작업효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 하부 케이싱에 기존의 고착볼트가 체결되었던 암나사부를 사용하는 것이 아니라 새로운 암나사부를 생성하여 볼트를 체결한다. 그래서 새로운 암나사부의 나사산이 손상되지 아니하므로 하부 케이싱의 재사용이 가능하여 하부 케이싱의 수명을 연장할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 고착볼트 제거방법의 실시예의 순서도,
도 2의 (a)는 터빈케이싱의 개념도,
도 2의 (b)는 터빈케이싱의 상부 케이싱이 분리된 후의 개념도,
도 3은 본 발명에 따른 고착볼트 제거방법의 고착볼트 돌출부 제거단계의 개념도,
도 4는 본 발명에 따른 고착볼트 제거방법의 프레임 설치단계를 나타낸 개념도,
도 5는 본 발명에 따른 고착볼트 제거방법의 고착볼트 제거단계에서 고착볼트를 제거하기 전을 나타낸 개념도,
도 6은 본 발명에 따른 고착볼트 제거방법의 고착볼트 제거단계를 나타낸 개념도,
도 7은 본 발명에 따른 고착볼트 제거방법의 나사부 형성단계를 나타낸 개념도이다.

도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 고착볼트 제거방법의 실시예를 설명한다.

터빈케이싱은 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 상부 케이싱(11)과 하부 케이싱(13)이 볼트(15)로 결합된다. 터빈케이싱의 유지보수 시 먼저 너트(16)를 볼트(15)에서 분리시킨 후, 상부 케이싱(11)을 제거하고 볼트(15)를 하부 케이싱(13)에서 분리시킨다. 이때, 터빈케이싱이 설치된 장소의 환경이 고온, 고압이기 때문에 볼트(15)의 일부는 하부 케이싱(13)에 고착되어 분리되지 않는다. 그러면 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 하부 케이싱(13)에 고착된 고착볼트(20)를 제거하고 새로운 볼트를 장착하여야 한다. 이때, 고착볼트(20)를 제거할 때 본 실시예의 경우 휴대용 머시닝센터(40)가 사용된다.

휴대용 머시닝센터(40)는 베이스 프레임(30)에 장착되어 하부 케이싱(13)에 고착되어 불규칙하게 남아있는 고착볼트(20)를 제거하는 역할을 한다. 이를 위하여 휴대용 머시닝센터(40)는 몸체수단(41)과, 받침대(49)와, 제1수평이동수단(51) 및 제2수평이동수단(53)을 포함한다.

몸체수단(41)은 몸체(42)와, 가공부(44) 및 상하이동부(48)를 구비한다. 가공부(44)는 공작물을 가공하는 역할을 하며, 이를 위하여 가공부(44)는 가공툴(45)과 모터를 구비한다. 상하이동부(48)는 몸체(42)에 설치되어 가공부(44)를 수직으로 상하이동시키는 역할을 한다. 받침대(49)는 가공툴(45)로 가공되는 공작물에 탈착가능하게 고정시키는 역할을 하며, 본 실시예에서는 베이스 프레임(30)의 상부에 위치하여 제2체결볼트(34)에 의해 고정결합된다. 제1수평이동수단(51)은 공작물을 가공툴(45)이 가공할 수 있도록 가공부(44)를 가공툴(45)의 중심축에 수직한 면의 종방향(화살표 a방향)으로 이동시키는 역할을 한다. 제2수평이동수단(53)은 공작물을 가공툴(45)이 가공할 수 있도록 가공부(44)를 가공툴(45)의 중심축에 수직한 면의 횡방향으로 이동시키는 역할을 한다.

앞에서 설명한 휴대용 머시닝센터(40)를 사용한 고착볼트 제거방법은 고착볼트 돌출부 제거단계(S1)와, 프레임 설치단계(S3)와, 머시닝센터 장착단계(S5)와, 고착볼트 제거단계(S7)와, 나사부 형성단계(S9)를 포함한다.

고착볼트 돌출부 제거단계(S1)는 도 2의 (b)와 같이 하부 케이싱(13)의 상부로 돌출된 고착볼트(20)의 일단을 가공하여 도 3에 도시된 바와 같이 돌출부(21)를 제거한다.

프레임 설치단계(S3)는 하부 케이싱(13)의 상면에 베이스 프레임(30)을 설치하여 고정한다. 여기서 베이스 프레임(30)은 하부 케이싱(13)에 장착되어 휴대용 머시닝센터(40)를 거치하는 역할을 한다. 이를 위하여 베이스 프레임(30)은 제1관통공(31)과 제2관통공(33)이 형성된다. 제1관통공(31)은 베이스 프레임(30)이 하부 케이싱(13)에 장착될 수 있게 하부 케이싱(13)의 볼트공(14)의 상부에 위치하도록 베이스 프레임(30)의 양단에 복수개가 형성된다. 제2관통공(33)은 휴대용 머시닝센터(40)가 베이스 프레임(30)을 따라 이동하며 장착되도록 제1관통공(31) 사이에 복수개가 형성된다. 고착볼트 돌출부 제거단계(S1)에서 도 3에 도시된 바와 같이 하부 케이싱(13) 상부로 돌출된 고착볼트(20)의 돌출부(21)를 제거하고 나면, 하부 케이싱(13)의 상면에 베이스 프레임(30)을 위치시킨다. 이때, 제1관통공(31)은 하부 케이싱(13)의 볼트(15)가 제거된 볼트공(14)의 상면에 오도록 위치시킨다. 그리고 제1체결볼트(32)를 베이스 프레임(30)의 제1관통공(31)과 하부 케이싱(13)의 볼트공(14)에 삽입하여 베이스 프레임(30)을 하부 케이싱(13)에 고정 설치한다.

머시닝센터 장착단계(S5)는 베이스 프레임(30)에 고착볼트(20)를 제거하기 위한 휴대용 머시닝센터(40)를 장착한다. 프레임 설치단계(S3)에서 베이스 프레임(30)이 하부 케이싱(13)에 고정되고 나면, 휴대용 머시닝센터(40)를 베이스 프레임(30)의 상부에 위치시킨다. 그리고 제거할 고착볼트(20)의 위치를 확인하여 머시닝센터(40)를 이동시킨 후 제2체결볼트(34)를 제2관통공(33)에 삽입하여 머시닝센터(40)를 베이스 프레임(20)에 고정한다.

고착볼트 제거단계(S7)는 휴대용 머시닝센터(40)에 홈을 가공하는 홈 가공툴(46)을 장착하여 고착볼트(20)보다 넓은 직경의 구멍(17)을 천공하여 고착볼트(20)를 제거한다. 머시닝센터 장착단계(S5)에서 휴대용 머시닝센터(40)가 베이스 프레임(30)에 고정되고 나면, 홈을 가공할 수 있도록 홈 가공툴(46)을 휴대용 머시닝센터(40)의 가공부(44)에 장착한다. 그리고 휴대용 머시닝센터(40)의 제1수평이동수단(49) 및 제2수평이동수단(51)을 작동시켜 홈 가공툴(46)이 제거할 고착볼트(20)의 상부에 오도록 위치시킨다. 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 밀링과 같은 홈 가공툴(46)이 고착볼트(20)의 상부에 위치하게 되면, 상하이동부(48)를 작동시켜 홈 가공툴(46)이 고착볼트(20)보다 넓은 직경의 구멍(17)을 천공하도록 고착볼트(20)를 향해 하부로 이동시킨다. 이때, 홈 가공툴(46)은 볼트공(14)에 형성된 나사산도 함께 제거되도록 천공한다. 그러면 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 홈 가공툴(46)이 회전하면서 고착볼트(20)보다 넓은 직경의 구멍(17)을 천공하여 고착볼트(20)와 볼트공(14)에 형성된 나사산을 제거한다.

나사부 형성단계(S9)는 휴대용 머시닝센터(40)의 홈 가공툴을 나사산을 가공하는 나사산 가공툴(47)로 교체하여 확장된 구멍(17)에 새로운 암나사부(18)를 만든다. 고착볼트 제거단계(S7)에서 고착볼트(20)가 완전히 제거되고 나면, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 하부 케이싱(13)에는 기존의 볼트공(14)보다 넓은 직경의 구멍(17)이 형성된다. 이때 확장된 구멍(17)은 나사산이 형성되어 있지 아니하므로 상부 케이싱(11)을 결합하기 위해서는 나사산이 새롭게 형성되어야 한다. 그래서 휴대용 머시닝센터(40)에 장착된 홈 가공툴(46)을 나사산 가공툴(47)로 교체한 후, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 나사산 가공툴(47)로 구멍(17)을 태핑하여 새로운 암나사부(18)를 만든다. 여기서 구멍(17)의 직경 및 암나사부(18)는 기존의 볼트공(14)의 직경 및 나사산과 차이가 있으므로 구멍(17)의 직경 및 암나사부(18)에 맞는 신규 스터드 볼트를 제작하여 장착하는 것이 바람직하다. 이때, 신규 스터드 볼트는 상부 케이싱(11)과 결합하는 상단의 직경은 기존의 볼트공(14)의 직경과 동일한 직경으로 형성되고 하부 케이싱(13)과 결합하는 하단의 직경은 구멍(17)의 직경 및 암나사부(18)에 맞춰 상단의 직경보다 크게 형성된다.

종래에는 고착볼트를 제거하기 위하여 볼트 제거장치를 고착볼트의 위치마다 설치 및 이동을 반복해서 수행하고, 드릴을 이용하여 여러 차례 천공한 후 고착볼트를 제거하였다. 그래서 고착볼트를 제거하는데 작업시간이 많이 걸렸다. 또한, 고착볼트를 제거하고 고착볼트가 체결되었던 나사산에 동일한 직경의 새로운 볼트를 체결하여 상부 케이싱과 하부 케이싱을 결합하였다. 이때, 고착볼트 제거과정에서 나사산이 손상되는 경우 고착볼트를 장착할 수 없으므로 잔존 수명이 남아있는 터빈케이싱의 재사용 불가능하였다.

반면, 본 실시예의 경우, 하부 케이싱(13)의 상면에 베이스 프레임(30)을 고정설치하고, 베이스 프레임(30)의 상면에 휴대용 머시닝센터(40)를 장착하여 고착볼트(20)를 제거한다. 이때, 휴대용 머시닝센터(40)는 베이스 프레임(30)을 따라 이동시켜 장착할 수 있으므로 베이스 프레임(30)의 범위 내에 있는 고착볼트(20)를 용이하게 제거할 수 있다. 그래서 고착볼트(20)의 위치마다 설치 및 이동을 반복할 필요가 없어 작업시간을 단축할 수 있다. 또한, 휴대용 머시닝센터(40)의 가공툴(45)을 이용하여 고착볼트(20)보다 넓은 직경의 구멍(17)을 천공하므로 빠른시간내에 고착볼트(20)를 제거할 수 있다. 그래서 여러 차례 천공하지 않아도 되므로 고착볼트(20)의 제거시간을 단축시켜 작업 효율을 높일 수 있다. 또한, 고착볼트(20)를 제거할 때 기존의 볼트공(14)의 나사산을 함께 제거하므로, 기존의 고착볼트(20)가 체결되었던 암나사부를 사용하는 것이 아니라 새로운 암나사부(18)를 생성하여 볼트를 체결한다. 그래서 새로운 암나사부(18)의 나사산이 손상되지 아니하므로 하부 케이싱(13)의 재사용이 가능하여 하부 케이싱(13)의 수명을 연장할 수 있다.

11 : 상부 케이싱 13 : 하부 케이싱
14 : 볼트공 15 : 볼트
16 : 너트 17 : 구멍
18 : 암나사부 20 : 고착볼트
21 : 돌출부 30 : 베이스 프레임
31 : 제1관통공 32 : 제1체결볼트
33 : 제2관통공 34 : 제2체결볼트
40 : 휴대용 머시닝센터 41 : 몸체수단
42 : 몸체 44 : 가공부
45 : 가공툴 46 : 홈 가공툴
47 : 나사산 가공툴 48 : 상하이동부
49 : 받침대 51 : 제1수평이동수단
53 : 제2수평이동수단

Claims (3)

1. 터빈케이싱의 하부 케이싱 상부로 돌출된 고착볼트의 일단을 가공하여 돌출부를 제거하는 고착볼트 돌출부 제거단계와,
   상기 하부 케이싱의 상면에 베이스 프레임을 설치하여 고정하는 프레임 설치단계와,
   상기 베이스 프레임에 상기 고착볼트를 제거하기 위한 휴대용 머시닝센터를 장착하는 머시닝센터 장착단계와,
   상기 머시닝센터에 홈을 가공하는 홈 가공툴을 장착하여 상기 고착볼트보다 넓은 직경의 구멍을 천공하여 상기 고착볼트를 제거하는 고착볼트 제거단계와,
   상기 머시닝센터의 상기 홈 가공툴을 나사산을 가공하는 나사산 가공툴로 교체하여 상기 확장된 구멍에 새로운 암나사부를 만드는 나사부 형성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터빈케이싱의 고착볼트 제거방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 프레임 설치단계는
   복수의 제1관통공이 형성된 상기 베이스 프레임을 상기 하부 케이싱의 상면에 위치시킨 후 체결볼트를 상기 제1관통공과 상기 하부 케이싱의 스터드 볼트가 삽입되기 위한 볼트공에 삽입하여 상기 베이스 프레임을 고정시키는 것을 특징으로 하는 터빈케이싱의 고착볼트 제거방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 머시닝센터 장착단계는
   상기 머시닝센터의 위치를 이동시켜서 고정시킬 수 있도록 복수의 제2관통공이 형성된 상기 베이스 프레임에 상기 머시닝센터를 고정시키는 것을 특징으로 하는 터빈케이싱의 고착볼트 제거방법.

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