KR20190112139A

KR20190112139A - 가공 경화된 용접부 및 그 방법

Info

Publication number: KR20190112139A
Application number: KR1020197026427A
Authority: KR
Inventors: 용 주 김; 스테판 더글라스 오버마크; 브렌트 마이클 서머즈; 어스틴 타일러 하네스; 윌리엄 프란시스 오버마크
Original assignee: 웹코인더스트리 인코포레이션
Priority date: 2017-02-13
Filing date: 2018-02-13
Publication date: 2019-10-02
Also published as: US11014181B2; US20190381594A1; US11666980B2; EP3580485C0; CA3052815C; CA3134247A1; EP3580485A1; US20210293359A1; WO2018148718A1; JP6744500B2; JP2020506064A; EP3580485B1; CA3052815A1; MX2021012167A; EP3580485A4; MX2019009664A; KR102089308B1; BR112019016694A2; BR112019016694B1

Abstract

튜브 조립체는 각각의 단부에서 커플링을 위해 구성된 적어도 제1 및 제2 튜브를 포함한다. 제1 및 제2 튜브는 모재, 및 각각의 단부에 있는 용접 계면을 각각 포함한다. 용접 계면은 제1 및 제2 튜브의 내경 및 외경에 근접하고, 그 사이에서 연장하는 용접 계면 세그먼트를 포함한다. 가공 경화된 용접 조립체는 제1 및 제2 튜브의 각각의 모재를 결합한다. 가공 경화된 용접 조립체는 제1 및 제2 튜브의 용접 계면과 제1 및 제2 튜브의 용접 계면 세그먼트 사이에 용접 융합 구역을 포함한다. 용접 융합 구역은 가공 경화되고, 적어도 제1 및 제2 튜브의 용접 계면 세그먼트는 가공 경화된 용접 융합 구역과 제1 및 제2 튜브의 모재 사이에서 가공 경화된다.

Description

가공 경화된 용접부 및 그 방법

관련 출원

본 출원은 그 내용이 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 2017년 4월 14일 출원된 미국 가출원 제62/485,645호 및 2017년 2월 13일 출원된 미국 가출원 제62/458,507호의 모두에 우선권 이익을 청구한다.

저작권 고지

이 특허 문서의 개시내용의 일부는 저작권 보호를 받는 자료를 포함하고 있다. 저작권 소유자는 미국 특허청 특허 파일 또는 기록에 나타나기 때문에, 본 특허 문서 또는 특허 개시내용의 누군가에 의한 공개에 의해 팩시밀리 복사에 반대하지 않지만, 그렇지 않으면 모든 저작권을 보유한다. 이하의 고지는 아래 및 이 문서의 부분을 형성하는 도면에 설명된 바와 같은 소프트웨어 및 데이터에 적용된다: Copyright Webco Industries, Inc.; 미국 오클라호마주 샌드 스프링 소재. 판권 소유.

기술 분야

본 문서는 일반적으로 파이프, 튜브 등과 같은 금속 구성요소와 그 사이의 연결부에 관한 것이지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

고강도 튜브, 파이프 등(예를 들어, 금속 구성요소)은 항복 강도, 최대 (인장) 강도, 높은 피로 수명 등을 포함하는 그 강도로 인해 다양한 용도로 사용된다. 또한, 일부 용례에서, 튜브, 파이프 등은 해저 또는 지하 환경, 채광, 가스 또는 오일 생산 등을 포함하는 부식성 조건에서 사용된다. 스테인리스 강 및 니켈 합금과 같은 금속 구성요소는 일부 예에서 이들 환경에서 사용하기 위해 적합하고, 조절될 때 고강도 구성요소를 제공한다.

금속 구성요소는 일부 예에서, 구성요소를 결합하고 다른 구성요소를 둘러싸거나 더 큰 조립체를 형성하도록 용접된다. 예에서, 용접은 구성요소를 용융하여 결합하기 위해 열원을 사용한다. 구성요소 재료는 용융되고 이어서 예를 들어 충전제 금속과 결합된다. 용접된 조립체의 일 예는 해양 오일 및 가스 생산에 사용되는 엄빌리컬(umbilical)을 포함한다. 엄빌리컬은 오비탈 용접(orbital welds)을 통해 연결되고 다른 구성요소와 함께 나선형으로 함께 감겨지거나 다발화되어 재킷에 수납되고 수중 환경에서 장비의 하나 이상의 부품으로 연장되는 랩핑된 연속적인 유닛을 형성하는 관형 세그먼트를 포함한다. 엄빌리컬은 장비의 부품으로 그리고 부품으로부터 유체, 동력, 정보(예를 들어, 명령, 데이터 스트림 등) 중 하나 이상을 제공한다.

본 발명자들은 무엇보다도, 해결해야 할 과제가 용접부에 근접한 모재(예를 들어, 스테인리스 강, 니켈계 합금 등)의 국소 가열(어닐링)로 인해 용접 구성요소의 강도의 감소 및 대응하는 취약점의 최소화를 포함한다는 것을 인식하였다. 다양한 용례에 사용되는 금속 구성요소는 일부 예에서, 이들에 한정되는 것은 아니지만, 항복 강도, 최대 (인장) 강도, 경도 및 피로 수명 중 하나 이상을 포함하는 특정 기계적 특성을 달성하도록 조절된다(예를 들어, 열처리되고, 냉간 가공되는 등). 또한, 이 구성요소는 적절한 인장 응력을 받을 때 특정 프로파일 및 형상의 형성을 위해 연성을 유지하는 동시에 고강도를 제공하도록 조절된다.

금속 구성요소를 위한 조절 기술의 일 예는 가공 경화(예를 들어, 냉간 가공 또는 냉간 압연)를 포함한다. 가공 경화시에, 시트 등과 같은 금속 구성요소는 소성 변형되고 이에 의해 재료의 강도(예를 들어, 항복 강도, 최대 강도, 경도, 피로 수명 등 중 하나 이상을 포함함)를 증가시킨다.

또한, 모재(스테인리스 강 또는 니켈계 합금과 같은)의 용융을 포함하는 구성요소의 용접은 용접부에 근접한 모재를 어닐링하고 모재의 나머지에 비해 조립체에서 비교적 더 취약한 위치를 생성한다. 더 취약한 위치는 생주조물(as-cast) 용접부 구조체 및 모재의 부분적으로 어닐링된 형태인 국소 열 영향 구역(HAZ)의 모두를 포함하고, 그 모두는 모재의 강도(예를 들어, 하나 이상의 항복 또는 최대 강도, 경도, 피로 수명 등)가 결여되어 있다. 용접부와 HAZ는 구성요소 통해(예를 들어, 외부면의 근접부로부터 내부면의 근접부까지, 또는 외경 및 내경) 연장하기 때문에, 예를 들어 용접 융합 구역(예를 들어, 용접 충전제, 재응고된 용접부-주조물(weld-cast), 생주조물, 재주조물(re-cast) 모재 등 중 하나 이상을 포함함)과 같은 용접 조립체의 가공 경화는 전체 용접 조립체의 강도를 모재의 원래 강도에 근접하여 증가시키도록 HAZ의 재료 구조를 충분히 일괄적으로 개질하지 않는다. 이에 따라, 구성요소(예를 들어, 튜브, 파이프 등)의 모재에 비해 그 낮은 강도로 인해, 파괴가 발생하기 쉬운 취약 위치가 형성된다.

본 발명의 주제는 예를 들어 구성요소 사이에 더 고강도의 연결을 제공하는 일관적이고 예측 가능한 방식으로 용접 조립체를 구성하고 가공 경화함으로써 이 문제점에 대한 해결책을 제공하는 것을 돕는다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 용접 조립체는 이들에 한정되는 것은 아니지만, 모재의 대응 기계적 특성에 근접한(예를 들어, 특정 항복 강도에 정합하거나 8000 psi 이하 이내) 항복 강도, 최대 (인장) 강도, 경도, 피로 수명 등의 하나 이상을 포함하는 기계적 특성을 포함한다. 일 예에서, 본 명세서에 설명된 용접 조립체는 예를 들어 니켈 합금을 포함하는 모재에 90,000 psi 이상의 항복 강도를 제공한다.

일 예에서, 용접 조립체는 튜브 조립체의 구성요소이고, 각각의 단부에서 결합을 위해 구성된 적어도 제1 튜브 및 제2 튜브를 포함한다. 각각의 제1 및 제2 튜브는 특정 강도를 갖는 모재, 및 각각의 단부에 용접 계면을 포함한다. 튜브가 용접 조립체에 융합될 때, 용접 계면은 본 명세서에 설명된 바와 같이 어닐링된다. 용접 융합 구역(예를 들어, 용접 충전제, 재응고, 용접-주조물, 생주조물, 재주조물 모재 등 중 하나 이상)을 포함하는 용접 조립체가 구성되고, 각각의 용접 융합 구역 및 HAZ를 포함하는 용접 계면은 예를 들어, 용접 조립체의 전체 강도를 일관적으로 예측 가능하게 증가시키기 위해, 예를 들어 상부면 및 하부면, 외경 및 내경 등 사이에서 가공 경화된다.

일 예에서, 용접 계면은 베드 루트(예를 들어, 내경에 근접한 용접 루트)로부터 베드 개구(예를 들어, 외경에 근접한 용접 개구)로 측방향으로 연장하는 용접 베드 내로 형성된다. 용접 베드에 의해 형성된 리세스는 용접 융합 구역(예를 들어, 재응고하는 용융된 용접 충전제 재료를 갖거나 갖지 않는 용융된 모재)으로 충전된다. HAZ는 용접 융합 구역에 의해 야기된 모재의 어닐링을 통해 용접 계면에 형성된다. HAZ 및 용접 계면은 본 예에서, 비교적 용접 융합 구역 아래의 위치에 HAZ를 위치시키도록 성형된다. 용접 융합 구역은 가공 경화되고 어닐링된 용접 계면(예를 들어, HAZ)의 방향으로 소성 변형된다. 소성 변형된 용접 융합 구역은 가공 경화에 의해 성형된 용접 계면(예를 들어, 측방향으로 성형됨) 내로 구동되고, 계면은 베드 루트와 베드 개구 사이에서 대응적으로 가공 경화된다. 용접 융합 구역은 측방향으로 연장하는 용접 베드(용접 계면을 포함함) 위에 제공되고, 반면 모재를 포함하는 구성요소의 어닐링되지 않은 부분은 용접 베드 아래에 있다. 모재(및 선택적으로 맨드릴 또는 지지 플레이트)는 가공 경화 중에 용접 베드를 지지하고, 용접 융합 구역의 가공 경화는 용접 융합 구역을 통해 용접 베드 내로 연장하는 하나 이상의 벡터를 따라 수행된다. 수직 또는 가파른 용접 계면과 대조적으로, 성형된 용접 계면은 용접 융합 구역 아래에 HAZ를 위치시키고, 이에 따라 위에 놓인 용접 융합 구역의 가공 경화를 통해 소성 변형을 위해 HAZ를 드러낸다(예를 들어, 가공 경화를 위해 사용된 벡터를 따라). HAZ의 상부 부분 아래에서 HAZ의 하부 부분을 격리하는 HAZ의 수직 또는 가파른 배향이 이에 의해 최소화되고, 대신에 유사하게 성형된 측방향 HAZ를 포함하는 성형된 용접 계면이 일관적으로 신뢰적으로 가공 경화된다.

다른 예에서, 제1 및 제2 튜브와 같은 구성요소는 제1 및 제2 튜브의 나머지의 전체 프로파일과는 상이한 단부 프로파일을 갖는다. 이 용접 구성에서, 제1 및 제2 튜브는 용접 융합 구역(예를 들어, 용접 충전제, 재응고, 용접-주조물, 생주조물, 재주조물 모재 등 중 하나 이상)을 갖는 단부 프로파일을 갖는 그 각각의 단부에서 결합된다. 용접 융합 구역, 용접에 의해 생성된 어닐링된 용접 계면 및 계면(예를 들어, 단부 프로파일을 갖는)에 근접한 제1 및 제2 튜브를 포함하는 용접 조립체는 이어서 튜브의 변형을 통해 가공 경화된다. 구성요소의 변형은 튜브의 나머지의 전체 프로파일과 정합할 때까지 단부 프로파일을 갖는 각각의 단부를 변형(예를 들어, 팽창된 프로파일로부터 특정 튜브 프로파일로 변형)하는 것을 포함한다. 각각의 단부, 용접 계면 및 용접 융합 구역 각각의 변형은 용접 조립체를 가공 경화한다.

본 명세서에 제공된 각각의 예에서, 용접 조립체는 하나 이상의 고강도 구성요소 사이에 고강도 연결을 제공하도록 가공 경화된다. 이에 따라, 엄빌리컬, 작업 스트링 등과 같은 조립체는 특정 연성을 유지하면서 이들에 한정되는 것은 아니지만, 항복 강도, 최대 강도, 경도 또는 피로 수명 중 하나 이상을 포함하는 일관적이고 예측 가능한 기계적 특성의 세트로 조립된다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 가공 경화된 용접 조립체 및 가공 경화 기술은 가공 경화된 모재의 강도에 근접한 강도를 갖는 용접부를 제공한다(예를 들어, 항복 강도의 1000 psi 이하, 2000 psi 이하, 4000 psi 이하, 8000 psi 이하; 어닐링된 및 비어닐링된 가공 경화된 모재 사이에서 약 30,000 psi 이상의 항복 강도의 편차와 대조적으로).

이 개요는 본 특허 출원의 주제의 개요를 제공하도록 의도된 것이다. 이는 본 개시내용의 배타적이거나 철저한 설명을 제공하도록 의도된 것은 아니다. 상세한 설명은 본 특허 출원에 대한 추가 정보를 제공하기 위해 포함된다.

반드시 실제 축척대로 도시되어 있는 것은 아닌 도면에서, 유사한 도면 부호는 상이한 도면에서 유사한 구성요소를 나타낼 수도 있다. 상이한 문자 접미사를 갖는 유사한 숫자는 유사한 구성요소의 상이한 예를 나타낼 수도 있다. 도면은 일반적으로 본 문서에서 설명된 다양한 실시예를 한정이 아니라 예로서 도시하고 있다.
도 1은 복수의 튜브 조립체를 갖는 엄빌리컬을 포함하는 해양 오일 또는 천연 가스 리그의 일 예의 개략도이다.
도 2는 도 1의 엄빌리컬의 단면도이다.
도 3은 복수의 용접된 연결부를 포함하는 튜브 조립체의 일 예의 측면도이다.
도 4a는 도 3의 튜브 조립체용 용접 조립체의 일 예의 상세 단면도이다.
도 4b는 가공 경화된 구성을 갖는 도 3의 튜브 조립체용 용접 조립체의 다른 예의 상세 단면도이다.
도 5a는 J 형상을 갖는 튜브의 단부 프로파일의 일 예의 상세 단면도이다.
도 5b는 V 형상을 갖는 튜브의 단부 프로파일의 다른 예의 상세 단면도이다.
도 5c는 U 형상을 갖는 튜브의 단부 프로파일의 다른 예의 상세 단면도이다.
도 5d는 정사각형 형상을 갖는 튜브의 단부 프로파일의 다른 예의 상세 단면도이다.
도 6은 테이퍼진 용접 리세스를 형성하는 도 5a에 도시되어 있는 단부 프로파일을 갖는 튜브 조립체의 상세 단면도이다.
도 7ai은 테이퍼진 용접 리세스 내에 용접 융합 구역을 갖는 도 6의 튜브 조립체의 상세 단면도이다.
도 7aii는 테이퍼진 용접 리세스 내에 용접 융합 구역을 갖는 도 6의 튜브 조립체의 상세 단면도이다.
도 7b는 용접 융합 구역이 튜브의 성형된 단부에 근접한 구성요소 튜브의 부분 위에 용접 스커트를 형성하는 도 7aii의 튜브 조립체의 상세 단면도이다.
도 8은 가공 경화 전에 성형된 용접 스커트를 포함하는 도 7b의 튜브 조립체의 상세 단면도이다.
도 9는 가공 경화된 구성의 다른 예에서 용접 조립체를 포함하는 도 8의 튜브 조립체의 상세 단면도이다.
도 10a 내지 도 10f는 용접 조립체를 형성하는 스테이지에서 튜브 조립체의 다른 예의 단면도이다.
도 11은 적어도 제1 및 제2 튜브를 연결하기 위한 방법의 일 예를 도시하고 있는 블록도이다.

산업은 고강도 튜브 또는 파이프, 튜브 제품(예를 들어, 본 명세서에 제공된 튜브 조립체) 등을 요구한다. 일부 예에서, 생산 중에 제품의 냉간 가공(또는 가공 경화)은 용접된 연결부(예를 들어, 용접 조립체)의 강도(예를 들어, 제품의 항복 강도)를 증가시키기 위해 사용된다. 본 명세서에 제공된 기술 및 예는 완전히 가공 경화된 용접 융합 구역, 용접 계면(예를 들어, 용접 중에 생성된 이전의 열 영향 구역)을 갖는 보강된 용접 조립체를 제공한다. 용접 조립체는 일부 예에서 구성요소 튜브의 모재의 특정 특성(예를 들어, 항복 강도)에 근접한 항복 강도 등과 같은 기계적 특성을 갖는다. 다른 예에서, 본 명세서에 포함된 기술 및 예는 특정 연성(연신율) 및 균일성(강도)을 유지하면서 제어되고 예측 가능한 항복 강도를 제공한다. 또한, 본 명세서에 제공된 기술 및 예는 또한 제어되고 예측 가능한 경도, 최대 강도(인장 강도) 및 피로 수명(예를 들어, 내구 한계)과 같은 관련 특성을 제공한다.

본 명세서에 설명된 제품 및 방법은 일관되고 예측 가능하게 가공 경화된(예를 들어, 냉간 가공, 냉간 압연 등) 모재의 용접된 연결부 및 연관된 국소 구역을 포함한다. 이들 개선된 강도 용접된 연결부를 포함하는 제품(예를 들어, 튜브, 파이프 등)은 극한 환경 및 조건(예를 들어, 해양 석유 및 천연 가스 생산 및 채광, 채광, 다운 홀 드릴링을 포함하는 시추, 유체 운송 및 보관, 작업 스트링, 속도 스트링, 모세관, 캡슐화 와이어 튜빙, 케이싱, 오일 및 가스 생산 튜빙, 제조, 잠수 차량, 차량, 우주 및 대기 차량 등)에서 제품의 사용을 용이하게 하는 항복 강도(일부 예에서 적어도 90,000 psi)를 포함하여, 향상된 강도를 갖는다. 본 명세서에 설명된 용접 및 가공 경화 용접의 방법은 용접된 연결부 및 고강도를 갖는 용접부와 인터페이스하는 국소 모재를 제공한다. 전용 프로세스에 의해, 상당한 일관적인 강도 회복이 제한된 강도 용접된 연결부를 갖는 제품에서 달성된다.

본 명세서에 설명된 방법은, 일부 예에서, 이들에 한정되는 것은 아니지만, 항복 강도, 최대 (인장) 강도, 경도 및 피로 수명과 같은 특정 기계적 특성을 달성하기 위해(예를 들어, 증가시킴) 생산 중에 냉간 경화되는(또는 가공 경화됨) 재료를 포함하여, 다양한 모재와 함께 사용된다. 예시적인 재료는 탄소강, 합금강, 스테인리스 강, 니켈계 합금, 구리 및 구리 합금, 베릴륨 및 베릴륨 합금, 및 티타늄 및 티타늄 합금을 포함하지만 이들에 한정되지 않는다. 예시적인 스테인리스 강은 듀플렉스 강(예를 들어, S32205) 및 수퍼 듀플렉스 강(예를 들어, Sandvik Intellectual Property AB Corporation의 등록 상표인 S32750 또는 SAF2507®; S32760; 또는 Weir Engineering Services Limited Co.의 등록 상표인 Zeron® 100)을 포함한다. 예시적인 니켈계 합금은 N06625; N08825; Haynes International, Inc.의 등록 상표인 Hastelloy®; Huntington Alloys Corporation의 등록 상표인 Incoloy® 및 Inconel® 합금을 포함한다.

도 1은 해저 환경에서 사용을 위한 생산 시스템(100)의 일 예를 도시하고 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 생산 시스템(100)은 엄빌리컬(106)에 의해 설치 선박(102)에 결합된 복수의 해저 생산 디바이스(104)를 포함한다. 일 예에서, 생산 시스템(100)은 해저를 가로질러 분배된 패턴의 해저 생산 디바이스(104)를 포함한다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 다양한 해저 생산 디바이스(104)는 수직 종단 엄빌리컬(106)로부터 확산 이격되어 있고, 이에 따라 해저를 따라 놓인 하나 이상의 수평 엄빌리컬(106)에 의해 수직 종단 엄빌리컬(106)로부터 확산된다.

일부 예에서, 해저 생산 디바이스(104)는 엄빌리컬 종단 조립체, 해저 분배 유닛, 해저 제어 모듈, 생산 트리, 전기 비행 리드, 유압 비행 리드 등을 포함하지만, 이들에 한정되지 않는다. 도시되어 있는 바와 같이, 디바이스(104)는 설치 선박(102)으로부터 이격하여 분배된다. 각각의 디바이스는 이들에 한정되는 것은 아니지만, 물, 메탄올, 유정 유체, 압축 가스, 전기, 유압 유체와 같은 유체 뿐만 아니라 디바이스의 모니터링 및 동작을 위한 케이블링, 배선 등 중 하나 이상을 포함하는 하나 이상의 유틸리티를 필요로 한다. 다른 예에서, 생산 디바이스(104)는 천연 가스, 오일 등과 같은 생산 유체를 포획하고 예를 들어 저장, 다른 디바이스, 선박, 리그로의 운송을 위해 엄빌리컬(106)을 통해 유동 라인을 따라 설치 선박(102)으로 이들 유체를 전달하도록 구성된다.

도 1을 다시 참조하면, 복수의 엄빌리컬(106)이 설치 선박(102)으로부터 해저로 그리고 해저를 가로질러 하나 이상의 해저 생산 디바이스(104)로 연장되는 것으로 도시되어 있다. 설치 선박(102)으로부터 해저로 그리고 해저를 가로질러 연장하는 엄빌리컬(106)은 향상된 기계적 특성, 예를 들어, 최대 (인장) 강도, 경도, 피로 수명, 항복 강도 등 중 하나 이상을 갖는다. 예를 들어, 일 예에서, 설치 선박(102)으로부터 및 해저를 가로질러 연장하는 엄빌리컬(106)은 상당한 인장 응력, 전개 중에 엄빌리컬(106)의 중량 및 선박(102)으로부터의 현수에 의해 유발되는 압축 응력, 해수 압력 등을 받게 된다. 일 예에서, 엄빌리컬(106)은 90,000 psi 이상의 항복 강도를 갖도록 특정된다. 추가적으로, 다른 예에서, 엄빌리컬(106)은 이들 환경에서 엄빌리컬(106)의 장기간 사용을 용이하게 하기 위해 엄빌리컬(106)의 재료에 하나 이상의 첨가제, 요소 등을 필요로 하는 부식성 및 고압 환경에서 사용된다. 일 예에서, 엄빌리컬(106)은 해저 환경, 고온 환경 또는 이들의 조합을 포함하는 하나 이상의 환경 내에서 높은 강도 및 내부식성을 제공하도록 구성된 니켈, 니켈 합금 등을 포함한다.

부가적으로, 엄빌리컬(106)에 포함될 때 니켈 합금은 하나 이상의 방법으로, 예를 들어 가공 경화에 의해 처리되어, 니켈과 같은 합금 첨가제의 하나 이상에 의해 제공된 내부식성을 유지하는 동시에 재료의 강도를 증가시킨다. 가공 경화는 예를 들어, 엄빌리컬을 포함하는 외장, 구성요소 튜브 등 중 하나 이상과 같은, 엄빌리컬(106)의 모재를 소성 변형하는 냉간 가공, 냉간 압연 등 중 하나 이상을 포함한다. 일 예에서, 엄빌리컬의 하나 이상의 구성요소 튜브 중 하나 이상을 포함하는 엄빌리컬의 모재의 냉간 가공, 냉간 압연(예를 들어, 가공 경화)은 적어도 90,000 psi 이상의 항복 강도를 갖도록 구성된 고강도 구성요소 또는 고강도 구성요소의 부분을 제공한다. 구성요소 튜브의 모재의 가공 경화는 엄빌리컬(106)의 기계적 특성을 증가시키지만 중량을 부정적으로 증가시키는(이에 따라, 부가의 중량 기반 응력을 도입함) 벽 두께 등의 증가를 최소화하면서 구성요소 튜브에 향상된 기계적 특성을 제공한다.

도 2는 엄빌리컬(106)의 일 예를 단면도로 도시하고 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 엄빌리컬(106)은 튜브 조립체(200)와 같은 복수의 튜브를 포함한다. 튜브 조립체(200)의 각각의 구성요소 튜브는, 예를 들어 해저 생산 디바이스(104) 중 하나 이상에 하나 이상의 유틸리티를 제공하거나 또는 예를 들어, 도 2에 도시되어 있는 중앙 튜브(200A)와 같은 유동 라인을 따라, 해저로부터의 유체, 예를 들어 생산 유체의 복귀를 용이하게 하도록 구성된다. 다른 예에서, 튜브 조립체(200)는 해저 상에 제공된 생산 디바이스(104) 중 하나 이상에 물, 화학물, 유압 유체 등과 같은 하나 이상의 유체 기반 유틸리티를 제공하도록 구성된, 구성요소 튜브(200B)와 같은 하나 이상의 주입 라인을 포함한다. 다른 예에서, 구성요소 튜브(200B)는 해저 표면 아래에 하나 이상의 화학물, 물과 같은 유체 등을 제공하여, 예를 들어 천연 가스, 오일 등과 같은 하나 이상의 생산 유체의 생산을 개시하도록 구성된다. 다른 예에서, 엄빌리컬(106)의 튜브 조립체(200)는 해저를 따라 제공된 생산 디바이스(104) 중 하나 이상에 그리고 그로부터 유압 유체의 다양한 유동을 제공하도록 구성된 하나 이상의 유압 제어 라인(200C)(또한 구성요소 튜브)을 포함한다.

도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 예시적인 엄빌리컬(106)은 하나 이상의 생산 디바이스로의 다양한 유틸리티의 복수의 개별 유동을 제공하도록 구성된 복수의 하나 이상의 다양한 튜브를 포함한다. 이에 따라, 일부 예에서, 엄빌리컬(106)은 튜브 조립체(200) 내에 복수의 튜브를 포함하고, 이들 구성요소 튜브는 약 3/8 인치 내지 12 인치 이상의 직경을 가질 수도 있다. 또 다른 예에서, 예시적인 엄빌리컬(106)은, 설치 선박(102)(도 1에 도시됨)과 해저를 따라 제공된 하나 이상의 생산 디바이스(104) 사이에, 이들에 한정되는 것은 아니지만, 전력, 모니터링 및 제어, 배선, 케이블링(구조적 지지 케이블링을 포함함) 등을 포함하는 하나 이상의 유틸리티를 전달하도록 구성된, 튜빙 등과 같은 하나 이상의 도관을 포함한다. 선택적으로, 부가의 구성요소 도관(예를 들어, 튜브)은 엄빌리컬과 함께 포함되어 해저로의 전개 또는 설치 선박(102)으로부터의 현수 중 하나 이상 중에, 향상된 인장 강도와 같은 구조적 지지를 엄빌리컬(106)에 제공한다. 이에 따라, 예시적인 엄빌리컬(106)은 일부 예에서 튜브 조립체(200)에 포함된 복수의 튜브를 갖고 강건하다. 부가적으로, 유동 라인(200A)과 같은 하나 이상의 유동 라인을 포함하는 예시적인 엄빌리컬(106)에서, 엄빌리컬은 표면에서, 선박(102), 리그 또는 다른 저장 또는 처리 위치로의, 이들에 한정되는 것은 아니지만, 천연 가스, 원유 등을 포함하는 생산 유체의 유동을 수용하도록 또한 확장된다.

도 2에 또한 도시되어 있는 바와 같이, 엄빌리컬(106)은 일 예에서, 하나 이상의 외장을 갖고 구성된다. 도 2에 도시되어 있는 예에서, 엄빌리컬(106)은 내부 외장(206) 및 외부 외장(204)을 포함한다. 장갑 재킷(208)이 내부 및 외부 외장(206, 204) 사이에 선택적으로 제공된다. 내부 및 외부 외장(206, 204) 뿐만 아니라 장갑 재킷(208)은 본 명세서에서 전술되고 도시되어 있는 구성요소 튜브(200A, 200B, 200C)를 포함하는 튜브 조립체(200)를 둘러싸고 보호한다. 장갑 재킷(208)은 일 예에서, 광섬유 케이블, 전기 케이블링, 배선과 같은 민감한 구성요소를 포함하여 엄빌리컬(106) 내의 구성요소를 보호하고 유체 기반 유틸리티 라인 튜브(200B) 또는 유동 라인 튜브(200A) 중 하나 이상을 예를 들어, 다른 엄빌리컬과의 충돌, 마찰 등으로부터 보호하도록 구성된 강, Kevlar(E.I. Du Pont De Nemours and Company Corporation의 등록 상표), 또는 다른 구조적으로 강건한 재료를 포함한다.

부가적으로 및 일부 예에서, 엄빌리컬(106)은 이들에 한정되는 것은 아니지만, 엄빌리컬의 다양한 구성요소, 예를 들어 튜브 조립체(200)의 다양한 구성요소 튜브(예를 들어, 유체 유동 라인, 배선 및 케이블 도관, 구조적 지지 튜브 등)와 유동 라인(200A) 등과 같은 튜브를 둘러싸는 다양한 구성요소(예를 들어, 튜브, 층 등) 사이의 하나 이상의 틈새 공간을 포함하는 엄빌리컬 캐비티(202)를 포함한다. 테이프, 발포체, 접착제 등이 일 예에서, 튜브 조립체(200)의 구성요소 튜브를 함께 로킹하기 위해 제공된다. 또 다른 예에서, 이들에 한정되는 것은 아니지만, 튜브(200A, 200B, 200C)를 포함하는 튜브 조립체(200)의 구성요소 튜브는 튜브를 서로 인터로킹하도록 나선형으로 감겨있다. 구성요소 튜브(200A, 200B, 200C)는 이어서 외장(206, 204), 장갑 재킷(208) 등 중 하나 이상 내에 위치되어 엄빌리컬(106)을 형성한다.

튜브 조립체(200)를 포함하여 엄빌리컬에 사용되는 재료는 스테인리스 강 316L, 듀플렉스, 수퍼 듀플렉스, 하이퍼 듀플렉스 스테인리스 강과 같은 스테인리스 강, 아연 코팅된 니트로닉 19D, 니켈 합금 등을 포함하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 튜브 조립체(200)에 도시되어 있는 바와 같은 하나 이상의 튜브 및 엄빌리컬(106)로의 배선, 케이블링, 구조적 구성요소, 예로서 강 케이블, 지지 튜브, 탄소 섬유 막대, 하나 이상의 외장(204, 206) 및 장갑 재킷(208)(예를 들어, Kevlar 장갑 재킷과 같은) 중 하나 이상의 포함은 일 예에서, 예로서 단위 길이당 기초로 엄빌리컬(106)의 중량을 증가시킨다. 엄빌리컬(106)은 적어도 설치 중에, 및 일부 예에서 생산 중에(도 1에 도시되어 있는 수직 현수 엄빌리컬(106)의 경우와 같이), 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 설치 선박(102)으로부터 현수된다. 엄빌리컬(106)은 일부 예에서, 해저까지, 예를 들어 도 1에 도시되어 있는 하나 이상의 해저 생산 디바이스(104)까지 수천 피트 연장하고, 선택적으로 해저를 가로질러 부가의 디바이스(104)까지 연장한다. 이에 따라, 엄빌리컬(106)은 설치 선박(102)으로부터 현수될 때 엄빌리컬(106)에 입사되는 인장력 뿐만 아니라 예를 들어, 해저를 따른, 고압(압축력), 고온, 부식 환경 등 중 하나 이상을 견디기 위한 향상된 기계적 특성을 갖는다.

이들 힘, 압력 및 환경 조건을 견디기 위해, 예를 들어 도 1에 도시되고 사용되는 엄빌리컬(106)은 예를 들어 90,000 psi 이상에 이르는 항복 강도를 포함하는 하나 이상의 향상된 재료 특성을 포함한다. 본 명세서에서 전술된 바와 같이, 그리고 적어도 일부 예에서, 이들 재료(예를 들어, 스테인리스 강, 듀플렉스, 수퍼 듀플렉스, 하이퍼 듀플렉스 스테인리스 강, 니켈 합금 등)는 이들 재료의 강도를 향상시키고 이에 따라 예를 들어, 4,000 피트, 5,000 피트, 6,000 피트, 7,000 피트, 8,000 피트 이상과 같은 수천 피트로 설치 선박(102)으로부터 무거운 엄빌리컬(106)의 현수를 용이하게 하도록 가공 경화된다. 이에 따라, 본 명세서에 설명된 엄빌리컬(106)은 현수될 때 자중 하에서 파쇄, 분할, 변형 등이 없이 설치 선박(102)으로부터 현수된 상태를 유지하기 위해 충분한 구조적 완전성을 포함한다.

도 3은 구성요소 조립체(300), 예를 들어, 제1 구성요소(302), 제2 구성요소(304) 및 하나 이상의 보충 구성요소(306)(예를 들어, 튜브)와 같은 복수의 구성요소를 포함하는 튜브 조립체의 일 예를 도시하고 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 각각의 구성요소(302, 304, 306)는 예를 들어 하나 이상의 용접 조립체(310)가 그 사이에 제공되어 있는 상태로, 단부-대-단부 방식으로 결합된다. 도 3에 또한 도시되어 있는 바와 같이, 각각의 구성요소는 각각의 용접 조립체(310)에 근접하여 제공된 각각의 구성요소 단부(308)를 포함한다.

도 3에 또한 도시되어 있는 바와 같이, 제1, 제2 및 보충 구성요소(302, 304, 306) 사이에 제공된 용접 조립체(310)는 각각의 구성요소를 상호 연결하고 이에 따라 구성요소들을 결합하여 구성요소 조립체(300)를 형성한다. 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 엄빌리컬(106)과 같은 엄빌리컬은 예를 들어, 튜브 조립체(200)의 각각의 구성요소 튜브에 대해 단부-대-단부 방식으로 결합된 튜브(302, 304, 306)와 같은 복수의 구성요소를 포함한다. 달리 말하면, 튜브 조립체(200)에 사용된 복수의 튜브 뿐만 아니라 엄빌리컬(106)의 다른 구성요소는 일 예에서, 용접 조립체(310)가 그 사이에 제공된 상태로 각각 결합된 제1, 제2 및 보충 구성요소(302, 304, 306)와 같은 단부-대-단부 구성요소이다. 도 1을 참조하면, 설치 선박(102)으로부터 해저로 그리고 해저를 가로질러 하나 이상의 해저 생산 디바이스(104)의 각각으로 연장하는 엄빌리컬(106)은 일부 예에서, 서로 병렬 및 직렬의 상호 연결된 제1, 제2 및 보충 구성요소(302, 304, 306)와 같은 수천개의 개별 구성요소를 포함한다. 예를 들어, 병렬의 구성요소는, 예를 들어 도 2에서 엄빌리컬(106)의 단면도에 도시되어 있는 바와 같은 하나 이상의 구성요소 튜브를 포함한다. 튜브 조립체(200)의 각각의 구성요소 튜브(200A, 200B, 200C)는 이어서 다수의 구성요소, 예를 들어 도 3에 도시되어 있는 용접 조립체(310)를 개재하여, 단부로부터 단부로 용접된 수백개 또는 수천개의 구성요소를 포함한다.

도 4a는 도 3에서 용접 조립체(310)로서 선택적으로 사용되는 예시적인 용접 조립체(310A)의 상세 단면도를 도시하고 있다. 도 4a에 도시되어 있는 예에서, 용접 조립체(310A)는 제1 및 제2 구성요소(302, 304)를 그 각각의 구성요소 단부(308)에서 연결하는 용접 융합 구역(406)을 포함한다. 전술된 바와 같이, 제1 및 제2 구성요소(302, 304)와 같은 구성요소는 일 예에서, 이들에 한정되는 것은 아니지만, 최대 또는 인장 강도, 항복 강도, 경도, 피로 수명 등을 포함하는 향상된 기계적 특성을 갖는 모재로 구성된다.

도 4a를 다시 참조하면, 용접 조립체(310A)는 각각의 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 구성요소 단부(308) 사이의 용접 리세스(408) 내에 위치된 용접 융합 구역(406)을 갖는 것으로 도시되어 있다. 용접 융합 구역(406)은 예를 들어 구성요소의 측벽(400) 두께에 근접한 두께로, 제1 및 제2 구성요소(302, 304) 각각의 튜브 외부(404)와 튜브 내부(402) 사이의 제1 및 제2 구성요소(302, 304)에 적용된다. 도시되어 있는 바와 같이, 용접 융합 구역(406)은 용접 충전제, 재응고된 모재 등 중 하나 이상을 포함한다. 용접 융합 구역(406)은 일부 예에서 또한 용접-주조물, 생주조물, 재주조물 등이라 칭한다. 용접 융합 구역(406)은 제1 및 제2 구성요소(302, 304)를 함께 결합한다. 또한, 도 4a에 도시되어 있는 바와 같이, 용접 계면(410)은 용접 융합 구역(406)과 각각의 구성요소(302, 304)의 모재의 나머지 사이에 제공된다. 용접 계면(410)을 따른 용접 융합 구역(406)(예를 들어, 용접 충전제 및 용융된 모재 중 하나 이상을 포함하는 용융 금속)의 고온은 용접 융합 구역(406)에 근접한 구성요소(302, 304)의 (용융되지 않았지만 인접한) 모재를 어닐링한다. 예를 들어, 도 4a에 도시되어 있는 바와 같이, 용접 계면(410)은 일 예에서, 열 영향 구역이다. 열 영향 구역(HAZ)은 각각의 구성요소(302, 304)의 모재의 나머지에 비해 하나 이상의 감소된 기계적 특성을 갖는다. 예를 들어, 용접 계면(410)에서의 항복 강도, 최대 인장 강도 등은 구성요소의 나머지의 모재(가공 경화되고 어닐링되지 않은)에 비해 30,000 psi 이하의 강도를 갖는다. 이에 따라, 용접 계면(410)은 구성요소 조립체(300)에 사용된 모재의 나머지에 비교하여 비교적 더 약한 구성요소 조립체(300)의 국소화된 영역을 제공한다. 이에 따라, 인장, 압축 등 중 하나 이상이 구성요소 조립체(300)를 따라 인가될 때, 예를 들어 도 1에 도시되어 있는 설치 선박(102)으로부터 현수되어 있는 동안, 해저 등을 따라 위치되어 있는 동안, 용접 조립체(310A)를 포함하는 구성요소 조립체(300)는 파괴되게 되는 하나 이상의 약화된 위치를 제공한다.

도 4a를 다시 참조하면, 용접 조립체(310A)는 일 예에서, 용접 융합 구역(406) 및 용접 계면(410)의 부분을 소성 변형하기 위해, 예를 들어 냉간 가공, 냉간 압연, 해머링 등 중 하나 이상에 의해 가공 경화된다. 용접 융합 구역(406) 및 용접 계면(410)의 부분의 소성 변형은 이들 구성요소 중 하나 이상의 강도를 향상시킨다. 예를 들어, 압연 기구, 해머링 기구 등이 예를 들어, 인가된 힘에 국소적으로 용접 융합 구역(406)을 소성 변형하기 위해 예를 들어 용접 조립체(310A)에 근접하여, 구성요소(302, 304)의 면들 중 하나 이상을 따라 적용된다. 용접 융합 구역(406)의 소성 변형은 일 예에서, 용접 융합 구역(406)을 가공 경화하고 베이스 용접 융합 구역(406)에 대한 최대 강도, 항복 강도, 피로 수명 등과 같은 그 기계적 특성 중 하나 이상을 국소적으로(인가된 힘 및 소성 변형에 대해) 증가시킨다.

또한, 예를 들어 외부로부터 가공 경화된 경우에 튜브 외부(404), 또는 내부로부터 가공 경화된 경우에 튜브 내부(402) 중 하나를 따른, 용접 계면(410)(예를 들어, 용접 융합 구역(406)과 대조적으로)의 가공 경화는, 용접 계면(410)의 일부의 기계적 특성을 부수적으로 향상시킬 수도 있다. 용접 계면(410)은 제1 및 제2 구성요소(302, 304)와 같은 구성요소의 모재의 나머지와 실질적으로 동일 높이에 있기 때문에, 용접 계면(410)의 변형은 가공 경화가 수행되는 장소 및 용접 계면이 용접 조립체(310A)에서 실제로 소성 변형되는지 여부에 따라 튜브 내부(402) 또는 튜브 외부(404)에 근접한다(및 결여될 수도 있음). 이에 따라, 용접 계면(410)의 가공 경화는 외부(404) 또는 내부(402)에 국소화되고, 반면 용접 계면(410)의 나머지는 예를 들어 용접 계면 세그먼트(412)(도 4a에서 점선으로 도시됨)의 적어도 일부를 따라, 모재의 열 영향 또는 어닐링된 구성을 유지한다.

본 예에서, 용접 융합 구역(406)의 어느 하나의 측면 상의 용접 계면(410)(예를 들어, 예에서 대응하는 용접 계면 세그먼트(412))는 열 영향 구역 내에 있고, 어닐링된 상태로 유지되고(향상되지 않음), 이에 의해 가공 경화 절차 후에도 저하되어 유지되는 하나 이상의 감소된 기계적 특성을 갖는다. 예를 들어, 용접 조립체(310A)의 각각의 측면 상의 용접 계면(410)은 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 모재에 대해 30,000 psi 이하의 최대 강도, 항복 강도 등 중 하나 이상을 갖는다. 이에 따라, 용접 융합 구역(406)이 본 예에서, 적어도 부분적으로 소성 변형되고, 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 기계적 특성에 접근할 수도 있는 기계적 특성을 포함하는 반면, 각각의 용접 계면(410), 예를 들어 튜브 내부(402)의 근접부로부터 튜브 외부(404)의 근접부로 연장하는 용접 계면 세그먼트(412)는 이들 다른 구성요소의 기계적 특성보다 낮은 기계적 특성을 갖는다. 이에 따라, 용접 조립체(310A)는 파쇄, 파괴, 피로 기반 변형 등 중 하나 이상을 받기 쉽고, 반면에 예를 들어 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 모재를 포함하는 구성요소 조립체(300)의 나머지(가공 경화되고 어닐링되지 않은 구성에서)는 용접 조립체(310A)와 비교하여 그 비교적 강한 기계적 특성을 유지한다.

용접 조립체(310A)를 포함하는 구성요소 조립체(300)가 도 2에 도시되어 있는 엄빌리컬(106)과 같은 다른 조립체에 사용되고, 이어서 전개되거나 현수될 때(예를 들어, 설치 선박(102)으로부터), 상당한 인장 응력이 엄빌리컬(106)에 인가된다. 예를 들어 90,000 psi 이상인 이들 인장 응력은, 일부 예에서, 용접 조립체(310A) 중 하나 이상에서 엄빌리컬(106)의 파괴를 유발할 수도 있다. 부가적으로, 해저 표면을 따라(예를 들어, 극한 깊이에서) 사용될 때, 용접 조립체(310A)를 포함하는 구성요소 조립체(300)는 상당한 정수압(및 대응하는 응력)을 받고, 다른 예에서는 용접 조립체(310A)에서 파괴될 수도 있다. 일부 예에서, 측벽(400)은 용접 조립체(310A)에서 취약성을 오프셋하기 위해 향상된 기계적 특성을 제공하도록 두껍게 된다. 측벽(400)을 두껍게 하는 것은 구성요소 조립체(300)의 질량을 증가시키고, 이에 따라 예에서 용접 조립체(310A)에서 파괴를 더욱 가중시키는 부가의 인장 응력을 발생한다.

도 4b는 예를 들어 도 3의 용접 조립체(310)로서 사용되는 다른 용접 조립체(310B)의 단면도를 도시하고 있다. 본 예에서, 용접 조립체(310B)는 제1 및 제2 구성요소(302, 304)와 같은 구성요소의 하나 이상의 부분(예를 들어, 제1 및 제2 튜브)을 포함한다. 제1 및 제2 구성요소(302, 304)는 이들에 한정되는 것은 아니지만, 스테인리스 강 316L, 듀플렉스, 수퍼 듀플렉스, 하이퍼 듀플렉스 스테인리스 강과 같은 스테인리스 강, 아연 코팅된 니트로닉 19D, 니켈 합금 등 중 하나 이상을 포함하는 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 나머지의 모재로 구성된 튜브 단부와 같은 구성요소 단부를 포함한다. 전술된 바와 같이, 제1 및 제2 구성요소(302, 304)는 일 예에서, 향상된 기계적 특성을 제공하기 위해 스테인리스 강으로 구성되고 이어서 이와 함께 사용을 위해 구성된 하나 이상의 프로세스로 처리된다. 예를 들어, 일 예에서, 제1 및 제2 구성요소는 니켈 합금, 스테인리스 강, 듀플렉스 스테인리스 강, 수퍼 듀플렉스 스테인리스 강, 하이퍼 듀플렉스 스테인리스 강 등과 같은 모재로 구성된다. 모재는 이어서 각각의 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 가공되지 않은 모재에 비해 증가된 최대 인장 강도, 항복 강도, 피로 수명, 경도 등 중 하나 이상을 포함하는 향상된 기계적 특성을 부여하기 위해 냉간 압연 등 중 하나 이상에 의해 가공 경화된다.

도 4b에 또한 도시되어 있는 바와 같이, 용접 조립체(310B)는 용접 리세스(424) 내에 위치된 용접 융합 구역(420)을 포함한다. 본 예에서, 용접 리세스(424)는 예를 들어 튜브 내부면(402)에 근접한 리세스 루트(426)로부터 연장되고 튜브 내부면(402)으로부터 각각의 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 측벽(400)을 가로질러 튜브 외부면(404)에 근접하여 연장한다. 튜브 외부에서, 용접 리세스(424)는 도 4b에 도시되어 있는 바와 같이 리세스 개구(428)로 개방되거나 외향으로 테이퍼진다. 도 4a에 도시되어 있는 용접 조립체(310A)와 대조적으로, 도 4b에 도시되어 있는 용접 조립체(310B)는 리세스 루트(426)로부터 리세스 개구(428)로 테이퍼지거나 측방향으로 연장한다. 이에 따라, 각각의 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 대응하는 용접 계면(422)은, 예를 들어 튜브 내부면(402)에 근접한 리세스 루트(426)로부터 예를 들어 리세스 개구(428)에 대응하는 튜브 외부면(404)에 근접하여 측방향으로 연장한다. 이에 따라, 부가의 용접 융합 구역(420)(선택적으로 다수의 패스의 용접 충전제 및 용융된 모재)이 용접 리세스를 충전하도록 용접 리세스(424) 내에 제공된다.

부가적으로, 도 4b에 점선으로 도시되어 있는 바와 같이, 가공 경화 전에, 용접 융합 구역(420)은 본 예에서 각각의 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 튜브 외부면(404) 위에 적층된다. 예를 들어, 용접 융합 구역(420)은 리세스 루트(426)에 대해 좌우로 연장하는 용접 스커트(423)를 포함한다.

본 명세서에 설명된 바와 같이, 용접 융합 구역(420)을 가공 경화하기 위한 용접 융합 구역(420) 뿐만 아니라 용접 융합 구역(420)과 측방향으로 연장하는 용접 계면(422) 아래에 놓인 모재 사이에 개재된 용접 계면(422)을 포함하는 용접 조립체(310B)에 가공 경화(예를 들어, 냉간 압연, 냉간 가공 등)가 적용된다. 본 예에서, 아래에 놓인 모재는 가공 경화 특성을 유지하는(예를 들어, 용접 융합 구역(420)으로부터 이격된) 모재로 구성된 측벽(400)의 부분을 포함한다.

도 4b를 다시 참조하면, 도시되어 있는 바와 같은 용접 융합 구역(420)은 예를 들어 베이스 용접부(421)를 포함하는 용접 융합 구역의 부분을 갖는 리세스 루트(426)로부터 용접 리세스(424) 내에 제공된다. 일 예에서, 용접 융합 구역(420)은 용접 리세스(424)를 충전하고 각각의 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 용접 계면(422)의 측방향 부분 위로 연장하는 용접 스커트(423)(예를 들어, 재응고된 모재 등과 혼합된 용접 충전제)를 제공하기 위한 다수의 패스를 포함한다. 이에 따라, 도 4b에 도시되어 있는 바와 같이, 용접 융합 구역(420)은 용접 리세스(424) 내에 위치되고 용접 스커트(423)로서 적용될 때, 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 부분의 상단 위로 연장하고 용접 계면(422) 위에 놓인다.

용접 융합 구역(420)은 예를 들어 테이퍼의 가장 작은 부분이 리세스 루트(426)에 근접하고 튜브 내부면(402)에 근접한 상태로, 상향 테이퍼 구성으로 도 4b에 도시되어 있다. 다른 예에서, 용접 조립체(310B)는, 예를 들어, 리세스 루트(426)가 튜브 외부면(404) 및 리세스 개구(428)에 근접하여 위치되고 용접 스커트(423)와 같은 용접 융합 구역(420)의 대응하는 부분이 튜브 내부면(402)에 근접하여 위치되는 상태로, 반대 배열을 갖는다.

적용(예를 들어, 가열 용접 충전제의 적용)시에 용접 융합 구역(420)은 용접 충전제, 용융된 모재 등 중 하나 이상을 포함한다. 용접 융합 구역(420)은 용접 계면(422)을 따라 인접한 제1 및 제2 구성요소(302, 304)를 가열한다(그러나, 용융하지는 않음). 대신에, 가열된 용접 계면(422)은 어닐링되고 이에 따라 열 영향 구역(HAZ)을 그 내에 포함한다. 어닐링은 용접 융합 구역(420)에 인접하여 가장 현저하며, 높은 온도를 갖는 구역(420)으로부터 이격하여 용접 계면(422)을 가로질러 점진적으로 감소한다. 용접 계면(422)(본 명세서에 설명된 바와 같이 가공 경화 이전의 HAZ를 포함)은 이에 따라, 이들에 한정되는 것은 아니지만, 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 나머지(예를 들어, 용접 계면(422)의 외부)의 모재에 비해 항복 강도, 최대 강도, 경도, 피로 수명 등을 포함하는 감소된 기계적 특성을 갖는다. 이에 따라, 이 중간 구성(도 4b에 도시되어 있는 가공 경화 이전의 구성)에서, 용접 조립체(310B)는 구성요소 조립체(300)에 국소화된 취약성을 제공한다.

도 4b에 도시되어 있는 구성을 갖는 용접 조립체(310B)의 가공 경화에 의해, 용접 조립체(310B)는 향상된, 일관적인 예측 가능한 기계적 특성을 포함한다. 또한, 향상된 기계적 특성은 용접 융합 구역(420)을 따라 일관적이고 예측 가능하게 제공되고, 용접 계면 세그먼트(430)(점선으로 도시됨)는 튜브 외부면(404)의 근접부로부터 튜브 내부면(402)의 근접부로 연장한다. 달리 말하면, 용접 조립체(310B)의 기계적 특성은 도 4a에 도시되어 있는 용접 조립체(310A)의 기계적 특성보다 크다. 예를 들어, 일 예에서, 본 명세서에 설명된 방식으로 구성되고 가공 경화된 용접 조립체(310B)는 각각의 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 모재의 것에 근사하는 최종 강도(인장 강도를 포함함), 항복 강도, 경도, 피로 수명 등 중 하나 이상을 포함한다. 예를 들어, 각각의 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 모재 뿐만 아니라 용접 조립체(310B)는 일 예에서, 90,000 psi 이상의 항복 강도를 갖는다. 다른 예에서, 용접 조립체(310B)의 강도는 예를 들어 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 (어닐링되지 않은) 모재의 8,000 psi, 6,000 psi, 4,000 psi, 2,000 psi 등 이내의 항복 강도, 최대 강도 등을 포함하는 하나 이상의 강도를 갖는다.

용접 조립체(310B)로 특정된 기계적 특성을 달성하기 위해, 점선에 의해 도 4b에 도시되어 있는 용접 융합 구역(420)은 구성요소(302, 304)의 튜브 외부면(404) 또는 튜브 내부면(402)(역 구성에서)과 같은 표면들 중 하나 이상 위로 연장된다. 부가적으로, 용접 융합 구역(420)의 부분, 즉 용접 스커트(423)는 예를 들어 리세스 루트(426)에 근접한 용접 계면(422)의 베드 루트로부터 리세스 개구(428)에 근접한 베드 개구까지 용접 계면(422)의 용접 베드를 따라 측방향으로 연장한다.

튜브 외부면(404)으로부터 돌출하는 용접 융합 구역(420)의 기계적 변형은, 본 예에서, 용접 융합 구역(420)을 소성 변형시키고 제1 및 제2 구성요소(302, 304) 내로 수직으로 구동한다. 도 4b에 도시되어 있는 바와 같이, 기계적 변형(예를 들어, 가공 경화, 냉간 압연, 냉간 가공 등을 포함함)은 용접 융합 구역(420)을 용접 계면(422) 및 각각의 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 아래에 놓인 구성요소 단부(308)를 향해 구동한다. 용접 계면(422)은 본 명세서에 설명된 바와 같이 성형되기 때문에, 용접 계면(422)은 상기에 나타낸(도 4a에서) 용접 계면에 대해 측방향으로 연장하고, 용접 융합 구역(420) 및 각각의 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 구성요소 단부(308)가 그 사이에 용접 계면을 개재한다. 부가적으로, HAZ는 용접 계면(422)의 윤곽을 따르고 이에 따라 또한 측방향으로 연장되고, 다른 방식으로 HAZ의 칼럼에 은폐되거나 격리되지 않는다(도 4a에서와 같이). 이에 따라, 용접 융합 구역(420)의 가공 경화는 용접 융합 구역(420)을 소성 변형시키고, 대응적으로 구역(420)을 어닐링된 용접 계면(422) 내로 구동한다. 용접 융합 구역(420)을 용접 융합 구역(420)을 따라 측방향으로 연장하는 용접 계면(422) 내로 구동함으로써, 용접 계면(422)은 소성 변형되고 이에 의해 용접 융합 구역(420)과 유사한 방식으로 가공 경화된다. 용접 계면(422)의 측방향 연장부(예를 들어, 형상, 프로파일 등)는, 용접 계면(422)의 HAZ가 용접 융합 구역(420)으로부터 소성 변형에 노출되고 다른 방식으로 변형으로부터 격리되지 않는 것(예를 들어, 도 4a의 용접 조립체(310A)에서와 같이)을 보장한다.

도 4b에 도시되어 있는 예에서, 가공 경화는 튜브 외부면(404)의 근접부로부터 튜브 내부면(402)의 근접부로 연장하는 용접 계면(422)의 용접 계면 세그먼트(430)(점선 영역)에 적어도 존재한다. 가공 경화는 예를 들어 튜브 외부면(404)의 근접부로부터 튜브 내부면(402)의 근접부까지, 용접 조립체(310B)를 통해 연속적으로 적용된다. 예를 들어, 도 4a에 도시되어 있는 용접 계면 세그먼트(412)에 대응하는 전술된 용접 조립체(310A)의 어닐링된 부분은 최소화된다(예를 들어, 제거, 감소 등). 대신에, 용접 조립체(310B)는 세그먼트(430)를 이에 따라 가공 경화하고 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 모재와 비교하여 용접 융합 구역(420) 및 용접 계면 세그먼트(430) 각각의 기계적 특성을 향상시키도록 예측 가능하고 일관적으로 소성 변형되는 용접 계면 세그먼트(430)를 포함하는 가공 경화된 용접 계면(422)을 포함한다. 이에 따라, 인장 강도, 항복 강도, 경도, 피로 수명 등과 같은 최대 강도 중 하나 이상을 포함하는 제1 및 제2 구성요소(302, 304)에 대해 특정된 기계적 특성은 용접 조립체(310B)를 통해 전달된다.

이에 따라, 용접 조립체(310B)를 포함하는 구성요소 조립체(300)는, 예를 들어 설치 선박(102)으로부터 해저로 현수되고 인장 응력을 받게 되는 도 1에 도시되어 있는 엄빌리컬(106)과 같은 엄빌리컬과 같이 그렇지 않으면 파괴되게 되는 구성요소 조립체(300)의 국소적 취약성을 최소화하면서 일관적인 기계적 특성을 갖는 조립체를 제공한다. 예를 들어, 튜브 내부(402)의 근접부로부터 튜브 외부(404)의 근접부까지 연장하는 비교적 큰 열 영향 구역(HAZ)을 갖는 예를 들어 도 4a에 도시되어 있는 용접 조립체(310A)에 대조적으로, 도 4b에 도시되어 있는 용접 조립체(310B)는, 도 4b에 도시되어 있는 바와 같이 용접 융합 구역(420)을 통해 측방향으로 연장하는 용접 계면(422)으로 전달된 소성 변형을 통해 제공된 튜브 외부면(404)과 튜브 내부면(402) 사이에서 일관적으로 향상된 기계적 특성(조립체(310A)의 것들에 비해)을 갖는다. 일부 예에서, 냉간 가공이 본 예에서 튜브 외부면(404)에 근접하여 개시되기 때문에, 외부면 및 내부면(404, 402) 사이에 기계적 특성에 일부 편차가 존재한다. 예를 들어, 튜브 외부면(404)에 근접한 용접 조립체(310B)의 항복 강도는 모재의 항복 강도와 일치하거나 심지어 이를 초과하고, 반면 튜브 내부면(402)에 근접한(또한 냉간 가공에 의해 향상됨) 조립체(310B)의 항복 강도는 선택적으로 모재의 것(예를 들어, 10,000 psi 이하)보다 낮다. 이들 편차는 조립체(310A)가 광대한 열 영향 구역(HAZ)을 포함하기 때문에, 10,000 psi, 20,000 psi 또는 30,000 psi 이상의 예시적인 편차를 포함하는 용접 조립체(310A)의 편차와 비교하여 부수적이다.

또한, 도 4a에 도시되어 있는 용접 조립체(310A)에 남아 있는 광대한 열 영향 구역에 대조적으로, 용접 조립체(310B)는 일부 예에서, 예를 들어 열 영향 비드(432)에 의해 도 4b에 도시되어 있는 튜브 외부면(404)에 근접한 부수적인 국소 열 영향 구역을 포함한다. 다른 예에서, 하나 이상의 열 영향 구역은 예를 들어 리세스 루트(426)에 근접한 용접 조립체(310B)의 베이스에 근접하게 유지된다. 이들 예 중 어느 하나에서, 튜브 외부면(404)에 근접하여 제공되는 열 영향 비드(432), 리세스 루트(426)에 국소적인 용접 계면(422)의 나머지 부분 등(다른 부수적인 위치를 포함함)은 전체 가공 경화된 용접 조립체(310B)의 부수적인 구성요소이고, 일부 예에서 조립체(310B)의 나머지의 가공 경화를 통해 다양한 정도로 가공 경화된다. 또 다른 예에서, 그리고 본 명세서에 설명된 바와 같이, 튜브 외부면(404)에 근접한 가공 경화의 정도는, 가공 경화가 튜브 외부면(404)을 따라 개시되기 때문에, 튜브 내부면(402)에 근접한 가공 경화보다 크다. 이들 변형예에 의해서도, 그리고 도 4b에 도시되어 있는 바와 같이, 튜브 내부면(402)의 근접부로부터 튜브 외부면(404)의 근접부로 연장하는 가공 경화된 용접 계면 세그먼트(430)는, 용접 조립체(310B)가 예를 들어, 도 4a에 도시되어 있는 용접 조립체(310A)와 비교할 때 모재의 것들에 근사하는 대응적으로 향상된 기계적 특성을 갖는 것을 보장하는 전체 일관적으로 향상된 기계적 특성을 제공한다.

도 5a 내지 도 5d는 본 명세서에 설명된 구성요소 조립체 중 하나 이상에 대한 다양한 단부 프로파일을 포함하는 구성요소 조립체(501, 503, 505, 507)의 예를 도시하고 있다. 이 단부 프로파일의 각각을 설명하는데 있어서, 대응하는 구성요소 조립체(501, 503, 505)는 용접 조인트 및 대응하는 용접 융합 구역(조인트 내의)을 측방향으로 연장하는 것을 보조한다. 적어도 일부 예에서, 측방향으로 성형된 조인트 및 용접 융합 구역은 용접 계면 뿐만 아니라 용접 융합 구역의 가공 경화를 향상시켜 튜브 등과 같은 구성요소(302, 304)의 모재의 것들에 근사하는 기계적 특성을 갖는 용접 조립체를 제공한다. 이들 단부 프로파일은 이들에 한정되는 것은 아니지만, 기계 가공, 주조, 압연, 다이 성형, 단조 등을 포함하는 하나 이상의 방법으로 형성된다.

먼저 도 5a를 참조하면, 구성요소 조립체(501)는 제1 및 제2 구성요소(302, 304)를 포함한다(예를 들어, 제1 및 제2 튜브의 일부가 도시되어 있음). 제1 및 제2 구성요소(302, 304)는 튜브 외부면(404) 및 튜브 내부면(402)을 포함한다. 도 5a에 도시되어 있는 예에서, 단부 프로파일(500)은 예를 들어 튜브 내부면(402)의 근접부로부터 튜브 외부면(404)을 향해 개방되는 측방향으로 연장하는 테이퍼를 갖는 J 형상으로 제공된다. 각각의 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 구성요소 단부(308)가 서로 근접하여 위치될 때, 용접 조인트(502), 예를 들어 이중 J 형상 용접 조인트는 단부 프로파일(500)에 의해 형성된다.

이제 도 5b를 참조하면, 구성요소 조립체(503)가 단부 프로파일(504)을 갖는 제1 및 제2 구성요소(302, 304)와 함께 도시되어 있다. 본 예에서, 단부 프로파일(504)은 예를 들어 V 형상에 대응하는 경사진 테이퍼를 갖는다. 단부 프로파일(504)은 튜브 내부면(402)의 근접부로부터 튜브 외부면(404)을 향하여 상향으로 테이퍼진다. 제1 및 제2 구성요소(302, 304)가 서로 근접하여 위치된 상태에서, 예를 들어, 각각의 구성요소 단부(308)가 도 5b에 도시되어 있는 인접 방식으로 제공되는 상태에서, 용접 조인트(506)가 형성된다. 본 예에서, 단부 프로파일(504)을 포함하는 용접 조인트(506)는 V 형상 용접 조인트이다.

도 5c는 U 형상 용접 조인트(510)를 갖는 구성요소 조립체(505)의 다른 예를 도시하고 있다. 이전의 예에서와 같이, 구성요소 조립체(505)는 튜브 등과 같은 제1 및 제2 구성요소(302, 304)를 포함한다. 각각의 구성요소는 구성요소 단부(308)를 포함한다. 도 5c에 도시되어 있는 예에서, 구성요소 단부는 예를 들어 U 형상을 갖는 단부 프로파일(508)을 포함한다. 도 5c에 도시되어 있는 바와 같은 단부 프로파일(508)은 도 5a, 도 5b에 도시되어 있는 프로파일과 유사한 측방향 (감쇠되지만) 방식으로 연장한다. 이에 따라, 용접 융합 구역 및 열 영향 구역(HAZ)을 포함하는 결과적인 용접 계면은 도 4b에 도시되어 있는 용접 계면(422)과 유사한 대응하는 측방향 방식으로 연장된다.

도 5d는 제1 및 제2 구성요소(302, 304) 사이에 맞대기형 용접 조인트(514)를 제공하는 구성요소 조립체(507)의 다른 예를 도시하고 있다. 도 5d에 도시되어 있는 바와 같이, 단부 프로파일(512)은 편평하고 또는 정사각형 형상을 가지며, 대응적으로 그 구성요소 단부(308)에서 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 맞대기 결합을 용이하게 한다. 일 예에서, 용접 조인트(514)는 그 사이에 용접 충전제의 비드의 적용을 허용하고, 일부 예에서, 단부 프로파일(512) 사이에 용접 충전제의 다수의 패스의 적용을 용이하게 한다. 용접 충전제는 인접한 모재를 가열 및 용융시켜 용접 융합 구역을 형성한다. 선택적으로, 용접 조인트(514)는 모재의 용접-주조물(예를 들어, 용접 융합 구역을 형성하기 위해 용융되고 재응고된 모재)을 포함하는 자발 용접(autogenous weld)에 사용된다. 본 명세서에 설명된 이전의 예에 대조적으로, 용접 조인트(514)는 예를 들어 도 5a, 도 5b 및 도 4b에서, 이전에 나타낸 측방향으로 연장하는 용접 조인트에 비해 가파르거나 일반적으로 수직 방식으로 연장된다. 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 예를 들어, 도 5a, 도 5b, 도 5c, 도 4b에 도시되어 있는 맞대기 용접 조인트 및 다른 구성요소 조립체를 포함하는 용접 조인트(514)는 일 예에서, 도 5d에 도시되어 있는 각각의 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 용접 계면(512)과 같은 단부 프로파일 뿐만 아니라 용접 조립체의 프로파일 가공 경화를 포함하는 본 명세서에 설명된 가공 경화 기구, 방법 등에 의해 가공 경화된다. 설명될 것과 같이, 예를 들어, 구성요소 단부(308), 단부 프로파일(512) 및 단부 프로파일(512) 사이의 용접 융합 구역을 포함하는 구성요소 조립체의 전체를 변형함으로써, 가공 경화가 예를 들어, 튜브 내부면(402)의 근접부로부터 튜브 외부면(404)의 근접부로 일관적인 방식으로 제공된다.

다른 예에서, 용접 조인트(514)의 단부 프로파일(512)은, 예를 들어 텅스텐 불활성 가스(TIG) 용접 중에 용융되어, 도 4b의 용접 융합 구역(420)과 유사한 테이퍼진 측방향으로 연장하는 용접 융합 구역을 형성한다. 예를 들어, 용접 조인트(514)에 인접하고 튜브 외부면(404)에 근접한 모재는 튜브 내부면(402)에 근접한 모재보다 우선적으로 (더 큰 정도로) 용융된다. 맞대기 용접 조인트(514)로 시작된 용접 조립체는 이에 따라 적어도 용접 융합 구역(420)과 일치하는 방식으로 측방향으로 연장하는 용접 융합 구역을 갖는 테이퍼진 구성을 취한다. 달리 말하면, 단부 프로파일(512) 사이의 용접 융합 구역의 생성은 용접 계면을 측방향으로 연장하는 프로파일(및 융합 구역, 계면 및 모재의 대응 스택 또는 개재부)로 성형하는 데 사용된다. 이에 따라, 심지어 도 5d에 도시되어 있는 바와 같은 맞대기 용접 조인트(514)는, 일부 예에서, 예를 들어 모재와 융합 구역 사이에 적층된 측방향으로 연장하는 용접 계면 내로의 용접 융합 구역의 구동을 포함하여, 본 명세서에 설명된 바와 같이 가공 경화를 위해 구성된다.

또 다른 예에서, 용접 조인트(514)의 단부 프로파일(512)은 본 명세서에서 전술된 바와 같이, 용접 스커트로 선택적으로 커버된다. 용접 계면(예를 들어, 단부 프로파일(512))은 가파르거나 일반적으로 수직이기 때문에, 일 예에서 부가의 재료가 용접 스커트에 포함되는데, 예를 들어, 용접 스커트는 튜브 외부면(402)에 대한 부가의 측방향 커버리지(용접 리세스로부터 외향으로) 또는 부가의 높이 중 하나 이상을 포함한다. 용접 스커트에 대한 이들 변경 중 하나 또는 모두는 본 명세서의 다른 도면에 도시되어 있는 것보다 더 현저한 용접 스커트를 제공한다. 현저한 용접 스커트는 가공 경화 중에 소성 변형을 위한 부가의 재료를 포함한다. 이 용접 스커트의 가공 경화(예를 들어, 용접 조인트(514) 및 인접한 용접 계면 내로의)는 용접 융합 구역 내의 그리고 용접 계면을 따른 광대한 소성 변형을 유발하고, 이에 따라 가파른 또는 일반적으로 수직 용접 조립체(본 명세서에 설명된 측방향으로 연장하는 용접 조인트 및 다른 용접 조립체의 계면에 추가하여)를 일관적으로 예측 가능하게 가공 경화한다.

도 6은 도 5a에 이미 도시되어 있는 단면 구성요소 조립체(501)의 상세도를 도시하고 있다. 본 예에서, 구성요소 조립체(501)(예를 들어, 예에서 튜브 조립체)는 서로 근접한 제1 및 제2 구성요소(302, 304) 튜브를 포함한다. 전술된 바와 같이, 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 각각의 구성요소 단부(308)의 단부 프로파일(500)은 이중 J 형상 용접 조인트(502)를 제공한다. 구성요소 조립체(501)의 용접 리세스(602)는 단부 프로파일(500)의 윤곽을 따르고, 이에 따라 예를 들어, 리세스 루트(604)로부터 리세스 개구(606)까지 측방향 방식으로 연장한다. 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 리세스 루트(604)는 튜브 내부면(402)에 근접하고, 반면 리세스 개구(606)는 튜브 외부면(404)에 근접한다(그리고 튜브 내부면(402)으로부터 이격함). 다른 예에서, 그리고 본 명세서에서 전술된 바와 같이, 예를 들어 도 5b, 도 5c 등에 도시되어 있는 단부 프로파일(500) 또는 다른 단부 프로파일 중 하나 이상은 튜브 내부면(402)을 따라 제공된다. 이 반대의 예에서, 리세스 루트(604)는 튜브 외부면(404)에 근접하여 위치되고, 반면 리세스 개구(606)는 튜브 내부면(402)에 근접하여 제공된다.

도 6에 또한 도시되어 있는 바와 같이, 단부 프로파일(500)은 용접 조인트(502) 및 용접 계면(608)의 테이퍼진 프로파일을 형성한다. 단부 프로파일(500)(및 용접 계면(608))은 선택적으로 튜브 내부면(402)에 근접한 리세스 루트(604)를 따라 연장된다. 본 예(용접 및 가공 경화 전의 구성요소 조립체(501)의 중간 구성)에서, 용접 계면(608)은 구성요소(302, 304)의 모재의 것들에 대응하는 기계적 특성을 갖는다. 예를 들어, 제1 및 제2 구성요소(302, 304)가 가공 경화된 스테인리스 강, 듀플렉스 스테인리스 강, 수퍼 듀플렉스 스테인리스 강, 하이퍼 듀플렉스 스테인리스 강, 아연 코팅된 니트로닉 19D, 니켈 합금 등 하나 이상을 포함하는 경우, 용접 계면(608)은 본 예에서 (용접 전에)는 또한 이들 정합하는(예를 들어, 동일하거나 실질적으로 유사한) 특성을 갖는다. 예를 들어, 용접 융합 구역에서 결합하기 전의 용접 계면(608)은 가공 경화된 (어닐링되지 않은) 구조체를 포함하고 이에 의해 제1 및 제2 구성요소의 나머지와 유사한 또는 동일한 특성을 갖는다. 이 특성은 항복 강도, 최대 강도, 경도, 피로 수명 등 중 하나 이상을 포함하지만 이들에 한정되는 것은 아니다.

도 6에 도시되어 있는 단부 프로파일(500)을 포함하는 구성요소 조립체(501)는 본 명세서에 도시되어 있는 바와 같이 각각의 도 7a 내지 도 9의 구성요소 조립체에 사용된 베이스 프로파일이다. 구성요소 조립체(501)는 이에 따라 도 6의 중간 구성으로 도시되어 있고 각각의 진행 도면에 도시되어 있는 바와 같이 처리된다.

도 7ai은 구성요소 조립체(501)의 제1 중간 구성을 도시하고 있다. 이 중간 구성에서, 용접 융합 구역(702)은 용접 리세스(602) 내에, 예를 들어 리세스(602)의 리세스 루트(604) 내에 제공된다. 용접 융합 구역(702)은 리세스 루트(604)의 자발 구역 또는 용융된 모재와 혼합된 용접 충전제를 포함하는 융합 구역을 선택적으로 포함한다. 도시되어 있는 바와 같이, 용접 융합 구역(702)은 본 예에서, 리세스 루트(604) 내에 제1 패스로서 제공되고 용접 리세스(602)를 부분적으로 충전한다. 리세스 개구(606)와 같은 리세스의 나머지는 이 중간 구성에서, 개방된 상태로 유지된다. 도 7ai에 또한 도시되어 있는 바와 같이, 구성요소 조립체(501)의 각각의 측면 상의 용접 계면(608)은 리세스 루트(604)로부터 튜브 외부면(404)을 향해 측방향으로 연장된다. 이에 따라, 본 예에서, 용접 계면(608)을 포함하는 구성요소 조립체(501)는 리세스 루트(604)의 근접부(예를 들어, 또한 튜브 내부면(402)의 근접부)로부터 튜브 외부면(404)의 근접부로 연장된다. 도 7ai에 도시되어 있는 예에서, 용접 계면(608)을 따라 연장하는 용접 융합 구역(702)은 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 모재를 가열하고, 이에 따라 모재를 열 영향 구역(700)으로 전이한다. HAZ(700)는 용접 융합 구역(702)에 인접한 용접 계면(608)을 따라 연장된다.

도 7aii에 도시되어 있는 바와 같이, 용접 융합 구역(702)은 용접 리세스(602)를 예를 들어 리세스 개구(606)에 충전한다. 도시되어 있는 뷰에서, 용접 융합 구역(702)은 튜브 내부면(402)에 근접한 리세스 루트(604)로부터 튜브 외부면(404)(예를 들어, 리세스 개구(606))의 근접부까지 연장된다. 이에 따라, 본 예에서, 용접 리세스(602)는 용접 융합 구역(702)의 하나 이상의 패스(예를 들어, 용접 충전제, 용접-주조물 또는 용융된 모재 등 중 하나 이상을 포함함)에 의해 충전된다. 예를 들어, 보충 용접부(706)가 베이스 용접부(704) 위에 제공된다. 보충 용접부(706)는 용접 리세스(602) 내에 용접 융합 구역(702)을 갖는 하나 이상의 부가의 패스를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 7aii에 또한 도시되어 있는 바와 같이, 모재의 열 영향 구역(HAZ)(700)은 용접 융합 구역(702) 및 용접 계면(608)을 따라 연장된다. 용접 융합 구역(702)이 용접 리세스(602) 내에 적용된 상태에서, 용접 계면(608)의 모재는 어닐링되고(HAZ(700)를 형성함), 이에 따라 모재의 기계적 특성은 용접 계면(608)을 따라 저하된다. 예를 들어, 본 명세서에서 전술된 바와 같이, 최대 강도, 항복 강도, 경도, 피로 수명 등 중 하나 이상이 구성요소 조립체(501) 내에서 감소된다. 본 명세서에서 전술된 바와 같이, HAZ(700) 및 용접 계면(608)은 측방향으로 연장되고, 각각의 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 단부 프로파일(500)에 의해 제공되는 바와 같은 용접 리세스(602)의 윤곽을 따른다. 용접 융합 구역(702)은 예를 들어 리세스 루트(604)로부터 리세스 개구(606)까지 상보적인 측방향 방식으로 연장된다. 또한, 도 7aii에 도시되어 있는 바와 같이, 측방향으로 연장하는 용접 계면(608) 및 대응하는 HAZ(700)는 용접 융합 구역(702)(위)과 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 어닐링되지 않은 모재(아래) 사이에 있다. 예를 들어, 용접 계면(608) 및 HAZ(700)는 그 사이에 개재되거나 적층된다.

선택적으로, 맞대기 용접 조인트(514)(도 5d 참조)를 위한 단부 프로파일(512)과 같은, 심지어 가파른 또는 수직 프로파일조차도 측방향으로 연장하는 용접 계면(608) 및 대응하는 측방향으로 연장하는 HAZ(700)(계면 내 또는 일부)를 형성하도록 조절된다. 본 명세서에서 전술된 바와 같이, 용접 조인트(514)의 단부 프로파일(512)은 예를 들어 텅스텐 불활성 가스(TIG) 용접 중에 용융되어, 도 5a, 도 5b에 도시되어 있는 프로파일과 유사한 테이퍼진 용접 프로파일을 형성한다. 예를 들어, 용접 조인트(514)에 인접하고 튜브 외부면(404)에 근접한 모재는 튜브 내부면(402)에 근접한 모재보다 우선적으로 (더 큰 정도로) 용융된다. 모재의 우선적인 용융은 도 4b에 도시되어 있는 용접 융합 구역(420)(및 본 명세서에 제공된 다른 예시적인 측방향으로 연장하는 융합 구역)과 일치하는 방식으로 측방향으로 연장되는 용접 융합 구역(용접-주조물 모재를 포함함)을 갖는 테이퍼진 구성으로 맞대기 용접 조인트(514)를 전이한다. 용접 계면의 나머지 고형, 그러나 어닐링된 모재는 용접 융합 구역에 대응하는 측방향 윤곽을 갖는다. 달리 말하면, 단부 프로파일(512) 사이의 용접 융합 구역의 생성은 측방향으로 연장하는 프로파일로 용접 계면을 성형한다. 이에 따라, 심지어 도 5d에 도시되어 있는 바와 같은 맞대기 용접 조인트(514)는, 일부 예에서, 본 명세서에 설명된 바와 같이 가공 경화를 위해 구성된다(예를 들어, 열 영향 구역을 갖는 측방향으로 연장하는 용접 계면 내로의 용접 융합 구역의 구동).

이제 도 7b를 참조하면, 구성요소 조립체(501)는 용접 융합 구역(702)의 부가의 부분이 제공된 상태의 다른 중간 구성에 있다. 도 7b에 도시되어 있는 바와 같이, 용접 융합 구역(702)의 부가의 부분은 보충 용접부(706) 및 베이스 용접부(704)의 상부에 용접 스커트(708)를 포함한다. 다른 예에서, 용접 융합 구역(702)은 단일 단계로, 예를 들어, 용접 리세스(602) 전체에(예를 들어, 단일 패스로) 더 큰 체적의 용접 충전제 및 용융된 모재가 적용된 상태로 적용되고, 선택적으로 용접 스커트(708)를 포함한다.

도 7b에 도시되어 있는 바와 같이, 용접 스커트(708)를 포함하는 용접 융합 구역(702)은 베이스 용접부(704) 및 보충 용접부(706)에 대해 측방향으로 연장된다. 용접 스커트(708)는 일 예에서, 예를 들어 J 프로파일, U 프로파일, V 프로파일 등 중 하나 이상으로, 본 명세서에서 전술된 바와 같이 형성된 용접 계면(608)에 의해 제공되는 윤곽을 따른다. 도 7b에 도시되어 있는 예에서, 용접 스커트(708)는 구성요소 조립체(501)의 하나 이상의 표면으로부터 돌출된다. 본 예에서, 용접 스커트(708)는 튜브 외부면(404)에 대해 수직으로 돌출한다. 다른 예에서, 용접 융합 구역(702)은 예를 들어 튜브 내부면(402)으로부터 돌출하고, 여기서 구성요소 조립체(501)는 용접 계면(608)의 프로파일이 반대 방식으로 연장하는 상태로 역전되고 튜브 외부면(404)에 근접한 리세스 루트(604)로부터 튜브 내부면(402)에 근접한 리세스 개구(606)를 향해 테이퍼진다.

도 7aii 및 도 8은 가공 경화 전의 완전한 또는 거의 완전한 구성의 용접 조립체(710)를 도시하고 있다. 용접 조립체(710)는 가공 경화되지 않기 때문에, 열 영향 구역(HAZ)(700)은 용접 융합 구역(702)을 따라 그리고 용접 조립체(710)의 용접 계면(608) 내에 제공된다. 도 7aii에 도시되어 있는 중간 구성의 용접 조립체(710)는 도 8에 도시되어 있는 용접 스커트를 포함하지 않지만, 용접 조립체(710)는 일 예에서, 본 명세서에 설명된 바와 같이 가공 경화를 위해 구성된다(예를 들어, 구성요소(302, 304)의 모재와 일치하는 하나 이상의 재료 특성을 제공하기 위해). 예를 들어, 일 예에서, 도 7aii의 용접 조립체(710)는 용접 융합 구역(702)을 용접 계면(608) 및 그 내부의 HAZ(700) 내로 구동함으로써 소성 변형된다. 용접 융합 구역(702)은 튜브 외부면(404)보다 작은 높이로 기계적으로 변형된다. 예를 들어, 용접 융합 구역(702)은 튜브 내부면(402) 및 용접 계면(608)을 향해 기계적으로 변형(예를 들어, 만입)된다. 본 예에서, 용접 융합 구역(702)의 소성 변형은 용접 융합 구역(702)을 HAZ(700) 내로 구동하고, HAZ(700)를 포함하는 용접 계면(608)은 소성 변형되어 이에 의해 가공 경화된다.

도 7aii에 도시되어 있는 용접 조립체에 대조적으로, 도 7b에 도시되어 있는 용접 조립체(710)는 용접 스커트(708)와 함께 튜브 외부면(404)으로부터 이격하여 돌출하는 용접 융합 구역(702)을 포함한다. 일 예에서, 용접 융합 구역(702)은 이 구성에서, 용접 융합 구역(702)을 구성요소 조립체(501) 내로 구동하도록 기계적으로 변형되고, 이에 의해 또한 그 내에 HAZ(700)를 포함하는 아래에 놓인 용접 계면(608)을 기계적으로 변형한다. 전술된 바와 같이, 용접 융합 구역(702)의 변형은 HAZ(700)를 변형시키고 용접 계면(608)을 가공 경화하여 이에 의해 용접 조립체(710)의 기계적 특성을 증가시킨다. 일 예에서, 용접 조립체(710)의 기계적 특성이 증가되고, 일 예에서, 구성요소의 가공 경화된 모재를 포함하여 구성요소(302, 304)의 모재의 기계적 특성에 근접하거나 동일하다. 다른 예에서, 예를 들어, 도 7b에 도시되어 있는 바와 같은 용접 스커트(708)를 포함하는 용접 융합 구역(702)은 튜브 외부면(404)과 동일 높이 구성으로 변형된다. 다른 예에서, 용접 융합 구역(702)은 예를 들어 용접 융합 구역(702)에 대해 도시되어 있는 높이와 튜브 외부면(404) 사이의 높이(예를 들어, 도 7b에 원래 도시되어 있는 바와 같이 용접 융합 구역(702)에 대해 더 적은 정도로 튜브 외부면(404)으로부터 돌출함)로 도 7b에 도시되어 있는 중간 구성에 대해 변형된다. 또 다른 예에서, 용접 융합 구역(702)은 튜브 외부면(404)에 대해 만입된 구성으로 변형된다(도 7aii와 관련하여 설명된 바와 같이). 이 예에서, 용접 스커트(708)를 포함하는 용접 융합 구역(702)은 예를 들어, 튜브 외부면(404) 아래에 리세스 형성된 또는 만입된 구성을 갖는다.

도 8은 용접 조립체(710)를 포함하는 구성요소 조립체(501)의 다른 예시적인 중간 구성을 도시하고 있다. 본 예에서, 구성요소 조립체(501)는 성형된 용접 스커트(800)를 포함한다. 예를 들어, 도 7b에 도시되어 있는 용접 스커트(708)의 돌출부와 같은 용접 융합 구역(702)은 튜브 외부면(404)에 대해 일정한 높이로 용접 융합 구역(702)을 제공하도록 처리된다(예를 들어, 기계 가공 등에 의해). 일부 예에서, 용접 스커트(708)는 특정 높이, 예를 들어 도 8에 도시되어 있는 높이로 성형된다. 도 8에 도시되어 있는 높이 또는 특정 높이로부터 튜브 외부면(404)에 대해 동일 높이 또는 다른 높이(예를 들어, 튜브 외부면 위 또는 아래를 포함)로의 성형된 용접 스커트(800)를 포함하는 용접 융합 구역(702)의 가공 경화는, 용접 융합 구역(702) 및 용접 계면(608)을 포함하는 용접 조립체(710)의 기계적 특성을, 예를 들어 가공 경화된 구성요소(302, 304)의 모재의 기계적 특성에 근접하고, 동일하고, 크거나 근사하는 특정 값으로 증가시키도록 구성된다.

일 예에서, 성형된 용접 스커트(800)의 특정 높이는, 예를 들어 소성 변형될 때(예를 들어, 도 9에서와 같은 동일 높이 구성으로) 용접 조립체(710)의 기계적 특성을 모재의 것들에 근접한 값으로 증가시키는 룩업 테이블, 실험 테스트 등을 통해 미리 결정된 높이 치수에 대응한다. 즉, 일 예에서, 성형된 용접 스커트(800)로 도시되어 있는 상승된 위치로부터 동일 높이 구성으로의 용접 융합 구역(702)의 변형은 용접 조립체(710)가 모재의 것들에 근사하거나 근접하는 하나 이상의 기계적 특성을 달성한다. 특정 높이를 갖는 용접 융합 구역(702)을 소성 변형함으로써, 용접 조립체(710)의 기계적 특성은, 변형(이 경우에, 높이의 감소)이 일관적이기 때문에, 용접 조립체에서 일관적이다.

도 9는 완성된 가공 경화된 용접 조립체(900)의 일 예를 도시하고 있다. 본 예에서, 용접 융합 구역(702)은 도 8에 이미 도시되어 있는 구성에 비해 가공 경화된다. 예를 들어, 성형된 용접 스커트(800)를 갖는 용접 융합 구역(702)은 소성 변형되고 구성요소 조립체(501) 내로 구동된다. 본 예에서, 용접 융합 구역(702)은 튜브 외부면(404)과 동일 높이에 있다. 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 예를 들어 용접 조립체(900)에서 구성요소 조립체(501)에 인가된 힘은 실선 화살표로 도시되어 있다. 본 예에서, 기계적 변형은 예를 들어 용접 조립체(900)에 대해 국소화된 방식으로 튜브 외부면(404)을 따라 개시된다. 다른 예에서, 변형은 또한 예를 들어 구성요소 조립체(501)의 내부로부터 튜브 내부면(404)을 따라 반대 방향으로 제공된다. 본 예에서(점선 화살표로 도시됨), 구성요소 조립체(501)를 이에 따라 지지하고 용접 융합 구역(702), 용접 계면(608) 등의 소성 변형 중에 구성요소 조립체(501)에 베이스를 제공하기 위해 지지, 부가의 힘(내부 기반 가공 경화 도구에 의해 제공된 힘) 등 중 하나 이상이 튜브 내부면(404)을 따라 인가된다. 튜브 내부면(404)을 따라 제공된 지지 또는 부가의 힘(대향된 가공 경화를 포함함) 중 하나 이상을 갖는 예에서, 도 9에 도시되어 있는 가공 경화 만입부(904) 또는 내부 변형은 존재하지 않는다. 대신에, 튜브 내부면(404)은 도 9에서 좌측으로부터 우측으로 연장하는 실질적으로 등축 구성을 갖는다.

도 9에 도시되어 있는 예에서, 용접 융합 구역(702), 용접 계면(608) 등은 일 예에서, 튜브 외부면(404)을 따라 인가되는 힘에 의해 소성 변형된다. 전술된 바와 같이, 용접 융합 구역(702) 및 용접 계면(608) 아래에 놓인(예를 들어, 스택, 샌드위치 등의) 제1 및 제2 구성요소(302, 304)는 최대 강도, 항복 강도, 경도, 피로 수명 등 중 하나 이상을 포함하는 향상된 기계적 특성을 갖는 모재로 구성된다. 이들 강건한 재료는 예를 들어 튜브 외부면(404)을 따라 인가된 힘에 의해 발생되는 소성 변형 중에 용접 융합 구역(702) 및 용접 계면(608)에 대한 베이스 또는 지지를 제공한다. 본 예에서, 도 9에 도시되어 있는 가공 경화 만입부(904)는 선택적으로 구성요소 조립체(501)에 포함된다.

도 9에 도시되어 있는 용접 융합 구역(702)은 단계적 구성으로 제공되고, 예를 들어 리세스 루트(604)로부터 용접 리세스(602) 내의 리세스 개구(606)의 하나 이상의 에지까지 측방향으로 연장된다. 전술된 바와 같이, 용접 리세스(602)는 구성요소(302, 304)의 단부 프로파일(예를 들어, 본 명세서에 프로파일들 중 하나 이상 등)에 의해 경계 형성되고 리세스 및 용접 계면(608)은 측방향으로 연장된다. 이에 따라, HAZ(700)(가공 경화 전에 도 8에 도시됨)는 또한 용접 융합 구역(702) 및 용접 리세스(602)에 대해 측방향으로 연장된다. 이 측방향으로 연장하는 구성에서, 용접 계면(608)은 용접 융합 구역(702)을 위한 용접 베드이다. 용접 계면(608)(예를 들어, 용접 베드)은, 예를 들어, 구성요소(302, 304)의 어닐링되지 않은 모재 위로 측방향으로 연장하는 용접 베드 바닥부(802) 및 용접 융합 구역(702) 아래로 측방향으로 연장하는 용접 베드 천장(804) 중 하나 이상을 포함한다. 원래 도 8에 도시되고 도 9에 다시 도시되어 있는 이 구성에서, 용접 융합 구역(702), 용접 계면(608) 및 아래에 놓인 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 모재는 적층 구성을 형성하고 이에 따라 용접 계면(608) 뿐만 아니라 HAZ(700)(도 8에 도시됨)를 그 사이에 개재한다. 용접 융합 구역(702), 용접 계면(608) 및 구성요소(302, 304)의 아래에 놓인 모재의 적층된 층에 횡단 방향으로 힘이 인가됨에 따라(도 9에 도시된 바와 같이), 용접 융합 구역(702)은 개재된 용접 계면(608) 내로 구동된다. 용접 융합 구역(702)을 통해 전달되고 용접 계면(608) 내로 계속되는 소성 변형은 용접 융합 구역(702) 및 그 내에 HAZ(700)를 포함하는 측방향으로 연장하는 용접 계면(608)의 모두를 가공 경화한다. 용접 계면(608)은 측방향으로(예를 들어, 리세스 루트(604)의 근접부로부터 리세스 개구(606)의 근접부로) 연장하기 때문에, 용접 융합 구역(702)의 변형은 용접 계면(608)으로 신뢰적으로 전달되어, 수직 또는 가파른 각도의 용접 계면(410)(예를 들어, 도 4a에 도시된 바와 같이 표면(402, 404)에 근접한)을 갖는 국소 방식에 대조적으로 분배 방식으로 HAZ(700)를 소성 변형시킨다(도 8에 도시됨). 가공 경화된 용접 조립체(900)의 용접 계면(608), 예를 들어 리세스 루트(604)의 근접부로부터 리세스 개구(606)의 근접부로 연장하는 계면 세그먼트는 일관적으로 그리고 예측 가능하게 가공 경화된다. 일 예에서, 이들에 한정되는 것은 아니지만, 용접 융합 구역(702), 용접 계면(608), 뿐만 아니라 용접 계면(608) 아래에 놓이고 그에 인접한 구성요소(302, 304)의 주변 모재를 포함하는 도 9에 도시되어 있는 가공 경화된 용접 조립체(900)는 모재의 것에 근접한(예를 들어, 모재의 1,000 이하, 2,000 이하, 4,000 이하, 6,000 이하, 8,000 이하 psi 중 하나 이상 내에 있음) 가공 경화된 기계적 특성(예를 들어, 항복 강도, 최대 강도, 피로 수명 등)을 포함한다. 다른 예에서, 가공 경화된 용접 조립체(900)는, 예를 들어 항복 강도 등과 같은 하나 이상의 기계적 특성에서 대략 30,000 psi의 편차와 같은, 다른 용접 조립체와 모재(예를 들어, 도 4a에 도시된 예에서와 같이) 사이의 상당한 편차에 대조적으로 모재에 근접한 향상된 기계적 특성을 갖는다.

일 예에서, 가공 경화된 용접 조립체(900)는 예를 들어 용접 조립체(900)의 에지에 제공된 하나 이상의 열 영향 비드(902)를 더 포함한다. 이 열 영향 비드(902)는 일 예에서, 용접 계면(608)에 그리고 용접 융합 구역(702)의 에지를 넘어 제공된다. 용접 융합 구역(702)은 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 인접한 모재를 가열하고 이에 의해 어닐링하기 때문에, 열 영향 비드(902)는 본 명세서에 설명된 바와 같이 가공 경화 후에 용접 조립체(900)의 에지에서 열 영향을 받거나 어닐링된 상태로 유지되는 모재의 최소 부분(예를 들어, 부수적인 부분)을 구성한다. 열 영향 비드(902)는 용접 융합 구역(702)의 에지에 있고, 반면 가공 경화된 용접 조립체(900)의 나머지는 튜브 외부면(404)의 근접부로부터 튜브 내부면(404)의 근접부로 연장한다. 예를 들어, 용접 계면(608)의 계면 세그먼트(열 영향 비드(902)를 포함하지 않음)는 외부면(404)의 근접부로부터 내부면(404)의 근접부로 연장하여 각각의 용접 계면(608)에 향상된 특성을 제공하고 이에 의해 가공 경화된 용접 조립체(900)의 전체 강도를 향상시킨다. 열 영향 비드(902)는 이에 의해 모재에 대한 기계적 특성의 부수적인 감소를 구성하고, 반면 용접 융합 구역(702) 뿐만 아니라 튜브 외부면(404)의 근접부로부터 내부면(404)의 근접부로 연장하는 용접 계면(608)을 포함하여, 가공 경화된 용접 조립체(900)의 나머지는 모두 가공 경화되고 이에 따라 모재의 것들에 근사하는(동일한, 가까운, 근접한 등을 포함함) 기계적 특성을 갖는다.

도 10a 내지 도 10f는 가공 경화된 용접 조립체(또는 용접 조립체가 형성될 때 조립체의 중간 구성)를 포함하는 구성요소 조립체(1000)의 다른 예를 도시하고 있다. 본 명세서에 도시되어 있는 바와 같이, 구성요소 조립체(1000)는 용접 충전제, HAZ 등을 포함하는 용접 조립체의 하나 이상의 특징에 추가하여, 예를 들어 그 구성요소 단부(1012)와 같은 제1 및 제2 구성요소(1002, 1004)의 모두의 변형을 통한 가공 경화 중에 소성 변형된다.

먼저 도 10a를 참조하면, 제1 및 제2 구성요소(1002, 1004)는 다른 것과 정렬된 각각의 구성요소 단부(1012)와 근접하게 도시되어 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 제1 및 제2 구성요소(1002, 1004)는 본 명세서에 설명된 전술된 제1 및 제2 구성요소(302, 304)와 적어도 일부 유사한 특징을 포함한다. 예를 들어, 본 예에서, 제1 및 제2 구성요소(1002, 1004)는 튜브이고 튜브 외부면(1008)(예를 들어, 일 예에서, 외경, 내부 직경 등) 및 튜브 내부면(1010)(예를 들어, 내경, 내부 직경 등)을 포함한다. 구성요소 조립체(1000)는 제1 및 제2 구성요소(1002, 1004)의 나머지의 전체 프로파일(1014)에 정합하는 단부 프로파일(1016)을 갖고 추가로 도시되어 있다. 일 예에서, 전체 프로파일(1014)은 일관적인 프로파일인데, 예를 들어 제1 및 제2 구성요소(1002, 1004)의 형상, 크기, 직경 등은 각각의 구성요소의 단부 사이에서 동일하게 유지된다. 도 10a의 단부 프로파일(1016)의 적어도 일부는 도 5d에 도시되어 있는 단부 프로파일(512)과 유사하고 맞대기 조인트를 제공한다. 도 10a 내지 도 10f에 도시되어 있는 예에서, 단부 프로파일(1016)은 단부에 근접한 구성요소(1002, 1004)의 부분, 예를 들어 도 10b, 도 10c 등에서 변형된 구성요소의 부분을 더 포함한다.

도 10b는 구성요소 조립체(1000)의 중간 구성을 도시하고 있다. 본 예에서, 구성요소 조립체(1000)는 제1 및 제2 구성요소(1002, 1004)의 전체 프로파일(1014)에 대해 가변 단부 프로파일(1018)을 갖는 구성요소 단부(1012)를 포함한다. 도 10b에 도시되어 있는 바와 같이, 가변 단부 프로파일(1018)은 본 예에서, 전체 프로파일(1014)(및 도 10a에 도시되어 있는 단부 프로파일(1016))에 대해 확개된 또는 확장된 프로파일을 포함한다. 다른 예에서, 가변 단부 프로파일(1018)은 수축 단부 프로파일, 비원형 프로파일(베이스 원형 전체 프로파일에 대한) 등 중 하나 이상을 포함하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 또 다른 예에서, 가변 단부 프로파일(1018)은 전체 프로파일(1014)에 대해 상이한 형상을 단부 프로파일(1018)에 제공하도록 구성된 협소부, 주름부 등 중 하나 이상을 포함한다. 또 다른 예에서, 가변 단부 프로파일(1018)은 제1 및 제2 구성요소(1002, 1004)의 구성요소 단부(1012)의 초기 구성이다. 본 예에서, 예를 들어, 구성요소 조립체(1000)의 도 10a에 도시되어 있는 이전의 구성은 존재하지 않는다. 대신에, 제1 및 제2 구성요소(1002, 1004)는 예를 들어 전체 프로파일(1014)에 대해 가변 단부 프로파일(1018)과 함께 본 명세서에 도시되어 있는 가변 프로파일로 제공된다.

도 10c는 준비된 용접 조인트(1020)를 갖는 다른 중간 구성을 도시하고 있다. 본 예에서, 구성요소 단부(1012)의 부분에 대응하는 용접 조인트(1020)는 제1 및 제2 구성요소(1002, 1004)를 단부-대-단부로 연결하기 위해 용접을 위해 준비된다. 본 예에서, 용접 조인트(1020)의 용접 계면(1022)은 이들에 한정되는 것은 아니지만, U 형상 용접 계면, V 형상 용접 계면, J 형상 용접 계면, 맞대기 용접 형상 용접 계면(1022)(예를 들어, 도 5a 내지 도 5d 참조), 수직 또는 가파른 각도 형성된 용접 계면 등을 포함하는 다른 용접 계면(예를 들어, 도 4a 참조)을 포함하여, 본 명세서에 설명된 프로파일들 중 하나 이상을 포함한다. 선택적으로, 용접 조인트(1020)를 형성하는 구성요소 단부(1012)는 예를 들어 특정 용접 계면(1022)을 제공하기 위해 성형, 기계 가공 등 중 하나 이상을 통해 준비된다.

도 10d는 용접 조립체(1024)를 갖는 구성요소 조립체(1000)를 도시하고 있다. 용접 충전제(1026)가 예를 들어 도 10c에 도시되고 전술된 용접 계면(1022)에 의해 형성된 대응하는 용접 리세스 내에 제공된다. 도시되어 있는 바와 같이, 용접 충전제(1026)는 본 예에서, 제1 및 제2 구성요소(1002, 1004)로부터 돌출하고, 예를 들어 가변 단부 프로파일(1018) 내에 튜브 외부면(1008)의 이들 부분을 형성한다.

도 10d에 또한 도시되어 있는 바와 같이, 용접 조립체(1024)는 본 예에서, 용접 충전제(1026)에 인접한 열 영향 구역(HAZ)(1028)을 포함한다. HAZ(1028)는 용접 계면(1022)과 일치하고 그에 포함된다. 전술된 바와 같이, 용접 계면(1022)으로의 가열된 용접 충전제(1026)의 적용은 용접 계면(1022)(그렇지 않으면 용융되어 융합 구역(1026)에 포함되지 않음)을 따라 제1 및 제2 구성요소(1002, 1004)의 모재를 어닐링한다. 용접 조립체(1024)에서 모재의 어닐링은 구성요소(1002, 1004)의 모재의 전체 기계적 특성에 대해 구성요소 조립체(1000) 내에 국소적 취약성을 생성한다. 예를 들어, 전술된 바와 같이, HAZ(1028)를 형성하기 위한 용접 융합 구역(1026)에 의해 야기된 용접 계면(1022)의 가열로 인해, 최대 강도, 항복 강도, 경도, 피로 수명 등 중 하나 이상이 감소된다.

구성요소 조립체(1000)는 도 10e에 다시 도시되어 있다. 본 예에서, 도 10d에 이미 도시되어 있는 용접 융합 구역(1026)은 예를 들어 성형된 용접 융합 구역(1030) 내로 기계 가공함으로써 선택적으로 성형된다. 도시되어 있는 바와 같이, 성형된 용접 융합 구역(1030)은 본 예에서, 제1 및 제2 구성요소(1002, 1004)의 구성요소 단부(1012)의 나머지와 실질적으로 동일 높이이다. 구성요소 단부(1012)는 구성요소(1002, 1004)의 전체 프로파일(1014)에 대해 가변 단부 프로파일(1018)을 유지한다. 도 10e에 도시되어 있는 용접 융합 구역(1030)의 성형은 선택적이다. 다른 예에서, 용접 조립체(1024)로부터 돌출하는 용접 융합 구역(1026)은 예를 들어 본 명세서에 설명된 바와 같은 용접 조립체의 하나 이상의 특징의 향상된 가공 경화를 용이하게 하도록 유지된다(예를 들어, 용접 융합 구역(1026) 및 측방향으로 연장하고 아래에 놓인 용접 계면의 모두의 국소 변형을 갖고).

도 10f는 도 10d 및 도 10e에 이미 도시되어 있는 가변 단부 프로파일(1018)에 대해 변형된 단부 프로파일(1034)을 갖는 구성요소 단부(1012)를 포함하는 가공 경화된 용접 조립체(1032)를 도시하고 있다. 도 10f에 도시되어 있는 예에서, 변형된 단부 프로파일(1034)은 전체 프로파일(1014)과 정합한다. 다른 예에서, 변형된 단부 프로파일(1034)은 전체 프로파일(1014)과 정합하지 않지만, 도 10e에 도시되어 있는 가변 단부 프로파일(1018)에 비해 다르게 변한다. 예를 들어, 변형된 단부 프로파일(1034)은 전체 프로파일(1014)에 비해 만입되고, 전체 프로파일(1014)에 비해 확장되고 원래의 가변 단부 프로파일(1018)보다 작으며, 가변 단부 프로파일(1018) 등과 비교하여 상이한 형상 또는 크기를 포함한다.

용접 융합 구역(1026) 및 용접 계면(1022)을 포함하는 구성요소 단부(1012)의 소성 변형은 기계적 특성을 향상시키고 가공 경화된 용접 조립체(1032)를 대응적으로 형성한다. 가공 경화된 용접 조립체의 다른 예에 관하여 전술된 바와 같이, 도 10f에 도시되어 있는 가공 경화된 용접 조립체(1032)는 본 명세서에 설명된 다른 용접 조립체에 비해 향상된 기계적 특성을 포함한다. 예를 들어, 가공 경화된 용접 조립체(1032)는 제1 및 제2 구성요소(1002, 1004)의 모재의 기계적 특성에 근사하거나 또는 기계적 특성에 정합하는 최대 강도, 항복 강도, 경도, 피로 수명 등과 같은 하나 이상의 기계적 특성을 포함한다.

본 예에서, 용접 조립체(예를 들어, 도 9에 도시됨)의 국소 기계적 변형과 대조적으로 구성요소 단부(1012)의 기계적 변형은 가공 경화된 용접 조립체(1032) 뿐만 아니라 용접 조립체(1032) 자체 주위의 전체 영역을 소성 변형한다. 이에 따라, 용접 융합 구역(1026) 및 용접 계면(1022)은 일부 예에서 본 명세서에 제공된 전술된 용접 조립체에 대해 수직 또는 가파른 프로파일을 가질 수도 있지만, 가공 경화된 용접 조립체(1032)에 인접한 구성요소 단부(1022)의 전체가 소성 변형되기 때문에, 용접 조립체(1032)를 포함하는 단부 프로파일의 기계적 특성이 개선된다. 도 10a 내지 도 10f에 도시되어 있는 분배된 가공 경화를 포함하는 가공 경화된 용접 조립체(1032)는 예를 들어, 도 9에 도시되어 있는 가공 경화된 용접 조립체(900)와 유사한 기계적 특성을 제공한다.

예시적인 용접 조립체(1032)에 의해 용접 조립체(1032)에서의 기계적 특성은 용접 조인트(1020)(예를 들어 맞대기 조인트)의 최소 준비로도 향상된다. 예를 들어, 도시되어 있는 측방향으로 연장하는 용접 계면(1022)(예를 들어, U 형상, J 형상, V 형상 등)을 갖는 대신에, 용접 조인트(1020)는 맞대기 용접 계면 또는 깊은 U 형상 용접 계면과 같은 실질적으로 수직 또는 가파른 계면이다. 예를 들어, 맞대기 용접 계면으로, 구성요소 단부(1012)의 가변 단부 프로파일(1018)은 표면-대-표면 방식으로 정합되고, 일 예에서, 용접 융합 구역(1026)이 그 사이에 형성된다. 예를 들어, 가변 단부 프로파일(1018)을 갖는 구성요소 단부(1012)의 인접 부분을 포함하는 용접 조립체의 전체를 가공 경화함으로써, 용접 융합 구역(1026) 및 편평한(수직) 또는 가파른 구성을 갖는 용접 계면(1022)을 포함하는 용접 조립체는 제1 및 제2 구성요소(1002, 1004)의 모재의 기계적 특성에 근접한 하나 이상의 기계적 특성을 제공하도록 유사하게 가공 경화된다.

또 다른 예에서, 가공 경화된 용접 조립체(1032)는 자발 용접부를 포함한다. 자발 용접 조립체는 개별 용접 충전제 없이 구성요소를 융합하도록 가열된 단부에서 제1 및 제2 구성요소(1002, 1004)의 재료를 포함한다. 본 예에서, 단부 프로파일은 예를 들어, 가변 단부 프로파일(1018)로부터 변형된 단부 프로파일(1034) 또는 가변 단부 프로파일(1018)과는 상이한 다른 프로파일로 변형되기 때문에, 용접 계면(1022) 및 제1 및 제2 구성요소의 융합된 재료를 포함하는 용접 조립체의 전체가 모두 가공 경화된다. 이에 따라, 그 사이에 자발 용접부를 제공하기 위해 사용되는 구성요소(1002, 1004)의 어닐링된 부분조차도 용접 충전제의 적용 및 변형 없이 단부 프로파일(1018)의 소성 변형을 통해 변형된 단부 프로파일(1034)로 일관적이고 신뢰적으로 가공 경화된다.

도 11은 튜브와 같은 적어도 제1 및 제2 구성요소를 연결하기 위한 방법(1100)의 일 예를 도시하고 있다. 방법(1100)을 설명하는데 있어서, 본 명세서에 설명된 하나 이상의 구성요소, 특징, 기능 등이 참조된다. 적절한 경우에, 구성요소, 특징, 기능 등은 도면 부호로 참조된다. 제공된 도면 부호는 예시적인 것이며 배타적이지 않다. 예를 들어, 방법(1100)에 설명된 특징, 구성요소, 기능 등은 대응하는 번호 부여된 요소, 번호 부여된 그리고 번호 부여되지 않은 본 명세서에 설명된 다른 대응하는 특징 뿐만 아니라 이들의 등가물을 포함하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.

1102에서, 튜브와 같은 제1 및 제2 구성요소(302, 304)가 함께 용접된다. 일 예에서, 용접은 1104에서, 예를 들어 제1 및 제2 구성요소의 각각의 단부를 따라, 용접 계면(608)에 의해 경계 형성된 용접 리세스(602)를 충전하는 것을 포함한다. 도 6, 도 7ai, 도 7aii(예로서)에 도시되어 있는 바와 같이, 용접 계면(608)은 외경의 근접부로부터 구성요소(302, 304)의 내경을 향해 연장한다. 일 예에서, 용접 계면은 용접 베드를 형성하고 용접 리세스(602)의 리세스 루트(604) 부근의 베드 루트로부터 베드 개구(내경 또는 외경 중 하나에 근접하여)로 측방향으로 연장된다. 용접 리세스(602) 내의 용접 융합 구역(702)은 각각의 용접 계면(608)에서 국소 열 영향 구역(700)에 근접한다(예를 들어, 도 11의 1106에서). 본 명세서에 설명된 바와 같이, 용접 융합 구역(702)은 용접 계면(608)을 가열 및 어닐링하여 HAZ를 형성한다.

1108에서, 방법(1100)은 용접 조립체(710)(예를 들어, 도 7b 또는 도 8에 도시됨)를, 예를 들어 도 9에 도시되어 있는 가공 경화된 용접 조립체(900)로 가공 경화하는 단계를 포함한다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 일 예에서, 용접 조립체(710, 900)는 용접 융합 구역(702) 및 용접 계면(608)을 포함한다. 본 명세서에 설명된 다른 예에서, 용접 조립체는 자발 용접부를 포함한다(예를 들어, 용접 계면은 가열되고 함께 융합됨). 1110에서, 용접 융합 구역(702)은 적어도 용접 리세스(602) 내에서 변형된다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 용접 융합 구역(702)의 변형은 다른 예에서 용접 스커트(708 또는 800)의 변형을 포함한다. 1112에서, 각각의 HAZ(700)는 용접 융합 구역(702)의 변형에 따라 변형된다. 예를 들어, 용접 융합 구역(702)은 용접 계면(608)으로의 소성 변형에 의해 구동되고, 이에 의해 용접 계면(608)을 소성 변형시켜 HAZ(700)를 최소화한다(예를 들어, 감소 또는 제거함).

방법(1100)에 대한 몇 가지 옵션이 이어진다. 일 예에서, 각각의 국소 열 영향 구역(700)을 변형하는 단계는 국소 열 영향 구역 위에 놓인 용접 융합 구역을 변형하는 단계를 포함한다. 다른 예에서, 국소 열 영향 구역(700)은 용접 융합 구역(702)과 제1 및 제2 구성요소(302, 304)의 모재 사이에 있다(도 7b 및 도 8 참조). 본 예에서 각각의 국소 열 영향 구역(700)을 변형하는 단계는 용접 융합 구역(702)을 국소 열 영향 구역(700)을 향해 변형하는 단계를 포함한다.

선택적으로, 용접 융합 구역(702) 및 국소 열 영향 구역(700)을 가공 경화하는 단계는 제1 및 제2 튜브의 내경을 따라 제1 및 제2 튜브(302, 304)의 모재를 지지하는 단계를 포함한다(예를 들어, 맨드릴, 대향하는 내부 가공 경화 도구 등으로). 다른 예에서, 용접 계면(608)의 용접 융합 구역(702) 및 국소 열 영향 구역(700)을 가공 경화하는 단계는 튜브 외부면(404)의 근접부(예를 들어, 외경)로부터 튜브 내부면(402)의 근접부(예를 들어, 내경)까지 용접 융합 구역(702) 및 국소 열 영향 구역(700)을 연속적으로 가공 경화하는 단계를 포함한다. 부가의 예에서, 용접 계면(608)의 용접 융합 구역(702) 및 국소 열 영향 구역(700)을 가공 경화하는 단계는 용접 융합 구역(702) 및 국소 열 영향 구역(700)을 외경으로부터 내경으로 연속적으로 가공 경화하는 단계를 포함한다.

다른 예에서, 튜브와 같은 제1 및 제2 구성요소(302, 304)는 특정 강도(예를 들어, 90,000 psi 이상의 항복 강도)를 갖는 모재를 포함한다. 본 예에서, 용접 조립체(710)를 가공 경화하는 단계는 용접 조립체(710)를 모재의 특정 강도에 근접한 가공 경화 강도(예를 들어, 90,000 psi에 근접한 또는 모재의 특정 강도의 10,000 psi 이하의 강도)로 가공 경화하는 단계를 포함한다.

다른 예에서, 방법(1100)은 외경의 근접부로부터 내경의 근접부까지 제1 및 제2 튜브(302, 304)의 각각의 단부에서 용접 계면(608)을 테이퍼링하는 단계를 포함하고, 용접 리세스(602)는 테이퍼진 용접 계면(608)에 대응하는 테이퍼진 용접 리세스를 포함한다. 방법(1100)은 테이퍼진 용접 리세스를 용접 융합 구역(702)의 베이스 용접부(예를 들어, 704 및 선택적으로 706)로 충전하고, 용접 융합 구역(702) 및 외경(예를 들어, 튜브 외부면(404))에 근접하는 제1 및 제2 튜브(302, 304)의 부분을 용접 스커트(708, 800)로 커버하는 단계를 선택적으로 포함한다. 본 예에서, 용접 리세스(602) 내에서 용접 융합 구역(702)을 변형하는 단계는 베이스 용접부(예를 들어, 704, 706) 및 용접 스커트(708)(또는 800)를 변형하는 단계를 포함한다.

선택적으로, 용접 스커트(800)는 제1 및 제2 튜브(302, 304)의 외경(예를 들어, 튜브 외부면(404)) 위로 특정 높이로 연장된다. 베이스 용접부 및 용접 스커트를 변형하는 단계는 특정 높이로부터 외경(예를 들어, 튜브 외부면(404))에 대해 동일 높이 구성으로 용접 스커트(800)를 변형하는 단계를 포함한다. 특정 높이로부터 동일 높이 구성으로 용접 스커트(800)를 변형하는 단계는 용접 융합 구역(702) 및 국소 열 영향 구역(700)을 갖는 용접 계면(608)을 포함하는 용접 조립체(900)의 강도를 제1 및 제2 튜브의 모재의 특정 강도에 근접한 가공 경화된 강도로 증가시킨다. 일 예에서, 도 7b에 도시되어 있는 용접 스커트(708)는 특정 높이를 갖는 평면형 구성으로 성형(예를 들어, 기계 가공 등)된다.

다른 예에서, 방법(1100)은 튜브의 전체 프로파일(1014)에 대해 제1 및 제2 튜브(1002, 1004)의 각각의 단부의 단부 프로파일(1016)을 변경하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 도 10a에 도시되어 있는 단부 프로파일(1016)은 전체 프로파일(1014)에 대해 상이한 형상, 크기 등을 갖는 가변 단부 프로파일로 변경된다. 도 10b 및 도 10c에 도시되어 있는 예에서, 가변 단부 프로파일(1018)은 전체 프로파일(1014)에 비해 확장된다. 다른 예에서, 단부 프로파일은 감소되거나 다른 형상을 구비한다. 용접 조립체(1024)를 가공 경화하는 단계는 본 예에서, 가변 단부 프로파일(예를 들어, 도 10c에 도시되어 있는 프로파일(1018) 또는 다른 가변 프로파일)에 대해 제1 및 제2 튜브의 단부 프로파일(1016)을 변형하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 가변 단부 프로파일(1018)은 전체 프로파일(1014)에 정합하는 프로파일을 갖도록 변형된다. 다른 예에서, 가변 단부 프로파일(1018)은 전체 프로파일(1014) 및 선행 가변 단부 프로파일의 각각과는 상이한 프로파일을 갖도록 변형된다.

다양한 주석

예 1은 각각의 단부에서 결합하기 위해 구성된 적어도 제1 튜브 및 제2 튜브로서, 제1 및 제2 튜브는 특정 기계적 특성을 갖는 모재, 및 각각의 단부에 용접 계면을 각각 포함하고, 용접 계면은 제1 및 제2 튜브의 내경 및 외경에 근접하고, 그 사이에서 연장하는 용접 계면 세그먼트를 포함하는, 적어도 제1 튜브 및 제2 튜브; 및 각각의 제1 및 제2 튜브의 모재를 결합하는 가공 경화된 용접 조립체로서, 가공 경화된 용접 조립체는 제1 및 제2 튜브의 용접 계면 사이의 용접 융합 구역을 포함하고, 용접 융합 구역은 제1 및 제2 튜브의 내경과 외경, 용접 계면 세그먼트 사이에서 연장하고, 용접 융합 구역은 가공 경화되고, 적어도 제1 및 제2 튜브의 용접 계면 세그먼트는 가공 경화된 용접 융합 구역과 제1 및 제2 튜브의 모재 사이에서 가공 경화되는, 가공 경화된 용접 조립체를 포함하는 튜브 조립체와 같은 주제를 포함할 수 있다.

예 2는 용접 계면 세그먼트가 제1 및 제2 튜브의 외경의 근접부로부터 내경의 근접부로 연속적으로 가공 경화되는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 3은 제1 및 제2 튜브가 용접 융합 구역으로부터 이격된 용접 계면의 열 영향 비드를 각각 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 또는 2 중 하나 또는 임의의 조합의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 4는 특정 기계적 특성이 특정 강도를 포함하고, 적어도 용접 융합 구역 및 용접 계면 세그먼트를 포함하는 가공 경화된 용접 조립체가 모재의 특정 강도에 근접한 가공 경화된 강도를 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 3 중 하나 또는 임의의 조합의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 5는 용접 융합 구역이 내경과 외경 사이에서 용접 계면을 따라 연장하는 베이스 용접부, 및 용접 계면에 근접한 제1 및 제2 튜브의 부분 위로 연장하는 용접 스커트를 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 4 중 하나 또는 임의의 조합의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 6은 용접 스커트가 제1 및 제2 튜브의 외경에 근접한 용접 계면의 적어도 일부에 걸쳐 연장되는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 5의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 7은 가공 경화된 용접 조립체가 용접 계면에 의해 경계 형성된 테이퍼진 용접 리세스를 포함하고, 테이퍼진 용접 리세스는 제1 및 제2 튜브의 내경에 근접한 리세스 루트로부터 제1 및 제2 튜브의 외경에 근접한 리세스 개구로 테이퍼지는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 6의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 8은 가공 경화된 용접 조립체가 용접 계면에 의해 경계 형성된 테이퍼 용접 리세스를 포함하고, 테이퍼진 용접 리세스는 제1 및 제2 튜브의 외경에 근접한 리세스 루트로부터 제1 및 제2 튜브의 내경에 근접한 리세스 개구로 테이퍼지는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 7의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 9는 용접 계면 세그먼트가 내경의 근접부로부터 외경의 근접부로 측방향으로 연장하는 용접 베드에 포함되고, 용접 베드는 용접 융합 구역을 따라 연장하는 용접 베드 천장 및 각각의 제1 및 제2 튜브의 모재를 따라 연장하는 용접 베드 바닥부를 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 8의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 10은 튜브 조립체가 용접된 구성 및 가공 경화된 구성을 포함하고, 용접된 구성에서, 각각의 단부에 근접한 제1 및 제2 튜브는 제1 및 제2 튜브의 전체 프로파일에 대해 상이한 단부 프로파일을 갖고, 용접 융합 구역은 용접 계면 세그먼트 사이에 있고, 가공 경화된 구성에서, 단부 프로파일을 갖는 제1 및 제2 튜브의 각각의 단부는 제1 및 제2 튜브의 전체 프로파일에 정합하도록 용접된 구성에 대해 변형되고, 각각의 용접 융합 구역, 용접 계면 세그먼트 및 용접 계면에 근접한 제1 및 제2 튜브는 변형에 기초하여 가공 경화되는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 9의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 11은 용접된 구성에서의 단부 프로파일이 제1 및 제2 튜브의 전체 프로파일에 비교하여 더 큰 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 10의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 12는 용접 융합 구역이 자발 용접부 또는 용접 충전제 및 재응고된 모재 중 하나 이상을 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 11의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 13은 튜브 조립체가 각각의 단부에서 결합을 위해 구성된 적어도 제1 튜브 및 제2 튜브로서, 제1 및 제2 튜브는 특정 기계적 특성을 갖는 모재 및 각각의 단부에 단계적 용접 계면을 각각 포함하는, 적어도 제1 튜브 및 제2 튜브; 및 각각의 제1 및 제2 튜브의 모재를 결합하는 가공 경화된 용접 조립체로서, 가공 경화된 용접 조립체는 베드 루트로부터 베드 개구까지 측방향으로 연장하는 용접 베드로서, 용접 베드는 베드 루트로부터 베드 개구까지 연장하는 각각의 제1 및 제2 튜브의 단계적 용접 계면을 포함하는, 용접 베드, 베드 루트와 베드 개구 사이에서 용접 베드를 따라 결합된 용접 융합 구역으로서, 용접 융합 구역은 베드 루트로부터 베드 개구로 가공 경화되는, 용접 융합 구역을 포함하고, 제1 및 제2 튜브의 단계적 용접 계면을 포함하는 용접 베드는 용접 융합 구역과 모재 사이에서 가공 경화되는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 12의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 14는 단계적 용접 계면은 제1 및 제2 튜브의 내경의 근접부로부터 외경의 근접부로 연속적으로 가공 경화되는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 13의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 15는 특정 기계적 특성이 특정 강도를 포함하고, 적어도 용접 융합 구역 및 단계적 용접 계면을 포함하는 가공 경화된 용접 조립체가 모재의 특정 강도에 근접한 가공 경화된 강도를 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 14의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 16은 용접 융합 구역이 단계적 용접 계면 위에 놓이고 모재가 단계적 용접 계면 아래에 놓이는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 15의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 17은 용접 융합 구역이 베드 루트로부터 베드 개구까지 측방향으로 연장되고, 그리고 단계적 용접 계면에 근접한 모재가 베드 개구의 근접부로부터 베드 루트를 향해 측방향으로 연장되고, 단계적 용접 계면은 용접 융합 구역과 모재 사이에 적층되는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 16 중 하나 또는 임의의 조합의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 18은 용접 융합 구역이 베드 루트와 베드 개구 사이에서 단계적 용접 계면을 따라 연장하는 베이스 용접부, 및 단계적 용접 계면에 근접한 제1 및 제2 튜브의 부분 위로 연장하는 용접 스커트를 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 17 중 하나 또는 임의의 조합의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 19는 용접 스커트가 제1 및 제2 튜브의 외경에 근접한 단계적 용접 계면의 적어도 일부에 걸쳐 연장되는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 18의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 20은 가공 경화된 용접 조립체가 용접 베드에 의해 경계 형성된 테이퍼 용접 리세스를 포함하고, 테이퍼진 용접 리세스는 제1 및 제2 튜브의 외경에 근접한 베드 개구로부터 제1 및 제2 튜브의 내경에 근접한 베드 루트로 테이퍼지는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 19의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 21은 가공 경화된 용접 조립체가 용접 베드에 의해 경계 형성된 테이퍼 용접 리세스를 포함하고, 테이퍼진 용접 리세스는 제1 및 제2 튜브의 내경에 근접한 베드 개구로부터 제1 및 제2 튜브의 외경에 근접한 베드 루트로 테이퍼지는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 20의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 22는 용접 베드가 용접 융합 구역을 따라 연장하는 용접 베드 천장 및 각각의 제1 및 제2 튜브의 모재를 따라 연장하는 용접 베드 바닥부를 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 21의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 23은 단계적 용접 계면을 포함하는 용접 베드가 용접 융합 구역과 모재 사이에 적층되는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 22의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 24는 용접 융합 구역이 자발 용접부 또는 용접 충전제 및 재응고된 모재 중 하나 이상을 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 23의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 25는 튜브 조립체를 포함하는 엄빌리컬을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 24의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 26은 각각의 단부에서 결합하기 위해 구성된 적어도 제1 튜브 및 제2 튜브로서, 제1 및 제2 튜브는 특정 기계적 특성을 갖는 모재, 및 각각의 단부에 용접 계면을 각각 포함하고, 용접 계면은 제1 및 제2 튜브의 내경 및 외경에 근접하고, 그 사이에서 연장하는 용접 계면 세그먼트를 포함하는, 적어도 제1 튜브 및 제2 튜브; 및 각각의 제1 및 제2 튜브의 모재를 결합하는 용접 조립체로서, 용접 조립체는 적어도 용접 계면 세그먼트를 포함하고, 용접 조립체는 용접된 구성 및 가공 경화된 구성을 포함하고, 용접된 구성에서, 각각의 단부에 근접한 제1 및 제2 튜브는 제1 및 제2 튜브의 전체 프로파일에 대해 상이한 단부 프로파일을 갖고, 가공 경화된 구성에서, 단부 프로파일을 갖는 제1 및 제2 튜브의 각각의 단부는 용접된 구성에 대해 변형되고, 적어도 용접 계면 세그먼트 및 용접 계면에 근접한 제1 및 제2 튜브는 변형에 기초하여 가공 경화되는, 튜브 조립체를 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 25의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 27은 용접 계면 세그먼트가 제1 및 제2 튜브의 외경의 근접부로부터 내경의 근접부로 연속적으로 가공 경화되는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 26의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 28은 특정 기계적 특성이 특정 강도를 포함하고, 가공 경화된 구성에서, 적어도 용접 계면 세그먼트를 포함하는 가공 경화된 구성에서의 용접 조립체가 모재의 특정 강도에 근접한 가공 경화된 강도를 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 27의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 29는 용접 조립체가 용접 계면 세그먼트 사이의 용접 융합 구역을 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 28의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 30은 용접 융합 구역이 자발 용접부 또는 용접 충전제 및 재응고된 모재 중 하나 이상을 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 29의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 31은 용접 융합 구역이 내경과 외경 사이에서 용접 계면을 따라 연장하는 베이스 용접부, 및 용접 계면에 근접한 제1 및 제2 튜브의 부분 위로 연장하는 용접 스커트를 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 30의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 32는 용접 스커트가 제1 및 제2 튜브의 외경에 근접한 용접 계면의 적어도 일부에 걸쳐 연장되는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 31의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 33은 각각의 용접 계면 세그먼트, 용접 융합 구역 및 용접 계면에 근접한 제1 및 제2 튜브가 변형에 기초하여 가공 경화되는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 32의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 34는 용접된 구성에서 각각의 단부에 근접한 제1 및 제2 튜브의 단부 프로파일이 제1 및 제2 튜브의 전체 프로파일보다 더 큰 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 33의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 35는 단부 프로파일을 갖는 제1 및 제2 튜브의 각각의 단부가 제1 및 제2 튜브의 전체 프로파일에 정합하도록 용접된 구성에 대해 변형되는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 34 중 하나 또는 임의의 조합의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 36은 제1 및 제2 튜브를 용접하는 단계로서, 용접은 적어도 제1 및 제2 튜브의 각각의 단부에서 용접 계면에 의해 경계 형성된 용접 리세스를 용접 융합 구역으로 충전하는 것을 포함하고, 용접 계면은 제1 및 제2 튜브의 외경의 근접부로부터 내경을 향해 연장하고, 용접 리세스 내의 용접 융합 구역은 제1 및 제2 튜브의 용접 계면의 각각 내의 국소 열 영향 구역에 근접하는, 용접 단계; 및 적어도 용접 융합 구역 및 용접 계면의 국소 열 영향 구역을 포함하는 용접 조립체를 가공 경화하는 단계로서, 용접 조립체를 가공 경화하는 단계는 적어도 용접 리세스 내에서 용접 융합 구역을 변형하는 단계, 적어도 용접 리세스 내의 용접 융합 구역의 변형에 의해 국소 열 영향 구역의 각각을 변형하는 단계를 포함하고, 각각의 용접 융합 구역 및 국소 열 영향 구역의 변형은 동시에 발생하는, 가공 경화 단계를 포함하는, 적어도 제1 및 제2 튜브를 연결하기 위한 방법을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 35의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 37은 국소 열 영향 구역의 각각을 변형하는 단계가 국소 열 영향 구역 위에 놓인 용접 융합 구역을 변형하는 단계를 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 36의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 38은 국소 열 영향 구역이 용접 융합 구역과 제1 및 제2 튜브의 모재 사이에 있고, 각각의 국소 열 영향 구역을 변형하는 단계가 국소 열 영향 구역을 향해 용접 융합 구역을 변형하는 단계를 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 37의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 39는 용접 융합 구역 및 국소 열 영향 구역을 가공 경화하는 단계가 제1 및 제2 튜브의 내경을 따라 제1 및 제2 튜브의 모재를 지지하는 단계를 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 38의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 40은 용접 융합 구역 및 용접 계면의 국소 열 영향 구역을 가공 경화하는 단계가 외경의 근접부로부터 내경의 근접부까지 연속적으로 용접 융합 구역 및 국소 열 영향 구역을 가공 경화하는 단계를 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 39의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 41은 용접 융합 구역 및 용접 계면의 국소 열 영향 구역을 가공 경화하는 단계가 외경의 근접부로부터 내경의 근접부까지 연속적으로 용접 융합 구역 및 국소 열 영향 구역을 가공 경화하는 단계를 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 40의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 42는 제1 및 제2 튜브가 특정 강도를 갖는 모재를 포함하고, 용접 조립체를 가공 경화하는 단계가 용접 조립체를 모재의 특정 강도에 근접한 가공 경화 강도로 가공 경화하는 단계를 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 41의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 43은 외경의 근접부로부터 내경의 근접부로 제1 및 제2 튜브의 각각의 단부에서 용접 계면을 테이퍼링하는 것을 선택적으로 포함하고, 용접 리세스가 용접 계면의 테이퍼링에 대응하는 테이퍼진 용접 리세스를 포함하도록, 예 1 내지 42의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 44는 적어도 용접 리세스를 충전하는 단계가 테이퍼진 용접 리세스를 용접 융합 구역의 베이스 용접부로 충전하는 단계, 및 용접 융합 구역 및 외경에 근접한 제1 및 제2 튜브의 부분을 용접 융합 구역의 용접 스커트로 커버하는 단계를 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 43의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 45는 적어도 용접 리세스 내에서 용접 융합 구역을 변형하는 단계가 베이스 용접부 및 용접 스커트를 변형하는 단계를 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 44의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 46은 용접 스커트가 제1 및 제2 튜브의 외경 위로 특정 높이로 연장하고,

베이스 용접부 및 용접 스커트를 변형하는 단계가 특정 높이로부터 외경에 대해 동일 높이 구성으로 용접 스커트를 변형하는 단계를 포함하고, 특정 높이로부터 동일 높이 구성으로 용접 스커트를 변형하는 단계는 용접 융합 구역 및 국소 열 영향 구역을 포함하는 용접 조립체의 강도를 제1 및 제2 튜브의 모재의 특정 강도에 근접한 가공 경화된 강도로 증가시키는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 45의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 47은 용접 스커트를 특정 높이를 갖는 평면형 구성으로 성형하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 46의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 48은 제1 및 제2 튜브의 전체 프로파일에 대한 제1 및 제2 튜브의 각각의 단부의 단부 프로파일을 변경하는 단계를 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 47의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 49는 용접 조립체를 가공 경화하는 단계는 각각의 단부의 변경된 단부 프로파일에 대해 제1 및 제2 튜브의 단부 프로파일을 변형하는 단계를 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 48의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 50은 단부 프로파일을 변경하는 단계가 전체 프로파일에 대해 단부 프로파일을 압축 또는 팽창하는 단계를 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 49 중 하나 또는 임의의 조합의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 51은 외장을 통해 연장하는 내부 통로를 포함하는 외장; 내부 통로 내의 복수의 튜브 조립체를 포함하는 엄빌리컬 조립체를 선택적으로 포함하고, 각각의 튜브 조립체는 각각의 단부에서 결합을 위해 구성된 적어도 제1 튜브 및 제2 튜브; 및 각각의 제1 및 제2 튜브의 모재를 결합하는 가공 경화된 용접 조립체로서, 가공 경화된 용접 조립체는 제1 및 제2 튜브의 용접 계면 사이의 용접 융합 구역을 포함하고, 용접 융합 구역은 제1 및 제2 튜브의 내경과 외경, 제1 및 제2 튜브의 용접 계면 사이에서 연장하고, 용접 융합 구역은 가공 경화되고, 적어도 제1 및 제2 튜브의 용접 계면은 가공 경화된 용접 융합 구역과 제1 및 제2 튜브의 모재 사이에서 가공 경화되는, 가공 경화된 용접 조립체를 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 50의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 52는 복수의 튜브 조립체는 유동 라인, 유압 제어 라인, 주입 화학물 라인, 전력 또는 데이터 라인 등 중 하나 이상을 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 51의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 53은 적어도 용접 융합 구역 및 용접 계면을 포함하는 가공 경화된 용접 조립체가 모재의 특정 기계적 특성에 근접한 가공 경화된 기계적 특성을 포함하는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 52의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

예 54는 가공 경화된 용접 조립체 및 모재의 각각은 적어도 90,000 psi의 항복 강도를 갖는 것을 선택적으로 포함하도록, 예 1 내지 53의 주제를 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 조합될 수 있다.

이들 비제한적 예의 각각은 자립할 수 있거나, 또는 다른 예들 중 하나 이상과의 다양한 치환 또는 조합으로 조합될 수 있다.

상기에 상세히 설명된 설명은 상세한 설명의 일부를 형성하는 첨부 도면에 대한 참조를 포함한다. 도면은 본 개시내용이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시적으로 도시하고 있다. 이들 실시예는 본 명세서에서 또한 "예"라 지칭된다. 이러한 예는 도시되거나 설명된 것들에 추가하여 요소를 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명자들은 또한 단지 도시되거나 설명된 요소들만이 제공되는 예를 고려한다. 더욱이, 본 발명자들은 또한 특정 예(또는 그 하나 이상의 양태)와 관련하여, 또는 본 명세서에 도시되거나 설명된 다른 예(또는 그 하나 이상의 양태)와 관련하여, 도시되거나 설명된 이들 요소(또는 그 하나 이상의 양태)의 임의의 조합 또는 치환을 사용하는 예를 고려한다.

이 문서와 본 명세서에 참조로서 합체된 임의의 문서 사이의 비일관적인 사용의 경우에, 이 문서의 사용이 우선한다.

본 문서에서, 단수 용어는, 특허 문서에서 통상적인 바와 같이, "적어도 하나" 또는 "하나 이상"의 임의의 다른 예 또는 사용에 독립적으로, 하나 또는 하나 초과를 포함하도록 사용된다. 이 문서에서 용어 "또는"은 '비배타적 또는'을 칭하는데 사용되고, 또는 달리 지시되지 않으면, "A 또는 B"는 "A 그러나 B는 아님", "B 그러나 A는 아님", 및 "A 및 B"를 포함한다. 이 문서에서, 용어 "구비하는" 및 "여기에서"는 각각의 용어 "포함하는" 및 "여기서"의 평문 등가물로서 사용된다. 또한, 이하의 청구범위에서, 용어 "구비하는" 및 "포함하는"은 개방형인데, 즉 청구항에서 이러한 용어 다음에 열거된 것들에 추가하는 요소를 포함하는 시스템, 디바이스, 물품, 조성물, 제형, 또는 프로세스는 여전히 그 청구항의 범주에 있는 것으로 간주된다. 더욱이, 이하의 청구범위에서, 용어 "제1", "제2" 및 "제3" 등은 단지 라벨로서 사용된 것이고, 그 대상에 수치적 요건을 부여하도록 의도되지 않는다.

상기 설명은 예시적인 것이며 비한정적인 것으로 의도된다. 예를 들어, 전술된 예(또는 그 하나 이상의 양태)는 서로 조합하여 사용될 수도 있다. 상기 설명을 검토할 때 통상의 기술자에 의해 다른 실시예가 사용될 수 있다. 요약서는 독자가 기술적 개시내용의 성질을 신속하게 확인하게 하기 위해, 37 C.F.R.§1.72(b)에 합치하도록 제공된다. 이는 청구범위의 범주 또는 의미를 해석하거나 한정하는 데 사용되지 않을 것이라는 이해와 함께 제출된다. 또한, 상기 상세한 설명에서, 다양한 특징이 함께 그룹화되어 본 개시내용을 간소화할 수도 있다. 이는 청구되지 않은 개시된 특징이 임의의 청구항에 필수적인 것을 의도하는 것으로서 해석되어서는 안된다. 오히려, 본 발명의 주제는 특정 개시된 실시예의 모든 특징보다 적을 수도 있다. 따라서, 이하의 청구범위는 예 또는 실시예로서 상세한 설명에 합체되어 있고, 각각의 청구항은 개별의 실시예로서 자립하며, 이러한 실시예는 다양한 조합 또는 치환으로 서로 조합될 수 있는 것으로 고려된다. 본 개시내용의 범주는 이러한 청구범위가 자격 부여되는 등가물의 전체 범주와 함께, 첨부된 청구범위를 참조하여 결정되어야 한다.

Claims

튜브 조립체이며,
각각의 단부에서 결합하기 위해 구성된 적어도 제1 튜브 및 제2 튜브로서, 제1 및 제2 튜브 각각은
특정 기계적 특성을 갖는 모재, 및
각각의 단부에 있는 용접 계면으로서, 용접 계면은 제1 및 제2 튜브의 내경 및 외경에 근접하고, 그 사이에서 연장하는 용접 계면 세그먼트를 포함하는, 용접 계면을 포함하는, 적어도 제1 튜브 및 제2 튜브; 및
각각의 제1 및 제2 튜브의 모재를 결합하는 가공 경화된 용접 조립체를 포함하고,
가공 경화된 용접 조립체는
제1 및 제2 튜브의 용접 계면 사이의 용접 융합 구역을 포함하고, 용접 융합 구역은 제1 및 제2 튜브의 내경과 외경,
용접 계면 세그먼트들 사이에서 연장하고,
용접 융합 구역은 가공 경화되고, 적어도 제1 및 제2 튜브의 용접 계면 세그먼트는 가공 경화된 용접 융합 구역과 제1 및 제2 튜브의 모재 사이에서 가공 경화되는, 튜브 조립체.
제1항에 있어서, 용접 계면 세그먼트는 제1 및 제2 튜브의 외경의 근접부로부터 내경의 근접부로 연속적으로 가공 경화되는, 튜브 조립체.
제1항에 있어서, 제1 및 제2 튜브는 용접 융합 구역으로부터 이격된 용접 계면의 열 영향 비드를 각각 포함하는, 튜브 조립체.
제1항에 있어서, 특정 기계적 특성은 특정 강도를 포함하고, 적어도 용접 융합 구역 및 용접 계면 세그먼트를 포함하는 가공 경화된 용접 조립체는 모재의 특정 강도에 근접한 가공 경화된 강도를 포함하는, 튜브 조립체.
제1항에 있어서, 용접 융합 구역은:
내경과 외경 사이에서 용접 계면을 따라 연장하는 베이스 용접부, 및
용접 계면에 근접한 제1 및 제2 튜브의 부분 위로 연장하는 용접 스커트를 포함하는, 튜브 조립체.
제5항에 있어서, 용접 스커트는 제1 및 제2 튜브의 외경에 근접한 용접 계면의 적어도 일부에 걸쳐 연장되는, 튜브 조립체.
제1항에 있어서, 가공 경화된 용접 조립체는 용접 계면에 의해 경계 형성된 테이퍼진 용접 리세스를 포함하고, 테이퍼진 용접 리세스는 제1 및 제2 튜브의 내경에 근접한 리세스 루트로부터 제1 및 제2 튜브의 외경에 근접한 리세스 개구로 테이퍼지는, 튜브 조립체.
제1항에 있어서, 가공 경화된 용접 조립체는 용접 계면에 의해 경계 형성된 테이퍼진 용접 리세스를 포함하고, 테이퍼진 용접 리세스는 제1 및 제2 튜브의 외경에 근접한 리세스 루트로부터 제1 및 제2 튜브의 내경에 근접한 리세스 개구로 테이퍼지는, 튜브 조립체.
제1항에 있어서, 용접 계면 세그먼트는 내경의 근접부로부터 외경의 근접부로 측방향으로 연장하는 용접 베드에 포함되고, 용접 베드는
용접 융합 구역을 따라 연장하는 용접 베드 천장, 및
각각의 제1 및 제2 튜브의 모재를 따라 연장하는 용접 베드 바닥부를 포함하는, 튜브 조립체.
제1항에 있어서, 튜브 조립체는 용접된 구성 및 가공 경화된 구성을 포함하고,
용접된 구성에서, 각각의 단부에 근접한 제1 및 제2 튜브는 제1 및 제2 튜브의 전체 프로파일에 대해 상이한 단부 프로파일을 갖고, 용접 융합 구역은 용접 계면 세그먼트 사이에 있고,
가공 경화된 구성에서, 단부 프로파일을 갖는 제1 및 제2 튜브의 각각의 단부는 제1 및 제2 튜브의 전체 프로파일에 정합하도록 용접된 구성에 대해 변형되고, 각각의 용접 융합 구역, 용접 계면 세그먼트 및 용접 계면에 근접한 제1 및 제2 튜브는 변형에 기초하여 가공 경화되는, 튜브 조립체.
제10항에 있어서, 용접된 구성에서의 단부 프로파일은 제1 및 제2 튜브의 전체 프로파일에 비교하여 더 큰 것, 튜브 조립체.
제1항에 있어서, 용접 융합 구역은 자발 용접부 또는 용접 충전제 및 재응고된 모재 중 하나 이상을 포함하는, 튜브 조립체.
튜브 조립체이며,
각각의 단부에서 결합하기 위해 구성된 적어도 제1 튜브 및 제2 튜브로서, 제1 및 제2 튜브 각각은
특정 기계적 특성을 갖는 모재, 및
각각의 단부에 있는 단계적 용접 계면을 각각 포함하는, 적어도 제1 튜브 및 제2 튜브; 및
각각의 제1 및 제2 튜브의 모재를 결합하는 가공 경화된 용접 조립체를 포함하고,
가공 경화된 용접 조립체는
베드 루트로부터 베드 개구까지 측방향으로 연장하는 용접 베드로서, 용접 베드는 베드 루트로부터 베드 개구까지 연장하는 각각의 제1 및 제2 튜브의 단계적 용접 계면을 포함하는, 용접 베드,
베드 루트와 베드 개구 사이에서 용접 베드를 따라 결합된 용접 융합 구역을 포함하고,
용접 융합 구역은 베드 루트로부터 베드 개구로 가공 경화되고, 제1 및 제2 튜브의 단계적 용접 계면을 포함하는 용접 베드는 용접 융합 구역과 모재 사이에서 가공 경화되는, 튜브 조립체.
제13항에 있어서, 단계적 용접 계면은 제1 및 제2 튜브의 외경의 근접부로부터 내경의 근접부로 연속적으로 가공 경화되는, 튜브 조립체.
제13항에 있어서, 특정 기계적 특성은 특정 강도를 포함하고, 적어도 용접 융합 구역 및 단계적 용접 계면을 포함하는 가공 경화된 용접 조립체는 모재의 특정 강도에 근접한 가공 경화된 강도를 포함하는, 튜브 조립체.
제13항에 있어서, 용접 융합 구역은 단계적 용접 계면 위에 놓이고 모재는 단계적 용접 계면 아래에 놓이는, 튜브 조립체.
제13항에 있어서, 용접 융합 구역은 베드 루트로부터 베드 개구까지 측방향으로 연장되고, 단계적 용접 계면에 근접한 모재는 베드 개구의 근접부로부터 베드 루트를 향해 측방향으로 연장되고, 단계적 용접 계면은 용접 융합 구역과 모재 사이에 적층되는, 튜브 조립체.
제13항에 있어서, 용접 융합 구역은:
베드 루트와 베드 개구 사이에서 단계적 용접 계면을 따라 연장하는 베이스 용접부, 및
단계적 용접 계면에 근접한 제1 및 제2 튜브의 부분 위로 연장하는 용접 스커트를 포함하는, 튜브 조립체.
제13항에 있어서, 용접 스커트는 제1 및 제2 튜브의 외경에 근접한 단계적 용접 계면의 적어도 일부에 걸쳐 연장되는, 튜브 조립체.
제13항에 있어서, 가공 경화된 용접 조립체는 용접 베드에 의해 경계 형성된 테이퍼진 용접 리세스를 포함하고, 테이퍼진 용접 리세스는 제1 및 제2 튜브의 외경에 근접한 베드 개구로부터 제1 및 제2 튜브의 내경에 근접한 베드 루트로 테이퍼지는, 튜브 조립체.
제13항에 있어서, 가공 경화된 용접 조립체는 용접 베드에 의해 경계 형성된 테이퍼진 용접 리세스를 포함하고, 테이퍼진 용접 리세스는 제1 및 제2 튜브의 내경에 근접한 베드 개구로부터 제1 및 제2 튜브의 외경에 근접한 베드 루트로 테이퍼지는, 튜브 조립체.
제13항에 있어서, 용접 베드는:
용접 융합 구역을 따라 연장하는 용접 베드 천장, 및
각각의 제1 및 제2 튜브의 모재를 따라 연장하는 용접 베드 바닥부를 포함하는, 튜브 조립체.
제13항에 있어서, 단계적 용접 계면을 포함하는 용접 베드는 용접 융합 구역과 모재 사이에 적층되는, 튜브 조립체.
제13항에 있어서, 용접 융합 구역은 자발 용접부 또는 용접 충전제 및 재응고된 모재 중 하나 이상을 포함하는, 튜브 조립체.
제13항의 튜브 조립체를 포함하는 엄빌리컬.
튜브 조립체이며,
각각의 단부에서 결합하기 위해 구성된 적어도 제1 튜브 및 제2 튜브로서, 제1 및 제2 튜브 각각은
특정 기계적 특성을 갖는 모재, 및
각각의 단부에 있는 용접 계면으로서, 용접 계면은 제1 및 제2 튜브의 내경 및 외경에 근접하고, 그 사이에서 연장하는 용접 계면 세그먼트를 포함하는, 용접 계면을 각각 포함하는, 적어도 제1 튜브 및 제2 튜브; 및
각각의 제1 및 제2 튜브의 모재를 결합하는 용접 조립체를 포함하고,
용접 조립체는 적어도 용접 계면 세그먼트를 포함하고, 용접 조립체는 용접된 구성 및 가공 경화된 구성을 포함하고,
용접된 구성에서, 각각의 단부에 근접한 제1 및 제2 튜브는 제1 및 제2 튜브의 전체 프로파일에 대해 상이한 단부 프로파일을 갖고,
가공 경화된 구성에서, 단부 프로파일을 갖는 제1 및 제2 튜브의 각각의 단부는 용접된 구성에 대해 변형되고, 적어도 용접 계면 세그먼트 및 용접 계면에 근접한 제1 및 제2 튜브는 변형에 기초하여 가공 경화되는, 튜브 조립체.
제26항에 있어서, 용접 계면 세그먼트는 제1 및 제2 튜브의 외경의 근접부로부터 내경의 근접부로 연속적으로 가공 경화되는, 튜브 조립체.
제26항에 있어서, 특정 기계적 특성은 특정 강도를 포함하고, 적어도 용접 계면 세그먼트를 포함하는 가공 경화된 구성에서의 용접 조립체는 모재의 특정 강도에 근접한 가공 경화된 강도를 포함하는, 튜브 조립체.
제26항에 있어서, 용접 조립체는 용접 계면 세그먼트 사이의 용접 융합 구역을 포함하는, 튜브 조립체.
제29항에 있어서, 용접 융합 구역은 자발 용접부 또는 용접 충전제 및 재응고된 모재 중 하나 이상을 포함하는, 튜브 조립체.
제30항에 있어서, 용접 융합 구역은:
내경과 외경 사이에서 용접 계면을 따라 연장하는 베이스 용접부, 및
용접 계면에 근접한 제1 및 제2 튜브의 부분 위로 연장하는 용접 스커트를 포함하는, 튜브 조립체.
제31항에 있어서, 용접 스커트는 제1 및 제2 튜브의 외경에 근접한 용접 계면의 적어도 일부에 걸쳐 연장되는, 튜브 조립체.
제29항에 있어서, 각각의 용접 계면 세그먼트, 용접 융합 구역 및 용접 계면에 근접한 제1 및 제2 튜브는 변형에 기초하여 가공 경화되는, 튜브 조립체.
제26항에 있어서, 용접된 구성에서 각각의 단부에 근접한 제1 및 제2 튜브의 단부 프로파일은 제1 및 제2 튜브의 전체 프로파일보다 더 큰, 튜브 조립체.
제26항에 있어서, 단부 프로파일을 갖는 제1 및 제2 튜브의 각각의 단부는 제1 및 제2 튜브의 전체 프로파일에 정합하도록 용접된 구성에 대해 변형되는, 튜브 조립체.
적어도 제1 및 제2 튜브를 연결하기 위한 방법이며,
제1 및 제2 튜브를 용접하는 단계로서, 용접 단계는
적어도 제1 및 제2 튜브의 각각의 단부에서 용접 계면에 의해 경계 형성된 용접 리세스를 용접 융합 구역으로 충전하는 것을 포함하고, 용접 계면은 제1 및 제2 튜브의 외경의 근접부로부터 내경을 향해 연장하고,
용접 리세스 내의 용접 융합 구역은 제1 및 제2 튜브의 용접 계면의 각각 내의 국소 열 영향 구역에 근접하는, 용접 단계; 및
적어도 용접 융합 구역 및 용접 계면의 국소 열 영향 구역을 포함하는 용접 조립체를 가공 경화하는 단계를 포함하고,
용접 조립체를 가공 경화하는 단계는
적어도 용접 리세스 내에서 용접 융합 구역을 변형하는 단계, 및
적어도 용접 리세스 내의 용접 융합 구역의 변형에 의해 국소 열 영향 구역의 각각을 변형하는 단계를 포함하고, 각각의 용접 융합 구역 및 국소 열 영향 구역의 변형은 동시에 발생하는, 방법.
제36항에 있어서, 국소 열 영향 구역의 각각을 변형하는 단계는 국소 열 영향 구역 위에 놓인 용접 융합 구역을 변형하는 단계를 포함하는, 방법.
제36항에 있어서, 국소 열 영향 구역은 용접 융합 구역과 제1 및 제2 튜브의 모재 사이에 있고,
국소 열 영향 구역의 각각을 변형하는 단계는 국소 열 영향 구역을 향해 용접 융합 구역을 변형하는 단계를 포함하는, 방법.
제38항에 있어서, 용접 융합 구역 및 국소 열 영향 구역을 가공 경화하는 단계는 제1 및 제2 튜브의 내경을 따라 제1 및 제2 튜브의 모재를 지지하는 단계를 포함하는, 방법.
제36항에 있어서, 용접 융합 구역 및 용접 계면의 국소 열 영향 구역을 가공 경화하는 단계는 외경의 근접부로부터 내경의 근접부까지 연속적으로 용접 융합 구역 및 국소 열 영향 구역을 가공 경화하는 단계를 포함하는, 방법.
제36항에 있어서, 용접 융합 구역 및 용접 계면의 국소 열 영향 구역을 가공 경화하는 단계는 외경으로부터 내경까지 연속적으로 용접 융합 구역 및 국소 열 영향 구역을 가공 경화하는 단계를 포함하는, 방법.
제36항에 있어서, 제1 및 제2 튜브는 특정 강도를 갖는 모재를 포함하고,
용접 조립체를 가공 경화하는 단계는 용접 조립체를 모재의 특정 강도에 근접한 가공 경화 강도로 가공 경화하는 단계를 포함하는, 방법.
제36항에 있어서, 외경의 근접부로부터 내경의 근접부로 제1 및 제2 튜브의 각각의 단부에서 용접 계면을 테이퍼링하는 단계를 포함하고, 용접 리세스는 용접 계면의 테이퍼링에 대응하는 테이퍼진 용접 리세스를 포함하는, 방법.
제43항에 있어서, 적어도 용접 리세스를 충전하는 단계는:
테이퍼진 용접 리세스를 용접 융합 구역의 베이스 용접부로 충전하는 단계, 및
용접 융합 구역 및 외경에 근접한 제1 및 제2 튜브의 부분을 용접 융합 구역의 용접 스커트로 커버하는 단계를 포함하는, 방법.
제44항에 있어서, 적어도 용접 리세스 내에서 용접 융합 구역을 변형하는 단계는 베이스 용접부 및 용접 스커트를 변형하는 단계를 포함하는, 방법.
제45항에 있어서, 용접 스커트는 제1 및 제2 튜브의 외경 위로 특정 높이로 연장하고,
베이스 용접부 및 용접 스커트를 변형하는 단계는 특정 높이로부터 외경에 대해 동일 높이 구성으로 용접 스커트를 변형하는 단계를 포함하고,
특정 높이로부터 동일 높이 구성으로 용접 스커트를 변형하는 단계는 용접 융합 구역 및 국소 열 영향 구역을 포함하는 용접 조립체의 강도를 제1 및 제2 튜브의 모재의 특정 강도에 근접한 가공 경화된 강도로 증가시키는, 방법.
제44항에 있어서, 용접 스커트를 특정 높이를 갖는 평면형 구성으로 성형하는 단계를 포함하는, 방법.
제36항에 있어서, 제1 및 제2 튜브의 전체 프로파일에 대한 제1 및 제2 튜브의 각각의 단부의 단부 프로파일을 변경하는 단계를 포함하는, 방법.
제48항에 있어서, 용접 조립체를 가공 경화하는 단계는 각각의 단부의 변경된 단부 프로파일에 대해 제1 및 제2 튜브의 단부 프로파일을 변형하는 단계를 포함하는, 방법.
제48항에 있어서, 단부 프로파일을 변경하는 단계는 전체 프로파일에 대해 단부 프로파일을 압축 또는 팽창하는 단계를 포함하는, 방법.
엄빌리컬 조립체이며,
외장으로서, 외장을 통해 연장하는 내부 통로를 포함하는, 외장;
내부 통로 내의 복수의 튜브 조립체를 포함하고, 튜브 조립체의 각각은
각각의 단부에서 결합을 위해 구성된 적어도 제1 튜브 및 제2 튜브; 및
각각의 제1 및 제2 튜브의 모재를 결합하는 가공 경화된 용접 조립체를 포함하고, 가공 경화된 용접 조립체는
제1 및 제2 튜브의 용접 계면 사이의 용접 융합 구역을 포함하고, 용접 융합 구역은 제1 및 제2 튜브의 내경과 외경,
제1 및 제2 튜브의 용접 계면 사이에서 연장하고,
용접 융합 구역은 가공 경화되고, 적어도 제1 및 제2 튜브의 용접 계면은 가공 경화된 용접 융합 구역과 제1 및 제2 튜브의 모재 사이에서 가공 경화되는, 엄빌리컬 조립체.
제51항에 있어서, 복수의 튜브 조립체는 유동 라인, 유압 제어 라인, 주입 화학물 라인, 전력 또는 데이터 라인 등 중 하나 이상을 포함하는, 엄빌리컬 조립체.
제51항에 있어서, 적어도 용접 융합 구역 및 용접 계면을 포함하는 가공 경화된 용접 조립체는 모재의 특정 기계적 특성에 근접한 가공 경화된 기계적 특성을 포함하는, 엄빌리컬 조립체.
제51항에 있어서, 경화된 용접 조립체 및 모재의 각각은 적어도 90,000 psi의 항복 강도를 갖는, 엄빌리컬 조립체.