KR20210061207A - 해양구조물의 배관 지지를 위한 임시 지지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해상에서 해양플랜트 운행에 따른 각종 배관으로 전달되는 진동에 대하여 안전성을 확보하기 위해 추가 설치되는 서포트(support)을 설치하기 전에 하부 구조체(H-beam)에 볼팅을 위한 체결공을 형성하지 않고도 그 하부 구조체의 탑 플랜지(top-flange)에서 슬립(slip) 현상을 방지함과 동시에 높은 고정력으로 고정됨으로 인해 해상에서 해양플랜트의 실제 운행에 따른 진동에 대한 지지 여부를 확인할 수 있도록 상부 지지부재, 중간 지지부재, 하부 지지부재 및 상기 각 지지부재를 체결하기 위한 볼트와 너트, 지지볼트를 포함하는 해양구조물의 배관 지지를 위한 임시 지지장치를 제공한다.
그에 따라 해상에서 운행되는 해양구조물에 설치되는 배관에 진동으로 인한 문제점을 방지할 수 있도록 서포트를 정확하게 설치할 수 있는 효과와 함께 그로 인해 배관의 변형이나 손상됨을 방지하여 오랜 사용기간을 확보할 수 있는 효과를 가진다.

Description

해양구조물의 배관 지지를 위한 임시 지지장치{Temporary support device for piping support of offshore structures}

본 발명은 해양구조물의 배관 지지를 위한 임시 지지장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 해상에서 해양플랜트 운행에 따른 각종 배관으로 전달되는 진동에 대하여 안전성을 확보하기 위해 추가 설치되는 서포트(support)을 설치하기 전에 하부 구조체(H-beam)에 볼팅을 위한 체결공을 형성하지 않고도 그 하부 구조체의 탑 플랜지(top-flange)에서 슬립(slip) 현상을 방지함과 동시에 높은 고정력으로 고정됨으로 인해 해상에서 해양플랜트의 실제 운행에 따른 진동에 대한 지지 여부를 확인할 수 있도록 한 해양구조물의 배관 지지를 위한 임시 지지장치에 관한 것이다.

일반적으로 각종 선박이나 해양설비 등과 같은 해양구조물에는 각종 유체의 수송을 위한 다양한 형태의 배관이 설치된다.

배관의 종류에는 물의 이동을 위한 수관, 기름의 이동을 위한 유관, 공기 및 가스의 통로를 위한 가스관 등이 있으며, 이러한 수많은 배관은 기관실은 물론 적재적소의 공간에 배열되어 필요에 따라 사용된다.

이렇게, 해양구조물에 다양하게 설치되는 배관은 배관 응력해석을 통해서 안전성을 확보한 후 설계하게 되는 데, 실제로 현장에 설치 후 해상에서 운행하게 되면 예상치 못한 문제들이 발생한다.

특히, 해상에서의 운행시에는 진동으로 인한 가장 큰 문제점이 발생하는바, 이때 진동으로 인한 문제점을 해결하기 위하여 서포트(support)를 추가로 설치하는 방법이 가장 많이 사용된다.

하지만, 종래 대부분의 서포트의 설치는 용접 등을 통하여 고정함에 따라 매우 신중하게 결정해야 함은 물론 작업절차도 까다로울 뿐만 아니라 설치 후 서포트를 다시 제거하기에는 더욱더 어려운 문제점을 가진다.

또한, 종래 서포트를 설치하기 위해서는 용접은 물론 하부 구조체에 볼팅 등을 위한 복수 개의 체결공을 천공함에 따라 하부 구조체의 강도가 취약해지는 단점도 가진다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래의 선행기술에는 대한민국 등록실용신안공보 제20-0489942호(이하 '선행기술문헌 1'이라 한다)에 게시된 바와 같이 용접 등이 화기작업 없이 배관의 횡방향 이동을 제한하도록 베이스판, 슈받침부, 고정 브라켓, 스토퍼 부재 및 보강 플레이트를 포함하는 스톱퍼 설치가 용이한 배관 지지용 구조체와 같은 기술이 제안된 바 있다.

또한, 대한민국 공개특허공보 제10-2019-0040677호(이하 '선행기술문헌 2'라 한다)에 게시된 바와 같이 서포트 상면에 부착되는 엑포시 부재, 및 상기 엑폭시 부재의 상면에 부착되면서 배관의 저면에 고정된 슈를 슬라이딩 가능하게 지지하는 라이너 부재를 포함하는 배관 지지 구조체와 같은 기술도 제안된 바 있다.

또, 대한민국 등록특허공보 제10-2002852호(이하 '선행기술문헌 3'이라 한다)에 게시된 바와 같이 해양 플랜트용 배관 지지구조는 내부 공간을 통해 배선이 통과되어 목적지까지 외관상 깔끔하게 또는 외부로부터의 파손 없이 유도하기 위하여 수직 연장프레임과 수평 연장프레임을 포함하는 고정프레임, 받침부, 진동 감쇄부, 체결부를 포함하는 배관체결부로 구성되는 배선 파이프용 배관 지지구조와 같은 기술도 제안된 바 있다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0489942호 대한민국 공개특허공보 제10-2019-0040677호 대한민국 등록특허공보 제10-2002852호

그러나 선행기술문헌 1은 배관의 횡방향 이동을 제안하나, 상하 진동에 대한 문제점을 그대로 가진다.

선행기술문헌 2는 용접이 필요없는 조건을 가지나, 이 또한 상하 진동에 취약한 단점을 가진다.

선행기술문헌 3은 기술적 구성이 상당히 복잡한 단점을 가짐은 물론 설치 조건이 까다로운 단점을 가진다.

상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 구체적인 기술적 해결과제는 해상에서 해양플랜트 운행에 따른 각종 배관으로 전달되는 진동에 대하여 안전성을 확보하기 위해 추가 설치되는 서포트(support)을 설치하기 전에 하부 구조체(H-beam)에 볼팅을 위한 체결공을 형성하지 않고도 그 하부 구조체의 탑 플랜지(top-flange)에서 슬립(slip) 현상을 방지함과 동시에 높은 고정력으로 고정됨으로 인해 해상에서 해양플랜트의 실제 운행에 따른 진동에 대한 지지 여부를 확인할 수 있도록 한 해양구조물의 배관 지지를 위한 임시 지지장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 구체적인 기술적 해결과제는 하부 구조체의 탑 플랜지에 올려지는 지지대상인 배관 슈(shoe)의 좌우 및 상하 진동에 대한 높은 지지력을 가질 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 구체적인 기술적 해결과제는 진동에 따른 하부 구조체에 설치되는 임시 지지장치에 슬립 현상이 발생하지 않도록 하는 데 있다.

상기와 같은 구체적인 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 구체적인 기술적 해결수단은 해양구조물에 설치된 배관으로 전달되는 진동에 대하여 안전성을 확보하기 위해 설치되는 서포트를 설치하기 전에 진동에 대한 지지 여부를 확인할 수 있도록 구비되는 임시 지지장치에 있어서, 상기 임시 지지장치는 상부에 지지대상인 배관 슈의 상면과 측면을 지지하는 구속부재를 포함하여 하부 구조체의 탑 플랜지 상부에 배치되는 상부 지지부재; 상기 하부 구조체의 탑 플랜지 하부에 양 분할되어 상기 상부 지지부재와 함께 하부 구조체의 탑 플랜지에 고정을 위해 배치되는 중간 지지부재; 상기 중간 지지부재의 하부에 그 중간 지지부재와 대응되는 형태로 소정 간격을 두고 상기 중간 지지부재를 지지하기 위해 배치되는 하부 지지부재; 및 상기 상부 지지부재, 중간 지지부재 및 하부 지지부재의 각 양단은 하나의 볼트 및 너트에 의해 체결 고정되되, 상기 중간 지지부재와 하부 지지부재 사이의 볼트에는 중간 지지부재의 위치 고정을 위한 이중 너트가 개재되며, 상기 중간 지지부재의 하부 구조체의 탑 플랜지 하부에 위치한 내측 밑면은 상기 하부 지지부재에 구비되는 각각의 지지볼트에 의해 지지되는 것을 포함한다.

상기 구속부재는 상부 지지부재의 상면에 구비되는 수평부재, 상기 수평부재의 일단 배관 슈 측에 그 배관 슈의 좌우 유동을 지지하는 수평 구속부재, 및 상기 수평부재의 반대 측 수평 구속부재의 외면에 배관 슈의 상하 유동을 지지하는 수직 구속부재를 포함한다.

상기 하부 구조체와 서로 접하는 부분의 상기 상부 지지부재, 중간 지지부재 및 하부 지지부재 사이에는 진동에 의한 슬립(slip) 현상을 방지하기 위한 각각의 마찰부재가 개재되는 것을 더 포함한다.

상기 마찰부재는 서로 접하는 접촉 면 상에 밀착되어 슬립 현상을 방지하기 위해 금속재질보다 마찰계수가 높은 탄성재질이다.

본 발명은 해상에서 해양플랜트 운행에 따른 각종 배관으로 전달되는 진동에 대하여 안전성을 확보하기 위해 추가 설치되는 서포트(support)을 설치하기 전에 하부 구조체(H-beam)에 볼팅을 위한 체결공을 형성하지 않고도 그 하부 구조체의 탑 플랜지(top-flange)에서 슬립(slip) 현상을 방지함과 동시에 높은 고정력으로 고정됨으로 인해 해상에서 해양플랜트의 실제 운행에 따른 진동에 대한 지지 여부를 확인할 수 있도록 함으로써, 해상에서 운행되는 해양구조물에 설치되는 배관에 진동으로 인한 문제점을 방지할 수 있도록 서포트를 정확하게 설치할 수 있는 효과와 함께 그로 인해 배관의 변형이나 손상됨을 방지하여 오랜 사용기간을 확보할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 하부 구조체의 탑 플랜지에 올려지는 지지대상인 배관 슈(shoe)의 좌우 및 상하 진동에 대한 높은 지지력을 가질 수 있도록 함으로써, 진동으로 의한 지지 여부를 정확하게 파악할 수 있는 효과도 가진다.

또, 진동에 따른 하부 구조체에 설치되는 임시 지지장치에 슬립 현상이 발생하지 않도록 함으로써, 진동에 따른 지지 여부 또한 더욱더 정확하게 확인할 수 있는 효과도 가진다.

도 1은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 일부 분해 사시도,
도 2는 도 1에 따른 결합 된 상태의 정면도,
도 3은 도 2에 따른 측면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 일부 분해 사시도이며, 도 2는 도 1에 따른 결합 된 상태의 정면도이고, 도 3은 도 2에 따른 측면도이다.

도시된 바와 같이 해양구조물에 설치되는 다양한 형태의 배관은 배관 응력해석을 통해서 안전성을 확보한 후 설계하게 되는 데, 실제로 현장에 설치 후 해상에서 운행하게 되면 예상치 못한 문제, 특히 해상에서의 운행시에는 진동으로 인한 가장 큰 문제점이 발생하는바, 이때 진동으로 인한 문제점을 해결하기 위하여 서포트(support)를 추가로 설치하는 것이 일반적이다.

하지만, 종래 대부분의 서포트의 설치는 용접 등을 통하여 고정함에 따라 매우 신중하게 결정해야 함은 물론 작업절차도 까다로울 뿐만 아니라 설치 후 서포트를 다시 제거하기에는 더욱더 어려운 문제점을 가진다.

또한, 종래 서포트를 설치하기 위해서는 용접은 물론 하부 구조체에 볼팅 등을 위한 복수 개의 체결공을 천공함에 따라 하부 구조체의 강도가 취약해지는 단점도 가진다.

본 발명은 해상에서 해양플랜트 운행에 따른 각종 배관으로 전달되는 진동에 대하여 안전성을 확보하기 위해 추가 설치되는 서포트(support)을 설치하기 전에 하부 구조체(H-beam)에 볼팅을 위한 체결공을 형성하지 않고도 그 하부 구조체의 탑 플랜지(top-flange)에서 슬립(slip) 현상을 방지함과 동시에 높은 고정력으로 고정됨으로 인해 해상에서 해양플랜트의 실제 운행에 따른 진동에 대한 지지 여부를 확인할 수 있도록 한 해양구조물의 배관 지지를 위한 임시 지지장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 해양구조물에 설치된 배관으로 전달되는 진동에 대하여 안전성을 확보하기 위해 설치되는 서포트를 설치하기 전에 진동에 대한 지지 여부를 확인할 수 있도록 구비되는 임시 지지장치(1)는 지지대상인 배관 슈(200)가 올려지는 하부 구조체(100)에 용접이 아닌 조립에 의해 구비되는 것으로, 금속재질로 상부 지지부재(10), 중간 지지부재(20), 하부 지지부재(30) 및 상기 각 지지부재(10)(20)(30)를 체결하기 위한 볼트(40)와 너트(42), 지지볼트(40A)를 포함하는 기술적 구성을 가진다. 상기 하부 구조체(100)는 통상적인 에이치("H") 빔 형태이다.

상부 지지부재(10)는 통상적인 금속재질의 플레이트 형태로 상부에 진동에 대하여 지지대상인 배관 슈(200)의 상면과 측면을 지지하는 구속부재(12)를 포함하여 하부 구조체(100)의 탑 플랜지(110) 상부에 배치된다.

상기에서, 구속부재(12)는 상부 지지부재(10)의 상면에 용접이나 볼팅, 브래킷 등에 의해 구비되는 수평부재(12A)와, 상기 수평부재(12A)의 일단 배관 슈(200) 측에 그 배관 슈(200)의 좌우 유동을 지지하는 수평 구속부재(12B), 및 상기 수평부재(12A)의 반대 측 수평 구속부재(12B)의 외면에 배관 슈(200)의 상하 유동을 지지하는 수직 구속부재(12C)를 포함한다. 상기 각 구속부재는 금속재질로 용접이나 볼팅, 브래킷 등에 의해 결합 된다. 상기 수직 구속부재의 밑면과 배관 슈의 상면 사이는 설치규정에 따라 대략 0~3㎜의 공차를 가진다.

다시 말해서, 상기 구속부재는 하부 구조체에 올려지는 배관 슈에 전달되는 진동에 대하여 유동성을 갖지 않도록 지지하는 것으로, 즉 좌우 및 상하로의 지지력을 갖도록 배관 슈의 좌우 측을 수평 구속부재에 의해, 상하 측을 수직 구속부재에 의해 지지함으로써, 진동에 대한 우수한 지지력을 가질 수 있다.

중간 지지부재(20)는 상기 하부 구조체(100)의 탑 플랜지(110) 하부에 양 분할되어 상기 상부 지지부재(10)와 함께 하부 구조체(100)의 탑 플랜지(110)에 고정을 위해 배치되는 기술적 구성을 가진다.

다시 말해서, 중간 지지부재는 하부 구조물의 특성상 양 분할되어 볼트(40)와 너트(42)에 의해 상부 지지부재(10)와 함께 하부 구조체(100)의 탑 플랜지(110) 상으로 긴밀하게 밀착 고정되는 역할을 한다.

하부 지지부재(30)는 상기 중간 지지부재(20)의 하부에 그 중간 지지부재(20)와 대응되는 형태로 소정 간격을 두고 상기 중간 지지부재(20)를 지지하기 위해 배치되는 기술적 구성을 가진다.

다시 말해서, 하부 지지부재는 중간 지지부재를 고정하기 위한 것으로, 상기 상부 지지부재에 중간 지지부재를 고정하기 위한 하나의 보조적인 역할을 하는 것으로, 상기 상부 지지부재 및 중간 지지부재와 함께 볼트와 너트에 의해 지지 고정된다.

아울러, 상기 상부 지지부재(10)와, 중간 지지부재(20) 및 하부 지지부재(30)의 각 양단은 하나의 볼트(40) 및 너트(42)에 의해 체결 고정되되, 상기 중간 지지부재(20)와 하부 지지부재(30) 사이의 볼트(40)에는 중간 지지부재(20)의 위치 고정을 위한 이중 너트(44)가 개재되며, 상기 중간 지지부재(20)의 하부 구조체(100)의 탑 플랜지(110) 하부에 위치한 내측 밑면은 상기 하부 지지부재(30)에 통상적인 나사 결합방식에 의해 구비되는 각각의 지지볼트(40A)에 의해 지지되는 것을 포함한다.

상기에서, 이중 너트는 볼트 상에서 중간 지지부재의 밑면과 하부 지지부재의 상면 각 양단이 정확한 위치에 고정하기 위해 마련되는 것이다.

다시 말해서, 상부 지지부재와 중간 지지부재 및 하부 지지부재는 각 양단이 하나의 볼트와 너트에 의해 체결 고정된다.

또한, 하부 구조체의 탑 플랜지 하부에 위치하는 중간 지지부재의 내측 또한 하부 지지부재에 구비되는 각각의 지지볼트에 의해 지지 됨으로써, 처짐 등이 발생하지 않도록 긴밀하고 견고하게 고정될 수 있다.

더욱이, 본 발명은 종래와 같이 서포트를 설치하기 위해 하부 구조체에 복수 개의 체결공을 천공하는 것이 비하여, 하부 구조체에 천공되는 체결공을 형성하지 않고도 견고하고 긴밀하게 밀착 고정한다. 그로 인해 하부 구조체의 강도가 취약해지는 단점을 해결할 수 있다.

따라서, 본 발명은 복잡한 기술적 구성을 가지는 것이 아니라 간단한 구조에 의해 하부 구조체에 지지대상인 배관 슈를 견고하고 긴밀하게 지지 되도록 함으로써, 해상에서 해양 구조물에 설치된 배관으로 전달되는 진동에 대하여 서포트를 설치하기 위한 가정 적정한 상태를 정확하게 파악할 수 있는 것이다.

그에 따라 해상에서 실제로 운행되는 해양 구조물에 설치되는 배관에 진동으로 인한 문제점 없이 가장 이상적인 상태로 서포트를 설치할 수 있는 것이다.

그로 인해 진동에 따른 각종 배관이 변형되거나 손상되는 것을 방지함은 물론 오래 사용기간을 확보할 수 있다.

한편, 하부 구조체와 본 발명의 각 지지부재는 다 같이 금속재질로 설치 후 진동에 대하여 혹여 슬립 현상이 발생할 수 있는 관계로, 이를 원천적으로 방지할 수 있는 기술적 구성도 제공한다.

하부 구조체(100)와 서로 접하는 부분의 상기 상부 지지부재(10), 중간 지지부재(20) 및 하부 지지부재(30) 사이에는 진동에 의한 슬립(slip) 현상을 방지하기 위한 각각의 마찰부재(50)가 개재되는 것을 더 포함한다.

상기에서, 마찰부재(50)는 서로 접하는 접촉 면 상에 밀착되어 슬립 현상을 방지하기 위해 금속재질보다 마찰계수가 높은 통상적인 고무나 우레탄 등과 같은 탄성재질로 마련하는 것이 바람직하다.

다시 말해서, 동질의 금속재질에서는 진동에 의한 약간의 슬립 현상이 발생할 수 있는 관계로, 본 발명에서는 이러한 슬립 현상을 원천적으로 방지하도록 이종 재질은 마찰부재를 각 접하는 부분에 구비함으로써, 고정 후 진동에 의한 슬립 현상을 원천적으로 방지할 수 있다.

그로 인해 본 발명의 임지 지지장치가 설치된 후 진동에 대해서도 지지되는 정도를 정확하게 확인할 수 있는 것이다.

1 : 임시 지지장치
10 : 상부 지지부재 12 : 구속부재
12A : 수평부재 12B : 수평 구속부재
12C : 수직 구속부재 20 : 중간 지지부재
30 : 하부 지지부재 40 : 볼트
40A : 지지볼트 42 : 너트
44 : 이중 너트 50 : 마찰부재
100 : 하부 구조체
110 : 탑 플랜지
200 : 배관 슈

Claims (4)

1. 해양구조물에 설치된 배관으로 전달되는 진동에 대하여 안전성을 확보하기 위해 설치되는 서포트를 설치하기 전에 진동에 대한 지지 여부를 확인할 수 있도록 구비되는 임시 지지장치에 있어서,
   상기 임시 지지장치는,
   상부에 지지대상인 배관 슈의 상면과 측면을 지지하는 구속부재를 포함하여 하부 구조체의 탑 플랜지 상부에 배치되는 상부 지지부재;
   상기 하부 구조체의 탑 플랜지 하부에 양 분할되어 상기 상부 지지부재와 함께 하부 구조체의 탑 플랜지에 고정을 위해 배치되는 중간 지지부재;
   상기 중간 지지부재의 하부에 그 중간 지지부재와 대응되는 형태로 소정 간격을 두고 상기 중간 지지부재를 지지하기 위해 배치되는 하부 지지부재; 및
   상기 상부 지지부재, 중간 지지부재 및 하부 지지부재의 각 양단은 하나의 볼트 및 너트에 의해 체결 고정되되, 상기 중간 지지부재와 하부 지지부재 사이의 볼트에는 중간 지지부재의 위치 고정을 위한 이중 너트가 개재되며, 상기 중간 지지부재의 하부 구조체의 탑 플랜지 하부에 위치한 내측 밑면은 상기 하부 지지부재에 구비되는 각각의 지지볼트에 의해 지지되는 것을 포함하는 해양구조물의 배관 지지를 위한 임시 지지장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 구속부재는 상부 지지부재의 상면에 구비되는 수평부재, 상기 수평부재의 일단 배관 슈 측에 그 배관 슈의 좌우 유동을 지지하는 수평 구속부재, 및 상기 수평부재의 반대 측 수평 구속부재의 외면에 배관 슈의 상하 유동을 지지하는 수직 구속부재를 포함하는 해양구조물의 배관 지지를 위한 임시 지지장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 하부 구조체와 서로 접하는 부분의 상기 상부 지지부재, 중간 지지부재 및 하부 지지부재 사이에는 진동에 의한 슬립(slip) 현상을 방지하기 위한 각각의 마찰부재가 개재되는 것을 더 포함하는 해양구조물의 배관 지지를 위한 임시 지지장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 마찰부재는 서로 접하는 접촉 면 상에 밀착되어 슬립 현상을 방지하기 위해 금속재질보다 마찰계수가 높은 탄성재질인 해양구조물의 배관 지지를 위한 임시 지지장치.
   

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