KR970001318Y1 - 확관시험 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

확관시험 장치

제1도는 본 고안의 사시도.

제2도는 본 고안의 세부조립도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 확관시험장치 11 : 만능시험지 상부 고정축

12 : 원주형 시험블록 13 : 만능시험기 하부 고정축

14 : 시험대 15 : 조임쇄

16 : 눈금 17,21 : 나사홈

18 : 강관 19 : 조임쇄용 홈

20 : 죔볼트 21 : 하부공정축 나사홈

22,23 : 초음파 센서 24 : 강관의 용접부

28 : 전기 신호 변환기 30 : 제어장치

본 고안은 강관의 확관 가공성을 정량적으로 평가할 수 있는 시험장치에 관한 것이다.

일반적으로 압출에 의해 제조되는 심이 없는 강관(Seamless pipe)에서는 미세조족이 전체적으로 균질하기 때문에 학관 가공성은 모재의 연신율에 의해 좌우되지만, 용접에 의해 제조된 용접 강관(Welded pipe)의 경우는 확관시 모재와 조직적 이방성을 갖는 용접부에서 대부분 찢어짐(Tearing)현상이 발생하기 때문에 강관 제조업체나 가공업체에서 문제가 되고 있다. 이것은 강관 제조시의 용접 조건, 용접시공 조건의 부적합 및 재료의 화학조성등이 직접적인 원인으로 작용하고 있다. 따라서 강관의 확관 가공성 평가 시험은 확관 가공성이 우수한 재료의 선정 뿐만 아니라 선정된 재료의 적정 확관률 범위도출에 의한 확관 불량율을 감소시킬수 있기 때문에 실조업시 매우 중요한 평가항목이라고 할 수 있다.

종래에는 원추형 시험블록이나 맨드렐(Mandrel)블록을 강관 내부에 압입하는 방법으로 확관 시험을 실시하였다. 그러나 이러한 시험 방법은 강관이 찢어질 때까지 시험블록을 압입시켜 재료별 확관 가공성을 비교 평가하기 때문에 시험 결과의 정량화도 어려울 뿐만 아니라 실물 성형 조건과도 매우 상이하엿다. 또 시험편의 확관 가공율을 선정하기 위해, 시험후 강관의 직경을 매번 측정해야 하므로 작업조건도 매우 번거롭다. 특히 상기 시험은 육안으로 강관의 찢어짐을 판정하기 때문에 실제 조업시 가장 중요한 자료인 사용재료의 최대 확관율의 선정이 거의 불가능하다는 문제점이 있다. 이외에도 시험중 강관이 돌발적으로 시험대를 벗어남으로써 작업자의 안전에도 문제가 많았다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 강관의 확관 가공성을 정량적으로 평가할 수 있는 시험장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 강관의 확관율을 시험하기 위한 장치에 있어서, 만능시험기의 상하부 고정축에 연결되는 원추형의 시험블록과 시험대를 갖추고, 상기 원추형 시험블록에는 시험중 강관 직경의 연신된 길이를 측정할 수 있도록 눈금을 표시하며, 시험중 강관이 찢어지는 순간을 감지할 수 있도록 강관 용접부에 접촉시 초음파 센서를 부착시키고, 또한 시험대에는 강관을 4방향으로 고정할 수 있는 조임쇄와 조임쇄용 홈을 통하여 이동하는 죔불트 사용에 의해서 조임쇄를 고정시킬수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 확관시험장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 고안을 도면에 따라 상세히 설명한다.

본 고안의 시험장치(1)는 만능시험기의 상부 고정축(11)에 연결되는 원주형 시험 블록(12) 및 만능 시험기 하부 고정축(13)에 연결되는 시험대(14)로 구성되어 있으며, 시험대(14)에 확관 시험시 강관(18)을 4방향에서 지지할 수 있는 조임쇄(15) 및 죔 볼트(20)를 갖추고 있다. 또 강관 끝단의 용접부 양단(24)에는 접촉식 초음파 센서(22,23)가 부착되어 있다.

상기 원추형 시허블록(12)은 통상 강관의 확관 가공율이 40% 미만임을 고려하여 원추형 시험블록(12)의 하부 각도를 45°- 90°로 하고, 또한 원추형 시험블록 표면에는 확관 시험중 연신된 강관의 직경을 별도의 측정없이 육안으로 확인할 수 있도록 일정한 간격으로 각 부분의 직경을 mm단위의 눈금(16)을 표시한다. 그리고 원추형 시험 블록의 상부에 나사홈(17)을 만들어 만능시험기의 상부 고정축(13)과 연결되도록 한다.

시험대(14)는 확관시험시 원추형 시험블록(12)과 강관(18)의 직경 중심이 일치될수 있도록 강관(18)의 위치를 선정한 다음, 확관 시험중 원추형 시험블록(12)의 압축시 강관(18) 전체에 균일한 힘의 부가 및 강관의 시험대 이탈을 방지하기 위해 강관을 4방향에서 지지할 수 있는 조임쇄 (15)를 갖추고 있다. 또한 시험대에는 하변이 넓은 사다리꼴 형상의 조임쇄용 홈(19)을 서로 직각이 되도록 4방향으로 가공하여 이곳에 강관(18)의 직경에 따라 조임쇄(15)의 위치를 조정하여 홈(19)를 통하여 이동하는 죔불트(20)로 고정한다. 시험대(14)는 그 밑면에 나사홈(21)을 만들어 만능시험기의 하부 고정축(13)과 연결되도록 한다.

한편 시험중 강관이 찌지어지는 순간을 정확히 판정할 수 있도록 강관의 용접부(24) 양단에 접촉식 초음파 센서(22,23)를 부착시키고, 여기서 발생하는 신호를 변환기(transducer)(28)를 통하여 전기적으로 변환하여 만능 시험기의 제어장치(CONTROLLER)(30)에 전송함으로써, 만능시험기의 구동축(11)에 정지명령을 내림으로서 시험이 즉시 중지되도록 제어시킨다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 작용 및 효과를 설명한다.

먼저 원추형 시험블록(12)과 시험대(14)를 만능시험기의 상부 및 하부 고정축(11,13)에 연결시킨 다음, 강관(18)을 시험대(14) 중심에 놓고 강관(18)이 지지되도록 각 방향 조임쇄(15)의 위치를 조정하여 죔볼트(20)로 고정시킨다. 확관 시험은 강관 용접부(24)의 양단에 초음파 센서(22,23)를 부착시킨 다음, 원추형 시험블록(12)을 강관(18)으로 부터 소정의 높이에 위치시킨후, 일정속도로 압축을 가하면 강관(18)은 압입된 원추형 시험불록(12)에 의해 접차 소성 변형을 일츠키면서 확관된다. 시험은 용접버드(BEAD)부위의 반향음(ECHO)이 소멸되는 순간을 포착하여, 여기서 발생하는 신호를 전기신호 변환기(28)를 통하여 전기적으로 변환하여 만능시험기의 제어장치(30)에 전송함으로써 즉시 상부고정축(11)에 정지명령을 내려 시험이 중단된다.

이와같이 시험이 중단되었을때의 확관율을 강관의 최대 확관율로 정의하며, 강관용 재료간의 확관 가공성은 상호간의 최대 확관율로서 비교 평가가 가능하다. 이때 확관율은 원추형 시험블록(12)에 표시된 눈금(16)에 의해 별도의 측정 공구를 사용하지 않고 아래와 같이 용이하게 계산된다.

R1 : 시험전, 강관의 내부직경

R2 : 시험후, 강관의 내부직경

상기와 같은 시험은 실제 가공 조건과 유사한 실물 셩형 시험이며, 한번의 시험으로서 강관(18)의 확관 가공성을 정량적으로 평가할 수 있기 때문에 각종 성분계의 강관, 특히 용접에 의해 제조왼 강관들의 확관 가공성를 동일한 조건으로 비교 평가할 수 있으며, 또한 시험시 강관을 강제 파단시킴으로써 특정 성분계를 갖는 강관의 최대 확관율을 실험실적으로 선정할 수 있다.

따라서 본 고안을 이용하면, 강관용 소재 제조업체에서는 강관업체에 공급한 재료의 확관 가공성을 사전 평가하여 최적 성분계에는 적용이 가능할 뿐 아니라, 또한 실제 강관을 제조하거나 제조된 강관을 확관시키는 강관 제조업체등에서는 매우 용이하게 최대 확관율을 도출할 수 있기 때문에 실제 확관작업시 불량 작업을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.

Claims (1)

1. 강관의 확관율을 시험하기 위한 장치에 있어서, 만능시험기의 상하부 고정축(11, 13)에 연결되는 원추형의 시험불록(12)과 시험대(14)를 갖추고, 원추형 시험블록(12)에는 시험중 강관(18) 직경의 연신된 길이를 측정할 수 있도록 눈금(16)을 표시하며, 시험중 강관이 찢어지는 순간을 감지할 수 있도록 강관용접부(24)에 접촉식 초음파 센서(22,23)를 부착시키고, 또한 시험대(14)에는 강관(18)을 4방향으로 고정할 수 있는 조임쇄(15)와 조임쇄 홈(19)을 통하여 이동하는 죔볼트(20) 사용에 의하여 조임쇄(15)를 고정시킬수 있도록 규성됨을 특징으로 하는 확관시험장치.