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KR101422506B1 - 플랜지 누설검사장치 및 이를 이용한 플랜지 누설검사방법 - Google Patents

플랜지 누설검사장치 및 이를 이용한 플랜지 누설검사방법 Download PDF

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KR101422506B1
KR101422506B1 KR1020130058744A KR20130058744A KR101422506B1 KR 101422506 B1 KR101422506 B1 KR 101422506B1 KR 1020130058744 A KR1020130058744 A KR 1020130058744A KR 20130058744 A KR20130058744 A KR 20130058744A KR 101422506 B1 KR101422506 B1 KR 101422506B1
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flange
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current
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이창헌
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

플랜지 누설검사장치 및 이를 이용한 플랜지 누설검사방법이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 플랜지 누설검사장치는 양측 배관의 플랜지 결합부위의 주변부에 마련된 발열체; 발열체에 전류를 공급하여 발열체의 온도를 일정하게 유지시키는 온도유지장치; 및 온도유지장치에 의해 발열체에 공급되는 전류의 변화량을 기초로, 플랜지 결합부위의 누설 여부를 판단하는 검사부;를 포함한다.

Description

플랜지 누설검사장치 및 이를 이용한 플랜지 누설검사방법{APPARATUS FOR TESTING FLANGE LEAKAGES, AND A METHOD FOR TESTING FLANGE LEAKAGES USING THE SAME}
본 발명은 플랜지 누설검사장치 및 이를 이용한 플랜지 누설검사방법에 관한 것이다.
선박을 비롯한 다양한 산업분야에서 가스이송설비는 배관을 통해 가스를 이송한다. 이때, 가스가 누출될 경우 심각한 인명 피해 등이 발생할 수 있으므로, 사전에 각 배관 및 배관의 플랜지 결합부위에 대한 가스누설검사가 이루어지고 있다. 예컨대, 가압방식의 가스누설검사는 서로 연결된 배관의 한쪽 끝단 부위를 차단한 상태에서 다른 쪽을 가압하면서 질소, 헬륨 등의 가스를 주입하여 가스누설 여부를 검사하는 방식이다. 여기서, 일정 시간 경과 후 압력변동 여부에 따라 배관 및 플랜지 결합부위의 누설 여부가 판단될 수 있다. 이러한 가압방식은 특정 가스를 이용하여 누설 여부를 측정해야 하고, 비교적 검사 시간이 많이 필요하다.
또 다른 방법으로, 한국공개특허 제2011-0059278호(2011.06.02. 공개일)는 중공의 시험 대상물(배관) 내부에 압축열이 발생되도록 기체를 공급하고, 시험 대상물 내부에서 발생되는 압축열을 분석함으로써 시험 대상물의 결함을 검출하는 기술을 공개한 바 있다. 이때, 열화상 검출수단을 이용하여 시험 대상물 표면의 온도를 영상으로 검출하고, 열화상 검출수단에서 전송된 영상을 통해 시험 대상물 표면의 온도 분포를 분석하는 과정을 거치게 된다. 이러한 검사 방식은 열화상 검출수단 및 영상 분석 장치 등 고가의 장비가 필요하며, 미세한 가스누설에 대해서는 검출하기 어려운 면이 있다.
한국공개특허 제2011-0059278호(2011.06.02. 공개일)
본 발명의 실시 예는 간편한 장치 구성으로 온도유지장치의 전류 변화량을 측정하여 플랜지의 미세한 누설 여부를 검출할 수 있고, 종래의 헬륨, 질소 등의 특정 가스를 사용하지 않고도 압축공기를 이용하여 플랜지 결합부위의 누설 여부를 효과적으로 측정할 수 있는 플랜지 누설검사장치 및 이를 이용한 플랜지 누설검사방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 양측 배관의 플랜지 결합부위의 주변부에 마련된 발열체; 상기 발열체에 전류를 공급하여 상기 발열체의 온도를 일정하게 유지시키는 온도유지장치; 및 상기 온도유지장치에 의해 상기 발열체에 공급되는 전류의 변화량을 기초로, 상기 플랜지 결합부위의 누설 여부를 판단하는 검사부;를 포함하는 플랜지 누설검사장치가 제공될 수 있다.
상기 플랜지의 결합부위 및 상기 발열체를 수용하는 밀폐공간을 갖는 챔버와, 상기 밀폐공간에 압축공기를 공급하는 압축공기공급장치를 더 포함할 수 있다.
상기 검사부는 상기 온도유지장치에 의해 상기 발열체에 공급되는 전류의 변화량을 측정하는 측정부를 포함하고, 상기 검사부는 상기 측정부에 의해 측정된 상기 전류 변화량과 미리 설정된 기준값을 비교하고, 상기 비교한 결과값을 기초로 상기 플랜지 결합부위의 누설 여부를 판단할 수 있다.
상기 온도유지장치는 상기 발열체의 온도를 감지하는 감지부와, 상기 감지된 발열체의 온도에 따라 상기 발열체에 공급되는 전류의 크기를 조절하는 전류공급부를 포함할 수 있다.
상기 발열체는 금속물질로 마련되어 상기 배관의 외측 주변부에 각각 설치되고, 상기 온도유지장치에 의해 상기 배관의 내측 온도보다 높은 온도로 유지될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 챔버의 밀폐공간에 수용된 상기 플랜지 결합부위의 주변부에 상기 발열체를 설치하는 단계; 압축공기공급장치가 상기 밀폐공간에 압축공기를 공급하여, 상기 밀폐공간과 상기 플랜지 결합이 이루어진 상기 배관의 내부공간 사이에 압력 차가 발생하도록 하는 단계; 상기 온도유지장치가 상기 발열체에 전류를 공급하여 상기 발열체를 일정 온도로 가열시키는 단계; 및 상기 검사부가 상기 온도유지장치에 의해 상기 발열체에 공급되는 전류의 변화량을 기초로, 상기 플랜지 결합부위의 누설 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 플랜지 누설검사방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 플랜지 누설검사장치 및 이를 이용한 플랜지 누설검사방법은 간편한 장치 구성으로 온도유지장치의 전류 변화량을 측정하여 플랜지의 미세한 누설 여부를 검출할 수 있고, 종래의 헬륨, 질소 등의 특정 가스를 사용하지 않고도 압축공기를 이용하여 플랜지 결합부위의 누설 여부를 효과적으로 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 플랜지 누설검사장치를 도시한다.
도 2는 상기 도 1의 플랜지 누설검사장치 중 온도유지장치의 전류 변화량을 기초로, 플랜지 결합부위의 누설 여부를 판단하기 위한 구성을 블록화시켜 도시한 것이다.
도 3은 상기 도 1의 플랜지 누설검사장치를 이용하여 플랜지 누설검사를 수행하는 과정을 순서도로 도시한 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 플랜지 누설검사장치(100)는 발열체(10), 온도유지장치(20), 검사부(30), 디스플레이부(40), 챔버(50) 및 압축공기공급장치(60)를 포함한다.
발열체(10)는 양측 배관(2,3)의 플랜지(2a,3a) 결합부위의 주변부에 마련된다. 이때, 발열체(10)는 적어도 배관(2,3)에 접촉되는 부위가 금속물질로 마련되어 배관(2,3)의 외측 주변부에 각각 설치되고, 온도유지장치(20)에 의해 배관(2,3)의 내측 온도보다 높은 온도로 유지될 수 있다.
발열체(10)의 온도는 누설된 (압축)공기에 의해 낮아질 수 있다. 즉, 플랜지(2a,3a) 결합부위에 누설이 발생한 경우, 챔버(50)의 밀폐공간(S)과 플랜지(2a,3a) 결합이 이루어진 배관(2,3) 내부공간 사이의 압력 차이에 의해 압축공기가 플랜지(2a,3a) 결합부위를 통해 배관(2,3) 내측으로 흐르게 된다. 이때, 누설된 해당 압축공기가 발열체(10)의 열 중 일부를 빼앗아 발열체(10)의 온도가 낮아지게 된다.
이러한 발열체(10)는 예컨대, 플랜지(2a,3a) 결합부위의 주변부 배치되는 복수의 금속 발열핀으로 구성될 수 있다. 이 경우, 금속 발열핀은 플랜지(2a,3a) 결합부위의 주변부를 따라 이격되게 배치될 수 있으며, 온도유지장치(20)로부터 열원을 공급받아 가열된 후, 일정 온도로 유지될 수 있다.
온도유지장치(20)는 발열체(10)에 전류를 공급하여 발열체(10)의 온도를 기 설정된 값을 기초로 일정하게 유지시킨다. 여기서, 온도유지장치(20)는 발열체(10)의 온도를 감지하는 감지부(23)와, 감지부(23)에 의해 감지된 발열체(10)의 온도에 따라 전류라인(5)을 통해 발열체(10)에 공급되는 전류의 크기를 조절하는 전류공급부(25) 및 입력수단(27)을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 플랜지(2a,3a) 결합부위에 결함이 발생한 경우, 발열체(10)의 온도가 낮아지게 된다. 이 경우, 감지부(23)는 발열체(10)의 낮아진 온도를 감지하고, 전류공급부(25)는 기 설정된 값을 기초로 발열체(10)의 온도를 일정하게 유지시키기 위해, 감지부(23)에 의해 감지된 발열체(10)의 온도에 따라 발열체(10)에 공급되는 전류의 크기를 조절한다. 이때 사용자가 직접 키보드, 마우스 등을 포함하는 입력수단(27)을 이용하여, 전류의 크기를 조절하기 위한 데이터를 입력할 수 있다.
검사부(30)는 온도유지장치(20)에 의해 발열체(10)에 공급되는 전류의 변화량을 기초로, 플랜지(2a,3a) 결합부위의 누설 여부를 판단한다. 여기서, 검사부(30)는 온도유지장치(20)에 의해 발열체(10)에 공급되는 전류의 변화량을 측정하는 측정부(33)를 포함할 수 있다. 플랜지(2a,3a) 결합부위에 결함이 발생한 경우, 발열체(10)의 온도가 낮아져 온도유지장치(20)는 발열체(10)의 온도를 기 설정된 값을 기초로 일정하게 유지시키기 위해 발열체(10)에 공급되는 전류의 크기를 증가시키게 된다. 즉, 플랜지(2a,3a) 결합부위에 누설이 발생하기 전에 비해 플랜지(2a,3a) 결합부위에 누설이 발생한 후 온도유지장치(20)에 의해 발열체(10)에 공급되는 전류의 크기는 더 증가하게 되며, 측정부(33)는 온도유지장치(20)에 의해 공급되는 전류의 (크기) 변화량을 측정한다.
또, 검사부(30)는 측정부(33)에 의해 측정된 전류 변화량과 미리 설정된 기준값을 비교하고, 비교한 결과값을 기초로 플랜지(2a,3a) 결합부위의 누설 여부를 판단할 수 있다. 만약, 측정부(33)에 의해 측정된 전류 변화량이 미리 설정된 기준값을 초과한 경우, 검사부(30)는 플랜지(2a,3a) 결합부위에 결함이 있다고 판단한다. 이를 통해, 간편한 장비구성으로 미세한 (가스)누설에 대해서도 신속하고 효과적인 검출이 가능하다.
디스플레이부(40)는 화면에 데이터를 표시하는 장치로서, 예컨대 온도유지장치(20)의 전류 변화량, 플랜지(2a,3a) 결합부위의 누설 여부, 발열체(10)의 온도 등에 대한 데이터를 화면에 표시할 수 있다.
챔버(50)는 플랜지(2a,3a) 결합부위 및 발열체(10)를 수용하는 밀폐공간(S)을 갖는다. 이때, 챔버(50)와 배관(2,3) 간의 접촉부위에는 밀봉을 위해 실링부재(미도시)가 마련될 수 있다. 또, 챔버(50)는 공급라인(7)을 통해 압축공기공급장치(60)와 연결될 수 있다.
압축공기공급장치(60)는 공급라인(7)을 통해 챔버(50)의 밀폐공간(S)에 압축공기를 공급한다. 이를 통해, 챔버(50)의 밀폐공간(S)과 플랜지(2a,3a) 결합이 이루어진 배관(2,3) 내부공간 사이에 압력 차가 발생하게 된다. 이때, 플랜지(2a,3a) 결합부위에 발생하는 누설 여부를 확인하기 위해 대기중의 공기를 사용함으로써, 비용 절감 및 특정 가스를 이용하지 않고도 효율적인 누설 여부에 대한 검출이 이루어질 수 있다.
이하, 도 1과 도 2의 내용을 기초로 도 3을 통해 플랜지 누설검사 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 3은 도 1의 플랜지 누설검사장치를 이용하여 플랜지 누설검사를 수행하는 과정을 순서도로 도시한 것이다.
먼저, 챔버(50)의 밀폐공간(S)에 수용된 플랜지(2a,3a) 결합부위의 주변부에 발열체(10)를 설치한다(S301).
다음으로, 압축공기공급장치(60)가 챔버(50)의 밀폐공간(S)에 압축공기를 공급하여, 챔버(50)의 밀폐공간(S)과 플랜지(2a,3a) 결합이 이루어진 배관(2,3)의 내부공간 사이에 압력 차가 발생하도록 한다(S311).
다음으로, 온도유지장치(20)가 발열체(10)에 전류를 공급하여 발열체(10)를 일정 온도로 가열시킨다(S321). 이때, 기 설정된 값을 기초로 온도유지장치(20)에 의해 발열체(10)의 온도가 일정하게 유지된다.
다음으로, 검사부(30)가 온도유지장치(20)의 전류 변화량을 기초로, 플랜지(2a,3a) 결합부위의 누설 여부를 판단한다(S331).
이와 같이, 플랜지 누설검사장치(100)는 간편한 구성으로 온도유지장치(20)의 전류 변화량을 측정하여 플랜지(2a,3a)의 미세한 누설 여부를 검출할 수 있다. 또, 종래의 헬륨, 질소 등의 특정 가스를 사용하지 않고도 공기를 이용한 플랜지(2a,3a) 결합부위의 누설 여부를 효과적으로 측정할 수 있다.
한편, 도 2에서 도시된 각각의 구성요소는 일종의 '모듈'로 구성될 수 있다. 상기 '모듈'은 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 주문형 반도체(ASIC, Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, 모듈은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 모듈은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. 모듈은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 실행시키도록 구성될 수도 있다. 구성요소들과 모듈들에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 모듈들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 모듈들로 더 분리될 수 있다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
2,3: 배관 2a,3a: 플랜지
10: 발열체 20: 온도유지장치
30: 검사부 40: 디스플레이부
50: 챔버 60: 압축공기공급장치

Claims (6)

  1. 양측 배관의 플랜지 결합부위의 주변부에 마련된 발열체;
    상기 발열체에 전류를 공급하여 상기 발열체의 온도를 일정하게 유지시키는 온도유지장치;
    상기 온도유지장치에 의해 상기 발열체에 공급되는 전류의 변화량을 기초로, 상기 플랜지 결합부위의 누설 여부를 판단하는 검사부;
    상기 플랜지 결합부위 및 상기 발열체를 수용하는 밀폐공간을 갖는 챔버; 및
    상기 밀폐공간에 압축공기를 공급하는 압축공기공급장치;를 포함하는 플랜지 누설검사장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 검사부는 상기 온도유지장치에 의해 상기 발열체에 공급되는 전류의 변화량을 측정하는 측정부를 포함하고,
    상기 검사부는 상기 측정부에 의해 측정된 상기 전류 변화량과 미리 설정된 기준값을 비교하고, 상기 비교한 결과값을 기초로 상기 플랜지 결합부위의 누설 여부를 판단하는 플랜지 누설검사장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 온도유지장치는 상기 발열체의 온도를 감지하는 감지부와,
    상기 감지된 발열체의 온도에 따라 상기 발열체에 공급되는 전류의 크기를 조절하는 전류공급부를 포함하는 플랜지 누설검사장치.
  5. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발열체는 금속물질로 마련되어 상기 배관의 외측 주변부에 각각 설치되고, 상기 온도유지장치에 의해 상기 배관의 내측 온도보다 높은 온도로 유지되는 플랜지 누설검사장치.
  6. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 따른 플랜지 누설검사장치를 이용한 플랜지 누설검사방법에 있어서,
    챔버의 밀폐공간에 수용된 상기 플랜지 결합부위의 주변부에 상기 발열체를 설치하는 단계;
    압축공기공급장치가 상기 밀폐공간에 압축공기를 공급하여, 상기 밀폐공간과 상기 플랜지 결합이 이루어진 상기 배관의 내부공간 사이에 압력 차가 발생하도록 하는 단계;
    상기 온도유지장치가 상기 발열체에 전류를 공급하여 상기 발열체를 일정 온도로 가열시키는 단계; 및
    상기 검사부가 상기 상기 온도유지장치에 의해 상기 발열체에 공급되는 전류의 변화량을 기초로, 상기 플랜지 결합부위의 누설 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 플랜지 누설검사방법.
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