Journal of the Korean Institute of Gas (한국가스학회지)

The Korean Institute of GAS (한국가스학회)
권호 표지

Mathematical Modeling on the Corrosion Behavior of the Steel Casing and Pipe in Cathodic Protection System

음극방식 시스템에서의 압입관과 배관의 부식거동에 관한 수학적 모델링

  • Kim Y.S. (R&D Center/Korea Gas Corporation) ;
  • Li S.Y. (R&D Center/Korea Gas Corporation) ;
  • Park K.W. (R&D Center/Korea Gas Corporation) ;
  • Jeon K.S. (R&D Center/Korea Gas Corporation) ;
  • Kho Y.T. (R&D Center/Korea Gas Corporation)
  • 김영석 (한국가스공사 연구개발원) ;
  • 이선엽 (한국가스공사 연구개발원) ;
  • 박경완 (한국가스공사 연구개발원) ;
  • 전경수 (한국가스공사 연구개발원) ;
  • 고영태 (한국가스공사 연구개발원)
  • Published : 1998.03.01
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Abstract

Mathematical modeling on the corrosion of the steel casing and main pipe due to the protection current resulting from a cathodic protection system was carried out using boundary element method. The model is consisted of Laplace's equation with non-linear boundary conditions(Tafel equations) and the iterative technique to determine the miexed potential of the steel casing. The model is applied to the normal steel casing section as well as abnormal one with defects such as metal touch and insulation defects. From the modeling procedure, we can calculate the potential distributions and current density distributions of the system. The theoretical results of the qualitatiive corrosion aspect along the steel casing and main pipe agree well with the experimental results within the experimental conditions studied.

음극방식 시스템의 방식전류에 의한 압입구간내의 압입관과 배관의 부식거동에 관한 수학적 모델링을 경계요소법을 이용하여 수행하였다. 모델은 비선형 경계조건(Tafel 방정식)을 가진 라플라스 방정식으로 이루어져 있으며 압입관의 혼합전위를 구하기 위하여 혼합전위 이론을 응용한 반복법을 사용하였으며 그위에 비선형 경계조건에 대한 해석을 위하여 이중 반복법을 사용하였다. 모델은 정상적인 압입구간 뿐만 아니라 압입관과 배관과의 금속간 접촉(metal touch)이나 외부환경과 압입구간 내부를 격리시키는 절연부위의 손상과 같은 결함들을 가진 비정상적인 압입구간들에 대해서 적용되었다. 수학적 모델링의 결과로부터 압입구간에의 전위분포와 전류분포를 계산할 수 있었다. 모델링의 타당성을 증명하기 위하여 모사실험을 수행하였으며 실험조건내에서 이론적인 결과와 실험결과는 정성적으로 잘 일치하였다.

Keywords