DOI QR코드

DOI QR Code

부식이 존재하는 기존 노후 관로에서 인장 시편 가공 시 그립 가공 타당성에 대한 연구

Validation Study on Processing Grip Part of Tensile Specimen Acquired from Corroded Pipeline

  • 투고 : 2019.11.20
  • 심사 : 2020.01.09
  • 발행 : 2020.04.01

초록

부식된 관로의 상태를 평가하기 위해서 수행하는 직접평가 중 인장 실험을 수행하였다. 부식된 관로에서 절삭 가공하여 인장 시편을 취득하면, 관로의 관경에 따라 곡률이 변화하고 실제 평평한 시편의 거동과 달라질 수 있어 이를 확인하기 위한 연구를 수행하였다. 시편의 전 영역이 평평한 경우, 곡률이 있는 경우 그리고 시편에 곡률이 존재하면서 그립 부분만 평평하게 가공한 경우에 대해서 부식이 없는 경우와 부식이 존재하는 경우(두께 대비 25, 50 %의 단일 부식)로 나누어 해석을 진행하였다. 부식이 존재하게 되면 응력 집중이 단면 감소부에서 확실하게 나타나 그립의 가공 여부가 시편의 인장거동에 영향을 거의 주지 않는다는 것을 해석을 통해 확인하였다. 또한 실제 부식이 있는 시편에 대하여 3D 스캔을 진행하고 이를 반영한 해석 모델을 만들어 실험 결과와 비교 분석하였다.

In this work, tensile tests, one of the most common test method to assess the condition of a corroded pipe, were conducted. According to ASTM E8 method, the use of flat or curved uni-axial tension test is allowed under the recommendation with the usage of grips corresponding to a curvature of the pipe. However, this method is not for corroded specimen. Furthermore, in the case of performing the multiple tensile tests with various curvatures, it is desirable not to produce zigs that fit each curvatures, if merely processing the specimen grip with curvature into the flat grip can show almost identical tensile behavior. Therefore, various tension simulations were conducted first to check if there exist any differences. Also, experiments on corroded tensile specimen were conducted and compared with the FEM simulation that reflects the actual geometry acquired from the 3D scanner.

키워드

참고문헌

  1. ABAQUS (2014). User's manual: Version 6.14, Simulia, United States.
  2. ASTM E8 (2016). Standard test methods for tension testing of metallic materials, ASTM International, West Conshohocken, PA, www. astm.org.
  3. Fernandez, I., Bairan, J. M. and Mari, A. R. (2016a). "Mechanical model to evaluate steel reinforcement corrosion effects on ${\sigma}-{\varepsilon}$ and fatigue curves. Experimental calibration and validation." Engineering Structures, Vol. 118, pp. 320-333. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2016.03.055
  4. Fernandez, I., Bairan, J. M. and Marí, A. R. (2016b). "3D FEM model development from 3D optical measurement technique applied to corroded steel bars." Construction and Building Materials, Vol. 124, pp. 519-532. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.07.133
  5. Garbatov, Y., Guedes S. C., Parunov, J. and Kodvanj, J. (2014). "Tensile strength assessment of corroded small scale specimens." Corrosion Science, Vol. 85, pp. 296-303. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2014.04.031
  6. K-water (2017). Buried water main condition assessment.monitoring technology guide - Focus on non-destructive detection and structural condition monitoring, No. 2017-WS-SR-625-1000 (in Korean).
  7. Sheng, J. and Xia, J. (2017). "Effect of simulated pitting corrosion on the tensile properties of steel." Construction and Building Materials, Vol. 131, pp. 90-100. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.11.037
  8. Wang, Y., Xu, S., Wang, H. and Li, A. (2017). "Predicting the residual strength and deformability of corroded steel plate based on the corrosion morphology." Construction and Building Materials, Vol. 152, pp. 777-793. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.07.035