• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.420-420
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• 2021

상수도관은 시간이 경과됨에 따라 부식이 발생하고 이로 인해 관의 두께 및 강도가 감소하여 점차 상수도관의 기능을 상실하게 된다. 이러한 노후 상수도관은 누수, 적수 등 수자원에 막대한 경제적인 손실을 발생시키고 사람들에게 많은 불편을 끼친다. 현재 우리나라도 전체 상수도관 중 노후 상수도관이 많은 부분을 차지하고 있기 때문에 교체나 개선이 시급한 실정이다. 하지만 전체 상수도관을 교체하는 것은 막대한 예산이 필요하기 때문에 현실적으로 어려운 문제이다. 따라서 상수도관의 노후도 분석을 통하여 상수관망의 최적 교체 우선순위를 판단하고 교체를 실시하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 노후도 분석에 중요한 관의 부식깊이와 잔존수명을 예측하고 신뢰성해석을 통해 파괴확률을 산정하였다. 이를 위해 Romanoff(1957)와 환경부(2002)에서 실측한 상수관의 관종에 따른 관두께 변화를 적용하여 해석하였다. 실측 자료를 통해 부식깊이, 잔존수명 예측 모델을 수립하였으며 이에 따른 관의 파괴확률을 산정하였다. Romanoff(1957)의 혼합강관과 주철관에 대한 실측 자료를 사용하여 상수관의 사용연수가 10년, 20년, 30년 경과됨에 따른 부식깊이와 관파괴확률을 산정하였다. 혼합강관의 경우 사용연수에 따른 부식깊이는 0.57mm, 0.92mm, 1.21mm으로 산정되었으며, 주철관의 경우 0.16mm, 0.24mm, 0.31mm으로 산정되었다. 또한 신뢰성모형을 직경 300mm관에 적용한 결과 최대 상수도압 15kg/cm²에서 혼합강관의 사용연수에 따른 파괴확률은 3.36%, 4.65%, 6.18%로 나타났으며 주철관은 1.36%, 2.50%, 2.68%로 나타났다. 환경부(2002)의 주철관에 대한 부식 실측 자료를 통해 상수관의 사용연수 10년, 20년, 30년 경과에 따른 부식깊이와 관파괴확률을 산정하였으며 초기 관두께 측정 자료를 통해 잔존수명도 예측하였다. 부식깊이는 1.02mm, 1.25mm, 1.41mm으로 산정되었으며, 파괴확률은 5.15%, 6.30%, 7.35%로 산정되었다. 그리고 잔존수명의 경우 부식률이 20%일 때, 잔존수명은 약 30년으로 산정되었다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05b
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• pp.105-110
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• 1998

본 연구에서는 수소화물의 파괴가 일어나는 조건과 수소화물의 파괴가 압력관 재료의 파괴인성에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 사용된 재료들은 상용 캐나다 압력관 재료와 러시아에서 개발된 E635, El25라는 재료로서 균열진전방향이 압력관의 축방향을 향하도록 CT 시편을 제작하여 파괴시험을 하였다 상온에서 파괴인성은 캐나다 압력관재료, El25, E635의 순서로 크게 나왔다. 100ppm의 수소를 장입한 경우 상온에서의 파괴인성은 크게 감소하여 세 재료들 모두 비슷한 평평한 J-R 커브를 보였으며, 캐나다 재료와 E63S의 파면에서 관찰되는 fissure의 간격은 150～200$\mu\textrm{m}$로 수소화물의 간격과 비슷하였으며 tunnelling 현상이 일어났다. El2S는 불규칙한 짧은 fissure들이 관찰되었다. 20$0^{\circ}C$에서는 수소화물의 파괴에 의한 fissure들이 관찰되지 않았으며 수소화물이 파괴인성에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. El25는 상온과 20$0^{\circ}C$에서의 J-R커브가 비슷하게 나타났다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.21 no.2
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• pp.205-210
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• 2010

In this study, a brass electrode gas discharge tube (GDT) was prepared to investigate its discharge characterization, which affects surge protection efficiency and lifetime of GDT. Discharge characterization of GDT using a brass electrode was investigated by changing applied voltage gradient and nitrogen gas pressure inside the GDT. As applied voltage gradient in GDT increased, electrical breakdown voltage and threshold energy largely increased and electrical breakdown time delay decreased. It was found that electrical breakdown voltage, electrical breakdown time delay, and threshold energy were largely decreased with decreasing the nitrogen gas pressure in GDT. As a result, electrical breakdown voltage, electrical breakdown time delay, threshold energy needed to be decreased to increase surge protection efficiency and lifetime. It was also found that the nitrogen gas pressure of GDT influenced strongly the performances as well as life span of it.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.43 no.11
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• pp.967-976
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• 2010

AFDA (Approximate Full Distribution Approach) model of FORM (First-Order Reliability Model) which can quantitatively calculate the probability that storm sewer reach to performance limit state was developed in this study. It was defined as a failure if amount of inflow exceed the capacity of storm sewer. Manning's equation and rational equation were used to determine the capacity and inflow of reliability function. Furthermore, statistical characteristics and distribution for the random variables were analyzed as a reliability analysis. It was found that the statistical distribution for annual maximum rainfall intensity of 10 cities in Korea is matched well with Gumbel distribution. Reliability model developed in this study was applied to Y shaped storm sewer system to calculate the probability that storm sewer may exceed the performance limit state. Probability of failure according to diameter was calculated using Manning's equation. Especially, probability of failure of storm sewer in Mungyeong and Daejeon was calculated using rainfall intensity of 50-year return period. It was found that probability of failure can be significantly increased if diameter is decreased below the original diameter. Therefore, cleaning the debris in sewer pipes to maintain the original pipe diameter should be one of the best ways to reduce the probability of failure of storm sewer. In sewer system, two sewer pipes can flow into one sewer pipe. For this case, probability of system failure was calculated using multiple failure mode. Reliability model developed in this study can be applied to design, maintenance, management, and control of storm sewer system.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.131-131
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• 2017

상수관의 노후화로 인해 상수관망의 안정성 확보와 지속적인 용수공급에 대한 신뢰성을 증대시키는 것이 중요해지고 있다. 용수공급시스템을 구성하는 상수관의 파괴가 빈번하게 발생하며, 관 파괴 시에 수리, 교체를 위해서 관망의 일부분은 차폐가 되어 해당 지역의 용수 수요자는 수리, 교체작업이 끝날 때까지 단수가 불가피하다. 이런 불편함과 손실을 최소화하기 위한 방법을 찾는 것은 상수관망의 유지관리에서 중요한 문제이다. 상수관망의 부분적 격리는 오염물에 의한 상수관망의 오염, 테러로 인한 독극물의 유입 시 물질의 확산 방지, 상수관망을 이루는 각종 구조물의 고장수리 및 유지 보수 작업 등의 상황을 위해 필수적이다. 상수관망의 부분적 격리를 분석하기 위해서는 '고립구역'이라는 개념이 필요하다. 관 파괴시 밸브가 닫히면서 해당 관과 연결된 관들 또한 함께 격리되는 부분을 '고립구역'으로 정의한다. 관이 두 개의 밸브를 양 끝에 가지고 있는 경우와 독립적인 절점 또한 하나의 '고립구역'으로 정의할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 '고립구역'을 실제 상수관망에서 탐색해서 정의할 수 있는 알고리즘을 제시하였다. 뿐만아니라 상수관 파괴 시 복구를 위해 파괴된 관을 포함한 고립구역이 차폐될 경우, 세그먼트내의 관들은 수원지로부터의 물공급에 차질이 생길 수 있다. 특정 관들의 고립구역이 수원지로부터 유일한 용수공급경로일 경우 고립구역의 차폐로 인해 해당 관들의 용수공급도 끊어지게 되는데 이러한 영역을 '비의도적 고립구간'이라 한다. 본 연구에서는 이러한 '비의도적 고립구간'을 실제 상수관망에서 탐색하여 정의할 수 있는 알고리즘을 제시하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.114-117
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• 2010

에너지자원(석유, 천연가스, 전기) 이송과 정보전달(해저광케이블)을 위한 다양한 형태의 해저 매설관이 해저면에 설치되어 운영이 되고 있다. 이들 매설관은 지진 또는 해저사면의 유실과 같은 자연재해로 인해 파괴되는 일들이 빈번하게 발생되고 있다. 그 외 태풍 등에 의해 발생되는 파랑하중에 의해서도 이들 매설관이 종종 파괴되는 일이 발생되기도 한다. 태풍 등에 의한 파랑하중은 해저지반에 과다한 과잉간극수압을 발생시켜 지반 액상화를 유발 세굴을 발생시키는데 이로 인해 매설관 하부에는 과도한 인장응력이 유발되어 매설관의 파괴 문제가 야기된다. 만약 석유수송 해저매설관이 파괴되면 경제적?산업적 측면에서 직접적인 피해 이외에도 해양환경에 미치는 영향은 매우 크다고 볼 수 있다. 따라서 파랑하중에 의한 해저매설관 주변 지반의 거동 분석 및 안정성 평가에 관한 연구가 요구된다.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.5 no.3
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• pp.187-194
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• 1993

본 논문에서는 유리섬유의 적층수, 유리섬유의 배향각도에 대한 유리섬유 강화 플라스틱(Glass Fiber Reinforced Plastics ; GFRP)의 인장거동 변화를 고찰하고, 이들의 상관관계를 규명하기 위하여 일련의 GFRP 시험체에 대하여 인장실험을 수행하였다. 시험체는 폭12.5mm, 길이 60mm크기로 일정하게 제작하였으며, 시험체에 대하여 인장실험을 수행하였다. 시험체 제작시 유리섬유로 적층수는 14, 22, 30층, 유리섬유의 배향각도는 0$^{\circ}$, 30$^{\circ}$, 45$^{\circ}$로 하였다. 인장실험시 각 시험체의 파괴양상, 극한하중 및 하중변화에 대한 인장변형율을 조사하였고, 이들 결과를 토대로 유리섬유의 적층수와 배향각도에 따른 GFRP의 극한하중, 응력-변형율 선도 및 탄성계수 등을 비교 분석하였다. 한편 본 논문에서는 유리섬유의 적층수, 직경 변화에 따른 GFRP관의 파괴거동을 고찰하기 위하여 4점 재하법에 의한 GFRP관의 휨파괴실험을 수행하였다. 실험에 사용된 시험체는 길이 1200mm로 하였으며, 유리섬유의 적층수를 30, 35, 40층, 관의 직경을 50, 100, 150mm로 하였다. 파괴실험시 각 시험체의 하중변화에 대한 휨 변형율, 중앙점 처짐량 및 항복하중을 측정하였고, 이들 결과를 토대로 유리섬유으 적층수와 관의 직경에 따라 GFRP관의 항복하중 및 파괴에너지를 비교 분석 하였으며, 항복시 파괴에너지를 추정할 수 있는 제안식을 유도하였다.

• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.8 no.6
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• pp.31-36
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• 2008

A water distribution system should be constructed reasonably to supply water for the customer with proper quality and pressure as demands at nodes fluctuate with time. Also it should be reliable to minimize undesirable effects on the customer when various accidents happen such as pipe failures. A new method is presented here to reduce damages by pipe failures. For the work, two methods, namely, the method for estimating practical extent of damage by pipe failures and for estimating water distribution reliability, are adopted to analyze a water distribution system and to explore the damage reduction by pipe failures. As the results from the analysis of the model, the damage can be reduced effectively by increasing durability of each pipe in minimum cutsets according to the order of priority. The suggested method was applied to the Cherry-Hill network to verify its applicability.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.39 no.2 s.163
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• pp.89-98
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• 2006

To evaluate the pipe failure impact, current methodologies consider only a broken pipe as the impacted area. However, these approaches are accurate if the broken pipe is the only area isolated from tile system. Depending on the number and locations of on-off valves, more pipes which are adjacent to a broken pipe may be isolated. Using the concept of Segment suggested by Walski, the methodology evaluating the pipe failure impact incorporated with on-off valve locations has been suggested by Jun. However, a segment cannot account for all possible pipe failure impacted areas since it does not consider additional failures, namely the network topological failure and the hydraulic pressure failure. For this reason, a methodology which can consider the network topology and hydraulic pressure limitation as well as on-off valve locations is suggested. The suggested methodology is applied to a real network to verify its applicability As results, it is found that a single pipe failure can affect huge areas depending on the configuration of on-off valves and the network topology. Thus, the applicability of the suggested methodology for evaluating the pipe failure impacts on a water distribution network is proved.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.27 no.2
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• pp.226-233
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• 1995

The wall thickness of a pressure tube is increased in order to reduce the probability of failure in a pressure tube of CANDU type reactor. It is presented here that the variation of wall thickness changes stress, hydrogen concentration and delayed hydride cracking in Zr-2.5Nb pressure tube. When the wall thickness is increased from 4.2 mm to 5.2 mm, the stress exerted on the tube and the deuterium taken up during operation are reduced by 19％. Further, the calculated allowable depth of the surface flaw over which delayed hydride cracking(DHC) is susceptible increases by 50％. DHC initiation is controlled by the stress and by the hydrogen concentration in the pressure tube. The results are therefore very significant in such a respect that increased wall thickness may reduce DHC initiation. Ac the wall thickness increases the hydrostatic tension will increase. Its impact on the acceleration of the crack growth rate of DHC deserves further studies.