• 비파괴검사학회지
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• 제36권6호
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• pp.460-465
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• 2016

배관 구조물은 긴 길이를 가지며, 일정한 거리에 위치한 고정부에 설치되거나, 지중에 매설된다. 따라서 자중 또는 지반의 움직임으로 변형과 처짐이 발생하기 쉽다. 이러한 배관의 건전성 평가에는 형상 감시 기법이 매우 유용할 수 있다. 광섬유 브래그 격자 센서 (fiber Bragg grating, FBG)는 다중화의 장점이 있어 배관과 같이 긴 길이를 가지는 구조물의 여러 지점에서 변형률 측정에 매우 유용하다. 본 연구에서는 배관의 건전성 평가를 위하여 변형률 기반의 형상추정기법을 제안하였다. 제안된 기법의 유용성을 확인하기 위하여 실험을 통한 검증을 수행하였다. 실험 결과 제안된 FBG를 이용한 형상추정기법이 시험편의 변형에 따라 유사한 형상을 표현할 수 있음을 확인하였다. 또한, 형상추정기법을 통해 도출된 처짐량이 실제 배관에 가해진 처짐과 동일하게 계산됨을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제24권4호
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• pp.10-17
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• 2020

신뢰도 기반 평가법은 천연가스배관의 기하학적 형상 변화, 기계적 특성, 하중변화 및 운영조건을 평가 인자로 사용하여 천연가스배관의 건전성 평가 관리의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 구조신뢰성 평가 시 배관의 파손확률은 외부하중에 대한 배관재료의 저항성과의 관계에 의해 평가된다. COMREL 프로그램을 사용하여 내압, 열응력 및 굽힘응력과 같은 복합응력에 의한 천연가스배관의 파손확률을 평가했다. 천연가스배관의 파손확률 평가 시 매설깊이는 1.5~30m, 차량바퀴하중은 2.5~20톤, 온도차는 45℃, 운전압력은 6.86MPa 그리고 토양밀도는 1.8kN/㎥를 사용하였다. 천연가스배관의 파손확률은 Von-Mises 응력 기준에 의해 복합응력 하의 최대허용응력 기준으로 평가하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권9호
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• pp.1231-1240
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• 2020

상수도 배관은 땅속에 매설되어 있어서 배관의 노후화에 따른 누수를 맨눈으로 탐지하기가 불가능하며, 누수음을 감지함으로써 배관의 누수를 탐지하는 기술이 주로 사용된다. 본 논문에서는 상수도 배관의 양단에 두 개의 가속도계를 부착·취득한 데이터 간의 도달 시간 차이를 계산하여 누수 지점을 탐지하는 알고리즘을 개발하였다. 배관의 누수 시험은 17.2m의 배관에 4.3m, 8.6m, 12.9m 지점에 밸브를 설치하고, 밸브의 개도율을 30%, 70%로 변경해 가면서 누수 지점을 분석하였으며, 밸브가 30%, 70%씩 개방된 정도의 배관 내 압력 강하에 대해서는 누수를 탐지할 수 있는 것으로 확인되었다. 초기 단계의 누수를 탐지하는 것이 매우 중요하며, 본 연구에서 적용한 알고리즘으로부터 초기의 누수 지점의 탐지가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국가스학회지
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• 제4권4호
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• pp.6-12
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• 2000

본 연구에서는 강재 가스배관의 가스공급 중단과 가스압력의 손실이 없는 상태에서 효과적으로 분기가 가능한 분기티를 개발하였다. 본 분기티는 배관의 분기위치를 고려하여 설계하였고, 기존 분기티의 문제점인 매설배관의 심도유지가 가능해졌다 개발된 분기티는 시험결과 기밀성, 내압성, 밀폐성, 용접성, 굽힘성, 내가스성의 성능특성이 우수한 것으로 평가되었다. 본 연구결과를 통한 분기티의 적용은 비용절감과 작업시간 단축뿐만 아니라 현장 피복이 용이하다는 장점을 제공할 수 있을 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권11호
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• pp.137-147
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• 2022

지하시설물의 정확한 매설위치를 파악하기 위해 다양한 지구물리탐사방법이 사용되고 있고, 정확도를 개선하기 위해 다수의 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 우주선 뮤온이라는 입자를 활용하여 새로운 개념의 탐사 방법을 통해 지하매설물 탐사 가능성을 분석하였다. 신틸레이터(scintillator)와 광증배관(silicon photomultiplier)을 조합하여 소형 뮤온 검출기 시작품을 제작하고, 뮤온 입자 계수에 대한 보정 작업을 수행하였다. 시작품을 활용하여 모형 토조의 지반두께를 측정하였으며, 실측값과 약 3%의 오차로 실측값에 가까운 값을 추정할 수 있었다. 또한 뮤온 검출기를 지하매설물 탐사용으로 활용하기 위해 토모그래피 해석기술에 대한 이론적 기반을 분석하고, 천정각(zenith angle) 보정 방법을 제시하였다. 연구 결과 뮤온 입자에 의한 탐사는 밀도 그 자체를 고해상도로 해석하는 것이 가능한 기술로써 지하매설물 탐사를 위해 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권11호
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• pp.1021-1033
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• 2017

본 연구에서는 매설가스배관의 강 슬리브 보수 용접부에 대한 피로수명에 미치는 보수 용접 공정 변수별 영향을 고찰하여 최적 공정을 수립하였다. 상용 유한요소 해석프로그램인 ABAQUS를 이용한 연계 연성 온도-응력 해석을 통해 강 슬리브 보수용접 시 보수용접부에 발생하는 용접 잔류응력을 도출하였다. 또한, 유한요소 선형탄성 응력해석을 통해 운전응력 변이도 도출하였다. 도출된 용접 잔류응력과 운전응력 변이를 입력값으로써 구조응력/파괴역학 접근법에 대입하여 강 슬리브 보수용접부의 피로수명을 평가하였다. 다양한 보수용접 공정 변수에 대한 유한요소해석과 피로평가를 수행하여 공정변수별 피로수명에 미치는 영향을 고찰하였다. 최종적으로는 고찰한 피로수명에 미치는 공정변수별 영항 결과를 토대로 공정 및 경제적 비용을 최소화하고 피로수명을 적절히 향상시킬 수 있는 최적 방안을 도출하였다.

• 한국가스학회지
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• 제21권1호
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• pp.72-79
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• 2017

극한지 천연가스 배관의 운전온도 범위는 가스 공급을 최적화하고 운전동안 극한지 환경에 대한 충격을 최소화하기 위해 기본적으로 제어되어야 한다. 배관에 흐르는 가스의 온도는 Joule-Thomson 효과와 배관과 토양의 열전달에 의존한다. 따라서 본 연구에서는 매설 천연가스 배관의 열전달과 Joule-Thomson 효과를 상세히 고려하였다. 토양온도는 $0{\sim}-20^{\circ}C$, 총괄열전달계수는 $0{\sim}5.5W/m^2K$로 가정하였다. 토양온도와 총괄열전달계수 변화에 따른 배관 길이방향의 가스온도 변화와 압력손실을 동시에 계산하였다. 또한, 본 연구에서는 HYSYS 프로그램을 사용하여 토양온도와 총괄열전달계수에 따른 상변화와 하이드레이트 생성을 예측하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.417-420
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• 2000

The theoretical analyses for stresses induced in axial direction in the buried pipelines are reviewed. The influences of the axially directed stresses on the surface elliptical crack are studied in detail and thus some engineering technical informations are provided to use reliability assessment of buried pipelines. The change in temperature, the effect of inner pressure and soil friction in the buried pipeline constrained in axial direction are included to determine the axial stresses in the buried pipeline. Furthermore, the stress induced by the pipeline bending are also considered. The stress intensity factors calculated by two models such as a simple plane crack and an elliptical surface crack for a circumferential surface elliptical crack are compared.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.573-578
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• 2001

For the corrosion protect ion of the natural gas transmission pipelines, two methods are used, cathodic protection and coating technique. In the case of cathodic protection, defects are embrittled by occurring hydrogen at the crack tip or material surface. It is however very important to evaluate whether cracks in the embrittled area can grow or not, especially in weld metal. In this work, on the basis of elastic plastic fracture mechanics, we performed CTOD test ing with varying test conditions, such as the potential and current density. The CTOD of the base steel and weld metal showed a strong dependence of the test conditions. The CTOD decreased with increasing cathodic potential and current density. The morphology of the fracture surface showed quasi-cleavage. Hydrogen introduced fractures, caused by cathodic overprotection.

• 한국가스학회지
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• 제27권2호
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• pp.1-6
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• 2023

시공 편의성 및 경제성 측면에서 장점이 있는 PE배관은 국내 도시가스 분야에서 지하 매설용으로 많이 사용되고 있다. 이러한 PE배관은 유지·보수 공사 중 가스 흐름을 차단하기 위해 많은 현장에서 스퀴즈오프를 활용하고 있다. 스퀴즈오프란 PE배관을 압착하여 유체 흐름을 차단하는 방법을 말하며 물리적인 힘에 의해 배관의 변형이 일어나는 공사의 특성상 손상이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 스퀴즈오프에 따른 PE배관의 손상방지를 위해 압축률에 따른 손상평가 및 기밀시험을 통해 적정한 압축의 범위와 사용 압력, 관경 등의 스퀴즈오프 작업 절차에 반영될 주요 사항들을 도출하였다. PE배관 손상평가를 위한 압축 실험은 압축률(20%~40%)과 사용압력 (2.8kPa, 25kPa, 70kPa), 관경(63mm, 90mm, 110mm)을 변화시키면서 실시하였다. 압축률에 따른 손상평가 결과, 과도한 압축에 따른 영향을 분석하기 위한 압축률인 45%(110mm), 73%(63mm)인 배관에서 파손이 발생하였다. 또한, 스퀴즈오프 작업 중 기밀시험은 Ar(아르곤)을 이용하여 진행되었으며, 실험결과 70kPa의 조건과 110mm 의 배관 조건에서 누출이 발생하였다. 본 연구 결과, 기밀유지를 위한 스퀴즈오프는 25kPa이하의 사용압력 및 90mm 배관을 초과하지 않는 범위의 배관에서 작업을 실시해야하며 PE배관의 손상방지를 위한 적정 압축률은 30%임을 확인하였다. 이와같은 내용을 도시가스용 PE배관의 스퀴즈오프 작업 절차에 반영할 예정이다.