• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제27권4호
• /
• pp.23-32
• /
• 2023

지진 시 매설 PE관은 파단시 신장율이 우수하여 상대적으로 우수한 내진성능을 보이는 것으로 보고되고 있다. 국내 융착식 PE관의 응답변위법 기반 내진성능평가 절차를 제안한 바 있으나, 기계식 이음 PE관에 대한 절차는 부재한 실정이다. 이에 본 연구에서는 기계식 이음 PE관의 응답변위법 기반 내진성능평가 절차를 제시하였다. 기계식 이음 PE관의 경우 분절관의 평가 절차를 따르며, 관체 발생응력, 이음부 신축변형률 및 이음부 휨 각도 평가를 수행하도록 제안하였다. 또한 지반의 축방향 변형률 산정에 필요한 지반의 불균질성 계수를 도입하였다. 지반 액상화 우려가 있는 지반에 대한 측방 변위 및 재압밀 침하량 계산 방법도 함께 제안하였다. 국내 지반 환경을 고려한 민감도 해석 결과, 일정 품질이 확보된 기계식 이음 PE관은 지반 액상화를 고려하지 않을 때, 양호한 구조적 지진 안전성을 보였다. 본 절차는 주로 소규모 관경의 배관 접합에 사용하는 기계식 접합 매설 PE관의 내진설계 및 내진성능평가에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국가스학회지
• /
• 제20권5호
• /
• pp.64-71
• /
• 2016

도시가스사업법령에 따라 지하에 매설된 도시가스 배관에는 전기부식 방지조치를 하도록 하고 있으며, 테스트 박스에서 배관의 방식전위를 1년마다 측정하도록 하고 있다. 그런데, 도심에 설치된 테스트 박스(T/B)의 경우 대부분 차량이 통행하는 도로위에 설치되어 있어 전위를 측정할 때 어려움이 있다. 즉, 전위를 측정하기 위해서는 차량을 통제하거나, 교통량이 적은 심야에 실시해야 하는 등 어려움이 있다. 본 연구에서는 이러한 방식전위 측정의 문제점을 해결하기 위하여 차량을 타고 이동하면서 테스트박스의 전위를 측정하는 방법을 연구하였다. 도로위에 설치된 테스트박스 하부에 기준전극과 데이터로거를 설치하고, 차량이 이동하면서 데이터로거로부터 방식 전위를 수신하는 방법으로 시험 연구를 진행하였다. 테스트 박스가 도로위에 설치되어 있어 전파를 송수신하는 데 어려움이 있어 안테나 방식을 변경해 가면서 가장 효과적인 방법을 채택하기로 하였다. 개발한 방법을 도시가스사의 실제 테스트박스에 적용한 결과 이 방법은 기존의 측정방법보다 20배 이상 시간을 절약할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제28권1호
• /
• pp.39-45
• /
• 2024

경주 및 포항지진으로 인한 지하매설배관의 파열 및 누수가 발생하여 내진 안전성 확보의 중요성이 증대되고 있다. 배관시스템의 내진 확보를 위해 금속 벨로우즈 신축관이음이 적용되고 있다. 금속 벨로우즈는 일련의 주름 형상으로 제작되어 비교적 낮은 강성으로 유연하게 변형으로부터 대응한다. 금속 벨로우즈의 목적에 따라 다양한 주름 형상과 겹 수로 제작되고 이와 관련한 다양한 연구가 수행되었다. 하지만 산높이가 복합적인 벨로우즈의 전단 거동에 대한 내진성능을 평가한 연구는 미비하다. 따라서 본 연구는 복합적인 산 높이로 구현된 벨로우즈의 전단 내진성능을 분석하기 위한 단조하중실험, 점증반복하중실험 및 피로반복실험을 수행하였다. 실험은 한 겹 및 세 겹으로 제작된 벨로우즈를 대상으로 수행하였으며, 한 겹 보다 세 겹으로 제작된 벨로우즈의 최대 변형 및 피로 수명이 높은 것으로 평가되었다. 하지만 세 겹의 벨로우즈는 내압에 비해 높은 강성으로 주름산의 변형이 더 낮은 변위에서 발생하며, 복합적인 주름산의 높이와 관련하여 특정 조건에서는 누수가 빠르게 발생하였다. 피로 수명은 낮은 변형률에서 많은 겹 수의 벨로우즈가 높게 평가되었고, 높은 변형률에서는 동일한 피로 수명으로 수렴하였다.

• Corrosion Science and Technology
• /
• 제19권5호
• /
• pp.265-280
• /
• 2020

External corrosion of buried pipes can be controlled using both coating and cathodic protection. However, deterioration of the coating can occur due to several reasons. The detection reliabilty of coating flaw detection methods is affected by interference such as metal objects connected to rectifiers and copper grids. When performing parallel direct current voltage gradient (DCVG) inspection, a sine wave form without potential reversal in voltage gradient appears in the area where the interference exists. However, this area may be not identified using existing methods. The objective of this study was to determine the effect of analyzing direction on the reliability of coating flaw detection of pipes buried in soil using a multi-electrode detector. DCVG on the buried pipe was measured along the buried pipe. This measurement parallel to the pipe was repeated. Measured data were analyzed for parallel, vertical, and diagonal directions. The reliability of coating flaw detection was improved by up to 46.4% compared to the conventional method.

• Corrosion Science and Technology
• /
• 제16권3호
• /
• pp.115-127
• /
• 2017

Coal tar-coated pipes buried in a domestic nuclear power plant have operated under the cathodic protection. This work conducted the simulation of the coating performance of these pipes using a FEM method. The pipes, being ductile cast iron have been suffered under considerably high cathodic protection condition beyond the appropriate condition. However, cathodic potential measured at the site revealed non-protected status. Converting from 3D CAD data of the power plant to appropriate type for a FEM simulation was conducted and cathodic potential under the applied voltage and current was calculated using primary and secondary current distribution and physical conditions. FEM simulation for coal tar-coated pipe without defects revealed over-protection condition if the pipes were well-coated. However, the simulation for coal tar-coated pipes with many defects predict that the coated pipes may be severely degraded. Therefore, for high risk pipes, direct examination and repair or renewal of pipes are strongly recommended.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제19권6호
• /
• pp.937-957
• /
• 2017

도심지 도로는 도시민의 안락한 편익을 제공하기 위해서 차량과 보행이 집중되고 각종 공급배관들이 매설되어 있으며 도시민은 도로에 접하고 있는 건축물을 주거, 사무, 상업, 휴게공간으로 이용하면서 안락한 생활을 영위하고 있다. 그러므로 높은 토지비용에도 불구하고 토지이용효율이 높은 지하건축물이 꾸준하게 건설되고 있다. 최근 지하건축물의 개착공사로 인해서 주변도로와 인접건물이 침하되는 등의 도시안전성 저해문제가 사회적으로 크게 이슈되고 있으며 이를 개선하기 위한 제도개선이 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 도심지 지하건축물의 지하굴착 안전성을 확보하고 주변 침하로 인한 민원을 효과적으로 예방할 수 있도록 새로운 형태의 강재주열벽을 개발하였으며 이를 이용한 지하건축물 가설공법에 관한 연구를 수행하였다. 또한 강재주열벽의 휨강도 시험을 통해서 강도설계법을 적용한 흙막이 벽체의 합리적인 설계방법을 제시하였다.

• Corrosion Science and Technology
• /
• 제19권4호
• /
• pp.211-223
• /
• 2020

The external corrosion of buried piping can be controlled using both coating and cathodic protection. Several factors are involved in the damage and deterioration of the coating on pipes. There are many detection methods for coating defects on pipes and the direct current voltage gradient (DCVG) method is one of the most powerful methods. However, the detection reliability of DCVG can be affected by interferences such as stray current, metal objects connected to rectifiers, and copper grids. Therefore, this study focused on the interference effects of rectifiers and a copper grid on the reliability of coating flaw detection. As the length of the interference pipe connected to the rectifier increased, the reliability decreased. In contrast, as the distance between the pipe and the copper grid increased, the reliability of the coating flaw detection increased. The detection results produced by the DCVG method were discussed using current and potential simulations for a pipe with a rectifier and copper grid interference in the soil.

• Corrosion Science and Technology
• /
• 제21권5호
• /
• pp.372-380
• /
• 2022

The external corrosion control of buried pipes can be achieved by a combination of coatings and cathodic protection to maximize effectiveness. One of the factors affecting cathodic protection is the environmental soil conditions. Because soil is a kind of electrolyte, the environmental conditions of soil may be changed by the atmospheric environment. Therefore, in this study, changes in environmental soil factors by atmospheric environmental factors were monitored. In cathodic protection, on-potential and off-potential were measured from December 2021 to July 2022. The effects of external environmental factors and soil environmental factors on cathodic protection were analyzed. Changes in outdoor temperature affected soil temperature, and soil conductivity had a proportional relationship with soil humidity, but outdoor humidity and precipitation did not significantly affect humidity and conductivity of the soil. In contrast, in cathodic protection, the on-potential was affected by temperature, humidity, the conductivity of the soil, and the anode used, but the off-potential was little affected by these factors.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제27권5호
• /
• pp.213-220
• /
• 2023

Seismic fragility curves play a crucial role in assessing potential seismic losses and predicting structural damage caused by earthquakes. This study compares non-sampling-based methods of seismic fragility curve derivation, particularly the probabilistic seismic demand model (PSDM) and finite element reliability analysis (FERA), both of which require employing sophisticated finite element analysis to evaluate and predict structural damage caused by earthquakes. In this study, a three-dimensional finite element model of API 5L X65, a buried gas pipeline widely used in Korea, is constructed to derive seismic fragility curves. Its seismic vulnerability is assessed using nonlinear time-history analysis. PSDM and a FERA are employed to derive seismic fragility curves for comparison purposes, and the results are verified through a comparison with those from the Monte Carlo Simulation (MCS). It is observed that the fragility curves obtained from PSDM are relatively conservative, which is attributed to the assumption introduced to consider the uncertainty factors. In addition, this study provides a comprehensive comparison of seismic fragility curve derivation methods based on sophisticated finite element analysis, which may contribute to developing more accurate and efficient seismic fragility analysis.

• 한국재료학회지
• /
• 제32권3호
• /
• pp.168-179
• /
• 2022

Microbiologically Influenced Corrosion (MIC) occurring in underground buried pipes of API 5L X65 steel was investigated. MIC is a corrosion phenomenon caused by microorganisms in soil; it affects steel materials in wet atmosphere. The microstructure and mechanical properties resulting from MIC were analyzed by OM, SEM/EDS, and mapping. Corrosion of pipe cross section was composed of ① surface film, ② iron oxide, and ③ surface/internal microbial corrosive by-product similar to surface corrosion pattern. The surface film is an area where concentrations of C/O components are on average 65 %/16 %; the main components of Fe Oxide were measured and found to be 48Fe-42O. The MIC area is divided into surface and inner areas, where high concentrations of N of 6 %/5 % are detected, respectively, in addition to the C/O component. The high concentration of C/O components observed on pipe surfaces and cross sections is considered to be MIC due to the various bacteria present. It is assumed that this is related to the heat-shrinkable sheet, which is a corrosion-resistant coating layer that becomes the MIC by-product component. The MIC generated on the pipe surface and cross section is inferred to have a high concentration of N components. High concentrations of N components occur frequently on surface and inner regions; these regions were investigated and Na/Mg/Ca basic substances were found to have accumulated as well. Therefore, it is presumed that the corrosion of buried pipes is due to the MIC of the NRB (nitrate reducing bacteria) reaction in the soil.