• 한국가스학회지
• /
• 제9권3호
• /
• pp.1-8
• /
• 2005

배관은 사용기간 중에 여러 가지 열화에 의해 손상을 받으며, 그 중 감육(두께감소)이 발생하게 되면 심각한 결과를 초래할 수 있다. 따라서, 배관시스템의 보전유지를 위해서는 감육되어진 배관의 강도를 평가하는 것이 중요하다. 어떤 재료가 외부 응력 등에 의해 파괴 혹은 변형된다면 그 특징적인 탄성파가 변형메카니즘에 따라 여러 가지로 다르게 나타날 수 있다. 본 연구에서는 감육을 가지는 배관에서 감육결함의 길이 및 깊이를 다르게 상정하였을 때 나타나는 AE신호들에 대해 Wavelet Transform시스템을 이용하여 평가하였다. 또한,실배관의 굽힘시험을 통하여 기계적인 강도를 평가하였다. 결과로부터, 감육의 깊이비(d/t)의 정도에 따라 주파수 성분을 구별하는 것이 가능하였다.

• 한국가스학회지
• /
• 제8권3호
• /
• pp.1-7
• /
• 2004

최근 가스관용으로 압력손실이 큰 동관의 사용은 점차 줄어들고 있는 추세이며, 한편으로는 폴리에틸렌관이 신소재배관재료로서 사용되어 지고 있다. 폴리에틸렌관은 화학적으로 안정성이 높아 부식에 강하고 반영구적으로 사용할 수 있으며, 유연성이 좋아 설치와 유지관리가 편한 장점이 있다. 그러나 외부에 노출되었을 때 쉽게 열화되므로, 주로 저압가스용 매설배관으로서 사용하고 있는 실정이다 그러나 매설배관으로 사용되는 폴리에틸렌관의 사용 중에 발생하는 결함에 대한 비파괴적 평가에 대한 연구는 거의 없다. 본 연구에서는 폴리에틸렌 배관의 건전성을 평가하기 위해 다양한 결함을 상정하여 볼 베어링 충격시험에 따른 음향방출에 의한 신호특성을 평가하였다. 폴리에틸렌 배관의 결함 형상에 따라 파형 및 중심주파수의 구별이 가능하였다. 특히, 노치결함이 있는 경우 노치의 각도와 깊이에 따라 AE신호의 특성이 다르게 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.58-65
• /
• 2020

3D CAD 시스템으로 설계된 해양플랜트 배관재 모델들은 2D 배관 제작도와 설치도의 형태로 생산 공정에 제공되고, 기본 엔지니어링 정보와 함께 통합 공정관리시스템에서 원자재의 구매, 조달, 제작, 설치 및 검사가 체계적으로 관리되어 진행된다. 기존의 통합 공정관리시스템은 자원의 흐름 및 진행 상황을 체계적으로 관리하여 공정 시수 절감에 많은 기여를 하고 있지만, 3D 설계 형상 모델 정보를 포함하고 있지 않기 때문에 배관 설치 작업 전에 복잡한 배관 구조를 파악하거나, 잦은 설계 변경으로 인해 연관된 도면을 찾을 때 상호간 신속한 정보 교류가 어려운 단점을 가지고 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 3D 모델을 기반으로 하는 해양플랜트 배관 공정 모니터링 시스템을 개발하였다. 본 시스템은 3D 모델 기반 배관 모니터링 시스템은 Visual Studio 2017 C#과 UNITY3D를 기반으로 배관 공정 작업 정보가 3D CAD 모델과 실시간 연동될 수 있도록 구성하였다. 그리고 블록, 크기, 재료에 따른 배관 설치 공정 진행 흐름 뿐만 아니라, 청소, 수압검사, 공압검사 등 기능 검사 항목별 진행 흐름을 3D 모델상에서 실시간으로 확인할 수 있도록 하였다. 작업자는 개발된 시스템을 통해 생산 현장에서 실시간으로 배관 공정 진행 흐름을 포함한 3D CAD 모델을 쉽게 파악함으로써 작업 효율성 향상에 많은 기여를 할 것으로 기대된다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
• /
• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
• /
• pp.62-62
• /
• 2009

석탄화력발전소의 CO2배출량 감소와 고효율, 대용량화로 인해 초초임계압(USC:Ultra Super Critical) 화력발전소의 건설이 증가하고 있다. USC 발전소는 효율향상을 위한 증기온도와 압력의 상승 때문에 보일러 고온고압부에 기존의 소재에 비해 고온강도와 내산화성의 재료물성이 향상된 신소재 적용이 불가피하다. 특히 사용된 신소재 중에서 보일러 본체를 구성하는 수냉벽관(Water wall), 과열기와, 재열기용 튜브 및 후육부인 헤더와 배관재로 기존의 2.25Cr-1Mo강을 개량한 2.25Cr-1.6W계 내열강이 적용되고 있다. 2.25Cr-1.6W강은 SMI와 MHI가 공동개발한 소재로 1995년 튜브제품이, 1999년에 단조, 파이프재, 플레이트제품이 ASME code case로 등재되었고, 2009년 ASME code case 2199-4로 개정되어 사용 중이다. 이 소재는 2.25Cr-1Mo강에 고온강도 개선을 위해 석출강화효과가 있는 V과 Nb을 첨가하였고, 탄화물의 열적안정성과 고용강화효과 증대를 위해 W을 첨가하였다. 그리고 제작성과 용접성 및 재료의 인성 향상을 위해 B첨가와 C함량을 낮추었다. 합금성분의 첨가와 조정에 의해 고온강도는 개선되었지만, 보일러 설치 및 보수를 위한 용접과정에서 용접금속과 CGHAZ(Coarse Grain HAZ)에서 용접균열이 발생하였다. 대부분의 용접균열은 용접결함이나 고온 혹은 저온균열이 아닌 2.25Cr-1.6W계강의 강도 개선을 위해 첨가한 V과 Nb이 용접후열처리 도중 입내에 MX형태의 미세석출로 입내를 강화시킴으로서 발생한 재열균열 민감성 증대에 기인된 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서 용접 및 후열처리 과정에서 용접금속과 HAZ에서 발생하는 용접금속의 응력분포를 전산해석을 통해 확인하고 실제 후육파이프 용접부에서 잔류응력을 측정해 비교하였다. 용접부 응력분포는 SYSWELD 프로그램을 사용해 해석을 수행하였고, 발전소 실배관재의 용접부 응력측정은 수평부 측정이 용이하도록 지그를 부착한 Potable 잔류응력측정기를 사용해 Hole Drilling Method(HDM)를 적용하여 잔류응력을 측정하였다. 해석 결과 CGHAZ부위의 잔류응력이 용접금속과 기타 부위에 비해 높은 응력분포를 나타냈으며, 이는 CGHAZ와 용접용융선 부근에서 균열이 발생하는 실제값과 일치하는 결과를 보였다. 실제 배관재 용접부에서 측정한 잔류응력값은 항복응력의 약 50% 이하 응력값을 나타냈다. 배관 구조에 기인한 시스템응력의 영향을 제거하기 위해 배관재 용접부를 중심으로 양끝단을 절단 후 용접부에서 측정한 응력은 항복응력 대비 25%수준의 낮은값을 보였다. 그러나 배관재가 장기간 고온환경에 노출되었고 용접금속 내부의 균열이 발생한 상태에서 측정하였기 때문에 용접잔류응력은 상당부분 해소되어 상대적으로 낮은 응력값이 얻어진 것으로 판단된다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제35권1호
• /
• pp.46-51
• /
• 2015

스테인레스강은 고온, 고압에서 부식에 효과적인 재료로써 액화수소, 가스 등을 저장하는 저장용기 및 고온의 유체들을 이송하는 배관재료로 널리 사용되고 있다. 일반적으로 스테인레스강의 용접은 TIG용접이 이용되어지고 있으며 용접후 용접부위에 발생하는 초기 용접결함 및 사용중 발생하는 열적 피로균열 등이 재료의 신뢰성을 저하하는 요인들로 지적되고 있다. 본 논문에서는 레이저 유도초음파를 이용하여 초기 용접결함에 대한 초음파 특성 규명을 위하여 스테인레스강의 용접부에 인공균열의 크기를 5 mm, 10 mm, 20 mm 길이로 가공후 유도초음파의 결함 길이 변화에 따른 특성을 평가하였다. 배관의 두께 등을 고려하여 L(0,1)모드와 L(0,2)모드를 이용하였으며 각각의 모드가 결함의 길이 변화에 따라 변화를 보였지만 L(0,2)모드가 L(0,1)모드보다 결함 길이에 더욱 민감하게 반응하였다. 본 연구에서는 L(0,1)모드와 L(0,2)모드의 진폭비를 구하여 결함과의 연관성을 평가한 결과 결함 길이와 선형적인 관계를 나타냄으로써 각 모드를 단독적으로 평가하는 것보다는 두 모드의 진폭비를 이용하여 결함을 평가하는 것이 더욱 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.837-838
• /
• 2014

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제36권3호
• /
• pp.313-318
• /
• 2012

캐나다형 중수로에서 피더관은 중수로 압력관에 중수를 공급하고 가열된 중수를 증기발생기로 보내는 배관으로 가동 중에 유동 가속 부식현상에 의해 감육이 발생한다. 배관에 감육이 발생하게 되면 배관의 건정성이 떨어진다는 결과는 앞선 연구에서 확인하였다. 본 논문에서는 45 도와 60 도의 굽힘각도를 갖는 피더관의 한계하중을 제시하고 제시된 연구결과를 바탕으로 임의의 굽힘각도를 갖는 피더관에서 감육이 발생했을 경우의 한계하중을 예측 할 수 있는 식을 제시하였다. 본 연구에서는 유한요소 해석을 통하여 굽힘 하중과 내압을 받는 경우에 대하여 연구를 진행하였고 특히 굽힘 하중의 경우 면내 열림 방향과 면내 닫힘 방향으로 나누어 진행하였다. 재료는 대변형 효과를 고려하고 탄성-완전소성 재료로 가정하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제36권3호
• /
• pp.275-282
• /
• 2012

본 연구에서는 탄소강 배관 재료의 동적변형시효 거동에 미치는 노치에 의한 응력과 변형 집중 효과를 파악하기 위해서, 표준 시편과 노치 시편을 이용하여 다양한 온도와 시험 속도에서 인장시험을 수행하였다. 또한, 시편의 형상에 따른 응력과 변형률 상태의 차이를 파악하기 위해서, 각 시편에 대한 유한요소 시뮬레이션을 수행하였다. 노치 시편을 이용한 인장시험 결과에서도 표준 시편에서 관찰된 것과 같은 동적변형시효의 증거인 serration과 인장강도의 증가 현상이 관찰되었다. 동일한 시험 속도에서 인장시험이 수행된 경우에 표준 시편에 비해 노치 시편에서 동적변형시효 현상이 고온에서 나타났다. 유한요소 해석 결과에 의하면 표준 시편에 비해 노치 시편에서 동적변형시효가 고온에서 나타나는 것은 노치부에서 응력과 변형의 집중으로 인한 높은 변형률 속도에 기인하는 것으로 확인되었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제34권4호
• /
• pp.413-421
• /
• 2010

본 연구에서는 실제 용접 과정을 모사하는 유한요소 해석을 이용하여 강도 불일치를 가지는 매설 천연가스 배관 용접부의 잔류응력 분포를 계산한다. 유한요소 해석 절차의 타당성을 검증하기 위해 온도 및 잔류응력 해석 결과들은 실제 용융부 형상과 API 579 적용 결과와 비교된다. 기계적 강도 차이, 용접 금속의 강도, 덧살 및 입열량 등과 같은 용접 및 재료 변수들이 잔류응력 분포에 미치는 영향을 평가하기 위해 Parametric Study가 수행된다. 최종적으로 Parametric Study 결과에 근거하여 용접 및 재료 변수들의 영향이 고찰된다. 특히, 모재들 사이의 강도 불일치는 잔류응력 분포에 미미한 영향을 미침을 확인하였다.

• 대한설비공학회지:설비저널
• /
• 제31권1호
• /
• pp.9-14
• /
• 2002

산업의 발전에 따른 도시화의 영향으로 대도시에서는 가용공간을 확보하기 위하여 건물의 고층화와 지하공간의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 최근 증가추세에 있는 초고층주상복합건물, 초고층아파트는 건물의 높이가 증가함으로 인하여 건축공사비의 증가는 물론 설비적인 측면에서는 저층부의 수압이 상승 하여 높은 수압과 수격작용(water hammer)에 대한 배관 및 기기의 내압강도와 안전대책이 요구된다. 또한 건물의 초고층화로 인하여 열원에서 공조기까지, 공조기에서 실내기기까지의 수직거리 (vertical distance)가 길어지게 되어 연장된 공조덕트 및 배관 의 길이로 인해 반송동력비의 상승에도 큰 영향을 미치게된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 기기 및 재료의 선정시 내압을 고려하거나 기기의 적정배치와 조닝(zoning)을 통해 상기의 문제점을 해결하는 방법을 적극 채용하고 있다. 하지만 보다 근본적인 문제해결 방법으로 건물의 층고저감에 의한 건축공사비 및 연 간운전비의 절감을 통한 건물에서의 소비에너지량 감소로 부존자원이 부족한 우리나라의 에너지수급정책에 기여하여야 할 것이다. 본 고에서는 건축물의 층고저감 효과를 얻을 수 있는 공조시스템에 대해 전반적으로 기술하고자 한다.