• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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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.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권9호
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• pp.829-833
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• 2001

전로 내화물의 화학적인 부식에 대해서는 많은 연구가 이루어져 왔다. 그러나 전로 내화물의 자체 무게와 구조적인 형상으로 발생되는 응력집중에 의한 내화물의 부식에 대해서는 그 연구가 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 각이 진 노저부 형상을 가지는 전로(모델 1)와 완만한 곡선 형상을 가지는 전로(모델 2)에 대하여 FEM을 이용하여 자중응력분포 시뮬레이션을 행하고 그 결과를 비교분석 하였다. 시뮬레이션결과 슬래그 라인 근방에서 모델 2가 모델 1보다 높은 응력값을 나타내었다. 따라서 열적${\cdot}$화학적인 요인을 모두 고려한다면 조업 중기에 모델 2의 슬래그 라인 근방에서의 부식이 모델 1에 비해 심각할 것이라 결론 내릴 수 있다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제14권1호
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• pp.61-68
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• 2008

악취가스의 대기확산을 방지하고, 액비의 발효를 위한 폭기장치의 가동을 정상화하여 액비저장조의 활용도를 높이고, 내식성 자재를 사용하여 구조적 안전성을 개선하기 위한 목적으로 액비저장조 밀폐형 지붕구조 모델을 개발하였으며, 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 액비저장조 및 지붕구조의 이용실태 조사결과, 악취가스의 발생으로 인한 민원 때문에 폭기장치 가동을 중단하고 있거나 특정시기에 한해 가동하는 농가가 대부분이었으며, 일반구조용 아연도금강관을 사용한 지붕 구조재의 부식이 다른 시설보다 빠르게 진행되고 있음을 확인하였다. 2. 구조자재의 강도시험 결과, 5년 동안 사용한 밀폐형 지붕 구조재의 경우 초기 강도의 34%까지 강도가 감소되는 등 부식에 의한 구조물의 강도저하가 심각하였으며, 내식성자재로 선발된 스테인리스(STS439)강의 경우 일반구조용강에 비해 1.4배 높은 강도를 나타내었다. 3. 직경 9.5m인 원형 액비저장조에 대하여 기존의 자재를 사용한 지붕모델과 내식성 자재를 사용한 지붕모델에 대하여 적설에 대한 구조안전성 분석 결과, 기존 자재를 사용한 경우에 비해 동일한 단면크기를 갖는 내식성 자재를 사용한 경우 적설에 대한 안전성이 약 2.3배까지 향상된 것으로 나타났다. 이상과 같이 본 연구에서 개발된 액비저장조 지붕모델은 밀폐형이므로 폭기시 발생하는 악취가스가 대기중으로 확산되지 않으며, 그 골조를 내식성이 우수한 스테인리스강, 아연용융도금강, FRP수지피복강을 사용하여 내구년한을 증가시킴으로써 구조적 안정성이 크게 향상되었다. 단, 금속재료의 부식에 대한 문제는 좀 더 장기간의 관찰과 실험을 통해 액비저장조 및 축산시설 고유의 부식속도를 구명하는 연구가 필요한 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제9권5호
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• pp.667-673
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• 1998

염분이 함유된 콘크리트 모사 세공용액 중에서의 철근 부식반응을 Tafel 분극법과 교류 임피던스법에 의해 비교 고찰하였으며, 철근 표면의 거칠기와 산화피막층에 의한 부식거동을 연구하였다. 전기화학적 교류 임피던스법에 의한 철근부식의 진단은 매우 유용하며, 제안된 모델과 실험결과가 잘 일치하였다. 염분농도가 증가할수록 부식전위는 cathodic-방향으로 이동하여 부식확률이 증가하였으며, 부식전류도 동일한 양상을 보였다. 철근 표면의 산화피막은 주사전자현미경과 AES (Auger electron spectroscopy)로 분석하였다. Torch로 15초간 열처리하여 형성된 철근표면의 산화피막은 오히려 철근부식을 촉진하였으며, 철근 표면의 거칠기가 증가할수록 부식속도는 증가하였다. 또한, 초기 콘크리트 모사세공 용액의 온도 증가는 철근 부식속도의 증가를 가져왔다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.227-232
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• 2019

심층수와 표층수의 온도 차이를 이용하는 히트펌프 시스템이나 해수열원 발전시스템(OTEC)의 열교환기는 해수의 염분에 의하여 발생하는 열교환기의 표면 위에서의 부식 현상에 의하여 열전달 성능이 저하된다. 본 연구는 이중관식 열교환기 실험을 통하여 부식시간에 따른 열전달저하를 실험하고 분석한 내용을 제시한다. 이러한 연구는 고가의 티타늄 열교환기를 대체하기 위하여 알루미늄에 전착 코팅을 하여 제작된 코팅 관을 통해 수행되었다. 코팅 두께 10, 15, $20{\mu}m$의 알루미늄 관 및 티타늄 관을 각각 6주, 12주, 18주씩 가속 부식시킨 후에 이중관 열교환기 실험을 통하여 코팅 두께 및 부식 시간에 따른 열전달의 변화를 측정하고 분석하였다. 코팅이 얇을수록 더 빠르게 블리스터 현상이 발생하였다. $15{\mu}m$의 코팅 관의 경우 12주 부식까지는 좋은 열전달 성능을 보였으나, 18주 부식의 경우에서 열전달 성능의 감소를 보였다. 연구결과로부터 본 실험 조건에서는 $20{\mu}m$의 두께로 코팅된 알루미늄관이 티타늄을 대체할 수 있는 열전달 성능을 가질 수 있음을 확인하였다. 또한, 부식 시간에 따른 부식 열저항의 증가에 대한 고찰을 통하여 향후 부식 열저항 모델 개발의 방법론을 제시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.141-150
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• 2004

최근의 철근콘크리트 교량의 부식과 노후화에 대한 관심이 많다. 콘크리트 안의 부식되어진 철근은 교량구조의 안전뿐만 아니라 철근콘크리트 부재의 휨강도에도 영향을 준다. 기존의 성능평가를 고려한 철근콘크리트속의 부식율 및 휨강도 특성 경제성 분석은 명확하지 많았다. 본 연구의 목적은 철근의 부식감소에 따라서 철근콘크리트 교량의 저항강도기능과 생애주기비용을 연구하고자 한다 따라서 현재의 부식 및 휨강도 산출공식을 제시하고 부식된 철근 콘크리트 교량의 잔여수명을 정확히 평가하고자 한다.

• 공업화학
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• 제9권6호
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• pp.907-913
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• 1998

전기화학적 임피던스법(electrochemical impedance spectroscopy, EIS)을 사용하여 염소이온에 의한 철근 콘크리트의 부식현상을 연구하였다. 콘크리트를 만들 때 물에 용해된 상태의 염소이온은 콘크리트 내부에 존재하게 되며, 이 염소이온의 농도를 변화시키며 실험을 수행하였다. 재령 400일 이상 EIS법으로 측정한 결과, 세밀한 전기화학적 등가회로 및 물리적 모델을 구성하였으며, 얻어진 임피던스 파라미터로부터 철근 콘크리트의부식현상을 물리적 모델로 설명할 수 있었다. 실험에서 얻은 측정값과 CNLS(complex nonlinear least squares) fitting법으로 구한 값은 잘 일치하였으며, 모델로부터 얻어진 임피던스 상수를 이용하여 부식 속도를 계산할 수 있어 이를 통한 부식 속도 예측이 가능함을 알 수 있었다.

• 상하수도학회지
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• 제21권6호
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• pp.689-699
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• 2007

The accurate estimation of water pipe deterioration is indispensable to prevent pipe breakage and manage in advance. In this study, corrosion of water pipe is adopted, which is relatively underestimated although it takes most part of deteriorating pipeline. Predicting corrosion rate and corrosion depth of a pipe can make an increase the life span of the pipeline, which is laid under the ground according to characteristics of soil and water corrosion. For the purpose, mathematical models that can presume nominal depth through estimation of pit corrosion and corrosion rate is introduced. As comparison of results with conventional methods in other foreign countries, it is evaluated that the external corrosion depth is estimated less than the models, proposed by other researchers and the internal corrosion rate was processed faster than the external corrosion rate.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.513-516
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• 2008

본 연구는 부식생성물의 공극충전에 의한, 부식 반응량 및 이산화탄소의 확산속도 변화를 고려한 철분혼입 콘크리트의 염화물이온침투 예측모델에 관한 연구이다. 본 모델은 염화물이온 침투영역에서 염화물이온과 철이온의 반응 및 염화물이온의 확산에 기초한다. 또한 본 모델은 콘크리트 조직이 부식 생성물로 인해 치밀해져, 콘크리트의 염화물이온 침투저항성이 억제되는 것에 대해서도 해석이 가능하다. 모델에 의한 예측치와 철분을 혼입한 콘크리트에 있어서의 실측값은 잘 일치하였고, 재령이 경과함에 따라 철분무혼입 콘크리트에 비해 염화물이온 침투속도가 상당히 늦어지는 것으로 나타났다. 결론적으로 본 모델은 대기중에 노출된 콘크리트의 물시멘트비 및 철분 혼입 유무와 혼입율에 따른 염화물이온 침투 예측이 가능하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.785-793
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• 2007

본 연구는 정전류 펄스법을 이용하여 콘크리트 내 보강철근의 부식률을 정량적으로 평가한 실험 결과를 나타낸 것이다. 콘크리트와 보강철근의 부식 경계면에서 미소전류의 인가에 의해 변화되는 부식전위 $({\Delta}E)$를 분석함으로써 보강철근의 분극저항 $R_{ct}$는 저항/커패시턴스 (resistance/capacitance)모델에 기초하여 개별 성분으로 분리되었다. 분리된 각 성분에는 부식 과정과 관련된 저항뿐 아니라 콘크리트 내 이온의 확산저항 등과 같은 부식에 관계없는 저항 성분들도 포함되어 있었다. 참조 전극과 보강철근의 측면 이격 거리에 따른 일련의 실험 결과는 부식 과정에 관계없는 저항 성분들로부터 부식에 관련된 저항 성분을 명확히 구별할 수 있음을 잘 보여주고 있다. 만일 보강철근의 부식률이 부식에 관계없는 저항 성분들까지 포함된 분극저항에 의해 평가된다면, 보강철근의 부식률은 실제의 부식 상태보다 최대 2.3배까지 과소평가될 수 있는 것으로 조사되었다. 측정 시간이 부식률 평가에 미치는 영향은 부식 철근의 경우 크지 않았지만, 측정 시간이 길어짐에 따라 부식에 관계없는 저항성분이 포함될 수 있음을 보였고, 비교적 늦은 시상수 (time constant)를 갖는 부동태 철근의 경우 측정 시간에 큰 영향을 받는 것으로 조사되었다.