• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.2859-2865
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• 2011

본 연구에서는 상수도관의 도 송수관등 대형관(700mm 이상)에 주로 사용되고 있는 도복장강관의 품질 및 시공, 유지관리에 영향을 미치는 용접접합의 현황을 조사 분석하고 용접접합의 개선방안에 대하여 연구하였다. 이를 위해 강관의 사용현황 등의 문제점을 조사하고 용접접합별 특성, 그리고 수동 및 자동 용접접합을 비교 분석하여 기술적, 경제적으로 효과적인 방안을 제시하고자 하였다. 본 연구에서 비교 분석한 용접접합별 특성 검토 결과, 상수도 관로의 관경 700mm - 3,000mm의 현장 시공시 자동용접공법이 수동용접공법에 비해 순공사비 대비 평균 9% 절감되며, 용접공정만 비교시에는 평균 13.5% 이상 절감될 것으로 판단된다. 특히, KS상 강관 진원도에 대한 허용치가 크며 대부분 겹치기 이음으로 되어있는 국내 현실에서 작업환경이 열악한 경우 진원확보를 위한 시간이 무한정 소요될 수 있어 실제적인 절감액은 더욱 차이를 보일 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권spc1호
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• pp.1167-1175
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• 2022

본 연구에서는 노후도를 보다 간단히 평가할 수 있는 운영지수 분석법을 개발하였고 이를 기존의 노후도 분석법과 비교 분석하였다. 청주시 상수관망에 적용하여 노후도를 비교 분석하였으며 사용성을 입증하였다. 기존의 간접평가법 분석결과, 율량동(구시가지), 내덕1동, 용암2동 상수관망의 노후도가 가장 높은 것으로 분석되었으며, 신뢰성해석을 통한 안전도 분석 결과 내덕1동 상수관망이 직경 200 mm, 300 mm 강관 모두 파괴확률 3.21%, 4.65%로 안전도가 가장 취약한 것으로 분석되었다. 운영지수 분석법의 경우, 내덕1동 상수관망이 직경 200 mm, 300 mm 강관 모두 위험도 0.2609, 0.2644로 가장 높은 것으로 분석되었으며, 개량 우선순위는 비슷한 것으로 나타났다. 따라서 향후 운영지수 분석법을 통해 상수도관을 보다 간단하게 노후도를 분석하여 상수관망의 운영관리에 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.267-274
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• 2017

본 연구는 상수도 급수과정에 사용되는 대구경 강관이 정수과정에서 사용되는 약품으로 인하여 부식이 발생하게 되고 이를 보수하기 위하여 친환경 소재인 EVA 시트 및 강관과의 부착을 용의하게 할 수 있는 부틸고무를 적용하여 자착식 방수방식 시트를 개발하였다. 이에 자착식 방수방식 시트에 대한 강판과의 부착강도를 확인하고, 강관에 발생될 수 있는 다양한 환경조건에서의 부착강도를 확인하였다. 또한 외부에서 침입하는 유입수의 수압에 의해 강관에 부착된 시트의 탈락여부를 확인하였으며, 마지막으로 강관이 부식된 환경과 유사하게 강판에 녹을 발생시켜 자착식 방수방식 시트와 부착강도를 확인함으로써 대구경강관 보수 시 시공 용의성 외에도 안정적인 부착강도를 확보하여 강관의 부식을 차단함과 동시에 안정적인 성능 유지 방안을 확인하고자 하였다. 그 결과 본 연구에 사용된 자착식 방수방식 시트는 강관에 대한 무처리, 장기 누름, 장기 침수 내화학(염산, 차아염소산, 수산화나트륨), 저온($-20^{\circ}C$) 및 습윤 건조 반복에서의 모든 부착성능은 KS F 4934의 성능기준인 1.5N/mm 이상을 상회하는 부착강도가 나타났으며, 배면 누수압에 따른 시트의 탈락현상을 확인하는 시험에서도 배면 누수압 $3.0N/mm^2$까지 시트의 탈락이 발생되지 않았다. 또한 녹이 발생된 강관에서의 부착성능을 확인하는 과정에서도 12시간동안 녹을 발생시킨 시험편에서 2.1N/mm, 168시간동안 녹을 발생시킨 시험편에서 2.0N/mm 의 성능이 나타남에 따라 녹 발생 강관에 대한 안정성이 확인되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.271-275
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• 2009

본 연구에서는 상수관로의 잔존수명을 통계적 기법 중 하나인 비례위험모형(PHM)에 적용하여 평가하였다. 비례위험모형을 구축하기 위한 개별관로의 생존시간은 관로의 파손율이 한계파손율에 도달하는 시간으로 정의하였다. 즉, Park and Loganathan(2002)에서 제시한 GPBM을 적용하여 시간에 따른 개별관로의 파손율을 추정하고 추정된 파손율과 한계파손율의 상등관계를 통해 생존시간을 산정하였다. 또한, 본 연구대상관로에 대한 GPBM을 구축함에 있어, 매설시점에서 누적파손횟수를 0으로 한 파손기록을 입력자료에 추가하는 방법과 가중계수(WF)의 범위를 수정함으로써 기존의 GPBM을 보완하였다. 이로써 파손사건이 최소 1회 이상 기록된 강관 및 주철관에 대한 비례위험모형을 구축하였다. 이와 같이 수정된 방법론은 관로 파손사건 등의 자료의 축적이 미비한 국내 여건에서 비례위험모형 및 GPBM과 같은 통계적 모형을 구축할 때 유용할 것으로 사료된다. 본 연구대상관로의 비례위험모형에 포함된 유의한 공변수는 관종과 관경 그리고 길이이며 관종은 비례성 가정을 위배하여 시간종속형 변수로 모형화되었다. 최종 채택된 PHM모형을 통해 생존함수를 추정하였으며 추정된 생존함수를 이용하여 개별관로의 잔존수명 및 경제적 수명 그리고 각 수명에 대한 95% 신뢰구간을 산정하였다. 또한 개별관로의 경제적 수명에 영향을 미치는 공변수의 위험비율도 분석하였다. 분석결과 강관의 평균 경제적 수명은 약 25.1년이고 주철관은 약 21년으로 산정되었다. 또한 관종에 따른 경제적 수명에 도달할 상대적인 위험률은 전반적으로 주철관이 높으나 20년 이상 매설된 관로에서는 강관의 위험률이 높을 것으로 분석되었다. 관경과 길이는 크기에 비례하여 상대적 위험률도 증가하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권12호
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• pp.13-20
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• 2011

외수압에 의한 강관 라이닝 좌굴 사례를 조사, 평가하여 강관 라이닝의 안전성에 미치는 요소 및 그 중요도를 산정하고자 하였다. 대상터널은 ${\bigcirc}{\bigcirc}$광역상수도 도수시설인 직경 2m의 수로터널로서 터널 라이닝은 내부의 강관 라이닝과 배면의 뒷채움 콘크리트로 구성되어 있다. 두 개의 수로터널에서 발생된 강관 라이닝 좌굴 손상을 대상으로 손상의 형태 및 설계 조건을 상세하게 조사하였다. 좌굴 손상에 적용 가능한 좌굴 안전성 평가방법을 기존의 문헌 자료를 참조하여 선정하였으며, 손상에 대한 조사결과와 비교하였다. 또한 본 지역의 수리지질학적인 특성이 좌굴 손상에 미치는 영향을 검토하였다. 연구결과 수리지질학적 지층특성뿐만 아니라 터널 라이닝의 적절한 시공이 강관 라이닝의 좌굴에 영향을 미치는 중요한 요소이며, 외수압의 크기 결정은 수리지질 특성에 따라 산정되어야 하는 것을 알 수 있었다. 기존 손상 사례에 대한 연구는 압력 수로터널의 강관 라이닝에 대한 설계, 시공 및 유지관리 기간 중의 문제점 및 개선사항을 도출하는데 활용될 수 있을 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권12호
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• pp.733-740
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• 2017

환경부에서 수립한 "상수도 시설기준(2004)"은 관로 신축이음관 설치기준에 있어서는 용접이음 강관에는 설치하지 않는 것으로 규정하고 있으며, 이에 대한 근거가 명확하지 않고 관로 안정성이 충분히 확보되었는지 확인하기가 어렵다. 금번 연구에서는 강관의 거동 분석을 통한 관로 안정성을 연구하여 신축이음관의 필요여부를 검증하는 것을 목적으로 하였다. 검토결과는 아래와 같다. 첫째, 아스팔트 도복장강관(D2,400 mm)은 온도변화에 따라 4-cycle로 관로 신 수축이 반복되며, 연장 1.24 km에 있어 최대 13.03 mm의 변위를 나타내었다. 둘째, 수도용 강관의 신 수축으로 발생되는 온도응력은 매설깊이(최대 4 m)에 따라 $13.7{\sim}36.1kgf/cm^2$로 발생되며, 강관(STWW 400)의 안정성에 큰 영향을 키치는 주요 비교인자인 허용 인장강도와 피로한도는 $4,100kgf/cm^2$와 $1,840kgf/cm^2$로 산출되었다. 마지막으로, 수도용 강관의 온도응력은 허용 인장강도와 피로한도와 비교시 매우 작음에 따라, 온도변화에 의한 관로의 신 수축이 발생하여도 관로 안정성에는 영향을 끼치지 못함을 알 수 있었다. 결론적으로 금번 연구를 통하여 수도용 강관의 관로부에는 신축이음관을 설치할 필요가 없는 것으로 증명되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.496-496
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• 2023

상수도관의 노후화 등으로 발생하는 누수는 안정적인 급수운영을 저해하고 경제적 손실을 발생시킬 뿐만 아니라 지반 침하 등 2차 피해가 발생할 수 있다. 상수도관 누수는 배관 내·외부 부식으로 발생하는 핀홀(Pin Hole)로 인한 관통누수, 강관 용접 시 발생하는 시공불량, 볼트 및 고무패킹 등 부자재의 노후화, 굴착 등 작업에서 발생하는 물리적 충격 등 여러 원인으로 발생할 수 있다. 상수도관에서 누수가 발생할 경우, 관 내부수가 관 밖으로 유출되어 발생하는 파열음, 유출수와 지반과의 마찰로 인한 진동 및 소음 등이 발생할 수 있다. 청음식, 상관식 누수탐사와 같은 기존 누수탐사 방식은 전문가의 경험에 대한 의존도가 매우 높으며, 기존 장비의 특성상 비금속관 및 대구경관 등 특정 환경에서는 적용이 어려우며, 효율적인 탐사가 쉽지 않은 실정이다. 이에 대한 해결책으로 본 논문에서는 상수도 누수가 의심되는 구간을 대상으로 실시간 누수음 데이터 수집 및 인공지능(Artificial Intelligence) 분석을 실시하여 기존 조사방법보다 효율적이고 신뢰성 있는 누수탐사를 수행한 사례를 분석하고자 한다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.7-10
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• 2007

In case of large steel water pipe, it have been observed that its fracture mostly occurs due to the complicated outside fatigue load on the pipe in the underground. It is also well known that its damage and leakage happen mainly in a weld zone. In this study we evaluated the fatigue characteristics based on size effect and residual stress by comparing the test results on the standard specimen collected from real pipe with those on full scale pipe.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.17-28
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• 2008

본 연구에서는 상수도 금속관의 공식특성에 따른 잔존 인장강도 예측모델을 제안하였다. 이들 모델중 회주철관에 대해서는 지수함수형 모델이 실측값에 대한 예측값의 상관성($R^2$)이 높게 나타났으며, 닥타일주철관과 강관 등은 선형함수인 공식특성에 따른 강도손실 모델이 더 예측력이 높은 것으로 나타났다. 국내에서 과거에 제조된 상수도 금속관의 파괴인성은 평균적으로 회주철관이 $40.46kgf/mm^2{\sqrt{mm}}$, 닥타일주철관이 $85.27kgf/mm^2{\sqrt{mm}}$, 그리고 강관이 $97.27kgf/mm^2{\sqrt{mm}}$로 나타났으며, 파괴인성을 이용한 잔존 인장강도 예측모델의 실측값에 대한 예측값의 상관성은 관종에 따라 다르나 0.44에서 0.86로 나타났다. 특히 이들 제안된 모델들을 새로운 지역에 매설된 상수관로에 대하여 적용한 결과, 결정계수가 0.76~0.78로 나타나 향후 노후 상수도 금속관의 잔존 강도를 예측하는데 활용됨으로서 합리적인 개대체 의사결정에도 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.709-710
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• 2015

상수도관로 대부분의 구간이 PE 혹은 아스팔트 코팅된 강(steel)으로 제작되어 매설되어 있다. 강관이 토양중에 매설되어 있는 특성으로 인해 부식이 발생하게 되는데 이를 방지하기 위하여 희생양극식 및 외부전원식 전기방식법을 적용하여 보호하고 있다. 그러나 적절하지 못한 전기방식법 혹은 전기방식법의 미적용으로 인하여 부분적으로 상수도관은 부식 및 누수되는 구간이 존재하게 된다. 이에 각 방식전위 미달 구간에 대한 정밀한 진단을 통하여 적절한 방식 방안을 제시한 사례를 연구하여 향후 방식불량구간의 개선에 도움이 되고자 한다.