현재 우리나라에는 상당량의 천연가스 배관 및 송유관이 지하에 매설되어 있고 그 길이는 매년 큰 폭으로 증가하고 있다. 이러한 배관은 배관건설공사 및 공사후 유지, 보수 관리시 배관의 파괴와 관련된 여러가지 상황이 존재할 수 있다. 즉 외부에서 작용하는 다양한 요인이나 배관 내부요인에 의해 배관이 완전한 파단까지는 이르지 않더라도 손상을 받는 경우가 생긴다. 배관에 손상이 발생하였을 때 그 원인을 규명하고 처리방안을 마련하는 작업이 필요하다. 이러한 것들을 사전에 미리 예방하고 손상해석을 올바르게 하는데 필요한 것이 배관손상사례에 대한 데이터베이스이다.
본 논문은 최근에 25.8kV $SF_6$ 가스절연부하개폐기 (이하 가스개폐기)에서 발생한 고장을 전력연구원에서 분석하여 고장 원인별 현황을 나타내었으며, 주요 고장으로 분류되는 절연 불량, 기계적 손상, 외부 손상 등이 발생하는 원인을 분석하였다. 장기신뢰성 확보를 위해서 가스개폐기의 취약점인 $SF_6$ 가스 순도에 따른 절연파괴 특성 및 금속 파티클의 거동특성에 대해 분석하였다.
관형지지물은 단일 강관 기둥 형태의 송전탑으로 강관은 상하 여러 개의 프레임으로 분할되어 플랜지부에서 볼트로 체결된다. 신설 송전선로 관형지지물 플랜지 연결부에서 가압전 조립 볼트 절손이 발견됨에 따라 강관도괴방지 대책 수립을 위한 손상원인분석 기술지원을 수행하였다. 본 건에 대해 파손면·균열 분석 기술을 통해 제작과정 상의 문제가 있었음을 확인하였다.
사망원인통계연보는 사망발생 당년에 신고된 사망 자료만 수록하고 있는데, 본 연구에서는 사망원인통계연보에 수록된 사망(당년신고, 또는 비지연신고)은 물론 수록되지 아니한 사망(지연신고)의 사인구조를 파악하고자 한다. 부차적으로, 사인구조를 평가하기 위해서 지연신고의 다양한 특성을 검토하고 있다. 1983년부터 1993년까지 신고된 모든 사망신고를 기초로, 지연신고와 당년신고라는 신고행태에 따라 사인별 사망구성비, 사망률, 사망률성비를 구하였다. 지연신고율이 지속적으로 감소하고 있지만, 지연신고율은 다른 집단보다 여성, 젊은층, 의사진단사망자, 병원사망자에게서 더 높다. 당년신고 사망자의 성별 사인구조와 비교해 볼 때, 지연신고 사망자의 주요 사인구조는 성별에 따라 달라지는데, 남성에게는 감염성질환, 순환기계질환, 호흡기계질환의 비중이 더 커지고, 여성에게는 감염성질환, 호흡기계질환 및 소화기계질환의 비중이 더 커진다. 1983~1993년 동안 신고된 모든 사망에 대한 주요 발견은 다음과 같다. 첫째, 순환기계질환, 악성 종양, 손상 및 중독이 남녀 모두에게 주요 3대 사인이다. 둘째, 만성 간질환, 각종 사고, 폐암, 자살은 남성에게 치명적인 사인으로서 남녀의 성별 사망력 차이를 넓혀주는 원인이다. 세째, 손상 및 중독, 특히 교통사고는 45세 이하의 젊은 층에게 중요한 사인이 되는데 반해, 순환기계질환, 악성 종양, 소화기계질환은 고령층에게 중요한 사인이 된다.
국내에 천연가스버스가 보급된 이래 5차례의 용기파열 사고가 발생하였는데 그중 2005년 8월 전주 덕진충전소에서 발생한 용기파열사고는 CNG용기의 라이너를 감싸고 있는 복합재료가 손상되어 발생한 사고로 보고되었다. 복합재료용기의 외피손상이 원인이 되어 발생한 사고사례는 해외에서 약 13건이 보고되었다. CNG용기 외피손상은 용기룰 고정하는 스트랩과 밀접한 관련이 있다. 용기고정이 불완전하면 슬립이 발생하고 이는 복합재의 손상으로 이어진다. 본 연구에서는 ISO 19078, CGA C6.4 등 국제코드의 규정을 고려하여 국내에서 제조된 Type 2, 3, 4 용기와 외국에서 생산된 Type 3 용기를 대상으로 결함깊이, 길이, 넓이에 따른 복합재료 결함 내구성시험을 수행하여 CNG용기의 내구성능을 평가하였고, 시험과 동일한 조건으로 복합재료 손상결함 조건을 컴퓨터로 전산모사하여 시험결과의 타당성과 유효성을 비교 검증하였다. 실험결과, Type 2 용기의 경우, 11,250회의 최소반복가압 회수를 충족하였으나 외피손상부와 반복가압에 따른 실제누출부위가 일치하지 않아 실험조건을 달리한 추가실험이 요구되었다. Type 3 용기의 경우에는 복합재 결함부위와 누수부위가 일치된 시험용기의 수는 67%정도로, 복합재료 용기의 수명을 저하시키는 원인으로 라이너와 외피손상이 서로 밀접한 관련이 있음을 확인하였다. Type 4 용기는 국제기준에서 요구하는 반복횟수를 만족하였고, 손상깊이 0.75mm와 1.25mm에서 반복가압회수가 60,000회 이상이 되어도 누설이 발생되지 않았다. 이는 라이너의 재질이 폴리머로서 균일한데다 탄소섬유 복합재료층 위에 유리섬유 복합재료 층이 1.5mm 정도 추가로 적층되어 있어서 3등급의 손상결함(결함깊이 1.25mm)에서도 구조 층이 전혀 손상되지 않은 것으로 판단되며, 이는 Type 2 용기의 강재라이너나 Type 3의 알루미늄 라이너와 비교하여 Type 4 용기의 폴리에틸렌 라이너의 물성이 반복성능이 탁월함을 확인할 수 있었다.
1986년 12월 미국의 Surry Unit 2 발전소에서 발생한 급수배관의 대형 파손사고가 침식-부식(erosion-corrosion) 현상에 의해 일어난 것으로 밝혀진 이후, 조사 결과 2차계통에 광범위하게 사용되는 탄소강, 저합금강 재질에서 이와 유사한 손상사례가 많이 나타나는 것으로 밝혀졌다. 이러한 침식-부식 손상은 물-증기로 이루어진 계의 단상(water) 또는 2상(water-wet steam) 조건에서 발생된다. 국내의 원자력 발전소 2차계통에서도 이러한 침식-부식 손상이 나타나고 있으며, 현재 손상원인 해석과 이에 대한 대책 수립이 시급히 요청되고 있다. 본 기고문은 국내 원전의 침식-부식 손상조사와 이의 대책수립을 위한 연구에 활용될 수 있는 침식-부식 손상의 개념, 현상학적 양상, 주요인자의 영향 및 해외 원전의 손상경험 사례 등을 종합하여 정리한 것이다.
교량 하부구조 특히 교각 및 기초의 경우는 지반 또는 수중에 묻혀 있기 때문에 손상을 발견하기도 어렵고 또한 손상의 보수 및 보강이 곤란한 경우가 많다. 하부구조의 손상은 지반의 마모, 침하, 측방유동토압, 하상세굴, 홍수류, 선박 및 유하물에 의한 충격, 지진 등의 여러 원인에 의하여 발생된다. 이러한 손상은 지표수 및 지하수 배제공, 성토공, 지반개량공, 단면보수공, 세굴방지공, 내진보강공 등에 의하여 보수 및 보강이 행하여 진다. 본 고에서는 이러한 하부구조의 보수.보강공법 중 수중부에 실시되는 방법에 대하여 소개하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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