• 한국가스학회지
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• 제23권5호
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• pp.35-43
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• 2019

플랜트시설의 핵심부품인 산업용 밸브에 대한 기존안전관리는 인력에 의해 관리되고 있으며 점검 영역이 넓고 시설물의 특성상 제한된 접근성을 가지고 있기 때문에 어려움이 있다. 플랜트 시설의 수많은 산업용 밸브에서 누출 및 고장 발생 시 생산중단, 독성물질 및 가연성 가스의 누출 및 폭발로 인한 인명피해, 사고 위치 파악 어려움 등의 문제점이 발생되기 때문에 사물인터넷(IoT) 기술을 기반으로 한 안전관리 및 제어 시스템이 필요하다. 이 연구에서는 IoT 기반 무선통신을 통한 산업용 밸브의 안전관리 및 액츄에이터 제어 시스템 개발 내용 중에서 위험요소 예측기술 개발과 관련 된 내용이다. 밸브의 구조적 특성 분석을 하고 고장데이터, 문헌 등으로 부터 주요 위험요소 분석, 위험요소 원인분석 및 사고시나리오 분석을 통해 주요 위험요소로 인한 사고를 예방하기 위해 IoT 기반 산업용 밸브의 안전관리 기법을 개발하였다.

• 한국가스학회지
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• 제11권1호
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• pp.23-28
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• 2007

본 본문에서는 LPG 용기용 가스밸브의 O-링과 밸브패킹의 밀봉결함과 크랙에 관련된 실험적 연구를 수행하고자 한다. LP 가스의 누출을 방지하기 위해 사용하는 O-링은 LPG 밸브의 밀봉 안전성을 확보하는 핵심부품으로 대단히 중요하다. 밸브패킹은 LPG 연료의 공급과 충전을 하는데, 가스 공급구를 열고 닫는 중요한 역할을 담당한다. 이들 두개의 밀봉부품에 대한 성능은 밸브의 누설 안전성과 장수명에 밀접한 관련이 있다. 연구결과에 의하면, O-링의 대부분은 파티션 부근의 결합불량과 과도한 압축률로 인해 원주방향으로 크랙이 발생하는 것으로 분석되었다. 그 이외의 결함으로 거론된 경우는 LP가스의 과도한 가스압력으로 인한 압출현상의 발생은 압출크랙을 일으키는 원인으로 작용하고 있다. 따라서 본 논문에서는 가스밸브의 누설 안전성을 확보하고 수명을 연장하기 위해 O-링과 밸브패킹에 대한 엄격한 품질관리와 인증제도의 도입을 권장하고자 한다. 결국에는 LPG용기용 밸브의 품질과 안전성 확보를 위해 밀봉장치에 대한 품질안전 보증제도를 도입해야 밸브를 오랫동안 사용할 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.729-734
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• 2017

안전릴리프밸브는 배관라인 혹은 탱크의 과도한 압력을 완화하고 사용 적정압력 수준으로 유지해주는 장치이다. 안전릴리프밸브는 스프링 보닛에 통풍구가 대기 쪽으로 혹은 배출구 쪽으로 뚫려 있는지에 따라 배압의 변화에 직접적으로 영향을 받게 된다. 배압은 축적 배압(Built-up back pressure)과 부과 배압(superimposed back pressure)으로 나뉘게 되며 사용조건에 따라 배압의 특성이 달라진다. 본 연구에서 사용되는 안전밸브는 Conventional Safety Relief Valve로써, 배압의 특성을 가정하였다. 또한 개방력과 스프링력 사이의 힘의 평형 방정식을 세워 이론적 접근방법으로 초기 스프링 변위를 구하였다. 디스크가 받는 반력 즉 개방력과 스프링력을 비교하여 블로우 다운을 예측하였다. 블로우 다운은 설정 압력과 디스크 재닫힘 압력 간의 차이다. 본 연구는 ASME 규격 코드에 따라서 블로우 다운 시험 전에 전산 유동해석프로그램 CFX17.1을 이용하여 수치적으로 예측하였음을 밝힌다. 또한 유체-구조 연성해석(fluid-structure interaction analysis)을 통해 안전밸브 트림부의 안전성을 검토하였다. 향후, 시험과 전산수치해석 값을 서로 비교하여 블로우 다운 이론적 접근방법과 유동해석방법을 제안하고자 한다.

• 한국가스학회지
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• 제11권2호통권35호
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• pp.37-42
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• 2007

본 논문에서는 밸브몸체와 밸브스템 사이의 사각그루브에 설치한 두 개의 O-링에 대한 누설 안전성을 해석한 결과를 제시하고 있다. O-링시일의 누설 안전성에 대한 해석은 압축률과 LPG 가스압력의 변동에 따라 발생되는 누설 안전성을 유한요소해석 프로그램 MARC로 계산하였다. FEM 해석결과에 따르면, LP가스 충전압력 $8kg/cm^2$에서 안전변의 안전한 작동압력 상한치 $24.8kg/cm^2$에 이르기까지 압력하중을 압력용기 안전기준에 의거 계산한 결과는 안전한 것으로 나타났다. 다만, 두 개의 O-링의 안전성을 충분하게 확보하기 위해서는 O-링소재의 시효경화 효과를 고려하는 것이 바람직하다.

• 한국추진공학회지
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• 제15권6호
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• pp.70-77
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• 2011

우주발사체의 액체추진공급시스템에 사용되는 벤트/릴리프 밸브는 안전 밸브의 조합체로 극저온의 산화제를 주입할 때와 보관할 때 기화된 산소기체를 배출시킨다. 또한 비행 중에 추진제 탱크의 얼리지 압력을 안정적으로 유지하는 역할을 한다. 밸브의 동특성 및 유공압 작동특성을 알아보기 위해서 벤트/릴리프 밸브의 설계검증을 위해 AMESim을 이용해서 벤트/릴리프 밸브의 시뮬레이션 모델을 구성하였다. AMESim 밸브 모델을 검증하기 위해 밸브의 개폐 압력, 개폐작동시간을 수학적 계산 결과와 비교하였다. 또한 FLUENT 상용코드를 이용하여 내부유동 해석 결과를 반영하여 모델의 정확도를 높였다. 밸브 모델을 이용하여 설계인자에 대한 검증 및 작동성능을 분석하였다. 이 연구는 한국형 발사체에 사용되는 벤트/릴리프 밸브의 다양한 작동 요구조건에 대한 개발 효율성을 높일 수 있는 참고 가이드로 적용될 것으로 판단된다.

• 에너지공학
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• 제29권3호
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• pp.25-33
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• 2020

본 연구에서는 유동해석 및 구조해석을 수행하여 위상최적화에 의해 설계된 버터플라이 밸브 디스크의 구조적 안전성을 살펴보았다. 유동해석을 수행하여 유량계수의 변화와 공동현상을 예측하였으며, 구조해석 후 강도 및 강성의 유효성을 확인하였다. 유동해석 후 열림각이 커질수록 유량계수가 비선형적으로 증가하다가 완만한 경사를 보였고, 열림각이 12o 일 때 공동화 현상을 예측할 수 있었다. 구조해석 후 경량 디스크의 유효응력이 재료의 항복강도보다 작았으며, 최대변형량도 선행연구의 보수적 변형량보다 작았다. 궁극적으로 전산해석에 기초한 경량 밸브 디스크의 구조적 안전성이 유효함을 확인하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권4호
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• pp.50-59
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• 2019

플랩제어시스템의 주요 구성품인 주제어밸브의 설계는 실제 제작 경험을 바탕으로 반복-오차 방법에 의존하여 수행하였다. 본 논문에서는 모델 기반의 부품 설계 방법을 제안하였다. 플랩제어시스템은 주제어 밸브, 고장-안전 밸브, 솔레노이드 밸브, LVDT, 구동 모터 등으로 구성된다. 주제어밸브는 주로 스풀과 슬롯으로 구성된다. 주제어밸브의 중요한 설계변수는 슬롯의 폭 (Slot Width), 오버 랩(Overlap) 및 간극(Clearance)이다. AMESim을 활용하여 주 제어 밸브의 유로를 모델링하고 해석하였다. 제안된 설계절차를 적용한 결과 허용된 가공오차 범위 내에서 요구 성능을 충족함을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.19-19
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• 2018

최근 경주, 울산, 포항 등 경상도 지역에서 잇달아 발생한 대규모 지진으로 인해 사회기반시설물의 내진 안전성이 이슈가 되고 있다. 지진 안전 국가라고 여겨지던 우리나라는 상대적으로 지진에 대한 대비가 매우 부족한 실정이며, 자칫 대규모 피해로 이어질 우려가 있다. 특히 상수관망의 경우, 지중에 매설되어 있는 특성상 지진에 취약하고, 그 피해를 발견하기 어려워 장기적인 피해가 불가피하다. 상수관로의 지진피해는 누수와 파손으로 구분할 수 있으며, 파손관의 경우 용수공급능력을 크게 저하시키기 때문에 신속한 복구가 요구된다. 파손관의 복구는 부근에 위치한 차단밸브를 닫아 피해관로의 통수를 차단한 후에 복구 작업을 진행하는 것이 일반적이다. 이때, 차단밸브의 위치에 따라 단수구역이 광범위하게 발생할 수 있어 시스템 전반의 용수공급능력 저하로 이어질 가능성이 있다. 본 연구에서는 지진 발생 후 피해관로의 효율적인 복구전략 마련을 위한 상수관망 지진피해 복구 시뮬레이션 모형을 개발하였다. 개발 모형은 피해복구에 따른 상수관망 시스템의 용수공급능력을 정량적으로 산정할 수 있으며, 지진 발생과 같은 비정상 상황의 시스템 용수공급능력을 수리학적으로 정확하게 해석하기 위해 압력기반의 해석(Pressure-driven analysis, PDA)을 적용하였다. 또한, 피해관로의 복구 시, 차단밸브에 의해 발생되는 단수구역을 탐색한 후, 수리해석 모의에 적용함으로써 현실적인 용수공급 상황을 모의할 수 있도록 하였다. 본 연구에서는 개발모형을 활용하여 차단밸브의 위치 및 개수가 단수구역의 범위 및 지진복구에 미치는 영향을 정량적으로 비교 분석하였으며, 이를 통해 효율적인 지진피해 복구 전략을 제시하였다.

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 2002년도 추계 학술논문발표회 논문집
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• pp.105-109
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• 2002

최근 빈번하게 발생되고 있는 가스사고는 많은 인명과 재산상의 손실을 초래하고 있다. 특히 도시 가스 보다는 공기보다 비중이 큰 LP가스에 의한 사고가 많이 발생된다. 특히 최근에 발생한 인천 부평구의 LP가스 폭발사고는 사망6명, 부상21명 등 총 27명의 인명피해와 주택 붕괴 등 많은 재산상의 손실을 초래하였다. 또한 LP가스 용기는 용기자체가 자해나 위해의 수단으로 이용되기도 한다. 이에 따라 정부에서는 1998년 1월 10일 고압가스안전관리법 시행규칙을 개정하여 LP가스용기에 부착되어 사용되는 밸브를 과류차단형으로 의무화하여 가스사고예방을 위해 힘쓰고 있다.(중략)

• 월간 기계설비
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• 통권295호
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• pp.93-95
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• 2015

지난 2013년 7월 25일 도시가스사업법 시행규칙 개정에 따라 도시가스 은폐배관 설치 시 천정에 가스누출점검을 위한 점검구를 뚫거나 값비싼 다기능가스안전계량기를 설치해야 한다. 이에따라 수많은 민원이 발생하여 대한설비건설협회(이하 협회)는 실내 미관을 위해 점검구의 크기를 축소하고, 가스누출 점검을 위한 대체방법으로 다기능가스안전계량기 뿐만 아니라 가정에서 저렴하게 설치할 수 있는 가스누출확인배관용밸브 설치도 허용해 줄 것을 건의해 왔다. 협회 건의에 대해 가스기술기준위원회는 지난 1월 27일 질의회신을 통해 가스누출확인배관용밸브 설치 시 은폐배관의 가스누출이 탐지 가능하므로 가정 내에서 이 밸브를 설치할 경우 점검구를 뚫지 않아도 된다고 회신했다.