• Composites Research
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• 제31권4호
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• pp.145-150
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• 2018

항공우주산업에서 구조물의 수명연장과 경제적 측면에서의 효율적인 운용을 위해 다양한 구조건전성모니터링(Structural Health Monitoring, SHM) 기법들이 제시되어왔다. 금속재 구조물의 경우, 수분이나 염분 등에 의한 부식이나 쉽게 응력집중이 발생하는 타공, 노치, 볼트 등과 같은 위치에서의 균열이 주된 관심사였으나, 항공우주산업에서의 복합재 사용비율이 증가함에 따라 손상 메커니즘이 더욱 복잡한 복합재 구조물에 적용이 가능한 고도화된 SHM 시스템의 필요성이 강조되고 있다. 본 논문에서는 Q-switched 레이저와 다수의 압전센서를 이용한 복합재에서의 AE(Acoustic emission) 위치탐지 기법을 제시한다. 제시되는 기법은 10 mm 이내의 거리오차로 방출위치 탐지를 목표로 하며 복합재 구조에서 수행된 AE 모사실험 및 위치탐지 시도 결과를 제시하여 기법이 유효함을 증명한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권8호
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• pp.951-956
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• 2011

원자력 발전설비의 증기발생기용 세관 재료로 인코넬 합금이 사용되고 있다. 인코넬 합금은 고니켈과 크롬의 합금으로 고온에서 내부식성이 뛰어난 특성을 가지고 있다. 본 연구에서는 인코넬 600 과 690 합금에 대해 실제 원전의 운전온도, 즉 $320^{\circ}C$가 프레팅 피로 거동에 미치는 영향에 대해 연구해보았다. 그 결과 $320^{\circ}C$에서의 단순 피로한도와 프레팅 피로한도가 상온에서의 단순 및 프레팅 피로한도에 비해 다소 저하하는 것을 알 수 있었다. 아울러 하중 반복회수와 마찰력의 변화 특성도 얻었다. 또한 파단면을 전자현미경으로 관찰하여 프레팅 피로기구도 검토해 보았다. 이와 같은 결과는 실제 운전온도에서 프레팅을 받는 증기발생기의 구조건전성 평가에 활용 가능할 것으로 생각된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.136-136
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• 2017

화학제염 기술은 산화제, 환원제, 금속이온, 무기산등이 혼합되어 있는 화학용액을 사용하여 원전기기 계통 내부에 생성된 고방사능 준위의 산화막과 오염물질을 제거하는 기술이다. 원전의 해체 및 유지보수에 있어 방사능 피복저감을 위한 필수적인 기술이다. 현재 원전 해체 산업은 잠재성이 높은 고부가가치 창출 산업으로 주목을 받고 있다. 원전 보유국의 경우, 기존 상용 제염기술과는 차별성 있는 제염기술을 확보하고자 노력하고 있다. 기존의 공정과 비교하여 공정비용 및 시간을 감소시킬 수 있어야 할 뿐만 아니라, 화학용액에 의한 원전 계통 금속 부품의 부식 및 손상을 최소화해야 한다. 금속 부품이 화학약품에 의한 부식손상을 받는다면 금속 부품의 수명 및 재활용 가치가 감소하기 때문에, 화학제염 기술 적용에 있어 용액에 대한 재료의 건전성 평가가 사전에 필히 이루어져야 한다. 본 연구에서는 원전 냉각재 펌프용 재료로 주로 사용되는 Stainless 304강을 시험편으로 선정하여, 화학제염 시험공정 3가지에 대한 부식손상 특성을 규명하였다. 산화공정은 과망간산($HMnO_4$) 용액을 공통으로 사용하였으며, 산화공정 종료 후 환원공정은 각 시험공정에 따라 시험공정 1은 옥살산($H_2C_2O_4$) 2000ppm, 시험공정 2는 옥살산($H_2C_2O_4$)1500ppm + 시트르산($H_8C_6O_7$)500ppm, 그리고 시험공정 3은 옥살산($H_2C_2O_4$) 3000ppm 용액을 각각 투입하여 수행하였다. 산화, 환원공정을 1Cycle로 하여, 각 시험공정 별로 총 5Cycle을 실시하였다. 각 시험공정 Cycle종료 후 시험편을 취외하여 무게감량측정, SEM(Scanning electron microscope) 분석, 3D현미경분석 그리고 타펠분극 실험을 실시하였다. 각 분석결과를 토대로 하여, Stainless 304강에 대한 화학제염 시 모델별 시험공정에 따른 부식특성을 규명하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권2호
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• pp.156-164
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• 2003

STS316L은 인성, 연성, 부식저항성 등 우수한 기계적 성질 때문에 에너지환경설비 등 구조물에 널리 이용되고 있다. 그러나, 용접구조물은 가혹한 환경하에서 경년열화가 심각하다. 지금까지의 연구들은 주로 용접부의 피로균열진전거동에 관하여 수행되었고, 피로균열진전속도식의 재료상수와 비파괴적 평가의 상관성에 관한 연구는 거의 없었다. 본 연구는 SIS316L 용접부의 피로균열진전 거동을 조사하고, 초음파 파라미터로 열화특성을 평가하고 시간-주파수 분석으로 해석을 하였다. 본 연구 결과는 용접구조물의 사용기간 중 피로수명 등을 예측하기 위한 기초 데이터로서 사용될 수 있다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.112-112
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• 2018

알루미늄 합금은 내구성과 내식성이 우수한 경량 재료이다. 그 중 Al-Mg계 5083 Al 합금은 가공성 및 용접성이 우수하여 선체 재료로 널리 이용되고 있다. 이는 선체 중량의 경량화로 인해, 연료비 절감과 빠른 선속 등 다양한 이점을 지니기 때문이다. 그러나 선박의 고속화에 따라 선체에 가해지는 유체충격이 증가하고, 압력 저하에 기인하여 캐비테이션-침식 손상이 증가할 뿐만 아니라, 염소이온이 존재하는 해수환경에서는 침식과 부식의 시너지효과로 인하여 재료의 손상이 더욱 가속화된다. 이에 대한 다양한 방지책들이 제안되고 있으나, 강한 충격압을 동반한 캐비테이션 침식-부식 복합 손상 환경에서는 다소 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 알루미늄 5083에 대하여 캐비테이션 환경 하에서 일정 전위를 인가하며 침식-부식 손상이 최소화 되는 전위 구간을 규명하고자 하였다. 먼저, 분극 실험을 선행하여 재료의 전기화학적 거동을 파악 한 후 적용 전위구간을 선정하여, 해당 전위를 인가한 상태에서 캐비테이션 실험을 실시하였다. 전기화학적 분극실험과 캐비테이션-전기화학 복합 실험은 $25^{\circ}C$의 해수 하에서 실시하였으며, 시험편의 노출면적은 $3.24cm^2$으로 하였다. 분극 실험은 개로전위로부터 +3 V까지 2 mV/s의 분극속도로 전위를 인가하였고, 기준전극으로 Ag/AgCl, 대극으로 백금전극을 사용하였다. 캐비테이션-전기화학 복합 실험은 정전위를 인가한 상태에서 대향형 진동법으로 진동수 20 kHz, 진폭 $30{\mu}m$ 진동을 20분간 가하였으며, 혼팁과 시험편 사이의 거리는 1 mm로 일정하게 유지하였다. 실험 후 표면 손상의 정량적 분석을 위해 인가된 전위별 전류밀도를 비교하고, 무게감소량을 측정하였으며, 손상경향 파악을 위하여 3D광학현미경과 주사전자현미경(SEM)을 통해 표면을 분석하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.107-107
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• 2018

무전해 니켈도금 용액의 성분은 Ni(II)염, 환원제, 적합한 금속 배위 리간드, 안정제 및 특정 특성 요구에 대한 첨가제를 포함한다. 일반적으로 도금 욕에는 미량의 안정제가 함유되어 있다. 만약 적절한 안정화 시스템이 없는 도금 욕에서 도금 공정 시 도금 시작 직후에 많은 양의 니켈 플레이크(Ni flake)가 생성되어 빠르게 도금 용액이 분해되어 더 이상 도금이 어렵게 된다. 그러나 무전해 도금 욕에서 안정제의 역할 및 도금 층에 미치는 영향에 대한 연구는 여전히 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 $Pb^{2+}$ 안정제 농도가 도금 층에 미치는 영향과 캐비테이션 침식 실험을 통해 그 내구성을 평가하고자 하였다. 무전해 니켈코팅을 위한 모재는 회주철(FC250)을 $19.5mm{\times}19.5mm{\times}5mm$의 크기로 가공하였다. 회주철의 인장강도는 $330N/mm^2$이며, 그 성분 조성(wt.%)은 3.23 C, 1.64 Si, 0.84 Mn, 0.016 P, 0.013 S 그리고 나머지는 Fe이다. 시험편은 SiC 페이퍼 #1200까지 연마하여 시험편의 표면 거칠기는 $1.6-2.1{\mu}m$ 범위 내로 제작하였다. 무전해 도금 전 시험편은 탈지를 위해 상온의 아세톤 용액에서 3분간 초음파 세척하고, $90^{\circ}C$의 알카리 수용액으로 5분간 세척하였다. 그리고 표면 활성화를 위한 산세척은 5% 황산용액에서 30초 동안 실시하였다. 도금조로 500mL 비커를 사용하였으며, 모든 시험편은 2시간 동안 무전해 니켈도금을 실시하였다. 그리고 니켈도금 층의 내식성과 내구성을 평가하기 위해 전기화학적 분극 실험을 통한 타펠분석과 ASTM G32 규정에 의거한 캐비테이션 침식 실험을 실시하였다. 그 결과 안정제 농도가 도금 속도와 도금 층의 성분 변화에 크게 영향을 미쳤으며, 그에 따라 도금 층의 내식성과 내구성이 크게 변화되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.529-532
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• 2008

우리나라에 제설제 피해가 발생하는 곳은 일평균기온이 0$^{\circ}C$이하로 되는 경우이므로 국내에서는 거의 모든 지역이 해당될 수 있다. 따라서, 다소 정도의 차이는 있으나 전국적으로 대부분의 강재 및 콘크리트 구조물이 동결융해 및 염해의 피해를 받고 있다고 볼 수 있다. 현재 주로 사용되고 있는 제설제는 염화물계인 염화칼슘과 소금이나, 이러한 염화물계 제설제를 많이 사용하게 됨에 따라 콘크리트 구조물의 조기 손상 및 환경피해로 인한 유지관리 비용이 크게 증가하고 있다. 따라서, 염화물계 제설제가 대량 살포되고 동결융해에 의한 동해를 받는 적설한랭지에서의 콘크리트 구조물 및 환경에 미치는 심각한 악영향에 대한 대책 방안을 강구하여야 하는 실정이다. 위와같은 취지로서 본 연구에서는 염화물계 제설제의 대체제로 친환경적인 비염화물계 제설제의 적용방안을 검토하기 위하여 강재의 부식 및 콘크리트의 동결융해에 미치는 영향을 평가하고자 비염화물계 제설제와 일반 제설제와의 pH 및 유해물질 함유량을 비교하였고 강재부식성 시험 및 동결융해 저항성 시험을 실시하여 그 성능을 평가하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.93-100
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• 2009

최근 문화유산에 대한 관심이 고조 되면서 노후화된 건조물문화재의 보존에 대한 중요성이 대두되고 있다. 건조물문화재의 대부분이 목재를 주재료로 사용하였으며, 이들 건조물문화재의 노후화에 따른 부식 및 손상에 대한 보존수리는 부재자체의 문화재적 가치를 고려하여 원형유지를 기본원칙으로 한다. 이에 따라, 합성수지를 이용한 보존처리방법이 부각되고 있다. 이에 본 논문은 합성수지로 보강한 원형단면 목재의 압축보강 성능에 관한 실험적 연구로서 합성수지의 보강단면적비율, 단면의 보강방향, 보강길이, 합성수지강도를 변수로 하여 총 14개의 시험체를 제작하여 실험하였다. 실험결과 합성수지를 이용하여 적절하게 보강할 경우 신재이상의 보강효과가 있는 것으로 나타났으며 문화재의 보수 및 보강에서 가장 중요한 오센티시티(authenticity)를 확보할 수 있을 것이다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.617-620
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• 2008

구조물의 열화부위를 제거하고 단면수복재로 되메우는 단면수복공법의 합리적인 시공을 위해서는 외부로부터 침투되는 염화물이온에 대한 단면수복재 및 이를 시공한 철근콘크리트구조물의 염화물이온 침투예측의 선행이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 단면수복재 시공이후의 구조물의 염해상태를 예측하고, 염화물이온의 침투 및 그에 의한 철근부식을 예측하기위해 단면수복재를 시공한 콘크리트의 염화물이온 확산계수를 정확히 파악하고자 한다. 본 연구에서는 실제 염화물이온 급속침투실험(Rapid Chloride Permeability Test)를 통한 단면수복재의 염화물이온 확산계수를 실험적으로 산정하고 단면수복재의 두께가 염화물이온 확산에 미치는 영향 또한 수치적으로 규명하였다. 실험에서 도출된 콘크리트 및 단면수복재의 염화물이온 확산계수를 일본토목학회에서 제시한 식 및 유한요소해석(Finite Element Method)를 이용하여 단면수복재로 보수시공한 구조물의 위치별 염화물이온농도를 산출하였다.

• 한국가스학회지
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• 제15권2호
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• pp.40-46
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• 2011

위험성 평가에서 비용-편익분석의 목적은 위험성 평가를 통해 도출된 부가적인 위험감소조치의 편익이 그 조치를 수행하는 데 든 비용보다 많음을 확인하고, 그 조치를 이행하는 것이 적절함을 보여주는 데 있다. 본 논문에서는 도시가스 고압배관의 위험성 평가에 따라 도출한 위험감소조치를 이행함에 있어 가장 효과적이고 합리적인 조치를 선정하기 위하여 비용-편익 분석을 실시하였다. 도출한 위험감소조치를 적용하여 위험성 평가를 다시 실시한 결과, 배관부식방지조치, MOV 설치 및 타공사 방지조치를 하도록 한 10번 조치가 위험감소효과가 75 %로 가장 컸으며, 비용-편익 분석 결과 합리적으로 실행가능한 것으로 판단되어 본 논문의 연구대상 배관의 위험감소조치로 선정하였다.