강재로 제작된 구조물의 부식량은 설치형태에 따라 상이하게 나타나므로 그에 따른 효율적인 관리가 필요하다. 본 연구에서는 강재 수문의 설치형태와 높이에 따른 부식량과 부식속도를 평가하기 위하여 설치형태와 높이에 따라 모니터링 시험체와 부식환경측정 센서를 설치하여 대기노출실험을 실시하였다. 노출기간에 따라 모니터링 시험체를 회수하여 중량감소법으로 평가된 평균부식두께와 부식환경측정센서를 통하여 계측된 갈바닉 부식전류량과의 상관관계를 이용하여 강재 수문의 설치형태와 높이에 따른 향후 부식량을 예측하였다. 본 연구 결과 수문의 가로보 수평부재는 상대적으로 가로보 스킨플레이트 부재 등의 부식손상량과 비교하면 매우 크게 발생하고 있으며, 수문 부재의 국부적 환경에 따라 부식속도가 크게 영향을 받을 수 있음을 확인할 수 있었다. 따라서 강재 수문의 국부적 부식환경 차이에 따른 부식손상 수준을 고려한 수문의 적절한 유지관리가 필요할 것으로 판단된다.
It has been reported that some events of a rupture of seam generator tube have occurred in nuclear power plants around the world. Main causes of the leakage are from various types of corrosion in the steam generator(SG) tubings. Primary water stress corrosion cracking(PWSCC) of steam generator tubings have occurred in many tubes in Korean plant, and they were repaired using sleeves or plugs, In order to develop proper repair criteria, it is necessary to ascertain the leak behavior of the tubings. A high pressure leak and burst testing system was manufactured. Various types of Electro Discharged Machined (EDM) notches were developed on the SG tubes. Leak rate and burst pressure were measured on the tubes at room temperature. Burst pressure of the part through wall defected tubes depends on the defect depth, Water flow rates after the burst were independent of the t1aw types; tubes having 20 to 60 mm long EDM notches showed similar flow rates regardless of the defect depth. A fast pressurization rate gave the tube a lower burst pressure than the case of a slow pressurization.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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제12권1호
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pp.552-568
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2020
After long-term service in deep ocean, pipelines are usually suffered from corrosions, which may greatly influence the Vortex-Induced Vibration (VIV) behavior of pipes. Thus, we investigate the VIV of defective pipelines. The geometric nonlinearity due to large deformation of pipes and nonlinearity in vortex-induced force are simulated. This nonlinear vibration system is simulated with finite element method and solved by direct integration method with incremental algorithm. Two kinds of defects, corrosion pits and volumetric flaws, and their effects of depth and range on VIV responses are investigated. A new finite element is developed to simulate corrosion pits. Defects are found to aggravate VIV displacement response only if environmental flow rate is less than resonance flow rate. As the defect depth grows, the stress responses increase, however, the increase of the defect range reduces the stress response at corroded part. The volumetric flaws affect VIV response stronger than the corrosion pits.
Effect of corrosion characteristics in relation to loaded stress in the welded zone of A5083-H116 aluminum alloy, in the seawater was studied. The corrosion experiment was performed for 120 hours on the specimens in the natural seawater tank with four steps of the loaded stress. The corrosion crack, corrosion rate, electrode potential, current, and corrosion pattern, etc. were examined for the specimens with the elapse of the immersion time. The main result derived from this study is the crack growth length is increased with the increasing loaded stress. The electrode potential and the corrosion current are decreased rapidly in the early stage of the corrosion, and then decreased gradually and stabilized eventually with the elapse of the immersion time. The test condition of the longer crack growth tends to show the higher corrosion rate. Corrosion pattern of the welded zone indicates that the depth and width of the pitting become increasing with the increasing loaded stress.
Climate changes, such as increasing of $CO_2$ concentration and global warming, will impact on the carbonation service life of concrete structures. Moreover, slag blended concrete has a lower carbonation resistance than control concrete. This study presents a probabilistic numerical procedure for evaluating the impact of climate change on carbonation service life of slag blended concrete. This numerical procedure considers both corrosion initiation period and corrosion propagation period. First, in corrosion initiation period, by using an integrated hydration-carbonation model, the amount of carbonatable substances, porosity, and carbonation depth are calculated. The probability of corrosion initiation is determined through Monte Carlo method. Second, in corrosion propagation period, a probabilistic model is proposed to calculate the critical corrosion degree at surface cracking, the probability of surface cracking, and service life. Third, based on the service life in corrosion initiation period and corrosion propagation period, the whole service life is calculated. The analysis shows that for concrete structures with 50 years service life, after considering climate changes, the service life reduces about 7%.
Reinforced concrete (RC) structures play a significant role in the construction industries. An embeddable solid-state reference electrode (ESSRE) was used to evaluate the corrosion status of steel rebar in the concrete of various cover thicknesses that exposed to the maritime environment (3.5 % NaCl) in this study. From the open circuit potential measurement (OCP), the passive state, the corrosion uncertainty, and the 90% probability of corrosion state of the steel rebars in the concrete were monitored by ESSRE. From the electrochemical impedance spectroscopy (EIS) method, severe corrosion was observed at the exposure period of 1510, 1847, 2350, and 3020 h for C10, C15, C20, and C30 concrete, respectively. The results confirm that the ESSRE can be useful to identify the corrosion occurrence and severe corrosion of steel rebar embedded in different cover depth concrete structures.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제40권10호
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pp.883-887
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2016
This study aims to evaluate the corrosion behavior of a newly developed high-strength steel in marine environments. Metals used in seawater are easily deteriorated because of the presence of corrosive species such as chloride ions in it. Seawater causes much higher corrosion than fresh water. Thus, the corrosion of steel in marine environment has been recognized as a crucial problem in designing structures which cannot be cathodically protected. In this study, the corrosion resistance of a newly developed high-strength steel was evaluated. Four different specimens were tested to confirm the corrosion resistance. The exposure corrosion test was carried out by exposing the specimens to different marine environments such as atmospheric, tidal, splash, and submerged zones for two years. The specimens taken out from each location were cleaned ultrasonically and chemically prior to the evaluation of their corrosion resistance by the weight loss method. Finally, the pitting depth of the specimens was also measured to evaluate their pitting corrosion. The conditions used for the corrosion test were similar to the environmental conditions. The corrosion test results revealed that the corrosion rate and pitting corrosion of the newly developed high-strength steel was lower than that of the other carbon steels.
The corrosion damage of materials in marine environment mainly occurs by Cl- ions due to the breakdown of passive films. Additionally, various characteristics in seawater such as salinity, temperature, immersion time, flow rate, and biological activity also affect corrosion characteristics. In this study, the corrosion characteristics of stainless steels (STS 304 and STS 316L) and anodized aluminum alloys (AA 3003 and AA 6063) were evaluated with seawater temperature parameters. A potentiodynamic polarization experiment was conducted in a potential range of -0.25 V to 2.0 V at open circuit potential (OCP). Corrosion current density and corrosion potential were obtained through the Tafel extrapolation method to analyze changes in corrosion rate due to temperature. Corrosion behavior was evaluated by measuring weight loss before/after the experiment and also observing surface morphology through a scanning electronic microscope (SEM) and 3D microscopy. Weight loss, maximum damage depth and pitting damage increased as seawater temperature increased, and furthermore, the tendency of higher corrosion current density with an increase of temperature attributed to an increase in corrosion rate. There was lower pitting damage and lower corrosion current density for anodized aluminum alloys than for stainless steels as the temperature increased.
Igarashi, T.;Komatsu, A.;Motooka, T.;Ueno, F.;Yamamoto, M.
Corrosion Science and Technology
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제20권3호
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pp.105-111
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2021
In oxidizing nitric acid solutions, stainless steel undergoes intergranular corrosion accompanied by grain dropping and changes in the corrosion rate. For the safe operation of reprocessing plants, this mechanism should be understood. In this study, we constructed a three-dimensional computational model using a cellular automata method to simulate the intergranular corrosion propagation of stainless steel. The computational model was constructed of three types of cells: grain (bulk), grain boundary (GB), and solution cells. Model simulations verified the relationship between surface roughness during corrosion and dispersion of the dissolution rate of the GB. The relationship was investigated by simulation applying a constant dissolution rate and a distributed dissolution rate of the GB cells. The distribution of the dissolution rate of the GB cells was derived from the intergranular corrosion depth obtained by corrosion tests. The constant dissolution rate of the GB was derived from the average dissolution rate. Surface roughness calculated by the distributed dissolution rates of the GBs of the model was greater than the constant dissolution rates of the GBs. The cross-sectional images obtained were comparable to the corrosion test results. These results indicate that the surface roughness during corrosion is associated with the distribution of the corrosion rate.
Purpose: The purpose of this paper is to develop a reliability estimation procedure for the underground gas pipeline in the presence of corrosion defects. Methods: Corrosion is one of the major causes of the gas pipeline failure. Several failure forms caused by corrosion have been studied. Among them, small leak and burst are considered in this paper. The composite failure of the two is defined by limit state function, and it is expressed with pipe parameters. Given a modified corrosion dataset, in order to obtain reliability estimations, the method of first order and second moment is adopted because of its simplicity. The computation processes are conducted with MATLAB coding. Results: According to numerical results, the probability of composite failure is affected by both small leak and burst. In particular, when corrosion depth stays at low level, it is consistent with the probability of burst failure. On the contrary, it is more influenced by the small leak failure as corrosion depth is increasing. In such case, the probability of composite failure is fast approaching to the safety limit. Conclusion: By considering the composite failure, more practical predictions of remaining life can be obtained. The proposed method is useful for maintenance planning of the underground gas pipeline.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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