• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제6권1호
• /
• pp.59-65
• /
• 2018

콘크리트 구조물은 다양한 환경에 노출되며, 부식환경인 해안가에서는 매립 보강재의 부식저항성 및 동결융해 저항성이 함께 평가되어야 한다. 최근 개발된 FRP Hybrid Bar는 내부에 강재가 있으며 유리섬유와 에폭시가 코팅된 보강재인데, 기존 FRP Bar보다 탄성계수가 높은 장점이 있다. 본 연구에서는 FRP Hybrid Bar에 대하여 동결융해 300 cycle 시험을 수행한 뒤, 내부식특성과 중량결손율, 및 부착특성을 평가하였다. 300 cycle 이후 2번 에폭시를 코팅한 경우에 규사의 손실이 가장 적었으며, 외관의 결함이 관측되지 않았다. 부착강도는 규사코팅에 따른 조도의 증가로 FRP Hybrid Bar의 경우 일반철근의 120 % 수준을 나타내었다. 또한 일반철근을 가진 시편의 부착력은 부식시간 3일에서는 0.86 ~ 0.89 배, 5일에서는 0.35~0.38 배로 크게 감소하였으나, 동결융해 전후의 FRP Hybrid Bar를 가진 콘크리트 공시체는 부착강도의 감소가 발생하지 않았다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제28권5호
• /
• pp.373-382
• /
• 2016

도장 또는 금속용사는 강구조물의 방식에 널리 사용되고 있으며, 금속용사와 도장의 복합방식법은 혹독한 부식환경하에 놓인 강구조물에 고내후성 피복방식법으로 적용되고 있다. 본 연구에서는 아연(Zn), 아연-알루미늄(ZnAl)합금, 알루미늄(Al), 알루미늄-마그네슘(AlMg)합금의 4종류 금속용사 후 실링 처리한 시편, 4종류 금속용사 후 중방식 도장한 시편과 도장만 실시한 시편을 대상으로 175일간의 ISO 20340 부식촉진실험을 실시하여, 각 방식법의 상대적인 내후성능을 비교, 검토하였다. 강재표면까지 도달하는 원형 및 선형 초기결함으로부터의 표면상태 변화 및 도막의 노화면적에 근거한 내후성능의 평가 결과, 금속용사 후 실링 처리한 시편의 경우에는 알루미늄(Al) 및 알루미늄-마그네슘(AlMg)금속용사 후 실링 처리한 시편이 가장 우수한 내후성능을 보였으며, 금속용사 후 도장을 실시한 금속용사와 도장의 복합방식법의 경우에는 아연(Zn)용사에 도장을 실시한 복합방식 시편이 가장 우수한 내후성능을 나타내었다.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제22권6호
• /
• pp.651-662
• /
• 2022

이 연구에서는 전기화학적 임피던스분광법(Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS)을 활용하여 콘크리트 속 철근 부식의 개시, 전파 및 이로 인한 콘크리트의 손상을 관찰하기 위한 실험을 수행하였다. 먼저, 직경 25mm, 높이 70mm 원주형 콘크리트 실험체 중심에 지름 5mm의 탄소강봉을 매입한 실험체를 제작하였다. 실험체에 사용된 콘크리트는 물-시멘트 비 0.4, 0.5, 0.6을 갖는 세 가지 배합을 제작하였다. 촉진부식시험을 수행하여 위하여 철근 콘크리트 실험체는 0.5M NaCl 수용액에 침지한 후 0C, 13C, 65C, 130C의 네 가지 수준의 전하량을 인가하였다. 이 연구에서는 부식촉진 및 이 과정에서 EIS의 주기적 모니터링을 자동화하여 실험의 효율을 향상시켰다. 이 연구의 실험 결과를 통하여 EIS 주요 특성인자를 활용하여 콘크리트 속 철근의 부식상태를 효과적으로 평가할 수 있음을 확인하였다. 전하이동저항(R_c)값은 전하인가량이 0C에서 13C로 증가함에 따라 급격히 감소하여 대략 10kΩcm² 값을 나타내었다. 하지만 부식개시 이후 전하인가량을 13C에서 130C로 증가하였을 때 R_c값의 민감도는 현저히 감소하는 것을 확인하였다. 한편 이중층용량값(C_dl)값은 전하인가량이 0C에서 130C로 증가함에 따라 대략 50×10^-6μF/cm² 에서 250×10^-6μF/cm² 수준으로 선형비례관계를 보였다. 이러한 결과는 C_dl 모니터링을 통하여 부식물질에 팽창에 따라 유발된 콘크리트 내부 손상의 진전을 효과적으로 평가할 수 있음을 보여준다. 이 연구의 결과는 EIS를 활용하여 콘크리트 속 철근 부식의 확산 및 이에 따른 콘크리트 손상의 실시간 모니터링을 위한 매입형 센서 및 EIS 신호 분석방법의 고도화를 위한 기본 데이터를 제공하는데 의미가 있다.

• Advances in concrete construction
• /
• 제10권1호
• /
• pp.61-69
• /
• 2020

This paper looks into how the shape of headed bars may influence the durability of reinforced concrete structures. Nowadays the only heads used in site works are cylindrical in shape. An alternative shape of head is studied in this piece of work. The new head reduces the concentration of stresses and so the appearance of cracks. In this work durability is studied based on both, first cracking and failure mode. An experimental campaign of 12 specimens and finite element modelling are described. The specimens were subjected to an accelerated corrosion process using an electrical current supply. Direct current was impressed on the specimens until breaking. Test results and the results obtained from numerical models are presented. Results are presented in term of comparison between the two shapes of heads studied. It was shown that the shape of the head has a significant influence on durability of reinforced concrete structures with headed reinforcing bars.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제52권9호
• /
• pp.2119-2129
• /
• 2020

Flow-accelerated corrosion (FAC), liquid droplet impingement erosion (LDIE), cavitation and flashing can cause continuous wall-thinning in nuclear secondary pipes. In order to prevent pipe rupture events resulting from the wall-thinning, most NPPs (nuclear power plants) implement their management programs, which include periodic thickness inspection using UT (ultrasonic test). Meanwhile, it is well known in field experiences that the thickness measurement errors (or deviations) are often comparable with the amount of thickness reduction. Because of these errors, it is difficult to estimate wall-thinning exactly whether the significant thinning has occurred in the inspected components or not. In the previous study, the authors presented an approximate estimation procedure as the first step for thickness measurement deviations at each inspected component and the statistical & quantitative characteristics of the measurement deviations using plant experience data. In this study, statistical significance was quantified for the current methods used for wall-thinning determination. Also, the authors proposed new estimation procedures for determining local wall-thinning to overcome the weakness of the current methods, in which the proposed procedure is based on analysis of variance (ANOVA) method using subgrouping of measured thinning values at all measurement grids. The new procedures were also quantified for their statistical significance. As the results, it is confirmed that the new methods have better estimation confidence than the methods having used until now.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
• /
• pp.281-286
• /
• 2008

Wall thinning defect due to flow accelerated corrosion is one of major aging phenomena in most power plant industries, and it results in reducing load carrying capacity of the piping systems. A failure testing system was set up for real scale elbows containing various simulated wall thinning defects, and monotonic in-plane bending tests were performed under internal pressure to find out the failure behavior of thinned elbows. Various finite element models were generated and analysed to figure out and simulate the behavior for other thinning shapes and loading conditions. This paper presents the decreasing trends of load carrying capacity according to the thinning dimensions which were revealed from the investigation of finite element analysis results. A mechanical integrity evaluation model for thinned elbows was proposed, also. This model can be used to calculate the TES plastic load of thinned elbows for general internal pressure, thinning location, and in-plane bending direction.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제46권2호
• /
• pp.225-234
• /
• 2014

Wall-thinned defects caused by accelerated corrosion due to fluid flow in the inner pipe appear in many structures of the secondary systems in nuclear power plants (NPPs) and are a major factor in degrading the integrity of pipes. Wall-thinned defects need to be managed not only when the NPP is under maintenance but also when the NPP is in normal operation. To this end, a test technique was developed in this study to detect such wall-thinned defects based on the temperature difference on the surface of a hot pipe using infrared (IR) thermography and a cooling device. Finite element analysis (FEA) was conducted to examine the tendency and experimental conditions for the cooling experiment. Based on the FEA results, the equipment was configured before the cooling experiment was conducted. The IR camera was then used to detect defects in the inner pipe of the pipe specimen that had artificially induced defects. The IR thermography developed in this study is expected to help resolve the issues related to the limitations of non-destructive inspection techniques that are currently conducted for NPP secondary systems and is expected to be very useful on the NPPs site.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제55권3호
• /
• pp.947-957
• /
• 2023

Curved cylindrical structures such as elbows have a non-uniform thickness distribution due to their fabrication process, and as a result have a number of complex mode shapes, including circumferential and axial nodal patterns. In nuclear power plants, material degradation is induced in pipes by flow accelerated erosion and corrosion, causing the wall thickness of carbon steel elbows to gradually thin. The corresponding frequencies of each mode shape vary according to the wall thinning state. Therefore, the thinning state can be estimated by monitoring the varying modal characteristics of the elbow. This study investigated the varying modal characteristics of artificially thinned carbon steel elbows for each thinning state using numerical simulation and experimental methods (MRIT, Multiple Reference Impact Test). The natural frequencies of specified mode shapes were extracted, and results confirmed they linearly decreased with increasing thinning. In addition, by comparing single FRF (Frequency Response Function) data with the results of MRIT, a concise and cost effective thinning estimation method was suggested.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.333-340
• /
• 2015

간척지 내 토양은 염분농도 및 함수비가 일반지역에 비해 상당히 높기 때문에 간척지에 매입된 온실의 부재는 높은 부식 환경에 노출된다. 염해의 환경에서는 파이프 골조로 이루어진 온실의 기초 및 기초와 이어진 파이프에 부식을 촉진시키기 때문에 이에 대한 보수/보강기술개발 및 효율적인 유지 관리가 필요하다. 본 연구에서는 염해의 위험성이 높은 간척지에 적합한 온실의 유지관리, 보수/보강에 대한 기준을 마련하기 위한 기초자료로서 토양염분환경에서 온실부재의 부식속도를 측정하였다. 각 온실파이프는 염분농도가 0%, 0.1%, 0.3% 및 0.5%인 토양 및 수중환경에 관찰기간동안(480일) 노출시켜 부식속도를 측정하였으며, 그 결과 육안으로도 염분 농도에 따른 부식정도의 차이가 뚜렷하게 관찰되었으며, 시험편의 표면이 검은색의 부식현상과 함께 비교적 고르게 부식되는 균일부식의 형태를 나타내었다. 논토양의 경우 염분농도 0, 0.1, 0.3, 0.5%에서 각각 0.008, 0.027, 0.036, $0.043mm{\cdot}yr^{-1}$로 염분농도가 증가할수록 부식속도가 뚜렷하게 증가하는 경향을 나타내었고 밭토양의 경우, 염분농도 0, 0.1, 0.3, 0.5%에서 각각 0.0002, 0.039, 0.040, $0.039mm{\cdot}yr^{-1}$의 부식속도를 나타내었다. 상대적으로 세립질이 많은 논토양에서 부식속도가 더 높은 것으로 나타났으며, 이는 입경이 작고 고르게 분포하는 토양에서 부식속도가 높은 일반적인 특성이 그대로 반영된 것으로 판단되었다. 간척지의 경우 토양의 입자의 세립정도는 일반 내륙지역의 농경지 토양보다 높을 것으로 예상되기 때문에 파이프 부식에 대한 철저한 대비가 있어야 할 것으로 판단되었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제34권9호
• /
• pp.1293-1298
• /
• 2010

본 연구에서는 인공감육엘보에 대해 내압 및 굽힘의 복합하중을 작용시킨 실 배관 실증실험으로부터 생성한 회전각 대비 모멘트 곡선으로부터 감육결함 엘보에서 소성변형이 시작되는 1 배탄성구배법에 기초한 OES 탄성하중과 2 배탄성구배법에 기초한 TES 소성하중의 거동 및 상관관계를 살펴보았다. ASME 에서도 제시하고 있는 TES 소성하중은 균열손상에 따른 배관계통 구조 건전성 상실을 배제하면서도 지속사용을 허용할 수 있는 대체 관리 기준으로서 적합한 것으로 판단된다.