2009년 3월 19일 도시철도차량의 내구연한 관련 법령이 개정되면서 도시철도차량이 최장 40년까지 사용 가능하게 되었다. 이는 차량제작 기술의 발전과 더불어 소재와 부품의 품질 향상으로 내구성이 우수해졌고 체계적인 관리와 노후 부품의 교체 등으로 도시철도 차량의 수명이 길어졌기 때문이라고 판단된다. 도시철도 차량의 안전은 승객의 안전과 직접적인 관계가 있으므로 안전성을 최우선적으로 고려하여야 하며 내구연한 연장을 위해서는 더욱 정밀한 안전 검정이 필요하다. 이에 내구연한이 도래한 전동차는 개정된 "도시철도차량의 정밀진단지침"에 따라 정밀진단을 실시하여야 한다. 본 연구는 내구연한 연장 관련 법령 개정 이후 최초로 정밀진단을 시행하고 있는 부산교통공사의 사례를 통해 정밀진단 시행기관과 도시철도 운영기관에 정밀진단에 대한 진단기법의 방향을 제시하고자 한다.
내구성은 콘크리트 구조물의 안전성과 경제성에 직접적으로 연관되므로 매우 중요한 사항인데, 최근 들어 콘크리트의 내구성에 사회적, 공학적 관심이 집중되면서 이에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 콘크리트의 염해나 탄산화, 동결융해 등의 열화요인은 독립적이 아닌 복합적인 형태로 작용하게 되는데, 이러한 열화현상을 저감하는 한 방편으로 사용하는 플라이 애쉬는 콘크리트 혼화재 중에서 사용빈도가 매우 높다. 또한 플라이 애쉬는 유동성 증진을 통한 내구성의 향상과, 수화열 저감을 통한 균열감소 및 장기강도 증진 등의 효과가 있으며, 시멘트를 대체하여 결합재로서 경제적인 효과를 유발하는 장점도 가지고 있다. 그러나 플라이 애쉬는 그 품질의 편차가 크고, 경우에 따라서 미연 탄소분에 의한 AE제 흡착 등으로 인하여 콘크리트의 내구성 및 강도를 저하시킬 수 있는 요소를 내포하고 있으므로 사용 시 주의가 필요하다. 본 연구에서는 다양한 치환율의 플라이 애쉬를 혼입한 콘크리트를 경화 전후에 특성실험을 한 다음, 그 결과를 분석 고찰함으로써 열화를 저감하고, 내구성을 갖는 콘크리트를 제조하기 위하여 혼화재 및 결합재로서의 적용성 및 타당성을 검증하고자 한다.
In this study, we verified the relationship among the electrical conductivity, chemical durability, and structure of conductive vanadate glass in which $BO_3$ and $BO_4$ and $V^{4+}$ and $V^{5+}$ coexist simultaneously. We prepared samples of vanadium borophosphate glass with various compositions, given by $50V_2O_5-xB_2O_3-(50-x)P_2O_5$(x = 0 ~ 20 mol%) and $70V_2O_5-xB_2O_3-(70-x)P_2O_5$(x = 0 ~ 10 mol%), and analyzed the electrical conductivity, chemical durability, FT-IR spectroscopy, thermal properties, density, and molar volume. Substituting $B_2O_3$ for $P_2O_5$ was found to improve the electrical conductivity, chemical durability, and thermal properties. From these results, we can draw the following conclusions. First, the electrons shift from the electron rich $V^{4+}$ to the electron deficient $BO_3$ as the $B_2O_3$ content increases. Second, the improvement in chemical durability and thermal properties is attributed to an increase in cross-linked structures by changing from a $BO_3$ structure to a $BO_4$ structure.
The air-cooled proton exchange membrane fuel cells (PEMFC) stacks, which is widely used in small-sized PEMFC, have a problem in that durability is weaker than that of the water-cooled type. Because the cathode is open to the atmosphere and the structural problem of the air-cooled stack, which is difficult to maintain airtightness, is highly likely to form a hydrogen/air boundary during start-up/shut-down (SU/SD). Through the accelerated durability evaluation of the 20 W air-cooled PEMFC stack, the purpose of this study was to find out the cause of the degradation of the stack and to contribute to the improvement of the durability of the air-cooled PEMFC stack. In this study, it was possible to evaluate durability in a relatively short time by reducing 20-30% of initial performance by repeating SU/SD 1,000 to 1,200 times on an air-cooled PEMFC stack. After disassembling the stack, each cell was divided into two and the performance analysis showed that the electrode degradation was more severe in the anode outlet membrane electrode assembly (MEA), which facilitates air inflow as a whole, than in the inlet MEA. It was shown that the cathode Pt was dissolved/precipitated to deteriorate the polymer ionomer inside the membrane.
Heaters using the resistance heating principle are used in various industrial fields that require heat and are also essentially used in bidet among small home appliances. A planar heater and a coil-inserted heater mounted on a conventional commercially used bidet have disadvantages and limitations of complicated manufacturing process and local heating. In this study, silver-palladium (Ag-Pd) powder material was used for a screen-printing process that is more advantageous in achieving simplification than the existing process, and a rod-type heater for bidet was manufactured. The on-off cycle test under actual conditions was conducted to confirm the durability and the capability of the fabricated heater, and the fabricated heater operated more than 2,600 on-off cycles, which means it could be applied for a commercial product. In addition, through the on-off cycles under harsh conditions, the cause of failure was identified after the test that the durability limit temperature of the heater was 850℃. Through Ag-Pd rod heater in this study, it is expected to contribute to the efficient development of electrode materials for heaters and the improvement of the durability of heaters in the future.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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