• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.868-869
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• 2015

지하 매설된 가스배관을 정기적으로 검사하기 위해서 가스 공급 및 용역업체에서는 주로 비피과검사 탐상장비인 MFL(Magnetic Flux Leakage) PIG(Pipeline Inspection Gauge)를 사용한다. 기존의 MFL PIG는 배관 내 유체(가스,오일 등)의 전후차단 압력의 흐름을 이용해 별도의 구동장치 없이 피그를 진행시켜 배관의 결함 유무를 평가하는 시스템이다. 하지만 10기압 이하의 낮은 운영압력과 T 분기관과 같이 급격한 곡관부가 존재하는 직경 16인치 이하의 도시가스 배관에는 기존의 시스템을 적용하기 어렵다. 이처럼 기존 MFL PIG의 적용이 불가한 도시가스 배관(직경 16인치 이하)을 활주하기 위해서는 우선 비파괴검사 시스템을 견인할 수 있는 추진 로봇이 필요하고 추진로봇에 적합한 자기누설 비파괴검사 시스템의 개발이 필요하다. 또한 비파괴검사 장비의 센서 시스템은 결함신호를 탐지하여 결함의 발생유무 및 결함의 형상을 판별하는 성능도 중요하다. 본 논문에서는 16인치 도시가스 배관의 검사를 위한 자기누설 비파괴검사 시스템의 기초설계와 대상 시스템의 자기적 특성을 분석한다. 또한 배관 외벽의 결함 발생 유무에 따른 자기누설 신호의 크기 및 분포변화를 3차원 유한요소법을 이용해 해석하여, 결함 검출 신호의 특성을 분석하는데 초점을 둔다.

• 설비공학논문집
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• 제29권5호
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• pp.213-219
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• 2017

This study investigated the thermal conductivity of $CO_2$ gas mixtures in order to ascertain the effects of particular impurities in $CO_2$ in pipeline transportation. We predicted the thermal conductivity of three $CO_2$ gas mixtures ($CO_2+N_2$, $CO_2+H_2S$, and $CO_2+CH_4$) by utilizing three different methods : Chung et al., TRAPP, and the REFPROP model. We validated predictions by comparing the estimated results with 216 experimental data for $CO_2+CH_4$, $CO_2+N_2$, and $CO_2+C_2H_6$. Following $CO_2$ transportation conditions, we observed that the model developed by Chung et al. showed the lowest mean deviation of 3.07%. Further investigations were carried out on the thermal conductivity of $CO_2$ gas mixtures based on the Chung et al. model including the effects of the operation parameters of pressure, temperature, and mole fraction of impurities.

• 에너지공학
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• 제18권1호
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• pp.49-55
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• 2009

금속의 수소취화는 수소를 사용하는 설비의 안전성을 위협하는 중요한 문제이므로, 수소 환경에서 금속의 취화평가법에 관한 연구의 필요성이 요구되고 있다. 수소사회를 대비하기 위하여 대용량의 수소공급방법에 관한 연구가 진행되고 있는데, 기존의 천연가스 배관을 통한 공급방안이 검토되고 있다. 본 연구에서는 배관 내부에 수소혼합가스가 흐르면 배관모재부 및 용접부의 손상이 우려되므로, 국내에 건설되어 운용되고 있는 X65 천연가스 배관의 모재부를 대상으로 수소취화 거동에 대하여 연구하였다. 재료의 수소침투는 전기분극법을 사용하였으며 강도평가에는 소형펀치시험법을 사용하였다. 수소장입량의 증가에 따라서 금속의 강도가 저하되는 현상이 발견되는 재료도 있으나, 본 연구에 사용한 X65강의 모재부에서 수소취화의 영향은 거의 나타나지 않았으므로 수소영향에 의한 X65강 모재부의 강도저하는 발생하지 않는 것으로 판단된다. 또한 소형펀치시험을 이용함으로써 금속재료의 수소취화에 의한 기계적 강도변화를 평가할 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.31-41
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• 2012

본 연구에서는 1995년부터 2008년까지 14년간 국내에서 발생한 5.100건의 가스사고사례를 수집하여 Database를 구축하였으며, 이를 근거로 세부형태 및 원인별로 분석하였다. Poisson 분석법을 적용하여 전체 도시가스사고를 분석한 결과, 향후 5년 동안 "취급부주의-폭발-배관"의 항목의 사고발생확률이 가장 높았으며, "연결이완부식-누출-배관"의 경우는 가장 작은 발생 확률을 나타내었다. 또한 LPG 기화기 관련 사고만을 분석한 결과는 "LPG-기화기-화재"가 가장 높은 사고발생확률을 나타냈으며, "LPG-기화기-제품결함"이 가장 낮은 사고발생확률인 것으로 분석되었다. 아울러 Jet fire를 수반하는 외국의 LPG 사고를 비교 분석한 결과 국내의 경우와 마찬가지로 설비적 결함인 액유출장치 및 열교환기의 결함이 Jet fire를 일으키는 주요 원인으로 분석되었지만 향후 5년간 사고발생횟수는 "LPG-설비적결함-Jet fire" 항목이 가장 많았고, "LPG-설비적결함-Vapor Cloud" 항목은 가장 사고발생확률이 높은 것으로 분석되었다. 향후 가스 사고 발생 예측프로그램에 Poisson 분포 이론을 접목함으로서 일관성 있는 기준제시 및 현장에서 실제적으로 사용할 수 있는 도구로 사용되길 기대한다.

• 분석과학
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• 제30권5호
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• pp.287-294
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• 2017

천연가스는 산업의 발전으로 인하여 수요가 계속 증가하고 있어 도입물량 부족 현상이 일어나 수급이 점차 불안정해질 것으로 예상된다. 액화천연가스 외에 파이프라인 천연가스 및 대체 천연가스등 다양한 형태의 가스 도입과 개발로 수요를 충당해야 할 필요성이 있다. 도입된 PNG의 성분과 농도를 정확하게 측정해야 한다. 이에 따른 천연가스 내에 있는 미량 성분인 탄화수소류($C_6-C_{10}$)의 정확한 측정이 요구되어 표준가스의 개발이 필수적이다. 이 연구에서 개발한 일차 표준물질에 대한 조성과 농도는 $10-30{\mu}mol/mol$의 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난, 데칸이며 바탕가스는 메탄이다. 탄화수소류($C_6-C_{10}$)의 표준가스 제조는 각 성분 원료가스에 대한 순도분석이 완료된 가스를 ISO 6142에 근거하여 소급성이 있는 중량법으로 알루미늄 실린더에 제조하였다. 제조된 표준가스는 분석기로 표준가스간의 제조일치성, 실린더의 흡착성, 안정성 변화 및 불확도 평가를 하였다. 결과는 알루미늄 실린더에서 내부표면의 흡착 손실이 적고 장기 안정성이 매우 우수하다는 것을 알 수 있었고, 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난, 데칸의 농도 $10-30{\mu}mol/mol$ 수준에서 불확도 0.79-1.63 %이내의 표준가스를 개발하였다.

• 한국가스학회지
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• 제10권3호
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• pp.20-26
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• 2006

본 연구에서는 교량에 부착된 도시가스 배관 53개소에 대해 현장조사를 실시하고 위해요인이 발생할 우려가 있는 도시가스배관 대해 구조해석 프로그램을 이용한 응력분석을 실시하고 취약부위에 대한 현장 응력 측정을 통해 배관에 미치는 응력에 관한분석을 실시하여 가스배관의 안전성을 평가하고자 했다. 현장 안전진단의 결과는 일차적으로 선정된 대상 10개소 중 가장 응력적으로 취약할 것으로 판단되는 2개소에 대해 현장 응력측정을 통한 진단을 수행하였다. 안전계수 2를 고려한 배관 최대 지지응력의 70% 이상 수준의 응력이 부가되는 것으로 나타났다. 보수시점을 넘어선 교량첨가배관에 대해 응력 해소 공사, 지지대 보수 및 교체 공사를 통해 부가되는 응력을 해소하였다. 현장진단 결과로 나타난 바와 같이 장기간 경과된 배관에서도 견고한 고전으로 발생하는 응력은 보수를 통하여 해소해줌으로 안전성을 확보할 수 있었다.

• Environmental Engineering Research
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• 제16권3호
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• pp.159-164
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• 2011

This study examined the emission characteristics of impure gas-like hydrogen sulfide and siloxane contained in landfill gas (LFG) and investigated the effect of impure gas on LFG utility facilities. As a result of an LFG component analysis from eight landfills in the same environment, hydrogen sulfide averaged 436 ppmv (22-1,211 ppmv), and the concentration of total siloxane averaged 7.95 mg/$m^3$ (1.85-21.18 mg/$m^3$). In case of siloxane concentration by component, the ratio of D4 (average 3.79 mg/$m^3$) and D5 (average 2.64 mg/$m^3$) indicated the highest level. Different kinds of scales were found on the gas air heater (GAH) and inside the boiler. The major component of scale from the GAH was $Fe_2O_3$ of 38.5%, and it was caused by hydrogen sulfide. Other scale was found on the bottom and the wall of the boiler and the scale was silicon dioxide of 92.8% and 98.9%. The silicon dioxide scale was caused by combustion of siloxane. As a result of a scanning electron microscopy analysis, the structure of the silicon dioxide scale from the boiler was an immediate filamentous type. Consequently, as silicon dioxide scale is bulky, such bad effects were worsening, as an interruption in heat conduction, increase in fuel consumption, damage to the boiler by overheating, and clogged emission pipeline could occur in LFG utility facilities.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권12호
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• pp.1835-1843
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• 2003

This paper introduces the development of the caliper system for a geometry PIG (Pipeline Inspection Gauge). The objective of the caliper system is to detect and measure dents, wrinkles, and ovalities affect the pipe structural integrity. The developed caliper system consists of a finger arm, an anisotropic permanent magnet, a back yoke, pins, pinholes and a linear hall effect sensor. The angle displacement of the finger arm is measured by the change of the magnetic field in sensing module. Therefore the sensitivity of the caliper system mainly depends on the magnitude of the magnetic field inside the sensing module. In this research, the ring shaped anisotropic permanent magnet and linear hall effect sensors were used to produce and measure the magnetic field. The structure of the permanent magnet, the back yoke and pinhole positions were optimized that the magnitude of the magnetic field range between a high of 0.1020 Tesla and a low of zero by using three dimensional nonlinear finite element methods. A simulator was fabricated to prove the effectiveness of the developed caliper system and the computational scheme using the finite element method. The experimental results show that the developed caliper system is quite efficient for the geometry PIG with good performance.

• 센서학회지
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• 제8권6호
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• pp.461-468
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• 1999

다중 센서 어레이와 신경회로망을 이용하여 메탄, 프로판, 부탄 등의 폭발성 가스의 종류 및 농도를 실시간으로 분석하고, 인식하여 결과를 실시간으로 출력할 수 있는 가스 인식 시스템을 구현하였다. 정유 공장이나 도시가스 배관 등에 비교적 많이 분포하는 폭발성 가스인 메탄, 프로판, 부탄 등의 가스들을 분류하고, 그 농도를 인식할 수 있는 시스템의 구현을 위해, 우선 9개의 후막형 반도체식 가스 센서로 구성된 가스 센서 어레이로부터 얻어지는 다차원 신호를 Principal Component Analysis(PCA)를 이용하여 그 특성을 분석하였다. 분석 결과를 바탕으로 오차역전파 학습 알고리즘을 갖는 다층 구조 신경회로망을 이용하여 가스 종류 및 농도를 정확하게 인식할 수 있는 가스 인식 시스템을 구현하였으며, 실시간 처리 시스템을 위해 TMS320C31 DSP 보드를 이용하여 가스인식 시스템을 구현하였다.

• 한국가스학회지
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• 제5권4호
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• pp.62-69
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• 2001

가스안전기기는 가정집에서 일어나는 중대사고를 매우 효율적으로 방지할 수 있다. 안전기기는 가정용 가스기기에 소화안전장치 등이 부착되어 있고 배관에 퓨즈콕, 가스경보차단기 등이 설치되어 있다. 그러나 이와 같은 안전기기가 설치되어 있어도 매년 수 백건의 가스사고가 발생하고 있다. 본 연구에서는 국내 가정에서 발생한 5년간의 가스사고를 결함수목분석도(FTA)를 이용하여 체계적이고 세부적으로 분석하여 가정용 가스안전기기의 각각에 대한 실효성을 검정하고, 안전기기의 보급에 따라 가스사고가 정량적으로 감소함을 제시하였다. 769건의 가정에서 일어난 사고를 분석한 결과 안전기기의 실효성은 다기능가스안전계량 기(마이콤미터)가 가장 크고, 퓨즈콕, 가스누출경보기, 일산화탄소 경보기 순으로 나타났다. 위 안전기기를 가정집에 $100\%$ 보급하는 경우에는 현재 일어나고 있는 사고의 약 $59\%$를 방지할 수 있고, 또한 대부분의 인명피해를 동반하는 대형사고를 방지할 수 있다.