• 제목/요약/키워드: Overpressure

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폭발하중을 받는 콘크리트 구조물의 실험적 거동분석 : (I) 실험수행절차 (Behavior Analysis of Concrete Structure under Blast Loading : (I) Experiment Procedures)

  • 이나현;김성배;김장호;최종권
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권5A호
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    • pp.557-564
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    • 2009
  • 최근, 테러 및 전쟁과 관련된 폭발사고가 빈번히 발생하고 있으며, 특히 도심지에서는 이러한 폭발사고로 인해 인명피해 뿐 아니라 주요 시설물에도 큰 손상이 가해져 제2차, 3차의 피해가 발생하게 된다. 폭발사고에 대하여 인명 및 시설물을 안전하게 보호하기 위해서는 기본적으로 구조물에 가해지는 폭발하중 효과에 대한 이해가 필요하다. 폭발하중은 매우 빠른 시간 내에 콘크리트 구조물에 큰 압력으로 작용하는 하중이므로 변형률 속도와 구조물의 국부적인 손상을 고려하여 동적응답을 평가해야 한다. 일반적으로, 콘크리트는 다른 건설재료에 비해 상대적으로 높은 폭발저항성을 가진 재료로 알려져 있다. 그러나 폭발실험이라는 특수한 실험조건으로 인하여 국내외적으로 실험에 관련된 정보 및 결과 공유가 상당히 제한적으로 이뤄지고 있는 실정이다. 그러므로 본 논문에서는 폭발에 의한 압력하중이 철근콘크리트 구조물에 미치는 영향과 방호성능을 평가하기 위하여 국방과학시험연구소 다락대 시험장에서 $1.0m{\times}1.0m{\times}150mm$의 철근콘크리트 슬래브 구조물을 제작하여 시편으로부터 높이 1.5 m에서 TNT 9 lbs와 TNT 35 lbs으로 예비시험을 수행하였으며, 동일한 이격거리(standoff)에서 ANFO 35 lbs으로 본 실험을 수행하였다. 이는 국내 최초 민간에서 수행되어진 실험으로써, 첫 번째 논문에서는 폭발실험을 하기 위한 기본적인 실험 구성 및 구조물의 거동을 측정하기 위한 계측장비 구성에 대하여 검토하여 계측 시스템의 구축 및 폭파시험 수행절차를 구축하고자 한다. 센서, 시그널 컨디셔너, DAQ시스템, 소프트웨어로 구축된 계측 시스템을 바탕으로 정립된 폭파시험 수행절차는 향후 국내의 방호설계 및 폭발하중을 받는 구조물의 효과적인 거동계측 등 관련 연구분야의 기초자료가 될 것이라고 판단되는 바이다.

홍국 발효액종이 식빵반죽의 레올로지 특성에 미치는 영향 (Effects of Liquid Broth Cultured with Red Koji on the Rheological Properties of White Pan Bread Dough)

  • 김영은;백현동;김수영;이정훈;이시경
    • 한국식품과학회지
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    • 제43권2호
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    • pp.235-239
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    • 2011
  • 홍국 배아미 5%와 10% 벌꿀용액으로 제조한 홍국 발효액종을 10-40% 첨가하여 밀가루 반죽의 레올로지 특성으로 falling number, RVA(rapid visco analyzer), farinograph, alveograph 등을 분석하였다. 홍국 발효액종 첨가량이 증가할수록 falling number 값이 낮아졌으며 10% 첨가시 $363{\pm}7.8s$, 20% 첨가시 $318{\pm}2.1s$이었다. 호화도 특성에서 홍국 발효액종 첨가량이 증가할수록 초기점도 온도와 breakdown은 상승하였고, 최고점도와 set-back값은 낮아졌다. Farinograph에서 대조구와 시험구간에 흡수율은 64.3-65.0%로 유의적 차이가 없었으나 반죽형성시간은 발효액종의 첨가량이 증가할수록 빨라졌고, 안정도는 저하되어 20% 첨가시는 9.3 min, 40% 첨가시는 3.0 min이었으며 약화도도 빨라졌다. Alveograph에서 $P_{max}(mm)$는 대조구가 158.0 mm이었으나 발효액종 첨가량이 많을수록 증가하여 40% 첨가시 190.0 mm이었다. 그러나 L, G, W 등의 값은 낮아졌다. 이상의 실험으로 홍국 발효액종을 20% 첨가까지는 반죽의 레올로지 특성인 제빵적성에 영향이 적어 빵 제조가 가능한 것으로 나타났다.

천연가스자동차 사고사례 및 원인분석 (A Case Study and Analysis of the Causes for Natural Gas Vehicle Accidents)

  • 김영섭;조은구;김래현
    • 한국가스학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.41-48
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    • 2009
  • 지난 30년 동안 발생한 천연가스자동차 사고사례를 수집하고 사고원인을 용기의 형태별로 분석하였다. 먼저 국내에서는 지금까지 6건의 사고가 발생하였는데 사고원인으로는 열처리 불량으로 인한 용기파열사고가 3건이고 복합재료의 손상에 의한 용기파열과 천연가스자동차 화재로 인한 용기파열, 그리고 정비불량으로 인한 연료배관 가스누출사고가 각각 1건씩을 기록하고 있다. 국외에서 발생한 사고를 용기 형태별로 살펴보면, 전체 사고용기의 약 29%가 Type I 용기에서 발생하였고, Type IV가 약 24%, Type II가 16%, 그리고 Type III가 14%를 차지하고 있다. 사고원인에 있어서는 원재료 및 제조과정의 오류에 의한 용기파열이 37%로 가장 높았고 용기의 반복사용으로 인한 응력부식균열이 16%로 위 두 가지 사고원인이 전체 사고용기의 절반을 차지하였다. 다음은 PRD의 결함과 과충전으로 인한 용기파열사고가 15%이고 그 밖에 화재 및 원인불명 등이 나머지를 차지하고 있음을 알 수 있다. 이상에서 용기제조자는 용기형태에 관계없이 원재료 및 용기제조공정의 품질관리와 라이너의 부식을 방지하는 도장을 강화해야 하고, 운송사업자는 연료장치의 일상점검을 통해 천연가스자동차의 시설을 항상 안전한 상태로 유지 관리하는 노력이 필요하다고 요약할 수 있다.

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Ethyl Benzene 공정에서 화재.폭발방지를 위하여 안전건전성수준을 이용한 안전장치시스템의 신뢰도 분석 (Reliability Analysis on Safety Instrumented System by Using Safety Integrity Level for Fire.Explosion Prevention in the Ethyl Benzene Processes)

  • 고재선;김효;이수경
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제20권3호
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    • pp.1-8
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    • 2006
  • 본 논문의 목적은 Ethyl Benzene 플랜트의 공정에서 과압 현상이 Column 상부의 반응폭주 및 화재 폭발의 원인이 되기 때문에 안전장치시스템의 신뢰도가 압력방출밸브가 요구하는 안전건전성수준으로 설계되어 있는지를 정량적으로 분석한 것이다. 압력방출밸브의 요구시 실패확률은 일반신뢰도 자료 조사결과를 근거로 하여 안전장치시스템에 대한 안전건전성수준의 목표등급을 SIL3으로 설정하였고, 이에 대한 PFD를 1.00E-3에서 1.00E-4로 결정하였다. 신뢰도 모델의 구축 및 결함수 분석기법을 이용하여 SIS의 요구시 실패확률에 대한 정량화를 수행한 결과 SIS에 대한 PFD는 Benzene Prefractionator Column, Benzene Column, EB Column에 대해 각각 8.97E-04, 5.37E-04, 5.37E-04로 계산되었다. 따라서 SIS의 신뢰도가 SIL3 등급에 요구되는 안전건전성수준으로 설계되어 있다고 판단되며 컨트롤밸브에 대한 6개월 주기의 Partial Stroke Test가 수행될 경우 각 Column의 SIS는 약 $22{\sim}27%$의 신뢰도 향상이 기대된다.

열수식 살균기의 온도 분포에 관한 연구 (Temperature Distribution in Water Cascading Horizontal Retort)

  • 정명수;안태회;이용갑;유무영
    • 한국식품과학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.827-833
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    • 1995
  • 살균 매체로서 스팀에 의해 가열된 열수와 공기의 혼합물을 사용하는 열수식 살균기에 대하여 1회 살균시 파우치의 투입량을 달리 하면서 온도 분포 시험을 행하였다. 시험에 사용된 살균 tank의 부피는 5,900 liter정도이며 190g 용량의 레토르트 파우치를 최대 6000개까지 한번에 살균할 수 있다. 설정 살균 온도 및 시간은 $122^{\circ}C$ 및 23분이었고 살균중 압력은 $1.8{\sim}2.0\;kg/cm^2$로 유지시켰다. 살균중 평균 온도가 가장 높았던 부분은 살균기 윗부분이었고 중간 부분과 아fot부분은 뚜렷한 경향을 보이지 않았다. 예비 살균 시간과 냉각 시간을 뺀 실제 살균 시간중 최대 평균 온도차는 파우치를 투입하지 않았을때(P-0)와 3000개의 파우치를 투입하였을 때(P-3000)에는 $1.7^{\circ}C$ 이하로 양호한 수준이었으나 6000개의 파우치를 투입하였을 때(P-6000)에는 $1.9^{\circ}C$ 이상으로 다소 높은 수준이었다. 평균 온도에 대한 표준 편차도 위치에 따라 다소간의 차이는 있었지만 6000개의 파우치를 살균할때에는 상대적으로 큰 편이었다. 즉석 카레 소스는 살균시 broken heating curve의 경향을 나타내었고 살균중 평균 온도가 가장 높은 부분과 가장 낮은 부분에서 측정된 즉석 카레 소스의 살균도(F값)의 차이는 10.93으로 나타났다. 관능검사 결과 10.93의 차이는 즉석 카레 소스의 품질에 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다.

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PECVD방법으로 형성한 $W_{67}N_{33}$/GaAs구조의 열적 특성 (Thermal characteristics of $W_{67}N_{33}$/GaAs structure)

  • 이세정;홍종성;이창우;이종무;김용태;민석기
    • 한국재료학회지
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    • 제3권5호
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    • pp.443-450
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    • 1993
  • 실리콘이 주입된 CaAs 기판위에 플라즈마 화학 증착법으로 자기정렬 gate구조의 Schottky contact을 형성하였다. 갈륨비소 소자 제조를 위하여 두께 1600$\AA$의 턴스텐질화막을 $350^{\circ}C$에서 증착하여 $750^{\circ}C$에서 $900^{\circ}C$까지 급속 열처리 하였다. 텅스텐 질화막과 GaAs계면의 열적 안정성을 XRD(X-ray diffraction), PL(photoluminescence),ODLTS(optical deep livel transient spectroscopy)측정으로 조사하였으며, W보다 $W_{67}N_{33}$ gate를 형성시킬 경우에 GaAs에 미치는 열적손상이 적음을 알 수 있으며 이온 주입한 Si이온이 활성화 되는 것으로 생각된다. $W_{67}N_{33}$ GaAs 다이오드가 약 800-$900^{\circ}C$의 고온열처리 온도에서 W/GaAs 다이오드의 경우보다 열적 안정성이 우수하였다.

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부탄 캔 파열로 인한 인체피해예측에 관한 연구 (A Study on Estimation of Human Damage Caused by Rupture of Butane Can)

  • 임사환;허용정;최성주;이종락;임동연
    • 한국안전학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.98-104
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    • 2007
  • 산업사회의 발전과 더불어 인간의 삶에 대한 욕구도 날로 급변하고 있으며, 주 40시간제가 도입되면서 피크닉을 즐기는 세대가 늘어나고 있는 실정이다. 또한 가스에 의한 사고는 토요일과 일요일에 가장 많이 발생하고 있다. 따라서 가스안전교육원에서는 이러한 가스의 폭발사고에 대한 영향이 매우 위험하다는 것을 교육생에게 알려 현장에서 가스안전관리에 만전을 기하도록 하고자 폭발실험을 실시하고 있다. 본 논문에서는 이러한 폭발실험으로 교육에 참관하는 교육생에게 미치는 영향을 알아보고자 폭발로 인한 과압은 Hopkinson의 삼승근법을 이용하여 계산하고, 인간에게 미치는 영향은 Probit 모델에 적용하여 사고피해예측을 평가하였다. 폭발위치에서 50m 떨어진 곳에서의 피크과압은 1.35kPa이고, 25m 떨어진 곳에서는 3.2kPa이다. 이 값은 Probit 모델에 적용하면 손상가능성이 0%로 나타났다.

반도체 공정에서 TEMAZ폭발사고 사례연구 (A Case Study on the TEMAZ Explosion Accident in Semiconductor Process)

  • 양원백;임종국;홍성민
    • 한국가스학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.52-60
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    • 2017
  • 반도체 제조공정 중 확산공정 배기라인에 "반응 부산물인 $ZrO_2$와 TEMAZ, TMA, $O_3$ 등 미반응 물질"과 "퇴적되어 있는 분체"를 제거하여 배관 내 운송효율을 높이고자 히터 자켓을 사용하여 배관온도를 $80^{\circ}C$이상으로 올리던 중 진공펌프 후단의 신축배관이 파열되는 사고가 발생하여 사례연구를 진행하였고 사례연구를 통해 동일한 사고가 발생하는 것을 예방하고자 한다. 사고원인을 분석해보면 진공펌프 흡입 측의 틈새발생으로 외부 공기 배관유입과 히터 자켓으로 배관을 가열함으로서 미 반응된 TEMAZ가 분해되어 발생하는 가스의 부피팽창으로 배관 내 과압이 발생하였고 배관 중에서도 가장 취약한 벨로우즈에서 파열된 것으로 추정할 수 있다. 이와 같은 사고를 예방하기 위하여 배관파열사고의 원인물질로 추정되는 TEMAZ에 대한 물리적 위험성을 평가하여 배관파열사고의 원인을 규명하고 동종재해를 예방하기 위한 안전대책을 수립하고자 하는데 목적이 있다.

LPG 저장탱크에서의 화재$\cdot$폭발에 관한 정량적 영향 평가에 관한 연구 (The Study on the Quantitative Analysis in LPG Tank's Fire and Explosion)

  • 배성진;김병직
    • 한국가스학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.21-26
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    • 1999
  • 화학공장에서 발생하는 사고는 공장 자체의 손실을 가져 올 뿐만 아니라 주위 지역에도 영향을 미친다. 그리고 사고로 인한 피해는 대형화할 가능성이 크다. 이에 따라 화학 공장의 안전 관리의 중요성이 부각되고 있다. 사고의 정량 평가는 사고의 규모를 미리 예측하는 것으로 이를 통해 공정 장치의 layout, 주위와의 최소 안전거리 예측, 대피 시설의 설치 등과 같은 대책을 세울 수 있다 본 연구에서는 화학공장의 3대 사고형태 중 화재와 폭발의 피해 예측을 용이하게 하기 위한 프로그램을 작성하였다. 화재의 경우에는 Pool Fire와 Fireball로 인한 피해를 예측할 수 있도록 하였고, 폭발의 경우에는 UVCE와 BLEVE로 인한 손실을 예측 할 수 있도록 하였다. 화재는 화염에서 나오는 복사열을 피해 정도를 예측하는 기준으로 사용하였고, 폭발은 과압을 기준으로 하였다. 특히, BLEVE의 경우에는 파편의 예상 비산 거리도 추정할 수 있도록 하였다. 각각의 결과를 이용해 Probit 분석을 할 수 있도록 하였다. 그리고 이를 기존에 발생했던 부천의 LPG 폭발 사고에의 분석에 사용해본 결과 노출 허용 거리가 800m이었다. 그리고 Probit 분석 결과 1도 화상, 2도 화상, 화재 사망은 각각 450m, 280m, 260m 이상일 경우 직접적인 피해가 없을 것으로 예측되었다. 사고 분석 결과는 이를 한국산업안전공단에서 Dupont의 SAFER 프로그램을 사용하여 얻어낸 예측치와 $3\%$이내의 같은 결과를 얻었다.

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화학공장에서의 BTX누출에 의한 화재$\cdot$폭발 영향 평가 (An Evaluation of the Fire and Explosion Effect by BTX released in a Chemical Plant)

  • 박기창;김병직
    • 한국가스학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.9-18
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    • 2000
  • 화학공장에서 발생가능한 사고 피해범위의 예측은 주변 건축물이나 공장간 위치설정 및 배치(layout) 또는 안전장치의 배치 등에 기본자료로 활용될 수 있다. 또한, 사고 후의 결과를 예측할 수 있기 때문에 사고발생에 대한 최적의 비상조치계획을 수립할 수 있어 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 BTX(Benzene, Toluene, Xylene) 누출에 의한 화재 및 폭발의 영향을 평가하고자 하였다. 영향평가의 모사를 위해 Visual basic 언어를 사용한 프로그램을 개발하였다. 기상조건을 고려하여 실제 사고사례에 적용성을 높였다. 화재의 경우에는 Pool fire로 인한 피해를 예측할 수 있도록 하였고, 폭발의 경우에는 UVCE(Unconfined Vapor Cloud Explosion)로 인한 손실을 예측할 수 있도록 하였다. 화재는 화염에서 나오는 복사열을 피해 정도를 예측하는 기준으로 사용하였고, 폭발은 과압을 기준으로 하였다. 각각의 결과를 이용해 probit 분석을 할 수 있도록 하였다. 폭발모델의 경우, 누출된 벤젠에 대하여 사고점으로부터 20 m이내 지점은 심각한 구조적 손상을 보였으며, 60 m이상의 지점에서는 경미한 피해가 추정됨을 알 수 있었다. 화재모델의 경우, 누출되어 방유제에 고여있는 벤젠에 대하여 복사열로 인한 직접적인 피해는 여름보다는 겨울에 크며, 내륙에 위치한 도시일수록 큰 경향을 보이는 것으로 추정할 수 있었다. 복사열로 인한 피해가 $90\%$일 때 40m 이상에서는 직접적인 영향이 없는 것으로 추정할 수 있었다.

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