• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.165-170
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• 2015

파이프랙 구조물은 고온 고압의 파이프를 지지하며 플랜트의 운전 안전성을 좌우하는 매우 중요 구조물이다. 따라서, 파이프랙 구조물의 손상은 산업 전반에 부정적인 파급효과를 가져옴과 동시에 인명 및 재산상의 막대한 피해까지 가져오게 된다. 특히, 파이프랙 구조물은 외부환경에 노출되어 있어, 구조물의 적절한 설계 및 유지관리를 위하여 환경적 영향에 의한 거동 특성을 평가할 필요가 있다. 따라서, 가장 널리 설계되어지는 하나의 파이프랙 구조물을 대상 구조물로 선정하여 열-구조 연성해석을 실시하여 파이프랙 구조물의 온도분포와 열응력을 평가하였다. 외부 환경적 요인으로는 국내의 여수지역과 중동의 사우디 지역을 고려하여 파이프의 운전조건과 함께 외부환경 영향인자에 대한 고려 필요성을 검증하였다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.25-34
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• 2023

본 연구의 목적은 플랜트 건설에서 현장시공과 모듈시공에 대한 공사비를 산정하여 비교하는 것으로 공사비를 산정하는 대상을 Pipe Rack으로 한정하였다. 이에, 현장시공으로 준공된 국내 석유화학플랜트 건설사업 1곳을 사례로 선정한 후 비용자료를 조사하여 도출된 결과는 다음과 같다. Pipe Rack의 현장시공에 대한 직접공사비는 560억원으로 Steel Structure 251억원, Piping 308억원이며, 모듈시공에 대한 직접공사비는 607억원으로 Steel Structure 238억원, Piping 297억원으로 산정되었다. 또한, 현장시공과 모듈시공의 증감률을 비교해 보면, 재료비 1.9%, 경비 192.1% 증액되었으나, 노무비는 -9.1% 감액되어, 전체 직접공사비는 8.4%(47억원)가 증액되었다. 그리고 공사원가는 현장시공이 761억원, 모듈시공은 810억원으로 모듈시공이 6.4%(49억원) 증액되는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 Pipe Rack을 모듈로 시공하는 경우 공사비가 증감되는 현황을 확인하기 위한 참고자료로 활용이 용이한 반면에, 모듈시공에 따른 간접적인 효과(노무인력 감소, 안전사고 발생 감소, 공사기간 단축 등)에 대한 연구가 필요하다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.283-291
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• 2023

Unlike other facilities, maintaining processes is essential in industrial facilities. Pipe racks, which support pipes of various diameters, are important structures used in industrial facilities. Since the transport process of pipes directly affects the operation of industrial facilities, a fragility curve should be derived based on considering not only the pipe racks' structural safety but also the pipes' transport process. There are several studies where the fragility curves have been determined based on the structural behavior of pipe racks. However, few studies consider the damage criteria of pipes to ensure the transportation process, such as local buckling and tensile failure with surface defects. In this study, an analysis model of a typical straight pipe rack used in domestic industrial facilities is constructed, and incremental dynamic analysis using nonlinear response history analysis is performed to estimate the parameters of the fragility curve by the maximum likelihood estimation. In addition, the pipe rack's structural behavior and the pipe's damage criteria are considered the limit state for the fragility curve. The limit states considered in this paper to evaluate fragility curves are more reasonable to ensure the transportation process of the pipe systems.

• 대한조선학회논문집
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• 제53권5호
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• pp.362-370
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• 2016

The weight estimation and calculation of FPSO topsides is first performed at the bidding stage of projects. At this time, it is difficult to estimate and calculate accurately the weight because most of items of FPSO are not apparently defined. Especially, in the case of the pipe rack module, its portion of the total weight and the range of weight variation are large due to special features of piping and electric equipment in the module. Thus, it is very important to estimate and calculate accurately its weight in the task of the weight estimation and calculation of FPSO topsides. In this study, the past data for the weight of the pipe rack module were collected and analyzed, the WBS (Work Breakdown Structure) for the pipe rack module was constructed, and primary variables and secondary variables for developing a weight estimation and calculation model were selected. That is, after analyzing the past data, the volume was selected as the primary variable and the regression analysis was performed based on the variable. Then, several secondary variables were selected and incorporated into a weight estimation and calculation model. At this time, the weight per discipline was assumed from ratios of the total weight. Finally, the weight of the pipe rack module was estimated and calculated by using the developed model. As a result, the deviation from the model was better than that (-20 % ~ 60 %) of other studies about the weight estimation and calculation of FPSO topsides. Thus, the validity and applicability of the weight estimation and calculation of the pipe rack could be checked.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제64권5호
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• pp.671-681
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• 2017

This study investigates the structural performance of 3D steel pipe rack suspended scaffolding systems. For the purpose, a standard full scale 3D steel pipe rack suspended scaffolding system considering two frames, two plane trusses, purlins and wooden floor is constructed in the laboratory. A developed load transmission system was placed in these experimental systems to distribute single loads to the center of a specific area in a step-by-step manner using a load jack. After each load increment, the displacements are measured by means of linear variable differential transducers placed in several critical points of the system. The tests are repeated for five different system conditions to determine the structural performance. The means of system conditions is the numbers of the tie bars which are used to connect plane trusses under level. Finite elements models of the 3D steel pipe rack suspended scaffolding systems considering different systems conditions are constituted using SAP2000 software to support the experimental tests and to use the models in future studies. Each of models including load transmission platform is analyzed under a single loading and the displacements are obtained. In addition, to calibrate the numerical models some uncertain parameters such as elasticity modulus of wooden floor and connection rigidity of purlins to plane trusses are assessed experimentally. The results of this work demonstrate that when increasing numbers of tie bars the displacement values are decreased. Also the results obtained from developed numerical models have harmony with those of experimental. In addition, the scaffolding system with two tie bars at the beginning and at the end of the plane truss has the optimum structural performance compared the results obtained for other scaffolding system conditions.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.1-9
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• 2018

일반적인 플랜트 산업에서의 파이프라인은 지지형식으로만 구조설계를 하고 있으며 시공방법이 용접에 의한 단순접합방법을 선호하고 있다. 그러나 플랜트 산업 특성상 용접 불꽃에 의한 화재발생시 매우 위험함으로 통상적인 고장력 볼트 접합을 단순화하여 내진성능이 확보되는 파이프랙 접합방식을 개선하는 연구이다. 연구결과 H-Beam 대 H-Beam의 접합기술의 향상과, 내진성능이 향상된 파이프랙 구조기술 개발, 파이프랙 제작 및 설치 시간 단축 기술 개발, 다양한 방법의 철 구조물 설치 기술 개발, 적용분야 확대에 따른 기술의 접근성 향상이라는 효과를 얻을 수 있다. 경제적 측면에서는 기존 파이프랙 공법에 비해 현장설치 공정 축소로 인건비 및 장비비 절감 효과를 기대할 수 있으며, 자재비의 경우 H-Beam 연결을 위한 고장력 볼트의 수량 감소효과 대비 대량생산을 위한 금형비용 발생으로 원가가 절감될 수 있다. 안정성 측면에는 기존의 현장설치에서 나타났던 다소 큰 위험성 요소를 최소화시킬 수 있는 공장제작 공정을 통해 접합 작업자의 안정성을 증대시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.113-124
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• 2021

도시화 및 경제성장에 따라 기존 매립지 등 기피 시설로 인식되어 있는 지상 환경기초시설 및 에너지생산 시설의 지하화가 중요한 사회적 이슈로 대두되고 있다. 대규모 플랜트 시설을 지하에 안전하게 건설하기 위해서는 제한적인 공간 레이아웃의 활용성을 높이고, 불필요한 기둥을 최소화해야 한다. 본 논문에서는 플랜트 시설을 지하화 할 경우 발생하는 작업의 제약여건, 조립 및 철거, 공정 계통의 연계성, 유지 보수 등의 문제를 해결하기 위하여 플랜트 모듈화 공법(파이프랙)에 대해 검토하였다. 복합플랜트의 지하 고집적 배치, 공간 레이아웃 활용성 향상 및 구조물 안정성 확보를 위해 다양한 하중조건(지진하중, 장치하중, 토압하중 등)을 적용한 플랜트 모듈 해석을 수행하였다. 또한, 작용하중과 부재가 견딜 수 있는 설계강도비 값을 검토하고 모듈 형상에 따른 안정성을 고려한 파이프랙 소재를 추출하였다. 다양한 경계조건에서의 해석 결과를 바탕으로 지하복합플랜트 건설 시 필요한 기본모듈의 최소 설치 간격 및 모듈 배치(안)에 관한 시사점을 도출하였다.

• 플랜트 저널
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• 제13권3호
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• pp.30-35
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• 2017

Module은 세부적으로 PAS(Pre-Assembled Steel structure), PAR(Pre-Assembled pipe Rack), PAU(Pre-Assembled Unit), VAU(Vendor Assembled Unit) 그리고 VPU(Vendor Package Unit)로 분류될 수 있다. 이러한 Module의 설계 및 제작 시에는 Stick built type 구조물과는 달리 육상 또는 해상 운송 조건이 고려되어야 하며, 운송 조건에 따른 Module division design이 수반되어야 한다. 육상 운송 및 설치를 위해서는 무게중심(Center of gravity) 관리가 중요하며, 해상 운송을 위해서는 구조물이 Sea acceleration force에 대해 안전성을 확보할 수 있도록 설계되어야 한다. 운송 조건 및 설치 방법은 구조물의 규모와 무게를 제한하게 되며, 이는 Module 대상 구조물 선정 시, 그리고 선정된 Module의 분할 계획 시 요구조건으로 작용하게 된다.

• 오토저널
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• 제7권2호
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• pp.45-54
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• 1985

Recently, the problem of exhaust gas pollution is increasingly being aggravated by the active use of the Diesel engine. For the fuel-injection system which affects the composition of exhaust gas from the Bosch type single-hole nozzle in the Diesel engine, a mathematical model was set up to study pressure variations in the high pressure pipe, the injection rate, and the needle lift. The fundamental equations of the mathematical model have been solved by the Newton Raphson Method applying the Finite Diffrence Method. The effective stroke of the injection pump plunger due to a change in engine rpm was calculated by the measurement of Control Rack, Pinion, and Plunger sizes and by the use of Characteristic Curve of Governor. The computed results for the pressure variations in the high pressure pipe and needle lift at 800 rpm and 1000 rpm are in good agreement with experimental ones in general. By a developed program, the effects of other various parameters will by calculated for the performance of the fuel-injection system.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.98-107
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• 2022

본 연구의 목적은 플랜트 건설사업에서 모듈러 설계대안에 대한 위험기반의 평가지수를 도출하는 모델을 제안하는 것이다. 이에 따라 ① 기초사업비와 모듈을 적용하는 대상과 범위를 설정하는 단계, ② 설계, 구매, 제작, 운송, 시공업무에 대한 중요도, 편리성, 효율성 지수를 평가하는 단계, ③ 중요 위험사건의 영향에 따른 경제적 손실을 예방하기 위해서 필요한 예비비를 분석하여 총사업비를 추정하는 단계, ④ 모듈 설계대안별로 평가된 관리업무의 효율성 지수와 총사업비를 비교하여 RVI를 도출하는 단계로 구성하였다. 그리고 모델의 사용성을 검증하기 위해서 Module Plan-A는 Pipe Rack을 모듈로 적용하는 경우, Module Plan-B는 Steel Structure, Pipe Rack, Process Module을 모듈로 적용하는 경우로 설정하여 관리업무의 중요도, 편리성, 효율성 지수를 평가하고 위험예비비를 포함하여 총사업비를 추정하였다. 이와 같은 과정으로 모델을 검증한 결과, 1개의 공종에 모듈을 적용한 Module Plan-A 보다 3개의 공종에 모듈을 적용한 Module Plan-B가 관리업무의 효율성은 낮은 것으로 나타났지만, 기초사업비에서 간접비가 절감되어 종합적인 RVI는 높게 평가되었다.