• 한국가스학회지
• /
• 제14권6호
• /
• pp.1-6
• /
• 2010

하천통과 배관은 부력과 외부 충격을 방지하기 위하여 1.2~4m의 매설 깊이로 설치되어 운영된다. 하천통과 배관은 수압과 토하중에 의한 외압으로부터 소성붕괴에 대한 저항성을 가져야한다. 하천통과 배관에 수압과 토하중으로 발생하는 원주응력을 유한요소해석으로 파악하여 배관의 건전성에 미치는 영향을 평가하였다. 콘크리트 보호공이 없는 경우 동일 수심에서는 매설 깊이 증가에 따라 원주응력은 증가하나, 동일 매설 깊이에서는 수심이 증가함에 따라 배관에서 발생하는 원주응력은 감소하고 있었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
• /
• pp.327-332
• /
• 2004

Leak noise is a good source to identify the exact location of a leak point of underground water pipelines. Water leak generates broadband noise from a leak location and can be propagated to both directions of water pipes. This sound propagation due to leak in water pipelines is not a non-dispersive wave any more because of the surrounding pipes and soil. However, the necessity of long-range detection of this leak location makes to identify low-frequency acoustic waves rather than high frequency ones. Acoustic wave propagation coupled with surrounding boundaries including cast iron pipes is theoretically analyzed and the wave velocity was confirmed with experiment. The leak locations were identified both by the acoustic emission (AE) method and the cross-correlation method. In a short-range distance, both the AE method and cross-correlation method are effective to detect leak position. However, the detection for a long-range distance required a lower frequency range accelerometers only because higher frequency waves were attenuated very quickly with the increase of propagation paths. Two algorithms for the cross-correlation function were suggested, and a long-range detection has been achieved at real underground water pipelines longer than loom.

• Current Optics and Photonics
• /
• 제6권2호
• /
• pp.137-142
• /
• 2022

Leak detection is one of the most important challenges in condition monitoring of water pipelines. Fiber Bragg grating (FBG) sensors offer an attractive technique to detect leak signals. In this paper, leak measurements were conducted on a water distribution pilot plant with a length of 270 m and a diameter of 100 mm. FBG sensors were installed on the pipeline surface and used to detect leak vibration signals. The leak was demonstrated with 1-, 2-, 3-, and 4-mm diameter leak holes in four different pipe types. The frequency response of leak signals was analyzed by fast Fourier transform analysis in real time. In the experiment, the frequency range of leak signals was approximately 340-440 Hz. The frequency shifts of leak signals according to the pipe type and the size of the leak hole were demonstrated at a pressure of 1.8 bar and a flow rate of 25.51 m³/h. Results show that frequency shifts detected by FBG sensors can be used to detect leaks in pipelines.

• 국제학술발표논문집
• /
• The 9th International Conference on Construction Engineering and Project Management
• /
• pp.295-303
• /
• 2022

Residential heating systems in South Korea are largely based on the use of ondol pipelines. Heat is transferred to the floor by passing hot water through a metal or plastic pipe buried within the concrete of the floor. Consequently, it is difficult to clean the inside of these pipes after installation. Over time, foreign substances such as scale accumulate in the pipe when the ondol heating method is used for an extended period. Therefore, in the past, pipes were cleaned by removing foreign substances attached to the inside surfaces of the pipes using high-pressure water or by disassembling the pipes and removing foreign substances with chemical agents. Recently, a method for removing foreign substances through the cavitation effect of ultrasound has been proposed. This idea might lead to the development of new technologies for cleaning pipe interiors. Consequently, this study investigated the use of ultrasound to clean pipes embedded in concrete. In this study, devices that generated ultrasonic waves with various frequencies and directions were prepared. After preparing arbitrarily contaminated pipes, the appropriate frequency, output strength, and output direction for each foreign substance were determined through repeated experiments. The results of this experiment could provide important information for future methods of cleaning the interior of ondol piping systems.

• 한국가스학회지
• /
• 제22권5호
• /
• pp.62-71
• /
• 2018

2017년 한국가스안전공사 가스안전연구원의 자체 조사에 따르면, 국내 고압가스배관 중 매설된 배관의 길이는 대략 770km이며, 그 중 84%가 울산과 여수산업단지에 몰려 있다. 특히 20년 이상의 장기 운영 배관이 56%에 달하며, 이는 매설된 고압가스배관의 관리가 시급하다는 것을 시사하고 있다. 매설된 가스배관의 주요 사고 원인으로 미국 PHMSA, 유럽의 EGIG 등에서는 타공사와 외면부식을 지적하고 있으며, 배관 벽두께의 손실에 의한 누출 및 파열 등의 사고로 보고된다. 따라서 배관에 결함이 발생하였을 때, 그 결함이 배관의 잔존수명에 영향을 미치는 바를 평가하는 것이 중요하다. DNV나 ASME 등에서는 배관에 인위결함을 만든 후 수압 파열 실험을 통하여 배관의 잔존강도를 평가했다. 배관의 잔존강도를 운전압력과 연관시키면, 배관이 파열되는 시점의 벽 두께가 계산되며 해당 배관의 부식 성장률만 정확히 알 수 있다면, 배관의 잔존수명을 예측할 수 있다. 본 연구에서는 기존에 결함깊이가 벽두께의 80% 이하에서 적용된 수식을 개선하기 위하여 국내 매설배관의 80%를 차지하는 A53 Grade.B와 A106 Grade.B 배관에 대하여 결함 깊이가 80~90%의 범위에서 실험하였고, 결함과 잔존강도 관계를 표현한 수식을 만들었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권12호
• /
• pp.730-736
• /
• 2019

친환경 에너지원으로 고려되고 있는 천연가스의 수요가 증가하고 있고 이와 동시에 천연가스의 공급을 위한 대규모 파이프라인의 시장 규모 또한 지속적으로 증가하고 있다. 하지만, 이러한 대규모 파이프라인의 부식은 천연가스 운송의 효율성을 저하시킨다. 이에 본 연구는 천연가스 공급용 대규모 파이프라인을 위한 에너지 자립형 고효율 부식방지 기술에 대한 특허의 정량분석을 통해 관련 기술의 특허권 확보을 위한 전략을 수립하는데 목적을 두고 있다. 본 특허 기술동향 조사에서는, 2018년 6월까지 출원, 공개 및 등록된 한국, 미국, 일본 및 유럽 특허를 대상으로 분석하였으며, 전문가토의를 거쳐 기술분류체계 및 분류기준을 마련하였다. 천연가스 대규모 파이프라인의 부식방지를 위한 외부전원으로 연료전지를 이용하기 위해, 1) 파이프라인의 분기 구조와 설비 설계(감압기/압축기/열교환기) 그리고 2) 고압 천연가스의 감압/예열과 가압/냉각 기술을 구비하는 에너지 제어 시스템 및 방법으로 권리화를 시도해 볼 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제31권9호
• /
• pp.53-68
• /
• 2015

매설가스배관의 내진설계에서 종방향 변형률은 중요한 평가 요소이다. 일반적으로 지진파를 조화파로 단순화하며 이의 파장은 토층의 주기와 전단파 속도의 곱으로 계산하여 매설관의 응답을 계산하는 경험적 설계방법이 널리 사용되지만 이의 정확성이 평가된 사례가 없다. 본 연구에서는 1차원 지반응답해석을 수행하여 매설심도에서의 변위-시간 이력을 추출하였으며, 이를 적용한 시간이력해석을 수행하여 매설관의 응답을 평가하였다. 매설관과 지반의 상호작용은 3차원 쉘-스프링 모델을 사용하여 모사하였다. 시간이력해석으로 계산된 결과는 설계방법과 비교하여 이의 정확성을 평가하였다. 비교 결과, 파장을 예측하기 위해서는 지반응답해석을 수행해야 하는 것으로 나타났다. 토층의 고유주기는 가속도의 탁월주기를 예측하는 데에는 활용될 수 있으나 변위의 탁월주기를 예측할 수 없는 것으로 나타났다. 반면, 파장에 대한 정확한 정보가 제공될 경우, 조화파에 대하여 제시된 해석해는 정확도가 높으며 설계에 적용 가능한 것으로 나타났다. 본 연구 대상이 동시베리아 지역에 적용될 매설가스관이라 동시베리아 지역의 대표 주상도를 해석 에 사용하였지만 본 연구의 결론은 기타 모든 지역에 적용 가능하며 가스관뿐만 아니라 상수도관 등 다양한 매설관에 적용 가능하다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제55권spc1호
• /
• pp.1177-1185
• /
• 2022

상·하수도 시스템은 사람들에게 안전하고 깨끗한 물을 공급해주는 사회기반시설이며, 특히 상·하수도 관로는 지중에 매설되어 있기 때문에 시스템의 결함검출이 매우 어렵다. 이러한 이유로 상·하수도 관로의 진단은 관로 내부에 카메라 및 드론을 통한 촬영을 하여 사후에 촬영된 영상을 바탕으로 시스템 진단하는 등의 사후 결함검출로 제한되기 때문에, 작업자의 업무 효율 증대와 진단의 신속성을 위해서는 관로의 실시간 탐지기술이 필요하다. 최근 첨단장비 및 인공지능 기법을 활용한 시설물 진단 기술이 개발되고 있지만, 인공지능기반 결함검출 기술은 결함 데이터의 종류 및 형태, 수가 검출 성능에 영향을 주기 때문에 다양한 학습데이터가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 상·하수도 관로의 결함검출 시 탐지 성능 향상을 위해 다양한 결함 시나리오를 3D 프린트를 이용하여 구현하고 이를 수집된 결함 데이터와 함께 학습데이터로 사용한다. 이후 수집된 이미지는 위험도에 따른 분류 및 객체의 라벨링 등의 전처리 작업이 수행되고 실시간 결함탐지를 수행한다. 제안된 기법은 상·하수도시스템 결함검출 시 실시간 피드백을 제공함으로써, 작업자의 진단 누락 가능성을 최소화하며 기존의 상·하수도관 진단업무 처리능력을 향상할 수 있다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.54-66
• /
• 2004

본 논문은 도시 가스 지하배관의 위험관리체계를 유지하는데 필요한 요소들 중 배관의 위험성평가에 적절한 기법을 제안하고, 그 평가결과에 근거하여 가장 비용-효과가 큰 배관 유지관리방안을 찾아내는데 그 목적이 있다. 본 연구에서 제안된 지하배관의 위험성서열화의 접근방법은 세 가지 측면에서 행하여졌는데, 첫째는 RBI(Risk Based Inspection)으로서 배관의 위험도에 영향을 주는 주변인구조건, 관의 크기 및 두께. 사용시간 등을 기준으로 일차적 평가를 함으로서 노출위험도의 높고 낮음을 정성적으로 평가하였고, 둘째는 Scoring System으로서 매설된 배관의 환경적인 요소에 기초하여 점수화하여 구체적으로 위험도를 서열화 하였다. 셋째로는 THOMAS 이론으로부터 대상배관의 누출빈도를 정량화 하였다. 그 결과 도시 가스 대상배관의 노출위험도는 대략 중간이상의 값을 갖는 것으로 나타났으며, 제안된 SPC기법을 적용하여 위험성을 평가한 결과, 대상배관의 부식위험성 점수 값이 허용범위(30-70)에 골고루 분포하는 것으로 보아 설정된 평가기준이 실제배관에 대해 상대적인 부식위험성을 잘 서열화 됨을 알 수 있었다. 또한 THOMAS모델을 적용한 평가결과로서의 Score값은 배관의 길이를 포함한 여러 치수들에 무관한 환경요인에 관련된 값인 반면, 기본누출빈도는 배관의 길이를 포함해서 다른 치수들에 비례함을 보여주고 있다. 그 결과 점수 값이 상대적으로 적은 배관구간(상대적으로 위험성이 낮은 구간)도 배관길이가 훨씬 더 크다면 누출발생빈도가 더 높은 값을 갖는다는 것을 알 수 있었다. 또한 대상 파이프라인의 허용위험수용범위는 전체 누출 빈도 값인 최대 1.00E-01/yr로부터 최소 2.50E-02의 영역을 나타내고 있어 이에 상응되는 높은 Consequence를 수용 가능한 영역으로 낮추는 조치가 필요함을 보여주고 있고, 종합파손확률에 대해 사용시간을 회기 분석법(Regression Analysis)으로 예측한 결과, 이에 대한 방정식을 유추할 수 있었고, 그에 대한 결과가 대상 파이프라인의 사용 년 수인 11년에서 13년으로 나타나 실제 대상배관들의 연령과 거의 일치함을 알 수 있었다. 따라서 본 연구에서 제안된 위험성 서열화 접근방법은 실제적으로 지하배관의 유지관리를 하는데 있어서 매우 효율적으로 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회(1)
• /
• pp.281-282
• /
• 2005