• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.51-60
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• 2015

Local wall thinning and integrity degradation caused by several mechanisms, such as flow accelerated corrosion, cavitation, flashing and/or liquid droplet impingement, is a main concern in secondary steam cycle piping system of nuclear power plants in terms of safety and operability. Thinned pipe management program (TPMP) has being developed and optimized to reduce the possibility of unplanned shutdown and/or power reduction due to pipe failure caused by wall thinning. In this paper, newest technologies, standards and regulations related to the integrity assessment, repair and replacement of thinned pipe component are reviewed. And technical improvement items in TPMP to secure the reliability and effectiveness are also presented.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.699-705
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• 2013

This paper presents vibration testing, control, and finite element analysis of a piping system, which is subjected to the changes in fluid levels. Nuclear power plants typically employ a cooling system that uses sea water. These systems are subjected to dynamic characteristic changes caused by sea-level variations, which introduces failures of cooling system components. Therefore in this study, analytical and experimental studies were performed to understand the effect of sea-level changes on the dynamic characteristics of piping systems. It was shown that, as the sea-level increases, pipe's natural frequencies decreases in relation to its mode shape. A 1/14 scale model was also built to compare the results obtained by the analytical study. A good agreement between experiment and analytical studies were observed. Finally, an on-line resonant frequency identification system was proposed and developed, which utilizes piezoelectric transducers as sensors and actuators, in order to avoid catastrophic failure of piping systems.

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권1호
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• pp.8-17
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• 2003

Fracture behaviors of pipes with local wall thinning are very important for the integrity of nuclear Power Plant. In Pipes of energy Plants, sometimes, the local wall thinning may result from severe erosion-corrosion (E/C) damage. However, the effects of local wall thinning on strength and fracture behaviors of piping system were not well studied. In this paper, the monotonic bending tests were performed of full-scale carbon steel pipes with local wall thinning. A monotonic bending load was applied to straight pipe specimens by four-point loading at ambient temperature without internal pressure. From the tests, fracture behaviors and fracture strength of locally thinned pipe were manifested systematically. The observed failure modes were divided into four types; ovalization. crack initiation/growth after ovalization, local buckling and crack initiation/growth after local buckling. Also, the strength and the allowable limit of piping system with local wall thinning were evaluated.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.62-69
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• 2013

A probabilistic assessment code, PRO-LOCA ver. 3.7 which was developed in an international co-operative research program, PARTRIDGE was evaluated by conducting sensitivity analysis. The effect of some variables such as simulation methods (adaptive sampling, iteration numbers, weld residual stress model), crack features(Poisson's arrival rate, maximum numbers of cracks, initial flaw size, fabrication flaws), operating and loading conditions(temperature, primary bending stress, earthquake strength and frequency), and inspection model(inspection intervals, detectable leak rate) on the failure probabilities of a surge line nozzle was investigated. The results of sensitivity analysis shows the remaining problems of the PRO-LOCA code such as the instability of adaptive sampling and unexpected trend of failure probabilities at an early stage.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.1-10
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• 2020

This study proposed a simulated test method using ring specimen to evaluate the deformation and failure characteristics of pipe elbows under a large amplitude cyclic load. The validity of the test method was demonstrated by finite element (FE) analysis of pipe elbow and ring specimen under cyclic loads. The results showed that the proposed test method adequately simulates the distribution of circumferential strain at crown of pipe elbows where cracks occur under cyclic loads and presents the cyclic hardening behavior of pipe elbows. The parametric FE analysis showed that consistent simulated test results could be obtained when the test section of the ring specimen is longer than 1/2 of the inner diameter of the ring specimen and the radius of the inner loading jig is less than 1/4 of the inner diameter of the specimen.

• Geomechanics and Engineering
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• 제13권6호
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• pp.947-961
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• 2017

An innovative spiral variable-section capillary model is established for piping critical hydraulic gradient of cohesion-less soils causing water/mud inrush in tunnels. The relationship between the actual winding seepage channel and grain-size distribution, porosity, and permeability is established in the model. Soils are classified into coarse particles and fine particles according to the grain-size distribution. The piping critical hydraulic gradient is obtained by analyzing starting modes of fine particles and solving corresponding moment equilibrium equations. Gravities, drag forces, uplift forces and frictions are analyzed in moment equilibrium equations. The influence of drag force and uplift force on incipient motion is generally expounded based on the mechanical analysis. Two cases are studied with the innovative capillary model. The critical hydraulic gradient of each kind of sandy gravels with a bimodal grain-size-distribution is obtained in case one, and results have a good agreement with previous experimental observations. The relationships between the content of fine particles and the critical hydraulic gradient of seepage failure are analyzed in case two, and the changing tendency of the critical hydraulic gradient is accordant with results of experiments.

• 대한기계학회논문집A
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• 제33권12호
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• pp.1393-1400
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• 2009

The objective of this study is to validate local failure criteria, which were proposed based on the notched-bar specimen tests combining with finite element (FE) simulations, using the results of real-scale pipe failure tests. This study conducted burst test using wall-thinned pipe specimens, which were made of 4 inch Sch.80 ASTM A106 Gr.B carbon steel pipe, under simple internal pressure at ambient temperature and performed associated FE simulations. Failure pressures were estimated by applying the failure criteria to the results of FE simulations and were compared with experimental failure pressures. It showed that the local stress based criterion, given as true ultimate tensile stress of material, accurately estimated the failure pressure of wall-thinned pipe specimens. However, the local strain based criterion, which is fracture strain of material as a function of stress tri-axiality, could not predict the failure pressure. It was confirmed that the local stress based criterion is reliably applicable to estimation of failure pressure of local wall-thinned piping components.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권3호
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• pp.322-331
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• 2017

지역난방은 국내에 1985년 처음 도입되었다. 지하 열배관망의 사용연한이 30년 이상 증가함에 따라, 지하에 매설된 열수송 배관 특성상 유지관리가 중요한 문제로 대두되고 있다. 노후화가 진행된 열배관망 유지보수를 위한 정기적인 점검, 운영관리 시 다양한 복합 기술이 필요하다. 특히 현장에서 경제적 관점에서 최적 유지보수 및 교체시점을 도출하기 위하여 의사결정에 활용될 수 있는 모형개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 한국지역난방공사 수도권 5개 지사열 배관망 운영 시 보수이력과 사고성 데이터를 바탕으로 분석하였다. 정성적 분석과 이항 로지스틱 회귀분석의 통계적 기법을 도입하여 파손확률 모델을 개발하였다. 보수이력 및 사고성 자료의 정성적 분석 결과, 파이프라인 손상의 가장 중요한 원인으로 건설 시공불량, 배관의 부식과 자재 불량이 전체의 약 82%를 차지했다. 통계 모델 분석에서는 분류의 분리 점을 0.25로 설정함으로써 열배관 파손 및 비 파손 분류의 정확도가 73.5%로 향상 되었다. 파손확률 모델 수립을 위해 Hosmer와 Lemeshow 검정과 독립변수의 유의성 검정, 모델의 Chi-Square 검정을 통해 모델의 적합성을 검증 하였다. 열배관망 파손의 위험순위 분석결과에 따르면 파손확률을 가장 높이는 경우는 겨울철 서울지역 자동차 도로에 있는 10년 이상 된 250mm이하 배관 Reducer에서 F 건설회사가 시공했던 열배관망으로 분석되었다. 본 연구결과는 열배관망 시스템의 유지관리 및 예방점검, 교체 사업 우선순위를 정할 때 활용 가능하다. 또한 이를 통하여 점검 유지보수 등 사전에 사고예방 계획을 수립하여 대처함으로써 열배관 파손의 빈도를 감소시키고 보다 적극적인 열배관망 관리에 이용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 에너지공학
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• 제27권2호
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• pp.14-25
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• 2018

복합화력발전 플랜트는 천연가스와 같은 연료로 가스 터빈을 작동시킨 후 잔류 열로 증기를 생산하는 사이클을 가지고 있다. 연료가스는 압축기 및 열교환기를 통해 4~5 MPa, $200^{\circ}C$ 수준의 상태로 가스터빈에 공급된다. 본 연구에서는 가스 연료공급 배관계통의 안전 운영 및 건전성 확보를 위해 배관 시스템 응력을 고려한 위험도 평가 기법 연구를 수행하였다. 위험도 평가 기법으로 잘 알려진 API 580/581 RBI 코드에서는 위험도에 배관 응력의 영향을 반영이 제한적이다. 따라서 배관 해석을 이용하여 배관의 시스템적 응력을 위험도의 파손확률로써 인자화하는 접근법을 제시하였다. 해석은 가상 발전 플랜트의 가스연료 공급 배관의 설계 데이터에 근거하여 배관 시스템 응력 해석을 수행하였다. API 코드에 의해서 평가된 파손확률 등급과 배관해석을 이용한 응력비 평가 결과를 비교하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1C호
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• pp.33-42
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• 2006

우리나라 하천 제방은 유래를 알 수없는 오래 된 것이 많고 당시 공학적 배경 없이 주변에서 손쉽게 얻을 수 있는 재료를 사용하여 제방을 축조하였기 때문에 근본적으로 많은 문제점을 내포하고 있다. 현재에 와서는 제체가 노후화 되고 최근 기상이변으로 인해 제방의 안전이 더욱 크게 위협받으면서 제방단면을 증대시키거나 수리시설을 전폭 재검토하는 등 설계 보완적 측면의 여러 가지 대책방안이 수립되고 있다. 그러나 제방을 신설하거나 기존단면을 보수 또는 단면을 증대함에 있어 재료특성을 제대로 반영하지 못하고 아직도 단편적인 설계기준을 전면 적용하거나 획일적인 다짐 시공관리 기준을 적용하는 정도로 그치는 경우도 있다. 따라서 본 검토에서는 제체의 재료특성에 주안점을 두어 Sherard(1953)가 제안한 균열 및 파이핑 저항등급을 소개, 이를 실제 파이핑이 발생한 국내 하천제방에 적용한 결과를 제시하고 유한요소법에 의한 침투해석을 실시하여 현행 설계기준에 의한 안정검토 결과와 비교해 보았다. 검토결과, 두 방법 모두 파이핑이 발생하는 것으로 평가되었으나 파이핑 저항등급은 다짐의 영향이 고려되어야 하고, 입도기준의 경우 주어진 재료의 입도와 제안된 입도기준과의 일치도를 정량적으로 제시하기 어려운 문제점을 보여 이에 대한 보완이 필요할 것으로 판단되었다.