The ratcheting effect greatly challenges the design of piping components. With the assistance of the quasi-three point bending apparatus, ratcheting and the ratcheting boundary of pressurized straight Z2CND18.12N stainless steel pipe under bending loading and vertical displacement control were studied experimentally. The characteristics of progressive inelastic deformation in axial and hoop directions of the Z2CND18.12N stainless steel pipes were investigated. The experiment results show that the ratcheting strain occurs mainly in the hoop direction while there is less ratcheting strain in the axial direction. The characteristics of the bending ratcheting behavior of the pressure pipes were derived and compared under load control and displacement control, respectively. The results show that the cyclic bending loading and the internal pressure affect the ratcheting behavior of the pressurized straight pipe significantly under load control. In the meantime, the ratcheting characteristics are also highly associated with the cyclic displacement and the internal pressure under displacement control. All these factors affect not only the saturation of the ratcheting strain but the ratcheting strain rate. A series of multi-step bending ratcheting experiments were conducted under both control modes. It was found that the hardening effect of Z2CND18.12N stainless steel pipe under previous cyclic loadings no matter with high or low displacement amplitudes is significant, and the prior loading histories greatly retard the ratcheting strain and its rate under subsequent loadings. Finally, the ratcheting boundaries of the pressurized straight Z2CND18.12N stainless steel pipe were determined and compared based on KTA/ASME, RCC-MR and the experimental results.
Flow accelerated corrosion(FAC) of the carbon steel piping in pressurized water reactors(PWRs) has been major issue in nuclear industry. Severe accident at Surry Unit 2 in 1986 initiated the worldwide interest in this area. Major parameters influencing FAC are material composition, microstructure, water chemistry, and hydrodynamics. Qualitative behaviors of FAC have been well understood but quantitative data about FAC have not been published for proprietary reason. In order to minimize the FAC in PWRs, the optimal method is to control water chemistry factors. Chemistry factors influencing FAC such as pH, corrosion potential, and hydrazine contents were reviewed in this paper. FAC rate decreased with pH up to 10 because magnetite solubility decreased with pH. Corrosion potential is generally controlled dissolved oxygen (DO) and hydrazine in secondary water. DO increased corrosion potential. FAC rate decreased with DO by stabilizing magnetite at low DO concentration or by formation of hematite at high DO concentration. Even though hydrazine is generally used to remove DO, hydrazine itself thermally decomposed to ammonia, nitrogen, and hydrogen raising pH. Hydrazine could react with iron and increased FAC rate. Effect of hydrazine on FAC is rather complex and should be careful in FAC analysis. FAC could be managed by adequate combination of pH, corrosion potential, and hydrazine.
The mechanical properties of bellows, such as the extensibility and the strength can be changed depending on the shape. For the shipbuilding material, it is desirable that the fatigue life is long due to the elastic property and the reduction of thermal stress in piping system. Nowadays, the domestic production and design of bellows are based on the E.J.M.A. Code. Therefore, the design standard is in need because of much errors and lack of detailed analysis. In this study, it is attempted to find out the optimal shape of U-type bellows using the finite element analysis. The design factors, mountain height, length, thickness, and the number of convolutions are considered and the proper values are chosen for the simulation. The results shaw that as the number of convolutions reduces, the volume decreases while the stress increases. However, as the number of convolutions increases, the volume increases above the standard volume and the stress obviously increases. In addition, the effect of the thickness of bellows on the stress is very large. Both of the mass and stress are decreasing at a certain lower value region. Also, we investigated shape optimization with considering maximum stress distribution tendency.
Fracture resistance(J-R) curves, which are used for the elastic-plastic fracture mechanics analyses, are known to be dependent on the cyclic loading history. The objective of this paper is to study the effect of reverse cyclic loading on J-R curves in CT specimens. The effect of two parameters was observed on the J-R curves during the reverse cyclic loading. One was the minimum-to-maximum load ratio(R) and the other was the incremental plastic displacement(${\delta}_{cycle}/{\delta}_i$), which is related to the amount of crack growth that occurs in a cycle. Fracture resistance test on CT specimens with varying load ratio and incremental plastic displacement were performed. For the SA 516 Gr. 70 steel, the results showed that the J-R curves were decreased with decreasing the load ratio and the incremental plastic displacement. When the load ratio was set to -1, the results of the J-R curves and the $J_i$ value were about $40{\sim}50$ percent of those for the monotonic loading condition. Also on condition that the incremental plastic displacement reached 1/40, the J-R curves and the $J_i$ value were about $50{\sim}60$ percent of those for the incremental plastic displacement of 1/10.
중심코아형 필댐(Fill Dam)의 침투수에 대한 안정성 평가에 널리 적용되고 있는 전기비저항 탐사 해석의 이해를 증진하기 위해 시추과정에서 얻어진 표준관입시험 결과를 비저항 분포자료와 비교 분석하였다 그 결과 일반적으로 비저항 값이 낮은 곳에서 표준관입시험의 값도 낮은 경향을 보이고 있었으나 비저항이 높은 곳에서는 값의 분포가 동일한 경향성을 보이지 않거나 오히려 낮게 나타나는 구역도 관찰되었다 또한 일부 구역에서 비저항이 낮은 경우 에 값이 높게 나타나는 경우도 있었는데 이는 전기비저항 조사의 특성상 직하부의 효과뿐만 아니라 사면부의 효과가 포함되어 나타난 것으로 보인다 따라서 비저항이 단순히 낮다고 해서 코아부의 지수 능력에 문제가 있다고 판단하기는 매우 어려우며 오히려 비저항이 높은 지점에서 파이핑에 의한 과도 침투수를 유발할 수 있는 가능성을 확인하였다 이와 같은 비저항 분포 해석의 불확실성을 감소시키기 위해서는 동반 탐사를 통해서 이상대역을 확인하는 과정이 필요하며 장기간의 모니터링과 수위 변화에 따른 지속적인 조사가 필요하다 또한 비저항 콘(resistivity cone)과 같은 장비를 이용하여 현장 조건을 유지한 상태에서의 하부 비저항 구조를 이해할 필요가 있다.
본 연구에서는 실제 용접 과정을 모사하는 유한요소 해석을 이용하여 강도 불일치를 가지는 매설 천연가스 배관 용접부의 잔류응력 분포를 계산한다. 유한요소 해석 절차의 타당성을 검증하기 위해 온도 및 잔류응력 해석 결과들은 실제 용융부 형상과 API 579 적용 결과와 비교된다. 기계적 강도 차이, 용접 금속의 강도, 덧살 및 입열량 등과 같은 용접 및 재료 변수들이 잔류응력 분포에 미치는 영향을 평가하기 위해 Parametric Study가 수행된다. 최종적으로 Parametric Study 결과에 근거하여 용접 및 재료 변수들의 영향이 고찰된다. 특히, 모재들 사이의 강도 불일치는 잔류응력 분포에 미미한 영향을 미침을 확인하였다.
본 연구에서는 C(T) 시편 측면 홈의 유무에 따른 J-R 곡선의 변화가 유한요소 손상해석의 모델변수 결정에 미치는 영향을 알아보았다. 손상해석은 수정 응력 파괴변형률 모델을 이용하였다. C(T) 시편은 SA508 Gr. 1a 배관재에서 채취하였고 일부에 측면 홈이 가공되었다. 시험은 상온과 원전 운전 온도인 $316^{\circ}C$에서 각각 수행되었으며, 시험 결과 얻은 J-R 곡선을 모사하여 손상모델 변수를 얻었다. 그 결과, 측면 홈의 유무에 따른 J-R 곡선의 변화는 손상모델 변수 결정에 영향을 주지 않음을 확인하였다.
본 논문에서는 동절기 소방용 CPVC 배관의 동파방지를 위하여 최적의 열선위치를 에너지방정식과 비정상 비압축성 Navier-stokes 방정식을 사용하여 수치해석을 수행하였다. CPVC 배관은 탄소강관과 열용량 등 주요 물성에 큰 차이가 있어 배관 내 물의 유동에 큰 차이를 보이는 것을 확인할 수 있었다. 물의 자연대류와 CPVC 배관의 열전도가 결합된 복합열전달을 해석하였다. 상용코드(Fluent)를 사용하여 혼합 열전달 배관 내 물의 비정상적인 유동과 온도분포를 확인하였다. 소방용 CPVC 배관 단면의 하부에 열선을 설치하는 것이 다른 위치에 설치하는 것보다 시간에 따른 물의 최저 온도가 가장 높아서 동파방지에 보다 효과적인 것을 확인하였다.
This study was carried out for the stability analysis of earth dam by the variation of compaction density. The test samples were taken from five kinds of soil used for banking material and the degree of compaction for this samples were chosen 100, 95, 90, 85, and 80 percent. The stability problems were analysed by the settlement and camber( extra banking) of dam, strength parameter and dam slope, and coefficient of permeability and seapage flow through dam body. The results of the stability analysis of earth dam are as follows. 1. The more the fine particle increases and lower the compaction degree becomes, the lower the preconsolidation load becomes but the compression index becomes higher. 2. Sixty to eighty percent of settlement of dam occurs during the construction period and the settlement ratio after completion of dam is inversly proportional to the degree of compaction. 3. The camber of dam has heigher value in condition that it has more fine particle(N) and heigher dam height(H) with the relation of H= e(aN-bH-e). 4. The cohesion(C) decreases in proportion to compaction degree(D) and fine particle(N) with the relation of C= aD+ bN-c, but the internal friction angle is almost constant regardless of change of degree of compaction. 5. In fine soil, strength parameter from triaxial compression test is smaller than that from direct shear test but, they are almost same in coarse soil regardless of the test method. 6. The safety factor of the dam slope generally decreases in proportion to cohesion and degree of compaction but, in case of coarse soil, it is less related to the degree of compaction and is mainly afected by internal friction angle. 7. Soil permeability(K) decreases by the increases of the degree of compaction and fine particle with relation of K=e(a-bl)-cN) 8. The more compaction thickness is, the less vertical permeability (Kv) is but the more h6rzontal permeability (KH) is, and ratio of Kv versus KH is largest in range from 85 to 90 percent of degree of corn paction. 9. With the compaction more than 85 percent and coefficient of permeability less than ${\alpha}$X 10-$^3$cm/sec, the earth dam is generally safe from the piping action.
본 연구는 기존 설치된 주민대피시설의 실태조사를 통해 주민대피시설의 계획 및 설계에 필요한 기초자료로서의 활용을 목적으로 진행되었다. 그 결과, 첫째, 주민대피시설이 고폭탄 위주의 방호만을 고려하여 설계된 것으로 판단되나, 시설물의 출구방향, 주출입구 방호능력 등을 살펴보았을 때 실제 고폭탄에 대한 방호능력은 상당히 떨어지는 것으로 판단된다. 둘째, 전체 7개 시설은 외부에서 내부로 유입되는 공기에 대한 공기여과청정기가 설치되어 있지 않으며, 외부에 설치된 흡 배기구의 높이도 지상과 근접하게 위치하고 있어 공기보다 무거운 오염공기의 내부 유입을 발생 시킬 수 있다. 셋째, 일부시설은 방폭문이 설치되어 있으나 개구부, 방폭밸브의 역방향 등의 적절하지 못한 설치와 배관 배선의 관통부 마감상태로 인해 정상적인 방폭문의 기능유지 및 기밀성 확보는 어려울 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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