• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권4호
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• pp.345-352
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• 2017

본 연구에서는 액화천연가스(Liquefied natural gas, LNG) 운반선 화물창 손상으로 인한 극저온 LNG 누출 및 하중 작용 시 화물창의 초저온 보냉재를 구성하고 있는 고분자 폼(Polymer foam) 소재의 성능을 관찰하고자 하였다. LNG와 맞닿아 있는 LNG 운반선 1차 방벽은 유체 충격하중이나 오랜 시간 동안의 LNG 적재/하역으로 인해 손상이 누적 되면 누출로 이어지게 된다. 극저온 유체의 누출은 다공성 밀폐 셀 구조인 고분자 폼 내부에 영향을 끼쳐 작용 하중에 대한 거동변화를 야기한다. 본 연구에서는 단열재(Insulation)로 사용되는 고분자 소재인 폴리이소시아누레이트 폼(Polyisocyanurate foam, PIF) 시험편의 기계적 성능에 대한 평가를 수행하였다. 시험편에 극저온 액체를 함침시켜 압축실험을 진행함으로써 저온 취성(Cold brittleness)으로 인한 성능 변화와 함께 극저온 유체의 함침 영향에 대해 정량적으로 비교분석 하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권1호
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• pp.70-79
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• 2024

라만분석기는 분자가 가지는 고유 진동에 빛을 조사하여 발생하는 빛의 산란이 생기는 "라만효과"를 이용하여 분자 구분과 성분 분석을 할 수 있는 분석기로, 천연가스 산업에서도 LNG(액화천연가스) 수출 및 수입 기지 외에 벙커링 및 탱크로리 분야에서도 폭 넓게 사용 중이다. 본 연구에서는 실제 현장 조건하에서, LNG 성분 분석 및 주요 물성(발열량, 기준밀도 등)을 산출하기 위해 LNG 수입기지에 라만분석기를 설치, 운영하였으며, 측정된 LNG 성분 및 발열량을 기존 검증되어 운영 중인 가스분석기에 의해 분석된 성분 및 발열량과 비교하였다. 시험 결과 라만분석기는 매우 빠르고 안정되게 LNG 성분 및 발열량을 측정하였으며, LNG 거래의 기준이 되는 발열량을 기존 가스분석기 결과값과 비교시에도 적정 오차 기준 내에 있는 것을 확인하였다. 추가적으로 본 연구를 통해 얻은 측정 결과는 관련 표준(ASTM D7940-14)의 정확도 기준을 만족하였고, 국외 대규모 실증 사례와의 비교 시에도 유사한 결과를 산출하였다.

• 한국가스학회지
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• 제2권1호
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• pp.99-106
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• 1998

최근 환경오염 문제와 관련하여 청정연료로 수요가 증가하고 있는 액화천연가스(LNG)의 저장탱크 및 운반선 등 연료 저장 설비, 초전도이용 관련 기기와 같은 저온용 설비 및 기기가 증가하고 있고 대형화의 추세를 보이고 있다. 특히 액화천연가스(LNG)의 수요급증에 따라 이의 운송 및 저장에 필요한 재료의 수요가 증가하면서 극저온재료에 대한 관심이 높아지고 있다. LNG저장조의 대형화에 따라, 설계강도상의 검토는 물론, 사용재료의 특성, 가공성 및 용접 둥의 시공법을 비롯하여 품질관리 면까지 충분한 검토가 필요하다. 특히 LNG를 저장하는 내조재료에 대하여는 모재 및 용접부의 제반 특성을 파악하여 저온에서 취성파괴에 대한 안전성을 확인해 둘 필요가 있다. 본 연구는, LNG 저장 탱크의 안전성 평가시 필요한 재료물성 데이터 중 파괴인성의 측정 기반 기술을 확보하고, 현재 국내에서 사용되고 있는 LNG 저장탱크용 재질(SUS304L강, Al합금 및 $9\%$ Ni강)에 대하여 77 K 및 173 K에서 계장화 샬피충격시험을 실시하여 온도에 따른 충격파괴특성 및 파면해석을 실시하여, 안전성 평가에 필요한 기초 자료를 확보하는 것을 주목적으로 한다. 계장화샬피충격파괴시험결과, $9\%$니켈강의 경우 온도저하에 따라 77K까지는 인성의 저하정도가 적어 우수한 파괴저항을 나타내었다. 계장화 장치에 의해 얻어진 하중-처짐 곡선으로부터, 온도가 173 K에서 77 K로 저하함에 따라 최대하중은 증가하였으나 에너지는 오히려 감소하였다. 또한 균열개시에 쓰여진 에너지보다 균열진전에 쓰여진 에너지가 높게 나타났다. A5083의 경우 합금강재에 비해 충격흡수에너지값이 낮고 저온 특유의 갈라짐 현상을 볼 수 있었다. SUS304L재의 경우 균열개시에 쓰여지는 에너지가 높게 나타났고, 균열진전에 따른 에너지는 거의 나타나지 않아 균열개시 후 비교적 평탄한 파단면을 나타내는 파면관찰 결과와 일치하는 거동을 나타내었다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.9-12
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• 2007

In this study. we searched for the mechanical and electrical properties of laminated coated conductors with stabilizer tape. Stabilizer tape plays a role for mechanical and electrical stability and environmental protection. Cu material stabilizer was laminated to Ag capping layer on SmBCO conductor layer. This architecture allows the wire to meet operational requirements including the stressless at cryogenic temperature and winding tension as well as mechanical bending requirements including thermal and electrical stability under fault current conditions. First, we have experimentally studied mechanical bonding properties of the laminated Cu stabilizers on SmBCO coated conductors. We have laminated SmBCO coated conductors by continuous dipping soldering process, Second, we have investigated electrical properties of the SmBCO coated conductors with stabilizer lamination. We evaluated bonding properties, peeling strength and critical current for laminated SmBCO coated conductors with Cu stabilizers.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.22-27
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• 2004

It is important to mechanical properties of dielectric paper and cable to optimum electrical insulation design of HTS cable, because the cable has experience of mechanical stress, such as tensile stress, bending stress. Also, it is operated at cryogenic temperature. From the results, it was observed that the tensile strength of PPLP in liquid nitrogen was high more than that of air, but tensile strain decrease sharply. According as tensile strength increases, the breakdown stress of PPLP in liquid nitrogen is decreased. Because PPLP was deteriorated by microcrack and tensile strain. According as bending radius multiple is decrease, the ac and impulse breakdown stress of mini-model cable is sharply decreased.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.79-82
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• 2005

In this study, mechanical properties of carbon fabrics composite under the thermal shock cycling were evaluated. Due to the interactions between fiber and polymer matrix, it is reasonable to conclude that both thermal cycles of thermal shock result in improvement of interlaminar shear strength(ILSS) for the longer conditioning time duration. The rise in ILSS may be attributed to the improved adhesion by cryogenic compressive stress and also by the post-curing strengthening effect. However, the flexural and tensile strength were decreased with increasing conditioning time of thermal cycle.

• 에너지공학
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• 제23권4호
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• pp.215-222
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• 2014

A theory-based methodology for describing the thermodynamic properties of molecular nitrogen is presented. The results obtained indicate a successful application of a fully consistent statistical method for the description of a molecular system in different phase states. The method employs a density of states equation for solid nitrogen and a perturbation potential for gaseous and liquid nitrogen. The main characteristics of the calculation method include the need for a minimal number of initial data and the absence of fitting parameters. The adequacy of the physical model that is the basis for the method allows a description of existing experimental data and the peculiarities of the thermodynamic properties.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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• pp.286-289
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• 2002

The partial pischarge(PP) process in synthetic laminated paper insulation was studied at cryogenic condition using different types of the test samples(flat and tube type). The influence of semiconducting carbon paper was also evaluated by studying the electrical properties of superconducting cable.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.14-18
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• 2014

The mechanical, electrical and thermal characteristics of insulating materials may significantly affect the performance and reliability of electrical devices using superconductors. General method to provide insulating layer between coated conductors is wrapping coated conductor with Kapton tape. But uniform and compact wrapping without failure or delamination in whole coverage for long length conductor is not a simple task and need careful control. Coating of insulating layer directly on coated conductor is desirable for providing compact insulating layer rather than wrapping insulating layers around conductor. Ceramic added polymer has been widely used as an insulating material for electric machine because of its good electrical insulating properties as well as excellent heat resistance and fairy good mechanical properties. The insulating layer of coated conductor should have high breakdown voltage and possesses suitable mechanical strength and maintain adhesiveness at the cryogenic temperature where it is used and withstand stress from thermal cycling. The insulating and mechanical properties of polymer can be improved by adding functional filler. In this study, insulating layer has been made by adding ceramic particles such as $SiO_2$ to a polymer resin. The size, amount and morphology of added ceramic powder was controlled and their effect on dielectric property of the final composite was measured and discussed for optimum composite fabrication.

• 대한조선학회논문집
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• 제58권4호
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• pp.262-270
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• 2021

Consumption of Liquefied Natural Gas (LNG) has increased due to environmental pollution; therefore, the need for LNG carriers can efficiently transport large quantities of LNG, is increased. In various types of LNG Cargo Containment System (CCS), Membrane-type MARK-III composed of composite materials is generally employed in the construction of an LNG carrier. Among composite materials in a Mark-III system, glass-fiber composites act as a secondary barrier to prevent the inner hull structure from leakage of LNG when the primary barrier is damaged. Nevertheless, several cases of damage to the secondary barriers have been reported and if damage occurs, LNG can flow into the inner hull structure, causing a brittle fracture. To prevent those problems, this study conducted the applicability assessment of composite material manufactured by bonding glass-fiber and aluminum with epoxy resin and increasing layer from three-ply (triplex) to five-ply (pentaplex). Tensile tests were performed in five temperature points (25, -20, -70, -120, and -170℃) considering temperature gradient in CCS. Scanning Electron Microscopy (SEM) and Coefficient of Thermal Expansion (CTE) analyses were carried out to evaluate the microstructure and thermos-mechanical properties of the pentaplex. The results showed epoxy resin and increasing layer number contributed to improving the mechanical properties over the whole temperature range.