수소가스용 압력용기의 안전성 평가를 위해 다양한 내구성 시험이 요구된다. 고온 정압 시험은 고압(875 bar) 하에 고온(85℃ 이상)에서 장시간(1,000시간) 유지하여 수소 용기의 내구성을 시험하는 방법이며 승용차용 용기에 한정되어 있다. 하지만 대용량 수소버스용 용기와 관련된 고온 정압 시험의 국제 기준은 논의 초기 단계이며, 시험의 효율성 및 신뢰성 측면에서 가속시험 기준 제시 등의 현실적 보완이 필요하다. 본 연구에서는 수소버스용 내압용기의 고온 정압 시험 기준을 정립하기 위해 열적환경에 노출된 내압용기 복합재의 기계적 물성평가를 진행하였다. 복합재의 인장강도는 수지의 유리전이온도에 가까워질수록 수지의 열화로 인해 강도가 감소한다. 또한 장시간 유지 시 수지의 후경화로 인해 인장강도의 재상승을 확인할 수 있었다. 따라서 대용량 수소버스용 압력용기의 고온 정압 시험은 탄소섬유 복합재의 에폭시 수지 물성을 바탕으로 시험 조건을 설정해야 한다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제22권2호
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pp.139-145
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1998
Filament winding method is widely used for composite fabrications using low viscosity liquid for-mation and processing asymmetrical structures of pressure vessel pipe rocket motor case etc. The filament winding method is affected by several parameters such as pot life of process time viscosi-ty of resin filament winding temperature and schedules curing condition and post curing condi-tion of resin. To develope high functional composite materials the rotation(5, 15, 20, 30rpm) of the winding machine was controlled by D.C motor. And the wiper to give proper tension was equipped between strand and resin bath. The resin is hooked by the design wiper. The adequate cure schedule was found by DSC. NOL ring test is carried out to investigate the basic physical properties such as design technology. The void contents in filament winding is generally higher than that of the prepreg laminated plate. These high contents of void can make a crack in resin in spite of low deformation. These problem was solved by giving tension in processing. To improve the characteristics of fiber volume fraction void contents resin/fiber bonding the winding speedc is changed under constant tension. It was found that resin impregnation was not different from in fiber contents void contents at the range of 0.5~1kg tension but it was found that resin was not impregnated at the above of 1.5kg tension. In burst test a pure PE liner was failed at a nozzle part under the $14kg/\textrm{cm}^2$ pressure but a pressure vessel of CNG was failed at a cylinder part under the $200kg/\textrm{cm}^2$ pressure.
In general, stress measurement of existent shotcrete lining be used by pressure cells. but, measuring instrument is lost by high pressure at shotcrete lining construction and pressure cell's measurement value have to low believability by natural conditions like curing temperature. In this study, proposed techniques to measure without utilizing sensitive stress sensor in natural condition at point that want stress of shotcrete lining after shotcrete lining construction. Executed numerical analysis to forecast stress level that interact in tunnel shotcrete lining, measured strain of hole by load action through hole in shotcrete lining. 3D FEM(finite element method) is enforced through various parameters curing time of shotcrete lining, thickness, load condition. Different model cases applied by parametic study. As analysis result, it could grasp development possibility of method that propose this time because it could examine corelation with strain by near hole of shotcrete lining and stress about load condition.
Generally, the tire curing process is the process in which the sulfur is added and subsequently the tire is heated to give the tire elasticity. In this process, all kinds of the chemicals in the tire are emitted with a lot of heat. The chemical fume and heat aggravate the work environment. To solve this problem, 92 local exhaust ventilators and 8 gravity ventilators were used, but not satisfactory yet. Preliminary survey showed that the temperatures in the process were very high: 30.3, 32.9 and $37.2^{\circ}C$ at 2, 4 and 6m above the ground level, respectively in the winter (outside temperature was $2^{\circ}C$). It can be imagined that the process is severely hot in the summer time. The higher temperature distribution in the higher space tells us that the hot plume could not be removed with the existing ventilation systems. Therefore, in this study, some alternative ventilation systems were designed. The partitions were used to contain the hot plume to increase the capture efficiency. The gravity ventilators were newly designed to improve the extraction efficiency of hot fume. To satisfy the balance of pressure in the curing process, some supply air system was introduced by renewing the existing air conditioning system. Many alternative solutions were evaluated by using computational fluid dynamics modelling. The best and applicable solution was selected and the existing ventilation system was modified. After implementing the new ventilation system, the hot environment was much improved. The temperature reduction in the curing process was about $6.4^{\circ}C$.
Aiming at the corrosion circumstances and corrosion prevention needs of downhole oil tubes, series protective coatings for downhole oil tubes have been developed in the authors' laboratory, including a baked type coating YG-01 and an air curing type coating YG-03, etc. The performance investigation of the coatings has been done for testing their corrosion resistance, mainly including salt fog test, immersion test in oil-field waste water and various acid solutions, high temperature and high pressure test in alkali solution or $H_2S/CO_2$ environment, as well as some other performances. The investigation results show that oil tube anti-corrosion coatings developed here can endure over 4000 hrs salt fog test, over 1000 hrs immersion in various acid solutions at room temperature and in boiling oil-field waste water. In addition, the coatings can keep intact after experiencing test in alkali solution under 70 MPa pressure at $150^{\circ}C$ for 24 hrs, and in simulative sour gas environment under the total pressure of 32 MPa ($P_{H_{2}S}=3.2MPa$, $P_{CO_{2}}=3.2MPa$) at $90^{\circ}C$ for 168 hrs, which show that the coatings can be used for corrosion prevention in downhole environments with specific high temperature and high pressure, such as sour gas wells. The other testing results show the oil tube protective coatings have excellent comprehensive performance.
본 연구에 사용한 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트이며, 공극 최소화를 위한 충전재는 미세석영을 사용하였고 고강도화에 따른 취성파괴 문제를 개선하기위해 강섬유를 사용하여 압축강도 300 MPa 이상의 초고강도 분체콘크리트를 개발 하고자 하였다. 콘크리트의 강도를 크게 향상시키기 위한 연구의 일환으로 계면영역의 부착강도를 향상시킬 수 있는 크기 0.6 mm 이하의 규사, 백운석, 보크사이트, 페로실리콘을 선정한 후 각각의 배합비, 양생조건을 달리하여 압축강도를 비교분석 하였다. 초고강도 분체콘크리트는 보통콘크리트와 달리 사용재료의 영향이 대단히 중요하다. 분체 콘크리트의 압축강도 측정 결과 페로실리콘 > 보크사이트 > 백운석 > 규사 순으로 골재의 강도가 압축강도에 큰 영향을 미치는 경향을 알 수 있었으며 페로실리콘의 경우 시멘트 중량 기준하여 혼입량 110%일 때 가장 큰 강도를 나타내었다. SEM 촬영 결과 C-S-H수화물이 비교적 많이 생성되었고, 고온고압양생으로 토버모라이트와 조놀라이트가 생성된 것을 확인 하였다. 또한 골재의 세립화, 분체의 치밀충전화 및 반응성 재료의 사용으로 인해 페이스트가 고강도화 되고, 강섬유를 사용하여 인성을 보강함으로써, 28일 압축강도 341 MPa의 초고강도 분체콘크리트를 성공적으로 개발 하였다.
본 논문에서는 저열포틀랜드 시멘트와 steel aggregates인 Ferro-Silicon, 실리카흄, 충전재로서 미세 석영과 고강도화에 따른 취성파괴 문제를 개선하기위해 강섬유를 사용하여 압축강도 400MPa이상의 초고강도 분체 콘크리트를 개발 하고자 하였다. 콘크리트의 초고강도화의 영향을 고려하여 물-시멘트비 저감이 가능한 저열포틀랜드 시멘트와 비교대상으로 보통포틀랜드 시멘트를 사용하고, 골재 대체 재료로 Ferro Silicon을 각각의 배합비, 양생조건을 달리하여 압축강도를 비교분석 하였다. 초고강도 콘크리트는 보통콘크리트와 달리 사용재료의 영향이 대단히 중요하며, SEM 촬영결과 Type III, Type IV의 C-S-H수화물이 비교적 많이 생성되었고, 고온고압양생으로 토버모라이트와 조놀라이트가 생성된것을 확인 하였다. 또한 골재의 세립화, 분체의 치밀충전화 및 반응성 재료의 사용으로 인해 페이스트가 고강도화 되고, 강섬유를 사용하여 인성을 보강하므로써, 28일 압축강도 420Mpa의 초고강도 분체콘크리트를 성공적으로 개발 하였다.
아크릴레이트 기반의 점착제를 가교 시키는 기술은 다양하게 소개되어 왔다. 본 연구에서는 에폭시 변성 단량체와 메틸아지리딘 가교제를 활용하여 높은 가교 밀도를 가지는 아크릴 구조체를 만들었다. 베이스구조체를 제조하기 위해서 빠른 제조 공정이 가능하고 무용제 공정이 가능한 UV 중합 기술을 활용했다. FT-IR, 경화거동 및 접착특성 평가를 통해 UV경화도 및 2차경화 온도에 따른 특성 변화를 확인하고자 하였다. 겔분율은 선경화 $800mJ/cm^2$, 120도 후 경화온도 조건에서 50%이상 확보할 수 있었으며, 180도 경화조건에서 80%이상 확보 할 수 있었다. 경화 시간이 길어짐에 따라 경화도가 100%에 도달하였으며 이를 통해 열경화를 통한 2차 경화가 효과적임을 확인 할 수 있었다.
본 연구에서는 압출된 PP sheets를 각기 다른 조사량으로 조사 가교시켜, 겔 분율 차이에 따른 세 종류의 샘플을 만든 다음, 회분식 공정을 통해 초임계 유체 (supercritical fluid) 상태의 $CO_2$를 발포제로 사용하여 발포시켰다. 이때, 겔 분율의 차이 및 고압 반응기 내에서 충진 압력과 충진 시간이 셀 구조에 미치는 영향을 관찰하였다. 다음으로, 발포조건에 따른 셀 구조 변화를 알아보기 위해 발포온도와 발포시간을 변화시키면서 실험하였다. 고분자 샘플 내로 침투한 가스의 양은 겔 분율의 차이에 의한 변화가 거의 없었으며, 충진 압력이 2000 psi 이상일 경우 충진 압력의 영향에도 큰 영향을 받지 않았다. 겔 분율이 낮은 샘플은 발포온도나, 발포시간이 증가함에 따라 셀 크기가 불균일하게 증가하였으나, 겔 분율이 높은 샘플은 높은 발포온도와 발포시간에서도 균일하게 셀 크기를 유지하며 안정한 구조를 나타내었다.
Kim, Jangsoon;Kim, Myung-Soo;Hahm, Hyun-Sik;Lim, Yun-Soo
Macromolecular Research
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제12권4호
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pp.399-406
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2004
Glass-like carbon precursors shrink significantly during curing and carbonization, which leads to crack formation and bending. Cured furan resin powder and ethanol were added to furan resin to diminish the weight loss, to suppress the shrinkage and bending, and to readily release the gases evolved during polymerization and curing. Curing and carbonization were controlled by pressure and slow heating to avoid damage to the samples. The effect of the filler and ethanol on the fabrication process was examined by measuring the properties of the glass-like carbon, such as the specific gravity, bending strength, electrical resistivity, and microstructural change. The specific gravities of the filler-added glass-like carbons were higher than those of the ethanol-added samples because of the formation of macropores from the vaporization of ethanol during the curing and polymerization processes. Although the ethanol-added glass-like carbons exhibited lower bending strengths after carbonization than did the filler-added samples, the opposite result was observed after aging at 2,600$^{\circ}C$. We found that the macropores created from ethanol were contracted and removed upon heat treatment. The electrical resistivity of the glass-like carbon aged at 2,600$^{\circ}C$ was lower than those of the samples carbonized at 1,000$^{\circ}C$. We attribute this phenomenon to the fact that aging at high temperature led to well-developed microstructures, the removal of macropores, and the reduction of the surface area.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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