• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.324-329
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• 2004

In this study, an application of crack morphology variables in the Leak-Before-Break(LBB) evaluation for nuclear piping systems is investigated, including influences on the leakage crack size and crack instability loads. The crack surface roughness and the number of flow turns as a function of the crack opening displacement are applied to LBB evaluations for KSNP pressurizer surge line, for which fatigue and stress corrosion cracking are considered as failure mechanisms. As a result, there would be a significant impact on safety margins to acceptance criteria for the surge line if crack morphology variables are applied additionally to the current regulatory guide without re-analyses for justification of safety factors being applied on the leakage crack size and piping loads for evaluations.

• Earthquakes and Structures
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• 제16권6호
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• pp.727-741
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• 2019

A reinforced concrete water tank is a typical functional liquid storage structure and cracks are the greatest threat to the liquid storage structure. Tanks are readily cracked due to seismic activity, thereby leading to the leakage of the stored liquid and a loss of function. In order to study the effect of cracks on liquid storage tanks, self-healing and leakage tests for bending cracks and through cracks in the walls of a reinforced concrete water tank were conducted. Material performance tests were also performed. The self-healing performance of bending cracks in a lentic environment and through cracks in a lotic environment were tested, thereby the self-healing width of bending micro-cracks in the lentic environment in the short term were determined. The through cracks had the capacity for self-healing in the lotic environment was found. The leakage characteristics of the bending cracks and through cracks were tested with the actual water head on the crack. The effects on liquid leakage of the width of bending cracks, the depth of the compression zone, and the acting head were determined. The relationships between the leakage rate and time with the height of the water head were analyzed. Based on the tests, the relationships between the crack characteristics and self-healing as well as the leakage were obtained. Thereby the references for water tank structure design and grading earthquake damage were provided.

• Steel and Composite Structures
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• 제19권6호
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• pp.1549-1560
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• 2015

This paper presents the characterization of fatigue crack in the A283 Grade C steel using the MMM method by identifying the effects of magnetic flux leakage towards the crack growth rate, da/dN, and crack length. The previous and current research on the relation between MMM parameters and fatigue crack effect is still unclear and requires specific analysis to validate that. This method is considered to be a passive magnetic method among other Non-Destructive Testing (NDT) methods. The tension-tension fatigue test was conducted with a testing frequency of 10 Hz with 4 kN loaded, meanwhile the MMM response signals were captured using a MMM instrument. A correlation between the crack growth rate and magnetic flux leakage produces a sigmoid shape curve with a constant values which present the gradient, m value is in the ranges of 1.4357 to 4.0506, and the y-intercept, log C in the ranges of $4{\times}10^{-7}$ to 0.0303. Moreover, a linear relation was obtained between the crack length and magnetic flux leakage which present the R-Squared values is at 0.830 to 0.978. Therefore, MMM method has their own capability to investigate and characterize the fatigue crack effects as a main source of fracture mechanism for ferrous-based materials.

• 한국자기학회지
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• 제23권1호
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• pp.18-25
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• 2013

배관용 비파괴 검사에서 자기누설방식을 이용하여 배관의 결함을 검출하도록 개발된 탐상 시스템 장비를 MFL PIG(Magnetic Flux Leakage Pipeline Inspection Gauge)라 한다. 이 장비는 투자율이 큰 금속 배관의 길이 방향인 축방향으로 자기장을 형성하고, 결함이 있는 부분에 발생하는 누설 자속 신호를 홀센서를 이용하여 검출한다. 하지만 MFL PIG는 배관에 축방향으로 발생한 미소결함에 대해서는 누설 자속의 발생량이 미세하여 결함 유무를 판별하기 어렵다. 본 논문에서는 배관에 발생한 축방향 미소결함을 검출하기위해 CMFL(Circumferential MFL) PIG를 적용하였고, 결함 주위에 발생한 누설 자속 신호의 크기 및 분포를 3차원 정자계 유한요소법을 이용하여 검출 및 분석하였다. 이러한 검출 신호로부터 길이, 폭, 깊이와 같은 결함의 형상을 판정하는 기법을 제안하였고 이를 CMFL PIG 모의 성능 실험을 통하여 비교 및 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.118-124
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• 2017

본 연구에서는 상용코드인 Fluent(v.17.1)을 사용하여 수치해석을 진행하였으며, 지하복합발전 플랜트의 형상을 단순화하여 파공 크기 및 파공 위치에 따른 가스 누출에 관한 해석을 진행하였다. 누출 가스는 메탄으로 설정하였다. 파공 크기는 10 mm, 20 mm로 설정하였으며, 파공 위치는 파이프 엘보우 부근, 가스터빈 부근에서 가스가 누출될 경우로 가정하여, 총 4가지 Case에 대해 비교 및 분석을 진행하였다. 가스 누출을 분석하기 위해 연소 하한계의 개념을 바탕으로 누출 거리를 정의하여 종 방향, 횡 방향으로의 거리를 추정하여 정량적으로 분석하였다. 결과적으로 동일 위치에서 파공 크기에 따라 누출거리가 최대 52.3 %의 차이를 보이며 종 방향의 누출 거리가 달라지는 것을 알 수 있었다. 그리고 동일 파공 크기일 때, 파공 위치에 따라 최대 34.8 %의 차이를 보이며 가스의 확산 경향이 달라지게 된다. 공기보다 가벼워 부력의 영향으로 상승하던 가스가 장애물로 인해 수평방향으로 확산이 제한되어 장애물이 없는 경우보다 재순환이 빨라지게 된다. 따라서 종 방향 누출거리와 횡 방향 누출거리가 파공 크기 및 파공 위치에 따라 다른 성장 거동을 보인다. 이와 같은 결과는 지하 복합발전 플랜트와 같은 밀폐공간에서 가스 센서의 위치 및 개수를 최적화 하는데 유용한 데이터가 될 것으로 보인다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제14권10호
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• pp.1072-1080
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• 2000

Leakage magnetic flux (LMF) is widely used for non-contact detection of cracks. The combination of optics and LMF offers advantages such as real time inspection, elimination of electrical noise, high spatial resolution, etc. This paper describes a new nondestructive evaluation method based on an original magneto-optical inspection system, which uses a magneto-optical sensor, LMF, and an improved magnetization method. The improved magnetization method has the following characteristics: high observation sensitivity, independence of the crack orientation, and precise transcription of the geometry of a complex crack. The use of vertical magnetization enables the visualization of the length and width of a crack. The inspection system provides the images of the crack, and shows a possibility for the computation of its depth.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2015년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.15-16
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• 2015

In this research, the application of repair methods of water leakage cracks using self-healing technologies for subway tunnels is presented. In order to apply crack self-healing water stop agents and quick setting agents in subway tunnels, laboratory and field tests were performed based on various previous researches. Especially, this study focused on development of crack repair materials and their new repair methods. Therefore, various repair materials were examined for new repair materials with self-healing capability applied to crack sealing method and to patching repair method.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.115-123
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• 2002

공간의 효율적 이용 및 법정 주차대수 확보 등으로 아파트 단지의 지하층은 대부분 지하주차장으로 활용되고 있으며, 주차장상부도 시공 중에 성토 및 포장공사가 완성되지 않은 상태에서 작업차량의 통로 및 자재 야적장으로 사용되고 있어 과하중이 작용되고 있는 실정이다. 그러므로 시공중이거나 완공된 지하구조물에서 지속적으로 균열 및 누수현상이 발생하여 구조물의 성능저하는 물론 많은 금액의 하자보수비 투입, 민원유발 및 대외적인 신뢰도 저하 등 많은 문제점이 발생하고 있다. 따라서 본 연구의 목적은 시공중인 아파트와 준공된 아파트 지하주차장을 대상으로 현장조사를 실시하고, 그동안 실시한 안전진단 사례를 참고하여 아파트 지하주차장의 균열 및 누수현상 원인을 파악하고 그에 따른 설계 및 시공상의 방지대책을 마련하는데 있다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제20권1호
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• pp.1-20
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• 2005

The present paper deals with the seismic response analysis and the evaluation of most likely failure modes for a water storage structure. For the stress analysis, a 3-D mathematical model has been adopted to represent the structure appropriately. The structure has been analyzed for both static and seismic loads. Seismic analysis has been carried out considering the hydrodynamic effects of the contained water. Based on the stress analyses results, the most likely failure modes viz. tensile cracking and compressive crushing of concrete for the various structural elements; caused by the seismic event have been investigated. Further an attempt has also been made to quantify the initial leakage rate and average emptying time for the structure during seismic event after evaluating the various crack parameters viz. crack-width and crack-spacing at the locations of interest. The results are presented with reference to peak ground acceleration (PGA) of the seismic event. It has been observed that, an increase in PGA would result in significant increase in stresses and crack width in the various structural members. Significant increase in initial leakage rate and decrease in average emptying time for the structure has also been observed with the increase in PGA.

• 지질공학
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• 제20권4호
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• pp.359-370
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• 2010

$CO_2$ 지중저장에서는 대량의 $CO_2$를 장기간 안전하게 저장하여야하기 때문에 $CO_2$ 누출이 발생할 경우 $CO_2$ 지중저장의 목적이 달성될 수 없을 뿐만 아니라 주변지역으로 $CO_2$가 확산되어 보건환경/생태에 큰 영향을 미칠 수 있다. $CO_2$ 주입시 주입정을 통한 누출의 가능성이 가장 높기 때문에, 본 연구에서는 관정 시멘트에 crack이 발생하였다는 가정 하에 crack으로 $CO_2$가 누출될 경우 $CO_2-H_2O$-시멘트 간에 발생할 수 있는 화학 반응을 지구화학 모델링을 통하여 예측하였다. 모델링 결과 $CO_2$-plume이 진행됨에 따라 시멘트 페이스트를 구성하는 portlandite와 CSH(Calcium Silicate Hydrate)가 용해되고, 2차적으로 CSH의 침전과 calcite의 침전이 발생하는 것으로 예상되었다. 약 3년 후에는 침전물의 대부분을 calcite가 차지하고 약 30년까지 침전물의 대부분을 이루게 된다. 본 연구 결과는 $CO_2$ 누출 시 주입관정 내 시멘트에서 발생할 수 있는 화학적인 변화를 이해하고, 반응 모델은 누출을 방지하기 위한 시멘트 관련 연구개발에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.