• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제22권11호
• /
• pp.15-21
• /
• 2021

도심지 지하에 매설된 열수송관 등 지하매설관이 점차 노후화함에 따라 파손에 의한 인적, 경제적 피해가 증가하고 있다. 외부로 노출되지 않아 파손 등 문제점을 즉시 확인하기 어려운 열수송관의 특징을 고려할 때, 시설물 유지관리를 통해 주기적으로 수집하는 이력정보를 기반으로 시설물의 상태를 간접적으로 확인하는 방법이 현실적이다. 본 논문에서는 열수송관 이력정보를 검토하여 파손확률과 연관성을 가지는 평가인자를 도출하고, 이를 통해 파손확률을 추정하는 방법론을 제시하고자 한다. 파손확률 추정을 위한 영향인자는 유럽의 사례, 국내 열수송관 관리기준 등을 분석해 도출하였으며, 데이터의 확보 가능성도 함께 고려하여 선정하였다. 열수송관 설치기준이 변경된 1999년을 기준으로 매설시기에 따라 2가지 파손확률 추정 함수를 달리 제시하고 관경, 용도, 관리주체 등 평가인자별 정보에 따른 가중치를 부여하여 파손확률을 보정하여 파손확률추정의 신뢰성을 확보하였다.

• 한국가스학회지
• /
• 제23권2호
• /
• pp.9-16
• /
• 2019

울산, 여주 등 산업단지의 고압매설배관에서 발생할 수 있는 굴착공사 등 타 공사로 인한 중대사고의 발생빈도를 도시가스 매설 배관과 비교하여 FTA에 의해 기초사상(Basic event)을 도출하여 제시한다. 또한 굴착빈도, 순찰주기 등 배관손상 영향 인자를 관찰 및 분석하고, 이들 인자의 중요도와 민감도를 Risk 비교분석을 통해 구해봄으로써 고압가스매설배관의 안전성 향상에 기여한다.

• 한국안전학회지
• /
• 제25권6호
• /
• pp.1-8
• /
• 2010

P-PIE program is developed for evaluating failure probability of pipes in nuclear power plants based on the existing PRAISE program. In the program, crack growth due to fatigue loading and stress corrosion can be considered and the probability of fracture or leakage of pipes can be calculated. Crack growth simulation is performed based on stress intensity factor and a damage parameter and failure of a pipe is determined based on J integral or net section yielding. Using the developed program the failure probabilities of tubes in a domestic nuclear power is obtained and discussed.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제52권5호
• /
• pp.373-380
• /
• 2019

본 연구에서는 상수도관망의 피해율 저감을 위한 최적의 펌프운영기법을 제안하였다. 펌프운영시스템은 효과적인 펌프운영을 위하여 개발되었다. 이를 위해 펌프와 소통할 수 있는 압력센서가 상수도관망의 관말단부에 설치되었다. 펌프운영시스템은 관말단의 센서로 부터 수신된 데이터를 통하여 펌프를 제어하게 된다. 따라서 펌프운영시스템은 관말단부에 충분한 유량을 전달할 수 있는 압력을 유지할 수 있고 불필요한 압력을 줄일 수 있다. 펌프운영시스템의 효과를 입증하기 위해 신뢰성해석모형이 사용되었고 기존의 펌프운영시스템과 새로운 펌프운영시스템의 운영결과를 통하여 상수도관의 파괴확률을 정량적으로 비교하였다. 이를 위해서 부정류해석을 수행하였고 그 결과는 파괴확률을 산정하는데 사용되었다. 그 결과, 새로 제시된 펌프운영시스템은 상수도관의 파괴확률을 현저히 낮출 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 국제강구조저널
• /
• 제18권4호
• /
• pp.1200-1209
• /
• 2018

In this study, a probabilistic framework of the damage assessment of pipelines subjected to extreme hazard scenario was developed to mitigate the risk and enhance design reliability. Nonlinear 3D finite element models of T-joint systems were developed based on experimental tests with respect to leakage detection of black iron piping systems, and a damage assessment analysis of the vulnerability of their components according to nominal pipe size, coupling type, and wall thickness under seismic wave propagations was performed. The analysis results showed the 2-inch schedule 40 threaded T-joint system to be more fragile than the others with respect to the nominal pipe sizes. As for the coupling types, the data indicated that the probability of failure of the threaded T-joint coupling was significantly higher than that of the grooved type. Finally, the seismic capacity of the schedule 40 wall thickness was weaker than that of schedule 10 in the 4-inch grooved coupling, due to the difference in the prohibition of energy dissipation. Therefore, this assessment can contribute to the damage detection and financial losses due to failure of the joint piping system in a liquid pipeline, prior to the decision-making.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제27권6호
• /
• pp.44-49
• /
• 2013

고강도/연성소재이면서 화학적으로 안정된 폴리에틸렌 소재가 배관으로 양산되면서 수도용 및 산업용으로 그 사용이 확산되고 있다. 최근에는 국내 플랜트에서도 기존 주철배관의 부식 누설 해소방안으로 고밀도 폴리에틸렌 배관이 사용되고 있는데, 각각의 플랜트 설계조건 및 운전조건을 적절히 고려하지 않을 경우 고밀도 폴리에틸렌 배관은 물리적인 손상이 유발될 수 있다. 폴리에틸렌 소재의 대구경 배관을 플랜트에 적용함에 있어 관련기준 및 설치 경험사례를 고찰한 결과, 수충격이 발생되는 환경에서 균열손상 가능성이 있어 폴리에틸렌 배관을 대구경 배관으로 사용시주의가 필요하다고 판단된다.

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

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제28권2호
• /
• pp.177-185
• /
• 2015

도시기반 라이프라인은 지진발생시 시설물의 붕괴뿐만 아니라 붕괴로 인한 도시기능 마비, 대형화재와 같은 2차 피해를 동반하여 막대한 사회 경제적 손실을 야기할 것으로 예측된다. 이에 대한 대비책으로 국내에서는 지진재해대응시스템을 운영 중이며, 지진재해대응시스템은 각 시설물별 지진취약도 모델을 통해서 시설물의 파괴확률을 산정하고, 지진재해 정도를 평가한다. 따라서 본 논문에서는 국내 지반특성을 고려하여 도시기반 라이프라인 시설물 중 매설가스배관의 시간이력 해석을 수행하였고, 확률론적인 해석방법인 최우도추정법을 이용하여 지진취약도 모델을 개발하였다. 해석모델은 국내 대표도시인 서울지역에 매설된 고압관과 중압관으로 선정하였으며, 지반의 모델링은 Winkler foundation 모델을 이용하였다. 또한 개발된 취약도 모델의 GIS 적용방안을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제37권1호
• /
• pp.175-185
• /
• 2017

가스 사용의 지속적인 증대로 이에 따른 가스의 제조, 취급, 사용이 점점 확대되어 관련 시설이 대형화, 복잡화되어, 이로 인한 크고 작은 사고가 지속적으로 발생하고 있다. 이러한 사고는 인명피해 및 물적 손실 뿐만 아니라 국가의 경제적인 손실의 큰 원인이 된다. 가스시설의 공통적으로 많은 부분을 차지하고 있는 Pipe Line 부분에 외부의 영향에 의한 사고가 가장 큰 위험요소를 가지고 있다. 특히, 도심지역 및 인구밀집지역의 경우의 고압가스배관의 사고 발생은 경제적 손실을 비롯한 보다 많은 손실을 야기시킬 수 있다. 이러한 매설배관의 사고에 대한 예방대책으로 여러 관련 기관에서는 가스배관에 대한 안전성을 확보하기 위해서는 전체 시스템의 파손 및 위험요소를 효과적으로 평가할 필요가 있다. 특히 가스배관이 설치되거나 작동되어 질 때에 이러한 파손(failure)의 가능성을 매우 작게 하더라도 위험요소가 존재하게 된다. 그러나 일단 파손이 발생하면 인명 및 재산상의 피해가 매우 크기 때문에 파손의 원인을 분석하여 파손사고의 비율을 최소한으로 낮추는 것이 필요하다. 그러므로 본 논문에서는 Scoring Model의 정성적 위험성 분석기법을 이용하여 매설배관의 위험성을 점수로 표현하여 정량적인 숫자로 표현하였다. 이러한 가시적인 평가의 결과는 매설배관의 안전을 확보하여 실질적인 매설배관의 유지관리를 하는데 있어서 매우 효율적으로 적용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제53권9호
• /
• pp.661-670
• /
• 2020

최근 지진재해의 규모가 점차 증대됨에 따라 세계적으로 개별 시설물에 대한 내진성능평가와 관련한 연구가 다수 진행되고 있다. 상수도 시스템은 타 기반 시설에 비해 설치범위가 광범위하고 그 구성요소가 다양해 고려할 것이 많아 지진에 대한 안정성을 정확하고 효과적으로 확보하기 힘든 실정이다. 따라서 지진을 대비한 상수도 시스템의 내진성능 평가 방안을 연구하고 개발할 필요가 있다. 지진에 의한 상수도 시스템의 내진성능을 평가하기 위해 지반운동예측식(Ground Motion Prediction Equation, GMPE)이 활용된다. GMPE는 지진 규모 등과 같은 독립변수 와 PGV (Peak Ground Velocity), PGA (Peak Ground Acceleration)와 같은 지반운동 등을 고려하여 산정하게 된다. 우리나라에서 발생된 높은 강도의 지진 데이터는 현재까지 많이 축적되지 않아 특정 지진에 국한된 데이터를 활용하여 GMPE를 결정하는 등의 연구가 진행되었다. 본 연구에서는 우리나라에서 계측된 지진 데이터를 활용하여 국내 지진 모의에 적합한 GMPE를 선정하고자 하였으며, 이를 위해 기존 국내 지진을 기반으로 산정된 GMPE식을 분석하고 그 결과를 제시하였다. 본 연구를 통해 결정된 적정 GMPE는 상수도관망의 수리학적 내진성능 평가에 직접적으로 활용 가능하다. 즉, 파손확률 모형과의 연계를 통한 지진시 관로 파손률의 정량화가 가능하며, 파손 및 누수에 의한 단수지역 파악 등과 같은 피해범위 산정시 보다 객관적이며 합리적인 결과 도출이 가능하다. 최종적으로 이와 같은 내진 성능 정량화 결과는 지진재해가 발생하였을 경우 그 피해를 최소화할 수 있는 최적 복구방안 마련과 선제적 관망 내진설계의 기준 자료로 활용될 수 있다.