• 화약ㆍ발파
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• 제38권4호
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• pp.1-15
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• 2020

국내의 지하공간 활용이 증가함에 따라 지하에 매설되어 있는 가스관과 같은 시설물에서의 폭발 사고가 꾸준히 발생하고 있다. 인구밀도가 높은 도심지에서는 개별의 폭발 사고가 복합적인 큰 사고로 확산될 가능성이 존재한다. 따라서, 도심지에서의 폭발이 지하구조물의 안정성에 미치는 영향을 평가하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 터널과 인접한 곳에서의 폭발이 지하구조물의 안정성에 영향력을 미치는 요인들의 영향을 파악하기 위하여 폭발 조건과 암반의 물성을 포함한 8개 인자들에 대한 민감도 분석을 실시하였다. AUTODYN을 이용한 민감도 분석을 통해 각 인자들의 주영향과 교호작용효과를 분석하였다. 분석 결과, 폭발지점과 지하구조물 사이의 거리, 폭약량, 암석의 탄성계수가 터널 주변 응력성분에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제7권4호
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• pp.53-60
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• 2003

보통 가정이나 건물에서 화재 및 가스에 의한 사고 중에 가스의 폭발에 의한 사고는 폭발과 동시에 발생하는 압력 때문에 발생하는 건물의 붕괴로서 많은 인명피해 및 재산상의 손해를 가져온다. 이와 같은 2차적인 피해를 막기 위해 본 연구에서는 건물의 폭발시 발생하는 개구부의 크기 및 형태에 따른 모델을 선정하여 건물의 체적대비 개구부 면적에 따른 압력변화를 실험을 통하여 개구부의 면적 비를 도출하였으며, 개구부 형태에 따른 압력실험을 통하여 최소의 압력으로 피해을 막을 수 있는 모델을 선정하였다. 이를 이용하여 건물의 설계시 안전율을 고려하여 개구부의 면적 및 형태를 선정함으로써 2차 피해를 예방할 수 있을 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권2호
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• pp.248-256
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• 2020

본 연구에서는 폭발위험장소의 방폭설비 설치를 위해 필요한 가스폭발위험범위 예측모델 개발을 수행하였다. 이를 위해 12개의 가연성가스에 대한 1,200개의 폭발위험범위 데이터를 생성하였다. 가스폭발위험범위를 출력변수로 설정하였고 데이터 생성과정에서 필요한 12개의 변수를 입력변수로 설정하였다. 다중 회귀, 주성분 회귀, 인공신경망 기법을 이용해 예측모델을 개발하였다. 각각 모델의 예측 성능을 비교한 결과, 평균절대퍼센트오차(MAPE)는 각각 44.2%, 49.3%, 5.7%이고 평균제곱근오차(RMSE)는 1.389 m, 1.602 m, 0.203 m로 나타났다. 결과를 통해 인공신경망이 가장 우수한 성능을 보여주었고 가스폭발위험범위 예측을 위한 최적 모델이라는 것을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제12권3호
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• pp.56-63
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• 2008

본 연구에서는 1991년부터 최근까지 16년간 발생된 3,593건의 가스사고[천연가스(NG) 및 액화석유가스(LPG)]사례를 수집하여 Database를 구축하였으며, 이를 근거로 사고의 발생건수를 형태 및 원인별로 분석하였다. 분석결과를 살펴보면 사고의 형태로는 누출, 폭발, 그리고 화재의 순서로 많이 발생하였다. 사고발생위치로는 화재는 밸브부위에서, 폭발은 호스부위에서, 그리고 누출은 배관부근에서 가스사고가 많이 발생한 것으로 나타났다. 또한 화재, 폭발, 누출의 각각의 경우에 Poisson 분석법을 적용하여 향후 5년 이내의 화재, 폭발 및 누출에 대한 가장 가능성이 높은 발생확률을 예측하였다. 향후 본 연구에서 구축한 국내가스사고 Database를 매년 지속적으로 보완 개정을 하면 국내 가스사고 예측에 대한 보다 신뢰성 있는 정보를 제공해 줄 수 있어 효과적인 가스안전관리 대책수립에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국가스학회지
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• 제26권1호
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• pp.27-33
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• 2022

가스 취급 및 저장시설의 확충과 더불어 폭발의 규모가 다양해짐에 따라 사고를 대비한 방폭 설비 관련 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 방폭 인증시험 대상 설비 중 하나인 가스차단문은 폭풍파나 내부 화재로 인한 팽창압력을 차단하는 동시에 내부의 인원과 장비를 보호하는 역할을 한다. 현재 사용되는 가스차단문은 방폭성능 인증시험 대상 설비임에도 방폭 설계 관련 규정이 명확히 제시되지 않고 있으며 해당 설비의 폭발압력저항성능평가에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 미국재료시험협회(ASTM)에서 제시하는 가스차단문 규격에 관한 규정(ASTM F-1069-87, F-1068-90)을 참고하여 가스차단문을 3D 형상으로 모델링하고 ANSYS Explicit Dynamics 해석을 통해 기준 대비 가스차단문의 영구적 변형량을 비교하였다. 또한, 방폭 설비 관련 연구에서 사용되고 있는 회전연성도·변위연성도 계산을 통한 방폭성능 평가 방법을 함께 고려하여 가스차단문의 수치해석적 폭발압력저항 성능평가를 수행하였다.

• 한국가스학회지
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• 제11권4호
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• pp.7-11
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• 2007

축열식 소각로에서 화재폭발 사고보고서가 있었다. 본 논문은 수지 재처리공정에서 축열식 소각로의 사고원인을 조사하였다. 실험은 인화점 시험기, 폭발한계장치, 자동발화 시험기, 가스크로마토그래프를 사용한 물리화학적 특성과 열안정성시험기 활용한 열안정성을 분석하였다. 축열식 소각로를 가동하는 공정의 사고예방을 위해 화재폭발 사고원인을 규명하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.281-288
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• 2014

가스폭발은 해양플랜트 산업에서 발생할 수 있는 치명적인 사고 중 하나이며, 탑사이드 플랫폼은 폭발압력에 따른 구조 건전성을 확보해야만 한다. 따라서, 해양플랜트 분야에서는 이러한 폭발사고에 대비한 방폭설계에 관한 많은 연구가 수행되었지만, 여전히 추가적으로 세밀한 분석이 더 필요한 실정이다. 폭발 설계하중 계산과정에서 도출된 충격량은 CFD 해석결과로 계측된 폭발 압력 응답에서의 곡선 아래 면적의 절대 값에 의해 결정되어 진다. 하지만 가스폭발에서의 부압구간은 TNT 폭발이나 가스폭발과는 달리 상당부분 존재한다. 본 연구의 목표는 이러한 부압구간이 구조물의 거동에 미치는 영향에 대해서 분석하는 것이다. 따라서 방폭설계가 필수적으로 요구되어지는 FPSO 탑사이드의 방화벽을 폭발하중에 따른 구조 응답을 분석하기 위한 대상물로 선정하였다. 폭발 하중-시간이력 데이터는 FLACS를 이용한 폭발 시뮬레이션 과정을 통해 획득하였으며, LS-DYNA는 비선형 과도 응답해석을 위해 사용되었다.

• 한국가스학회지
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• 제19권2호
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• pp.12-19
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• 2015

CCS(Carbon Dioxide Capture and Storage)은 온실가스의 주원인 중 하나인 $CO_2$를 감축하기 위한 대안으로 발전, 시멘트 및 철강 산업 등에서 발생하는 대량의 $CO_2$를 포집, 압축 액화하여 저장소에 격리하는 일련의 전 과정을 말한다. 이때, 포집된 $CO_2$는 수송 과정 전 후에 임시저장소에 저장 하게 된다. $CO_2$는 일반적으로 비 가연성, 무독성 가스로 저장소에서 화학적 폭발을 일으킬 가능성이 희박한 가스지만, 임시로 저장되어 보관될 동안 100bar이상의 압력으로 보관되고 있으며, 포집된 가스에 포함된 불순물과 산화물 등에 의해 용기의 부식으로 인한 물리적 폭발이 일어날 가능성이 있다. 폭발 강도는 일반적으로 TNT 상당질량을 통해 계산할 수 있으며, $CO_2$ 임시 저장소는 대량의 $CO_2$를 보관하기 위한 시설로 용기의 용량을 100,000L(100톤)로 가정하여 계산하였다. 계산을 통하여 약 100bar로 압축되어 저장된 100톤의 임시저장소 1개가 폭발할 때의 폭발위력을 산출하면, 대략 2346 lb 이며, 이를 환산하면 약 1064 kg의 TNT가 폭발하는 위력과 동일한 것으로 계산된다. 폭발중심으로부터의 거리에 따른 과압은 환산법칙(scaling law)을 통해 계산하였다. 또한, 폭발과압으로 인한 인체 상해에 대해 폐출혈(Lung Haemorrhage)로 인한 사망과 고막파열 등의 상해를 고려하여 Probit 모델을 통하여 추정하였다.

• 한국가스학회지
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• 제23권4호
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• pp.46-64
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• 2019

폭발위험장소의 선정과 거리계산에 대한 상세기술기준 KGS GC101 2018(가스시설의 폭발위험장소 종류 구분 및 범위 산정에 관한 기준)이 제정되어, 2018년 7월 12일부터 시행되었다. IEC60079-10-1 2015 (Explosive atmospheres Part 10-1: Classification of areas - Explosive gas atmospheres)에 대한 전수 내용을 정리하고, 모호한 기준의 해석이나 기준에 대한 가이드라인을 추가하여 제정하였다. KGS GC101은 폭발위험장소 종류의 구분을 위한 방법으로 (1)누출등급의 결정 (2)누출 홀 크기의 결정 (3)누출유량의 결정 (4)희석등급의 결정 (5)환기유효성의 결정을 통하여 최종적으로 (6)위험장소의 결정 (7) 폭발위험장소 범위의 산정을 할 수 있다. 이 과정을 쉽게 계산하기 위하여 Visual Basic for Application (Excel) 언어로 구성한 프로그램(KGS-HAC, C-2018-020632)을 한국가스안전공사에서 제작하였고, 현재 시범 사용 중(2019년 4월 1일 현재 v1.14)에 있다. 그럼에도 불구하고 현장에서 어려워하여, 본 논문을 통하여 코드 및 프로그램의 사용법을 설명하는 것으로 해결코자 한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.197-205
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• 2015

가스 생산용 해양플랜트 설비의 경우 폭발의 위험에 노출되어 있으며, 폭발사고는 구조물의 안전성에 치명적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 이러한 폭발사고에 의한 피해를 최소화하기 위해서는, 폭발하중에 의한 구조부재의 동적응답 특성을 명확히 파악할 필요가 있다. 폭발하중의 경우 매우 짧은 시간 동안에 구조물에 가격되었다가 소멸되기 때문에 구조부재의 고유주기 및 폭발하중의 지속시간을 고려한 동적응답 평가가 필수적으로 요구된다. 일반적으로 가스 폭발하중의 경우, 부 압력단계가 전체 하중 이력에서 상당 부분 존재하며, 본 연구에서는 이러한 부 압력단계의 형상에 따라 총 하중 지속시간을 결정하는 하중 모델을 제안하였다. 방화벽은 폭발사고 시 장비 및 인명 피해를 방지하고자 FPSO 탑사이드 모듈 사이에 배치되는 구조부재이므로 폭발하중에 의한 응답이력 특성 분석이 반드시 필요하다. 때문에 무 감쇠 단 자유도 모델에 가스 폭발하중을 적용하여 변위응답 특성을 분석하였으며, 평판으로 구성된 방화벽의 FE 모델을 이용한 하중 지속시간과 구조부재들의 고유주기를 고려한 응답 특성을 분석하였다. LS-DYNA를 이용한 선형/비선형 구조해석 분석결과, 부 압력단계의 지속시간이 구조물의 동적응답에 큰 영향을 주는 것을 보였다.