• 에너지공학
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• 제17권4호
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• pp.204-211
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• 2008

폴리에틸렌(Polyethylene; PE) 배관은 시공이 편리하고 강관에 비해 가격이 저렴하기 때문에 저압 공급용으로 많이 사용하고 있다. 본 연구에서는 유한요소 해석을 이용하여 매설한 PE배관이 다양한 외부하중을 받는 경우에 발생하는 응력 및 변형에 대하여 알아보았다. 배관 직경이 $50{\sim}400mm$인 PE배관에 대하여 매설 깊이를 $0.6{\sim}1.2m$로 달리하고 그리고 공급압력을 $0.4{\sim}4bar$로 변화시켰을 때 배관에 발생하는 응력을 유한 요소를 이용하여 계산하였다. 결과적으로 매설 상태에서 각 하중 조건에 따른 응력 상태 그리고 복합적인 하중이 작용할 경우에 400호 배관에 발생하는 음력을 계산한 결과 매설 깊이가 1m일 때 최대 원주방향응력이 가장 작은 값을 나타내었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권4호
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• pp.405-413
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• 2015

최근 미국에서는 가동기간이 오래된 원전 매설배관에서 부식 및 침식에 의해 삼중수소 누설로 지하수가 오염되는 사례가 급증하고 있다. 따라서, 현재 원전 안전등급 매설배관으로 사용되고 있는 금속재료의 배관을 대신해서 부식 및 침식 등의 열화 손상에 대한 저항성이 우수한 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 배관을 ASME Code Class 3 안전계통 배관으로 사용하기 위한 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 발전소 가동 중 매설배관에 가해질 수 있는 하중과 온도 범위를 바탕으로 HDPE 배관 융착부에 대한 인장 시험과 저속균열성장 (SCG) 시험을 수행하였다. 시험 결과로 얻은 SCG 시험편의 파단면을 분석하여 HDPE 재료의 파손 기구를 파악하였다. 이를 바탕으로 3D 유한요소 해석을 이용하여 균열이 있는 HDPE 재료가 버틸 수 있는 한계하중에 대한 검증을 수행하였다.

• 한국가스학회지
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• 제13권2호
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• pp.7-13
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• 2009

관망 내 배관의 간섭 거동에 따른 지하 매설 배관의 영향선 분석을 위하여 실제 환경에 부합 하도록 지하의 상부와 하부에 각각 하수관거와 가스관을 매설하여 유한요소모델을 구현하였으며, 두 배관의 교차 정도에 따라 하부 가스 배관의 영향선을 분석하였다. 하수관거와 가스관은 각각 1.0m와 3.39m의 매설심도를 가지며, 두 배관이 이루는 교차각은 $0{\sim}90^{\circ}$에 대하여 해석을 실시하였다. 본 연구에서는 Ring Deflection과 Bending Stress의 결과로부터, 교차각에 따른 영향선을 분석하였으며, 그 결과 두 배관이 이루는 교차각과 하부 배관의 영향선은 일치함을 알 수 있었다. 따라서 배관의 간섭 거동에 따른 하부 배관의 영향선은 두 배관의 교차각과 깊은 관계가 있다고 판단된다.

• 한국가스학회지
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• 제18권3호
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• pp.67-74
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• 2014

인구가 밀집되어 있는 도심지역에 매설된 천연가스 공급배관은 외부 또는 내부 결함으로 인한 가스의 누출, 확산, 화재, 폭발로 발생되는 재산과 인명피해의 큰 잠재위험을 지니고 있다. 사고를 미연에 방지하기 위해 정량적 평가에 기초한 위험관리를 실시하고 있으며, 매설배관의 정량적 위험성을 평가하기 위해서는 우선적으로 사고피해영향 분석을 통한 화학물질의 누출량 계산, 확산 분석, 화재 및 폭발로 인한 복사열과 압력파 계산이 필요하다. 본 논문에서는 CCPS, TNO에서 제안하는 model 들을 통하여 실제 San Bruno 매설배관 폭발 사고 시나리오를 기반으로 천연가스의 누출량, Fireball의 복사열 계산을 수행하고 결과 값을 실제 피해결과와 비교분석 하였다.

• 한국가스학회:학술대회논문집
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• 한국가스학회 2000년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.116-116
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• 2000

• 한국가스학회지
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• 제8권3호
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• pp.1-7
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• 2004

최근 가스관용으로 압력손실이 큰 동관의 사용은 점차 줄어들고 있는 추세이며, 한편으로는 폴리에틸렌관이 신소재배관재료로서 사용되어 지고 있다. 폴리에틸렌관은 화학적으로 안정성이 높아 부식에 강하고 반영구적으로 사용할 수 있으며, 유연성이 좋아 설치와 유지관리가 편한 장점이 있다. 그러나 외부에 노출되었을 때 쉽게 열화되므로, 주로 저압가스용 매설배관으로서 사용하고 있는 실정이다 그러나 매설배관으로 사용되는 폴리에틸렌관의 사용 중에 발생하는 결함에 대한 비파괴적 평가에 대한 연구는 거의 없다. 본 연구에서는 폴리에틸렌 배관의 건전성을 평가하기 위해 다양한 결함을 상정하여 볼 베어링 충격시험에 따른 음향방출에 의한 신호특성을 평가하였다. 폴리에틸렌 배관의 결함 형상에 따라 파형 및 중심주파수의 구별이 가능하였다. 특히, 노치결함이 있는 경우 노치의 각도와 깊이에 따라 AE신호의 특성이 다르게 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제20권5호
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• pp.72-81
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• 2016

매설된 강관의 피복이 손상되는 경우에는 부식이 발생할 수 있고, 부식으로 인한 핀홀이 발생하여 가스누출사고가 발생할 수도 있다. 미국과 영국 등 국외에서는 이를 방지하기 위하여 DCVG 또는 ACVG 등을 이용하여 매설된 배관의 피복손상을 탐측하고 이상부위에 대하여 직접 굴착을 통해 배관외면부식여부 등을 확인하고 필요시에는 보수를 하고 있다. 이를 외면부식 직접평가법(ECDA)이라 하며, NACE 기준 등에서 ECDA에 대한 기준을 규정하고 있다. 국내의 경우에는 2014년 중압배관의 정밀안전진단 제도를 도입하면서 KGS 코드에 외면 부식직접평가에 대한 내용을 포함하여 규정하고 있다. 본 연구에서는 매설배관의 외면부식을 탐측할 수 있는 장비를 개발하고, 개발된 장비의 실증시험을 위한 배관시험장을 구축하였다. 또한, 개발된 장비의 성능을 입증하기 위하여 배관 시험장에서 현장 실증시험을 실시하였다. 현장 실증 시험은 개발된 장비와 국내에 도입되어 사용중인 국외 장비와의 피복결함 탐측 성능 비교시험으로 실시하였다. 개발한 장비를 이용하여 매설배관 탐측 시험을 실시한 결과, 개발한 장비는 미국이나 영국에서 개발되어 국내에 보급되어 사용중인 장비에 비해 훨씬 사용이 편리하고 성능이 우수함을 확인할 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제6권4호
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• pp.40-46
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• 2002

천연가스 수송배관은 매설환경에서의 방식 및 외부충격 등에 대비하여 배관을 보호할 목적으로 폴리에틸렌(polyethylene)으로 피복(coating)되어 있다. 국내 천연가스의 보급과 함께 배관피복 기술도 초기 사용하던 폴리에틸렌 테이프에서, 분말용착식의 1층(one-layer), 압출식의 2층 피복으로 발전되어 현재는 에폭시 층이 도입된 3층 피복 시스템을 적용한 배관들이 전국에 매설되고 있다. 그러나 강관에 적용된 폴리에틸렌 피복이 경우에 따라 장기간사용에 따른 자연균열이 발생하여 피복의 안정성에 문제를 일으키기도 하므로, 상업적인 배관 피복재들의 내구 물성의 분포를 확인하여 천연가스 수송용 배관의 신뢰성 확보에 기여하고자 하였다. 이를 위하여 선진외국에서 폴리에틸렌 배관의 내구성과 장기사용안정성 평가를 위해 오래 전부터 활용되고 있는 저속균열저항성(slow crack growth resistance: SCGR)과 배관 피복층의 산화유도시간(oxidative induction time: OIT)을 측정하여 국내 배관 피복재들의 내구성을 평가하고 이를 근거로 하여 적합한 폴리에틸렌 물성치의 목표값을 제안하였다.

• 융합정보논문지
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• 제9권5호
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• pp.21-26
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• 2019

도심지에는 상 하수관로, 가스관, 수소관 등 필요에 따라 여러 가지 배관이 매설된다. 매설된 배관은 시간이 경과됨에 따라 균열 등으로 노후화되면서 폭발, 누수 등의 사고 발생 위험을 가지게 된다. 이러한 위험을 방지하기 위해 많은 노후 배관 수리, 교체되지만, 배관의 위치 또한 변경될 수 있다. 변경된 배관의 위치를 확인하지 못하면 배관을 건드려서 사고가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 GPR을 사용하여 지하 단면 영상을 얻고, Faster R-CNN을 활용하여 지하 배관의 위치를 추정해보고, augmentation을 적용하여 부족한 데이터를 늘려서 실험을 진행하였다.

• 한국가스학회지
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• 제15권1호
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• pp.22-29
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• 2011

도심지 내 공사 현장 및 주변 지반에 매설된 지중 배관은 시공하중에 의한 진동에 노출이 되어있는 실정이다. 주기적으로 진동이 발생하는 매설된 배관의 지중 동적 거동 특성을 분석하기 위하여 기존 문헌 분석과 실증 실험의 결과를 토대로 수치해석을 수행하고 그 사용성을 검증하였다. 본 논문은 건설 장비중 하나인 덤프 트럭 하중의 매설 심도에 따른 배관의 거동을 분석하여 향후 지중 배관 관리기준 수립을 위한 기초 연구로서 수행되었다. 매설 심도 0.6, 1.2, 1.8m 차량 이동 속도 10km/h에 대하여 해석을 실시하였으며, 그 결과 매설 심도가 깊어질수록 진동속도 및 발생 응력이 작아지는 것을 확인할 수 있다.