• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.666-669
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• 2010

여러 가지 지하시설물 중 국가 주요 자원의 수송망을 책임지는 주요구조물인 수도관, 가스관등의 배관구조물은 접근이 쉽지 않은 지하공간에 복잡하게 연결되어 있어 그 중요성에 비해 유지, 관리, 보수가 쉽지 않았다. 이러한 배관구조물을 균열, 조인트 풀림 등의 손상으로부터 보다 안전하고 효율적으로 관리하기 위하여 상시적 배관구조물 손상진단기법을 연구하였다. 이를 위해 배관 구조물 시험체에 볼트풀림, notch 등과 같은 손상에 대하여 대표적인 압전센서인 PZT와 MFC를 부착하고 임피던스기법 및 유도 초음파기법을 적용하여 볼트풀림개수, notch 손상개수 증가에 따른 출력신호를 반복 계측하였다. 객관적인 평가를 위해 계측된 신호를 신호처리기법인 웨이블렛 변환을 수행하고, RMSD 및 1-CC의 손상지수를 사용하여 구조물손상을 정량화 시켰으며 이를 토대로 구조물의 건전성의 기준이 되는 임계값을 설정함으로서 임피던스와 유도초음파 두 검색기법을 이용한 상시적 배관구조물 건전성 모니터링의 가능성을 살펴보았다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.94-94
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• 2011

배관 구조물에서는 내부 미세 균열에서부터 국부 좌굴, 볼트 풀림, 피로 균열 등과 같이 다양한 형태의 손상이 복합적으로 발생 가능하다. 이러한 복합 손상은 배관 구조물의 누수, 누유 등의 사고를 야기할 수 있다. 하지만 기존의 단일 스케일 계측 시스템으로부터 복합 손상에 의한 실시간 누수를 진단하기는 매우 어렵다. 본 연구 단계에서는 누수를 야기하는 복합 손상을 효율적으로 진단하기 위하여 선행 연구에서 제안된 압전센서를 이용한 자가 계측 회로 기반의 다중 스케일 계측 시스템을 구조물의 복합 손상 진단에 적용하였다. 자가 계측 회로 기반 다중 스케일 계측 시스템은 크게 두 가지 형태의 신호를 계측한다. 첫 번째 스케일은 임피던스 계측으로부터 특정 주파수 대역폭에 대한 구조 응답을 계측하며, 두 번째 스케일은 유도 초음파 계측으로부터 단일 중심 주파수에 해당하는 구조물의 응답을 계측한다. 복합 손상을 손상 유형별로 분류하기 위하여 E/M 임피던스(Electro-mechanical impedance)및 유도 초음파(Guided wave) 계측으로부터 추출한 특성을 이용하여 2차원 손상지수를 계산하고 이를 지도학습 기반 패턴인식 기법(Supervised learning based pattern recognition) 중 확률론적 신경망 기법(Probabilistic Neural Network, PNN)에 적용한다. 제안된 기법의 적용성 검토를 위하여 파이프 구조물에 인위적으로 다중 손상을 생성시켜 시험을 수행하였다. 본 연구에서 제안된 기법이 실제 배관 구조물에 성공적으로 적용된다면 손상 부재의 거동 및 구조물 성능의 손상에 대한 영향을 효율적으로 진단하고 평가함으로써 배관 구조물의 효과적인 유지관리가 가능할 것으로 예상된다.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.18 no.3
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• pp.205-210
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• 1998

이미 오래전부터 국내외에서 석유화학공장 등의 보온 배관에서 보온재를 벗기지 않고 배관의 부식 손상 및 잔존두께를 평가하는데 방사선투과시험법을 적용해 오고 있다. 그러나 배관 용접부의 결함 탐상에 관한 방사선투과법에 대한 국제 및 국내 코드는 이미 마련되어 있지만 배관의 두께와 내부에 존재하는 부착물(deposit) 등의 두께를 측정하는 것에 관련한 국제 및 국내 코드는 미비되어 시험 절차 및 시험 결과에 대한 시비가 근본적으로 존재할 수 밖에 없을 뿐만 아니라 표준화된 시험 기술의 미비로 현장에서 많은 시행착오를 동반하였다. 그러나 최근 이 시험법에 대한 관련 원안(protocol)을 확정하기 위해 각국에서 개별적으로 수행되었던 기존의 연구 결과들이 취합되고 있으며 부족한 부분들에 대한 연구가 국제 공동 연구 형식으로 이뤄지고 있다. 따라서 본 연구에서는 tangential radiography를 적용하여 보온된 배관의 잔존 두께를 평가할 수 있는 시험 방법을 제시하고자 하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.38 no.7
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• pp.727-734
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• 2014

This paper describes multi-scale based ductile fracture simulation using finite element (FE) damage analysis. The maximum and crack initiation loads of cracked components were predicted using proposed virtual testing method. To apply the local approach criteria for ductile fracture, stress-modified fracture strain model was adopted as the damage criteria with modified calibration technique that only requires tensile and fracture toughness test data. Element-size-dependent critical damage model is also introduced to apply the proposed ductile fracture simulation to large-scale components. The results of the simulation were compared with those of the tests on SA333 Gr. 6 full-scale pipes at $288^{\circ}C$, performed by the Battelle Memorial Institute.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.27 no.2
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• pp.1-6
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• 2023

PE piping, which has advantages in terms of construction convenience and economy, is widely used for underground burial in the domestic urban gas field. These PE pipes use squeeze-off in many sites to block gas flow during maintenance and repair work. Squeeze-off refers to a method of compressing a PE pipe to block fluid flow, and damage may occur due to the nature of construction in which the pipe is deformed by physical force. In order to prevent damage to PE pipes due to squeeze-off, the main points to be reflected in the squeeze-off operation procedures such as proper compression range, use pressure, and diameter were derived through damage assessment and confidential test according to the compression rate. The compression experiment for PE pipe damage assessment was conducted while changing the compression rate (20%~40%), the pressure of use (2.8 kPa, 25 kPa, 70 kPa), and the pipe diameters (63 mm, 90 mm, 110 mm). As a result of damage assessment according to the compression rate, damage occurred in pipes with compression rates of 45%(110mm) and 73%(63mm), which are for analyzing the effect of excessive compression. In addition, the leakage test was conducted using Ar(argon) during the squeeze-off, and as a result of the experiment, leakage occurred under the conditions of 70kPa and 110mm of pipe. As a result of this study, it was confirmed that squeeze-off for airtightness should be carried out in pipes within a range not exceeding 25 kPa and 90 mm pipes, and the appropriate compression rate to prevent damage to PE pipes is 30%.

• Fire Science and Engineering
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• v.30 no.3
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• pp.55-61
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• 2016

In this study, to determine whether it is possible to apply Polyethylene (PE) compound pipe, which was developed to solve the problem caused by the corrosion of the fire protection piping currently in usein water based fire extinguishing systems, we performed an actual mockup fire test. Since no test standard was available related to the developed compound pipe, we compared and analyzed domestic and international technical materials and test standards and selected suitable fire test standards to evaluate the performance of the PE compound pipe. we applied two fire test standards to the PE compound pipe, viz. those for CPVC and metallic pipes, and conducted a total of 6 experiments to evaluate its performance. According to the results of the first and second fire tests based on the test standard for the CPVC pipe, neither the fitting nor the piping was damaged or deformed and no leakage was observed in the pressure test, which was performed for 5 minutes. For the fire test based on the metallic pipe test standard, a total of 4 experiments were conducted. The first two experiments were conducted to simulate the wet piping system. In the results of this fire test, neither leakage nor rupture was observed from the PE compound pipe and no damage was caused, such as the secession of the PE material. However, in the next two experiments, which simulated the dry system, the PE compound pipe suffered damage and rupture, including deformation before the fire fighting water was discharged. Therefore, we found that the piping performance of the PE compound pipe did not undergo any deterioration, including fusion, deformation, or damage, in the wet piping system simulated fire test.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.33 no.12
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• pp.1393-1400
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• 2009

The objective of this study is to validate local failure criteria, which were proposed based on the notched-bar specimen tests combining with finite element (FE) simulations, using the results of real-scale pipe failure tests. This study conducted burst test using wall-thinned pipe specimens, which were made of 4 inch Sch.80 ASTM A106 Gr.B carbon steel pipe, under simple internal pressure at ambient temperature and performed associated FE simulations. Failure pressures were estimated by applying the failure criteria to the results of FE simulations and were compared with experimental failure pressures. It showed that the local stress based criterion, given as true ultimate tensile stress of material, accurately estimated the failure pressure of wall-thinned pipe specimens. However, the local strain based criterion, which is fracture strain of material as a function of stress tri-axiality, could not predict the failure pressure. It was confirmed that the local stress based criterion is reliably applicable to estimation of failure pressure of local wall-thinned piping components.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1995.04a
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• pp.318-321
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• 1995

원자력 발전소의 안전성 보장 및 신뢰성 향상을 위하여 시운전 단계에서 원자력 발전소내 안전등급에 해당하는 배관계통의 상태 확인을 위하여 각종시험을 하도록 되어있다. 특히 새로운 설계기념, 크기 또는 용량을 갖는 원자로 모델에 대해서는 필수적으로 건전성 평가를 하게 되었다. 이를 위해 발전소 건설기간에 시행하는 고온 기능시험 중에 원자로 주변 주요 시스템인 원자로 냉각재 루프 계통에 대한 건전성 확인을 위해 압전형 고온 가속도 센서를 이용하여 정상운전상태의 진동을 측정하여 시스템 진동거동을 규명하였다. 배관시스템의 일상운전상태는 유체의 흐름과 기기운전이 일정한 정상상태와 펌프의 기동 또는 정지 및 밸브의 급격한 개폐등으로 발생하는 과도상태로 나눌 수 있다. 따라서 두 가지 상태의 진동을 측정해야 한다. 배관계통은 정상운전 상태로 설계수명을 유지할 수 있어야 하므로 정상진도잉 최소화 되어야 한다. 진동 평가기준은 배관재질의 응력(S/N 커브) 곡선을 참조하여 설계수명내에 손상이 일어나지 않도록 재료의 허용응력을 산정하고 이를 진동변위로 환산하여 정한 것이며 이 값에 측정 데이타를 비교하여 1차계통 배관의 건전성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Industrial Safety Conference
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• 2002.05a
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• pp.403-406
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• 2002

가정용 및 산업용으로 사용되고 있는 천연가스는 70kg/cm1의 압력으로 지하에 매설되어 있는 API 5L X65재질의 배관을 통하여 공급되고 있다 생산기지에서 공급되는 압력이 70kg1cmr이지만 가스소비량에 따라 계절별 및 월별 가스 내압이 변화되고 있다. 하루에도 최대 2회정도 주기적으로 변화를 보이고 있다. 본 연구에서는 API 5L X65등급의 가스배관 모재 및 용접부에 일정한 형태의 가우지 결함을 가공하여 현재 사용중인 내압 조건과 유사한 내압변화를 재현하여 피로수명을 평가하였다.(중략)

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.26 no.4
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• pp.731-738
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• 2002

To understand failure behavior of pipe thinned by flow accelerated corrosion, in this study, the pipe failure tests were performed on 102mm-Sch.80 carbon steel pipe with various local wall thinning shapes, and the failure mode, load carrying capacity, and deformability were investigated. The tests were conducted under loading conditions of 4-points bending and internal pressure. The experimental results showed that the failure mode of thinned pipe depended on magnitude of internal pressure and thinning length as well as loading direction and thinning depth and angle. The variation in load carrying capacity and deformability of thinned pipe with thinning length was determined by stress type appled to the thinning area and circumferential thinning angle. Also, the effect of internal pressure on failure behavior was dependent on failure mode of thinned pipe, and it promoted crack occurrence and mitigated local buckling at thinned area.