• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.420-420
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• 2021

상수도관은 시간이 경과됨에 따라 부식이 발생하고 이로 인해 관의 두께 및 강도가 감소하여 점차 상수도관의 기능을 상실하게 된다. 이러한 노후 상수도관은 누수, 적수 등 수자원에 막대한 경제적인 손실을 발생시키고 사람들에게 많은 불편을 끼친다. 현재 우리나라도 전체 상수도관 중 노후 상수도관이 많은 부분을 차지하고 있기 때문에 교체나 개선이 시급한 실정이다. 하지만 전체 상수도관을 교체하는 것은 막대한 예산이 필요하기 때문에 현실적으로 어려운 문제이다. 따라서 상수도관의 노후도 분석을 통하여 상수관망의 최적 교체 우선순위를 판단하고 교체를 실시하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 노후도 분석에 중요한 관의 부식깊이와 잔존수명을 예측하고 신뢰성해석을 통해 파괴확률을 산정하였다. 이를 위해 Romanoff(1957)와 환경부(2002)에서 실측한 상수관의 관종에 따른 관두께 변화를 적용하여 해석하였다. 실측 자료를 통해 부식깊이, 잔존수명 예측 모델을 수립하였으며 이에 따른 관의 파괴확률을 산정하였다. Romanoff(1957)의 혼합강관과 주철관에 대한 실측 자료를 사용하여 상수관의 사용연수가 10년, 20년, 30년 경과됨에 따른 부식깊이와 관파괴확률을 산정하였다. 혼합강관의 경우 사용연수에 따른 부식깊이는 0.57mm, 0.92mm, 1.21mm으로 산정되었으며, 주철관의 경우 0.16mm, 0.24mm, 0.31mm으로 산정되었다. 또한 신뢰성모형을 직경 300mm관에 적용한 결과 최대 상수도압 15kg/cm²에서 혼합강관의 사용연수에 따른 파괴확률은 3.36%, 4.65%, 6.18%로 나타났으며 주철관은 1.36%, 2.50%, 2.68%로 나타났다. 환경부(2002)의 주철관에 대한 부식 실측 자료를 통해 상수관의 사용연수 10년, 20년, 30년 경과에 따른 부식깊이와 관파괴확률을 산정하였으며 초기 관두께 측정 자료를 통해 잔존수명도 예측하였다. 부식깊이는 1.02mm, 1.25mm, 1.41mm으로 산정되었으며, 파괴확률은 5.15%, 6.30%, 7.35%로 산정되었다. 그리고 잔존수명의 경우 부식률이 20%일 때, 잔존수명은 약 30년으로 산정되었다.

• 상하수도학회지
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• 제16권6호
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• pp.710-716
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• 2002

A General Pipe Break Prediction Model that incorporates linear and exponential models in its form is developed. The model is capable of fitting pipe break trends that have linear, exponential or in between of linear and exponential trend by using a weighting factor. The weighting factor is adjusted to obtain a best model that minimizes the sum of squared errors of the model. The model essentially plots a best curve (or a line) passing through "cumulative number of pipe breaks" versus "break times since installation of a pipe" data points. Therefore, it prevents over-predicting future number of pipe breaks compared to the conventional exponential model. The optimal replacement time equation is derived by using the Threshold Break Rate equation by Loganathan et al. (2002).

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.17-28
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• 2008

본 연구에서는 상수도 금속관의 공식특성에 따른 잔존 인장강도 예측모델을 제안하였다. 이들 모델중 회주철관에 대해서는 지수함수형 모델이 실측값에 대한 예측값의 상관성($R^2$)이 높게 나타났으며, 닥타일주철관과 강관 등은 선형함수인 공식특성에 따른 강도손실 모델이 더 예측력이 높은 것으로 나타났다. 국내에서 과거에 제조된 상수도 금속관의 파괴인성은 평균적으로 회주철관이 $40.46kgf/mm^2{\sqrt{mm}}$, 닥타일주철관이 $85.27kgf/mm^2{\sqrt{mm}}$, 그리고 강관이 $97.27kgf/mm^2{\sqrt{mm}}$로 나타났으며, 파괴인성을 이용한 잔존 인장강도 예측모델의 실측값에 대한 예측값의 상관성은 관종에 따라 다르나 0.44에서 0.86로 나타났다. 특히 이들 제안된 모델들을 새로운 지역에 매설된 상수관로에 대하여 적용한 결과, 결정계수가 0.76~0.78로 나타나 향후 노후 상수도 금속관의 잔존 강도를 예측하는데 활용됨으로서 합리적인 개대체 의사결정에도 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.