• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.2401-2406
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• 2015

배관은 대형기계설비에서 다양한 작동유체를 운반하는데 사용되는데, 대형시스템의 성능을 유지하기 위해서는 부식된 배관의 잔존 수명을 정확히 예측될 필요가 있다. 하지만, 배관 형상, 물성치, 부식률 등 배관의 수명에 영향을 미치는 요인들의 불확실성이 크기 때문에 부식 잔존 수명을 정확히 예측하기 힘들다. 본 연구에서는 통계적인 접근방법인 베이지안 추론법을 이용하여 부식 잔존 수명을 예측하는 방법을 제안하였다. 여기서, 배관의 파손 확률은 베이지안 법칙을 기반으로 시간에 따른 배관 파손 압력에 관한 사전 정보와 실험데이터를 이용하여 계산되고, 부식 잔존 수명은 10%의 파손 확률을 갖는 경과시간으로 계산되었다. 예제에서는 부식에 영향을 미치는 주요인자로부터 10개와 50개의 데이터를 생성하여 배관의 파손 확률 및 배관의 잔존수명을 예측하였으며 가정한 실제 잔존수명과의 비교를 통해 제안한 방법을 검증하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.595-603
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• 2010

염소이온 침투를 받는 해양환경 콘크리트의 확률기반 내구수명 예측을 위해 몬테카를로 시뮬레이션 방법이 많이 사용된다. 그러나 몬테카를로 시뮬레이션 방법은 해석에 매우 긴 시간이 소요되며 해석결과도 매번 다른 결과를 준다. 이에 비해 신뢰성해석에 자주 사용되는 모멘트법은 계산에 소요되는 시간의 거의 없고, 동일문제에 대해서는 항상 동일한 결과를 주는 장점이 있다. 이에 이 연구에서는 신뢰성이론의 모멘트법을 염소이온 침투에 대한 부식개시확률 산정에 적용하였다. 이를 위해 먼저 일계이차 모멘트법과 이계이차 모멘트법에 의한 파괴확률 산정 프로그램을 개발하였다. 개발된 해석 프로그램들을 사용한 예제해석을 통하여 일계이차 모멘트법에 비하여 이계이차 모멘트법이 더 정확한 부식개시확률 산정결과를 줌을 확인하였다. 또 부식개시확률에 미치는 각 확률변수의 영향을 평가하는 민감도 해석을 수행하였으며, 가장 큰 영향인자는 피복두께로 나타났다. 특히 피복두께의 변동계수 변화에 의한 영향이 평균값 변화에 의한 영향 보다 더욱 현저함을 확인하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2005년도 봄학술 발표회 논문집(II)
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• pp.249-252
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• 2005

Chloride ingress is a common cause of deterioration of reinforced concrete structures. Modeling the chloride ingress is an important basis for designing reinforced concrete structures and for assessing the reliability of an existing structure. The modelling is also needed for predicting the deterioration of a reinforced structure. This paper presents an approach for the probabilistic modeling of the chloride-induced corrosion of reinforcement steel in concrete structures that takes into account the uncertainties in the physical models. The parameters of the models are modeled as random variables and the distribution of the corrosion time and probability of corrosion are determined by using Monte Carlo simulation. The predictions of the proposed model is very effective to do the decision-making about initiation time and deterioration degree.

• Computers and Concrete
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• 제29권1호
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• pp.1-14
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• 2022

Several aspects influence corrosive processes in reinforced concrete (RC) structures such as environmental conditions, structural geometry and mechanical properties. Since these aspects present large randomnesses, probabilistic models allow a more accurate description of the corrosive phenomena. Besides, the definition of limit states in the reliability assessment requires a proper mechanical model. In this context, this study proposes a straightforward methodology for the mechanical-probabilistic modelling of RC structures subjected to reinforcements' corrosion. An improved damage approach is proposed to define the limit states for the probabilistic modelling, considering three main degradation phenomena: concrete cracking, rebar yielding and rebar corrosion caused either by chloride or carbonation mechanisms. The stochastic analysis is evaluated by the Monte Carlo simulation method due to the computational efficiency of the Lumped Damage Model for Corrosion (LDMC). The proposed mechanical-probabilistic methodology is implemented in a computational framework and applied to the analysis of a simply supported RC beam and a 2D RC frame. Curves illustrate the probability of failure evolution over a service life of 50 years. Moreover, the proposed model allows drawing the probability of failure map and then identifying the critical failure path for progressive collapse analysis. Collapse path changes caused by the corrosion phenomena are observed.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권8호
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• pp.555-563
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• 2019

상수도관은 시간이 흐름에 따라 부식이 발생할 수 있으며 이로 인해 관두께가 작아져 기존의 성능을 발휘하기 힘들어진다. 이에 본 연구에서는 관두께 변화에 따른 파괴확률을 정량적으로 산정할 수 있는 수치모형을 개발하였으며 이를 실제 상수도관망에 적용하여 사용연수가 증가함에 따라 파괴확률이 어떻게 변화하는지 분석하였다. 파괴확률은 FORM(First Order Reliability Method)를 사용하여 산정되었고 압력의 통계적 특성을 분석하기 위해 여러 가지 다른 시나리오를 이용하여 부정류해석을 수행하였으며 신뢰함수로는 주장력공식을 개선한 KCIP(Korea Cast Iron Pipe)식을 사용하였다. 또한 부식으로 인한 두께변화를 산정하기 위하여 Nahal and Khelif식과 Romanoff의 식을 사용하였으며 이를 통하여 10년, 20년, 30년 후의 부식으로 인한 관두께를 추정하였고 이에 따른 파괴확률을 산정하여 비교분석하였다. 본 연구에서 적용된 상수도관망A의 경우 Nahal and Khelif의 식을 사용하였을 때 100 mm 직경의 강관이 사용연수가 10년, 20년, 30년으로 증가할 경우 파괴확률은 상수도압 $12kg/cm^2$ 일 때 각각 6.8%, 7.8%, 8.5%로 점진적으로 증가하는 것을 알 수 있었고, Romanoff의 식을 사용하였을 경우 6.4%, 7.5%, 8.9%로 증가하는 것을 확인하였다.

• 한국안전학회지
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• 제25권6호
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• pp.1-8
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• 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.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.142-154
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• 2011

본 연구에서는 철근 콘크리트 터널 구조물을 해상 대기중 비래염분이 침투하는 터널 내벽과 해수에 항시 접촉하는 터널 외벽으로 구분하여, 몬테카를로 시뮬레이션에 의해 철근 부식 개시 확률을 예측하였다. 염해관련 변수의 변동성을 평가하기 위하여 염소이온 확산계수, 표면 염소이온농도, 피복두께, 임계 염소이온농도를 실제 실험 및 문헌 조사를 통해 확률특성을 구하였다. 그 결과 염소이온 확산계수의 평균치는 $3.77{\times}10^{-12}m^2/s$ 이었으며, 대상 부재인 터널 내벽과 외벽의 피복두께는 각각 45.5mm, 94.7mm으로 조사되었고, 임계 염소이온농도의 평균은 결합재 단위중량당 0.69%이었다. 각 변수의 확률적 특성에 근거하여 노출기간에 따른 철근위치에서의 염소이온 농도 분포를 구하였다. 재령이 증가할수록 침투 염소이온 농도의 평균값은 증가하며, 변동계수는 감소하게 됨을 알 수 있었다. 또한 확률론적 염해 해석기법을 적용하여 콘크리트 터널 내벽과 외벽에 대해 내구수명 및 부식개시 확률을 평가하였다. 염소이온 침투의 시간의존성을 고려하지 않은 경우 터널 내벽과 외벽에 대해 각각 8년, 12년의 내구수명이 도출되었으나, 시간의존적 모델에서는 178년, 283년의 내구수명이 계산되어 구조물의 설계내구수명(100년)을 만족하고 있음을 보였다. 또한, 시간의존성을 고려하지 않은 경우 100년에서의 부식 개시 확률은 터널 내벽과 외벽에 대해 각각 59.5, 95.5%였으며, 시간의존성 모델에서는 2.9, 0.2%로 계산되었다. 따라서 구조물의 과다설계를 방지하고 보다 합리적인 내구수명 설계 및 평가를 위해서는 염소이온 확산의 시간의존성을 고려하여야 한다. 마지막으로 본 연구에서 문헌 조사를 통해 구한 부식 발생 임계 농도를 현재 콘크리트 관련 기준에 제시한 값과 비교하여 분석하였다.

• 한국가스학회지
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• 제14권4호
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• pp.31-36
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• 2010

본 논문은 부식 배관의 파손 가능성에 대해 확률론적 분석방법을 설명하고, 이를 단순화하여 계산할 수 있는 방법을 제안하였다. 부식 배관의 파손은 운전압력이 부식 배관의 잔존강도를 초과할 때 발생하는데 이를 한계상태 함수로 설정하여 분석하면 부식이 진행됨에 따른 누출확률에 대한 불확실성을 예측할 수 있다. 이 한계상태 함수는 해석해가 존재하지 않으므로 전통적으로 불확실성을 예측하기 위해 Monete-Carlo Simulation (MCS)을 사용한다. 본 연구에서는 한계상태 함수의 해가 하나만 존재한다는 점에 착안하여 그 해를 수치적으로 찾는 방법을 제안하였다. 이 방법은 MCS를 이용한 결과와 비교할 때 오차가 적으면서도 매우 빠르게 계산할 수 있어 효율적인 방법이라 판단된다.

• 한국기계가공학회지
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• 제5권3호
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• pp.86-91
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• 2006

The compressive residual stress, which is inducing by shot peening process, has the effect of increasing the intrinsic fatigue strength of surface and therefore would be beneficial in reducing the probability of fatigue damage. However, it was not known that the effect of shot peening in corrosion environment. In this study, the influence of shot peening and corrosion condition for corrosion property were investigated on immersed in 3.5% NaCl, 10% HNO3 + 3% HF, 6% $FeCl_3$. The immersion test was performed with two kind of specimen. The immersion periods was performed 150days. Corrosion potential, weight loss were investigated from experimental results. From test results, the effect of shot peening on the corrosion characteristics was evaluated.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.25-30
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• 2015

In the present study, complex leakage probabilities of nuclear pipes due to fatigue and stress corrosion cracking are evaluated by using the PINTIN(Piping INTegrity INner flaws) that is developed based on the existing PRAISE(Piping Reliability Analysis Including Seismic Events) program. With regard to the aging and crack instability, small leak and big leak probabilities are calculated for several pipes in a reactor coolant system of domestic nuclear plant. Moreover, sensitivity analysis is also performed to find out the effect of parameters for the leakage of pipes, which shows the coolant temperature is the most influencing parameter.