Watching the leakage accident of the Gumi Hube Global AHF(Anhydrous fluoric Acid), I experienced how much chemical accidents affect on our society. Since then, many studies have been conducted on chemical accident in many fields. The use department wanted to find improvement plans for the process system and apply them to the field. The safety field wanted to study improvement of safety through the analysis of damage effects and apply them to emergency response to reduce damage effects. In this study, Mechanical safe devices have been applied which can respond quickly to chemical accidents occurring during the charging operation to enhance the safety of the AFH ISO Tank(Anhydrous fluoric Acid International Organization for Standardization Tank). Investigation of similar tanks confirmed that other chlorine tanks with the same working procedure as AHF ISO Tank have a mechanical safety device, EFV(Excess Flow Valve). Applicability and performance for emergency shutdown when EFV is introduced in AHF ISO Tank can be verified by comparing and examining the accident situation of Hube Global Accident and the accident in Ulsan 2018. Comparing accident cases, expected performance and applicability, It is suggested that EFV, a mechanical safety device that can reduce damage from chemical accidents to the tank and handle accidents early, should be introduced to the tank.
Kim, YeonWook;Kim, JaeHoon;Yang, HoYeong;Park, SungHan;Lee, HwanKyu;Kim, BumKeun;Lee, SeungBum;Kwak, JaeSu
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.37
no.11
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pp.1349-1354
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2013
Sealing structure to prevent flowing hot gas into the driving device, located between the driving shaft and the liner of On-Off valve for controlling the hot gas flow path was studied. Wear occurs due to the constant movement of the driving shaft controlled by actuator on graphite as the sealing material. In this paper, the dynamic wear behavior in high temperature of graphite(HK-6) to be used as sealing material was evaluated. Reciprocating wear test was carried out for the graphite(HK-6) to the relative motion between shaft materials(W-25Re). The results of friction coefficient and specific wear rate according to contact load, sliding speed at room temperature and $485^{\circ}C$ considering the actual operating environment were evaluated. Through the SEM analysis of the worn surface, third body as lubricant films were observed and lubricant effect of third body was considered.
The magnetoresistance characteristics of FeN/Co/Cu/Co and FeN/Co/Cu/Co/Cu/Co/FeN multilayers using ferromagnetic iron-nitrides (FeN) has been studied. The microstructure of FeN film is the mixed ${\alpha}$-Fe and $\varepsilon$-Fe$_3$N phase on the condition that the flow rate of N$_2$ gas is over 0.4 sccm. The magnetoresistance effect is observed because of shape magnetic anisotropy induced by needle-shaped $\varepsilon$-Fe$_3$N phase. This magnetoresistance effect changes, because the degree that the shape magnetic anisotropy adheres to the adjacent Co pinned layer is varied according to the flow rate of N$_2$ gas and the thickness of FeN film. The best magnetoresistance effect is obtained on the condition that the thickness of Co free layer is 70 ${\AA}$ and the maximum MR ratio(%) value of 3.2% shows in the FeN(250 ${\AA}$)/Co(70 ${\AA}$)/Cu(25 ${\AA}$)/Co(70 ${\AA}$)/Cu(25 ${\AA}$)/Co(70 ${\AA}$)/FeN(250 ${\AA}$) mutilayer film which is fabricated at the N, gas flow rate of 0.5 sccm and the FeN film thickness of 250 ${\AA}$. Four steps are observed in the magnetoresistance curve owing to this difference of coercive force, because respective magnetic layers in the multilayer possess different coercive forces. These effects observed in these mutilayer films can be expected to application to the memory device the same MRAM as can carry out simultaneously four signals.
In order to measure the volatile organic compounds (VOCs) of a sample which is too large to use commercially available chamber, a stainless steel vacuum chamber (VC) (with an internal diameter of 205 mm and a height of 50 mm) was manufactured and the temperature of the chamber was controlled using an oven. After concentrating the volatiles of the sample in the chamber by helium gas, it was made possible to remove residual volatile substances present in the chamber under reduced pressure ((2 ± 1) × 10-2 mmHg). The chamber was connected to a purge & trap (P&T) using a 6 port valve to concentrate the VOCs, which were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) after thermal desorption (VC-P&T-GC-MS). Using toluene, the toluene recovery rate of this device was 85 ± 2 %, reproducibility was 5 ± 2 %, and the detection limit was 0.01 ng L-1. The method of removing VOCs remaining in the chamber with helium and the method of removing those with reduced pressure was compared using Korean drinking water regulation (KDWR) VOC Mix A (5 μL of 100 ㎍ mL-1) and butylated hydroxytoluene (BHT, 2 μL of 500 ㎍ mL-1). In case of using helium, which requires a large amount of gas and time, reduced pressure ((2 ± 1) × 10-2 mmHg) only during the GC-MS running time, could remove VOCs and BHT to less than 0.1 % of the original injection concentration. As a result of analyzing volatile substances using VC-P&T-GC-MS of six types of cell phone case, BHT was detected in four types and quantitatively analyzed. Maintaining the chamber at reduced pressure during the GC-MS analysis time eliminated memory effect and did not affect the next sample analysis. The volatile substances in a cell phone case were also analyzed by dynamic headspace (HT3) and GC-MS, and the results of the analysis were compared with those of VC-P&T-GC-MS. Considering the chamber volume and sample weight, the VC-P&T configuration was able to collect volatile substances more efficiently than the HT3. The VC-P&T-GC-MS system is believed to be useful for VOCs measurement of inhomogeneous large sample or devices used inside clean rooms.
Vortex tube is the device that can separate small particles from the compressed gas, as well as compressed gas into hot and cold gas. Due to energy and particle separation ability, a vortex tube can be used as the main component of the $CO_2$ absorption device. In this study, experimental approach has been performed to analyze the energy separation characteristics of the vortex tube. To obtain the preliminary design data, energy separation characteristics of the vortex tube has been tested for orifice diameter, nozzle area ratio, and tube length. As a result, the orifice diameter is the major factor of the vortex tube design. The nozzle area ratio and tube length have a minor effect on the energy separation performance. For Dc=0.6D, AR=0.14~0.16, and L=16D, maximum energy separation has been occurred. The result from this study can be used as the basic design data of the $100Nm^3$/hr class vortex tube applied to the $CO_2$ absorption device. Compared with the $CO_2$ absorption process containing an absorption tower, the process with a vortex tube is expected to have a huge advantage of saving the installation space and the operating cost.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.40
no.6
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pp.397-402
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2016
To produce adequate electricity in nuclear and thermal power plants, an optimal amount of steam should be supplied to a generator connected to high- and low-pressure steam turbines. A turbine output control device, which is a special steam valve employed to supply or interrupt the steam to the turbine, is operated using a hydraulic servo actuator. In power plants, the performance of servo actuators is degraded by the air generated from the hydraulic system, or causes frequent failures owing to an increase in the wear of the seal. This is due to the seal being burnt as generated heat using the produced compressed air. Some power plants have exhausted air using a fixed orifice, and thus they encounter power loss due to mass flow exhaust. Failures are generated in hydraulic pumps, electric motors, and valves, which are frequently operated. In this study, we perform modeling and analysis of the load-sensing air-exhaust valves, which can be passed through very fine flow under normal use conditions, and exhaust mass flow air at the beginning stage as with existing fixed orifices. Then, we propose a method to prevent failures due to the compressed air, and to ensure the control accuracy of hydraulic servo actuators.
Park, Jae-Seong;Heo, Ki-Moo;Yoon, Sung-Hoon;Moon, Yoon-Jae;Lee, Jae-Heon
Plant Journal
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v.10
no.2
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pp.48-59
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2014
Coupons which have same figure as weld joint of the forged steel valves and 1 inch nominal weld thickness were manufactured using ASTM A182 F92 material. After welding with GTAW method, the welded specimens have been post-weld heat treated at $705^{\circ}C$, $735^{\circ}C$, $750^{\circ}C$, $765^{\circ}C$, $795^{\circ}C$ and $825^{\circ}C$ for 1 hour per 1 inch nominal weld thickness each (Group 1) to evaluate characteristics of welds based on various holding temperature. Indeed, 3 welded specimens were post-weld heat treated for 30 minutes, 1 hour and 2 hour (Group 2) at $735^{\circ}C$ to evaluate characteristics of welds based on various holding time. Hardness values were measured at the weld metal, heat affected zone and base metal to observe hardness change depending on the condition. As a result of the evaluation, appropriate holding temperature for PWHT is proved as $750^{\circ}C$ and $765^{\circ}C$ for 1hour per 1 inch nominal weld thickness. Indeed, holding for 1 hour per 1 inch nominal weld thickness was insufficient for PWHT effect when the holding temperature was at $735^{\circ}C$. The microstructure of post-weld heat treated weld metal was determined as tempered-martensite structure.
As the hydrofluoric acid leak in Gumi-si, Gyeongsangbuk-do or hydrochloric acid leak in Ulsan, Gyeongsangnam-do demonstrated, chemical related accidents are mostly caused by large amounts of volatile toxic substances leaking due to the damages of storage tank or pipe lines of transporter. Safety assessment is the most important concern because such toxic material accidents cause human and material damages to the environment and atmosphere of the surrounding area. Therefore, in this study, a hydrofluoric acid leaked from a storage tank was selected as the study example to simulate the leaked substance diffusing into the atmosphere and result analysis was performed through the numerical Analysis and diffusion simulation of ALOHA(Areal Location of Hazardous Atmospheres). the results of a qualitative evaluation of HAZOP (Hazard Operability)was looked at to find that the flange leak, operation delay due to leakage of the valve and the hose, and toxic gas leak were danger factors. Possibility of fire from temperature, pressure and corrosion, nitrogen supply overpressure and toxic leak from internal corrosion of tank or pipe joints were also found to be high. ALOHA resulting effects were a little different depending on the input data of Dense Gas Model, however, the wind direction and speed, rather than atmospheric stability, played bigger role. Higher wind speed affected the diffusion of contaminant. In term of the diffusion concentration, both liquid and gas leaks resulted in almost the same $LC_{50}$ and ALOHA AEGL-3(Acute Exposure Guidline Level) values. Each scenarios showed almost identical results in ALOHA model. Therefore, a buffer distance of toxic gas can be determined by comparing the numerical analysis and the diffusion concentration to the IDLH(Immediately Dangerous to Life and Health). Such study will help perform the risk assessment of toxic leak more efficiently and be utilized in establishing community emergency response system properly.
A heavy oil of low quality has been mainly used in the diesel engine of the merchant ship as the oil price has been significantly jumped for several years. Thus, a combustion chamber of the engine has been often exposed to severely corrosive environment more and more because temperature of the exhaust gas of the combustion chamber has been getting higher and higher with increasing of using the heavy oil of low quality. As a result, wear and corrosion of the engine parts such as exhaust valve, piston crown and cylinder head surrounded with combustion chamber are more serious compared to the other parts of the engine. Therefore, an optimum repair welding for these engine parts is very important to prolong their lifetime in a economical point of view. In this study, 1.25Cr-0.5Mo filler metal was welded with SMAW method in the forged steel which would be generally used with piston crown material. And the corrosion properties of weld metal, heat affected and base metal zones were investigated using electrochemical methods such as measurement of corrosion potential, anodic polarization curves, cyclic voltammogram and impedance etc. in 35% $H_2SO_4$ solution. The weld metal and base metal zones exhibited the highest and lowest values of hardness respectively. And, the corrosion resistance of the heat affected and weld metal zones was also increased than that of the base metal zone. Furthermore, it appeared that the corrosive products with red color and local corrosion like as a pitting corrosion were more frequently observed on the surface of the base metal zone compared to the heat affected and weld metal zones. Consequently, it is suggested that the mechanical and corrosion characteristics of the piston crown can be predominantly improved by repair welding method using the 1.25Cr-0.5Mo electrode.
This paper proposes a small-scale rehabilitation system that allows stroke patients to perform daily rehabilitation training in a virtual home. Stroke patients have limited activities of daily living due to paralysis, and there are many rehabilitation exercises for them to reproduce activities that take place in the house, such as turning lights on and off, door opening and closing, gas valve locking. In this paper, we have implemented a virtual home with the above mentioned daily rehabilitation training elements, by using virtual reality technology. We use Leap Motion, a hand motion recognition device, for rehabilitation of hands and fingers. It is expected that stroke patients can rehabilitate small muscles without having to visit the clinic with uncomfortable body, and will be able to get interesting rehabilitation training by avoiding monotony of existing rehabilitation tools.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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