• Structural Engineering and Mechanics
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• 제65권2호
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• pp.191-201
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• 2018

The corrosion environments in a steel structure are significantly different depending on the individual parts of the members. To ensure the safety of weathering steel structures, it is important to evaluate the time-dependent corrosion behavior. Thus, the progress and effect of corrosion damage on weathering steel members should be evaluated; however, the predicted corrosion depth, which is affected by the corrosion environment, has not been sufficiently considered until now. In this study, the time-dependent thicknesses of the corrosion product layer were examined to quantifiably investigate and determine the corrosion depth of the corroded surface according to the exposure periods and corrosion environments. Thus, their atmospheric exposure tests were carried out for 4 years under different corrosion environments. The relationship between the thickness of the corrosion product layers and mean corrosion depth was examined based on the corrosion environment. Thus, the micro corrosion environments on the skyward and groundward surfaces of the specimens were monitored using atmospheric corrosion monitor sensors. In addition, the evaluated mean corrosion depth was calculated based on the thickness of the corrosion product layer in an atmospheric corrosion environment, and was verified through a comparison with the measured mean corrosion depth.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권4호
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• pp.45-53
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• 2023

본 연구에서는 해양환경에 노출된 강부재의 표면염분과 부식량의 상관관계를 분석하기 위하여 해상강교량의 보강형 거더 부재와 강박스 실험체를 대상으로 표면염분량과 평균부식두께를 부재단위로 평가하였다. 표면염분은 월단위로 1년간 Bresle method를 활용하여 계측하였고, 부식량은 실험용 모니터링 강판에 발생한 부식생성물로 인한 중량감소량을 평균부식두께으로 환산하여 분석하였다. 표면염분과 부식량을 계측한 결과, 강부재의 형상이나 설치위치에 따라 상대적인 표면염분량과 평균부식두께의 차이가 나타났으며, 동일한 교량 내에 설치된 동일한 형상의 부재라도 부식량이 국부적으로 급격히 증가하는 것을 확인하였다. 표면염분과 부식량의 상관관계를 분석하기 위하여 표면염분에 따른 부식량 발생 경향을 평가하였으며, 부식량을 평가할 수 있는 평가식을 부재의 형상별로 분석하였다. 표면염분과 부식량의 상관관계 분석 결과, 표면염분의 영향으로 강부재에서 발생하는 부식량은 부재의 형상에 따라 약 1.15배까지 변화하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권7호
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• pp.16-24
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• 2019

강재로 제작된 구조물의 부식량은 설치형태에 따라 상이하게 나타나므로 그에 따른 효율적인 관리가 필요하다. 본 연구에서는 강재 수문의 설치형태와 높이에 따른 부식량과 부식속도를 평가하기 위하여 설치형태와 높이에 따라 모니터링 시험체와 부식환경측정 센서를 설치하여 대기노출실험을 실시하였다. 노출기간에 따라 모니터링 시험체를 회수하여 중량감소법으로 평가된 평균부식두께와 부식환경측정센서를 통하여 계측된 갈바닉 부식전류량과의 상관관계를 이용하여 강재 수문의 설치형태와 높이에 따른 향후 부식량을 예측하였다. 본 연구 결과 수문의 가로보 수평부재는 상대적으로 가로보 스킨플레이트 부재 등의 부식손상량과 비교하면 매우 크게 발생하고 있으며, 수문 부재의 국부적 환경에 따라 부식속도가 크게 영향을 받을 수 있음을 확인할 수 있었다. 따라서 강재 수문의 국부적 부식환경 차이에 따른 부식손상 수준을 고려한 수문의 적절한 유지관리가 필요할 것으로 판단된다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제22권1호
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• pp.55-63
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• 2023

The aim of this study was to propose a multiple linear regression (MLR) equation to predict ultimate tensile strength (UTS) of 316L stainless steel with unspecified pit corrosion. Tensile specimens with pit corrosion were prepared using a potentiostatic acceleration test method. Pit corrosion was characterized by measuring ten factors using a confocal laser microscope. Data were collected from 22 tensile tests. At 85% confidence level, total pit volume, maximum pit depth, mean ratio of surface area, and mean area were significant factors showing linear relationships with UTS. The MLR equation using these three significant factors at a 85% confidence level showed considerable prediction performance for UTS. Determination coefficient (R²) was 0.903 with training and test data sets. The yield strength ratio of 316L stainless steel was found to be around 0.85. All specimens with a pit corrosion presented a yield ratio of approximately 0.85 with R² of 0.998. Therefore, pit corrosion did not affect the yield ratio.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.171-179
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• 2020

본 연구에서는 강박스 부재의 국부 부식열화환경을 모니터링하기 위하여 실제 강교량 부재로 사용하는 부재와 동일한 형상의 강박스 모형 시험체를 제작하였으며, 실제 공용 중인 강교량과 동일한 부식환경이 구현된 강박스 모형 시험체를 상부부재, 복부부재, 하부부재로 구분하여 모니터링을 진행하였다. 각 부재에 부식환경 모니터링 센서를 설치하여 부식전류를 계측하였으며, 부식전류량 계측 값으로부터 젖음시간을 계산하여 강박스 부재에 따른 국부적인 부식환경을 평가하였다. 모니터링 결과를 통하여 주위의 대기환경으로 인하여 나타날 수 있는 부식환경과 강박스 부재 표면에 직접적으로 나타날 수 있는 부식환경의 상대적인 차이를 검토하였으며, 강박스 부재들의 상대적 부식환경과 평균부식두께의 관계를 평가하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.141-148
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• 2002

Repair were made for front pillar, center pillar and side-step panel for lightweight vehicles with head-on and 40% off-set collision of 15 km/h in a RCAR standard. The salt dilution was sprayed and the compression tests were performed for vehicles with and without anti-corrosional treatment after repair. After 764 hours of salt-dilt sprayed test without using anti-corrosion, the mean penetration depth fur corrosion was shown to be 58% of the thickness. The resulyed decrease in bending stiffness by 10∼20% can cause reduction of the residual life and crash-absorption capability for damaged vehicles. The corrosoin safety tests showed that the anti-corrosional treatment should be made to improve the safety characteristics for a or damaged car.

• 품질경영학회지
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• 제48권4호
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• pp.597-608
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• 2020

Purpose: The purpose of this paper is to present a probability distribution of the burst pressure of API 5L X65 pipes for the reliability assessment of corroded gas pipelines. Methods: Corrosion is a major cause of weakening the residual strength of the pipe. The mean residual strength on the corrosion defect can be obtained using the burst pressure code. However, in order to obtain the pipe reliability, a probability distribution of the burst pressure should be provided. This study is concerned with estimating the burst pressure distribution using Monte Carlo simulation. A response surface method is employed to represent the distribution parameter as a model of the corrosion defect size. Results: The experimental results suggest that the normal or Weibull distribution should be suitable as the probability distribution of the burst pressure. In particular, it was shown that the probability distribution parameters can be well predicted by using the depth and length of the corrosion defect. Conclusion: Given a corrosion defect on the pipe, its corresponding burst pressure distribution can be provided at instant. Subsequently, a reliability assessment of the pipe is conducted as well.

• 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.

• 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.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.39-46
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• 2020

탄산화는 콘크리트 내부로 이산화탄소가 확산되어 매립 철근에 부식을 유발함으로서 콘크리트 구조물의 구조적, 재료적 성능을 저하시키는 열화 현상이다. 결정론적인 방법을 통한 내구수명 평가는 일반적이지만, 하중 및 콜드 조인트 효과를 고려한 확률론적 내구수명 평가에 대한 연구는 매우 제한적이다. 본 연구에서는 확률 변수를 피복 두께, 이산화탄소 확산계수, 외부 이산화탄소 농도, 내부 수화물 반응량으로 정의하고 취약부와 하중 조건을 고려한 확률론적 내구수명 도출을 MCS (Monte Carlo Simulation) 기법을 통해서 진행하였다. 각 확률 변수의 평균을 1.0 ~ 3.0배로 변화시키고, 변동계수를 0.1 ~ 0.2까지 변화시키면서 내구수명을 평가하였다. 분석한 결과 피복 두께에서 47.7%의 내구수명 감소율을, 이산화탄소 확산계수에서 11.4%의 내구수명 감소율을 나타내었다. 파괴 하중에 30% 및 60%의 압축 및 인장 하중을 고려한 결과, 콜드 조인트가 고려된 경우 GGBFS 콘크리트가 OPC 콘크리트보다 탄산화에 대한 높은 저항성을 보였으며, 인장 영역에서는 사용 재료에 상관없이 선형적으로 내구수명 감소가 평가되었다. 또한 압축 하중 60% 조건에는 미세 균열의 진전으로 인해, 모든 조건에서 빠르게 내구수명이 감소하였다.