지하수에 의하여 터널 내로 유입된 수산화칼슘($Ca(OH)_{2}$)이 이산화탄소($CO_{2}$)와 차량의 배기가스($SO_{3}$) 등과 반응하여 그 반응물이 터널의 배수공 내에 침전되어 배수공 클로깅 현상이 발생하였다. 대부분의 반응물은 화학분석 결과 칼사이트의 탄산칼슘 ($CaCO_{3}$)인 것으로 나타났다. 본 연구에서는 일반적으로 터널의 배수공으로 사용되는 PVC관과 새로운 재질의 배수공인 테프론 코팅강관, 실리콘오일 코팅관, 아크릴관에 CaO 수용액과 터널 배수공 유출수를 흘려보내어 스케일 부착형태를 분석함으로써 배수공의 재질이 스케일 부착에 미치는 영향을 연구하였다. 그 결과 PVC관에서 가장 많은 양의 스케일이 생성되었고 아크릴관, 실리콘오일 코팅관, 테프론 코팅강관의 순으로 관 표면에 스케일이 적게 부착되었다. 그러나 장기적 시험결과 테프론 코팅강관의 경우 관표면이 터널 유출수에 포함되어 있는 토사로 인하여 손상되어 코팅재의 탈락, 강관의 부식 등이 발생하여 내구성에 문제가 있었다.
강관말뚝의 속채움 콘크리트 B방법에서 미끌림방지턱의 구조적인 특성을 알아보기 위하여, 강관말뚝머리의 내부에 미끌림방지턱을 설치하지 않은 시험체와 2단의 곡률 강편 미끌림방지턱을 강관말뚝내부에 용접한 시험체(시방서 방법), 그리고 미끌림방지턱을 다수의 곡률 강편과 고장력볼트로 체결한 시험체(개발형 방법)에 대하여 실물크기 인발 및 압발 실험을 수행하였다. 그 결과, 미끌림방지턱이 없는 시험체는 최대인발하중 15.6tonf에서, 최대압발하중 27.57tonf에서 콘크리트의 화학적 부착파괴가 발생하였다. 그리고 미끌림방지턱이 있는 시방서 방법과 개발형 방법의 시험체는 없는 시험체보다 최대인발하중의 약 8.9배와 최대압발하중의 6.2배 크게 나타났다. 또한 시방서 방법과 개발형 방법의 하단 미끌림방지턱에 대한 하중분담비율은 거의 동일한 거동을 보인 반면에, 상단 미끌림방지턱은 시방서방법보다 개발형 방법의 하중분담비율이 크게 기여하였다. 그리고 시방서 방법과 개발형 방법의 미끌림방지턱 형상에 의한 합성작용과 구조성능은 거의 동일하였다.
최근 강구조물의 장경간화 및 고층화로 인하여 고강도강재의 사용이 점차 증가하고 있다. 고강도강재(POSTEN60, POSTEN80)가 적용된 강구조물의 정확한 내진설계를 위해서는 반복하중 작용시 발생하는 대변형 및 비선형반복거동을 구현할 수 있는 해석기법이 필요하다. 본 연구에서는 고강도강재의 단조재하실험 및 반복하중실험을 기초하여 반복소성모델을 제안하였다. 제안된 소성모델과 유한변위이론을 적용한 3차원 탄소성 유한변위해석기법을 개발하였으며 이를 실험값과 비교하여 검증하였다. 검증된 3차원 탄소성 유한변위해석을 이용하여 고강도 원형강교각의 내진해석을 수행하였다. 또한, 고강도 원형강교각의 지름-두께비에 따른 내진성능을 명확히 하였다.
본 연구는 스틸 파이프 생산의 과거 이력을 분석하여 주요 특성별 높은 수율을 갖는 제품을 선별하고 각 공정별 최소 불량률을 가진 제품 모델을 구현함으로써 제품 생산의 효율성을 제고하기 위한 목적으로 수행되었다. 이를 위해 본 논문에서는 주문을 통해 생산되는 각종 스틸 파이프 제품들의 특성을 비교 및 분석하여 어떠한 특성을 가지는 제품들이 가장 높은 수율을 창출해내고 적은 불량을 발생시키는지 의사결정트리 데이터마이닝 기법을 적용하여 분석하였다. 실험 결과로부터 중소구경이 많은 ERW 스틸 파이프는 기호에 의해, 그 외 주로 대구경 범위인 롤벤더, 스파이럴 스틸 파이프 경우에는 외경 범위에 따라 수율과 불량률이 분류되고 있다는 사실을 확인하였다. 본 연구는 주요 특성별 수율과 불량률이 어떠한 형태를 나타내는지 수치적으로 분류 및 구체화하여 그 영향정도를 구분하였다.
Induction bending is a method that allows the bending of any material that conducts electricity. This technology applies a bending force to a material that has been locally heated by an eddy current induced by a fluctuating electromagnetic field. Induction bending uses an inductor to locally heat steel through induction. This results in a narrow heat band in the shape to be bent. In general, the reduction of thickness attenuation of a large-diameter steel pipe is not allowed to exceed 12.5%. In this paper, in order to meet the standard of thickness attenuation reduction, a non-uniform heating temperature jump-bending process was investigated. As a result, the developed bending technique meets the requirements of thickness attenuation reduction for large-diameter steel pipes.
SBD (Strain-based design) of pipe lines have gained world-wide attention in recent years. The present research aims to evaluate the fracture characteristics of API (America Petroleum Institute) SBD X100 girth weldment that typically applied for cold climate and deep water offshore, with the focus on the influence of heat input changing with 6kJ/cm and 10kJ/cm from GMAW (Gas Metal Arc Welding). At a low heat input at 6kJ/cm, the weld metal had Multi-phase matrix (Acicular ferrite + Banite + Martensite) that could fill up both fracture toughness and strength as reported previously. Also, the weld metal exhibited 859MPa YS (Yield strength), 108J impact toughness at $-40^{\circ}C$ and 0.52mm CTOD (Crack Tip Open Displacement) at $-10^{\circ}C$. These results can be satisfied with the requirement of API SBD X100 girth weldment and Alaska pipe line project.
The objective of this research is to estimate the crack location and size of a carbon steel pipe by using a laser ultrasound guided wave for the wall thinning evaluation of an elbow. The wall thinning of the carbon steel pipe is one of the most serious problems in nuclear power plants, especially the wall thinning of the carbon steel elbow caused by Flow-Accelerated Corrosion (FAC). Therefore, a non-destructive inspection method of elbow is essential for the nuclear power plants to operate safely. The specimens used in this study were carbon steel elbows, which represented the main elements of real nuclear power plants. The shape of the wall thinning was an oval with a width of 120mm, a length of 80mm, and a depth of 5mm. The L(0,1) and L(0,2) modes variation of the ultrasound guided wave signal is obtained from the response of the laser generation/air-coupled detection ultrasonic hybrid system represent the characteristics of the defect. The trends of these characteristics and signal processing were used to estimate the size and location of wall thinning.
The corrosion rate of buried steel pipes for water works was investigated under soil environment. Steel pipe shows various characteristics caused by complicated environment condition of underground and especially the corrosion rate of it depends on the resistivity of soil controlled by content of water. In this paper, the corrosion behavior of steel pipe was observed by polarization test under soil and the silica sand in the water content range of 0-50%. Generally it is well known that the resistivity of soil decreased rapidly over 15% water content. In fact the corrosion rate, corrosion potential, and corrosion consumption (MPY) of steel pipe were shown very different aspects within 20% water content.
SBD (Strain-based design) of pipe lines have gained world-wide attention in recent years. The present research aims to evaluate the fracture characteristics of API (America Petroleum Institute) SBD X100 girth weldment that typically applied for cold climate and deep water offshore, with the focus on the influence of heat input changing with 6kJ/cm and 10kJ/cm from GMAW (Gas Metal Arc Welding). At a low heat input at 6kJ/cm, the weld metal had Multi-phase matrix (Acicular ferrite + Banite + Martensite) that could fill up both fracture toughness and strength as reported previously. Also, the weld metal exhibited 859MPa YS (Yield strength), 108J impact toughness at $-40^{\circ}C$ and 0.52mm CTOD (Crack Tip Open Displacement) at $-10^{\circ}C$. These results can be satisfied with the requirement of API SBD X100 girth weldment and Alaska pipe line project.
최근 해상 교량 기초 시공 중 차수 및 연직 하중을 지지하는 역할을 수행하는 대형 원형 강관 가설 공법이 제안되었다. 하지만, 대형 원형 강관의 시공 및 운용 중에 발생할 수 있는 선박 충돌과 같은 위부 요인은 구조물의 안정성에 악영향을 줄 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 외부 충격에 의한 대형 원형 강관의 동적 반응을 평가할 수 있는 기법을 개발하기 위해 실내 실험을 통한 기초 연구를 수행하였다. 실내 실험에서는 해상에 설치된 대형 원형 강관을 모사하기 위하여 소형 모형 강관을 토조에 설치하였고, 토조 속 흙의 높이와 수위는 각각 23cm와 25cm로 설정하였다. 수위는 40cm, 55cm, 70cm로 변화시켜가며 실험을 수행하였다. 선박 충돌을 모사하기 위하여 모형 강관의 상부를 해머로 타격하였으며, 모형 강관의 길이 방향으로 설치된 변형률계와 상부에 설치된 가속도계로 신호를 측정하였다. 실험결과, 변형률계로 측정된 변형률이 모형 강관의 상부에서 하부로 내려갈수록 감소하였다. 변형률계로 측정된 신호의 주파수는 충격이 가해지면 상시미진동 주파수보다 크게 증가하였지만, 수위 아래에 위치한 변형률계에서 측정된 주파수는 큰 증가를 나타내지 않았다. 가속도계로 측정된 신호의 최대 주파수는 충격이 가해지면 상시미진동 주파수보다 크게 증가하였다. 수위가 증가하면 최대 주파수는 감소하지만, 상시미진동 주파수보다는 크게 나타났다. 본 연구의 결과는 변형률계와 가속도계가 대형 원형 강관의 동적 반응 특성을 평가하는데 유용한 지표가 될 수 있음을 보여준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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