Akram, Ali;Mustaffa, Zahiraniza;Albarody, Thar M. Badri
Steel and Composite Structures
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제35권2호
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pp.171-186
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2020
This paper aims at providing insights on the use of thermosetting liner for the repair of offshore pipelines exposed to corrosion and leakage. The work which covers both experimental and numerical approaches were aspired due to the high cost of repair for pipelines, limitations of thermoplastic material and limited study of reinforced thermosetting liner. The experiment involves a destruction test called the burst test, carried out on an API 5L X42 carbon steel pipe under four case studies, namely (i) intact pipe, (ii) pipe with corrosion defect, (iii) pipe with corrosion defect and repaired with thermosetting liner and (iv) pipe with leakage and repaired with thermosetting liner. The numerical simulation was developed to first validate the experimental results and later to optimize the design of the thermosetting liner in terms of the number of layers required to restore the original strength of the pipe. The burst test shows an improvement in 23% of the burst capacity for the pipe with corrosion defects, after being repaired with a three-layer thermosetting liner. The parametric studies conducted showed that with an addition of thermosetting layers, the burst capacity improves by an average of 1.85 MPa. In conclusions, the improvement in strength can be further increased with increasing thickness of the thermosetting liner. The thermosetting liner was also determined to fail first inside the host pipe.
Methods for estimating structural reliability using probability ideas are well established. When the residual ultimate strength of a buried pipeline is exceeded the limit, breakage becomes imminent and the overall reliability of the pipe distribution network is reduced. This paper is concerned with estimating structural failure of underground flexible pipes due to corrosion induced excessive deflection, buckling, wall thrust and bending stress subject to externally applied loading. With changes of pipe wall thickness due to corrosion, the moment of inertia and the cross-sectional area of pipe wall are directly changed with time. Consequently, the chance of survival or the reliability of the pipe material is decreased over time. One numerical example has been presented for a buried steel pipe to predict the probability of failure using Hasofer-Lind and Rackwitz-Fiessler algorithm and Monte Carlo simulation. Then the parametric study and sensitivity analysis have been conducted on the reliability of pipeline with different influencing factors, e.g. pipe thickness, diameter, backfill height etc.
시설의 안전성 평가에 대한 연구는 안전성에 영향을 주는 데이터를 정량화하여 획일적인 자동 수행하는 안전관리가 주를 이루고 있다. 이와 달리 자율수행은 수집 된 상황 정보나 상태 데이터를 이용하여 안전성을 예측하고 사고 위험성을 경보하여 사고를 예방 할 수 있다. 본 연구에서는 다양한 시설물 중에서 가스배관의 부식에 대한 판단을 위해서 신경망의 대표적 비지도학습인 자기조직화지도를 적용한다. SOM의 적용에서는 주변효과를 보완하기 위해서 관계적관점지도로 맵을 구성한다. 학습 할 데이터는 가스배관의 방식전위이다. 배관의 부식상태를 확인하기 위하여 수집 된 데이터인 방식전위에는 부식에 대한 위험요인이 내재되어 있다. 학습 후 새로운 데이터가 입력되면 각 상태 군집의 중심뉴런과 맵핑된 뉴런의 유사도를 측정하여 배관의 부식상태를 결정한다. 제안 된 방법으로 판단 된 결과를 기존에 사람이 판단한 결과와 비교하여 검증한다. 이를 통해 배관의 부식상태를 자율적이고 신속하게 판단하여 지능화 된 가스배관 관리로 활용한다.
The amount of natural gas that is used on a worldwide scale is continuously going up. Natural gas and acidic components, such as hydrogen sulfide and carbon dioxide, cause significant corrosion damage to transmission lines and equipment in various quantities. One of the fundamental processes in natural gas processing is the separation of acid gases, among which the safety and environmental needs due to the high toxicity of hydrogen sulfide and also to prevent wear and corrosion of pipelines and gas transmission and distribution equipment, the necessity of sulfide separation Hydrogen is more essential than carbon dioxide and other compounds. Given this problem's significance, this endeavor aims to extend the lifespan of the transmission lines' pipes for gas and oil. Zinc oxide nanoparticles made from the environmentally friendly source of Allium scabriscapum have been employed to accomplish this crucial purpose. This is a simple, safe and cheap synthesis method compared to other methods, especially chemical methods. The formation of zinc oxide nanoparticles was shown by forming an absorption peak at a wavelength of about 355 nm using a spectrophotometric device and an X-ray diffraction pattern. The size and morphology of synthesized nanoparticles were determined by scanning and transmission electron microscope, and the range of size changes of nanoparticles was determined by dynamic light scattering device.
A potential loss of structural integrity due to aging of nuclear piping may have a significant effect on the safety of nuclear power plants. In particular, failures due to the erosion and corrosion defects are a major concern. As a result, there is a need to assess the remaining strength of pipe with erosion/corrosion defects. In this paper, a limit load solution for the eroded and corroded SA106 Grade B pipes subjected by internal pressure is developed. based in 3-D finite element analyses, considering a wide range of the shape of pipeline, flaw depth and axial flaw length parametrically.
Kim, Cheol-Man;Baek, Jong-Hyun;Kim, Young-Pyo;Kim, Woo-Sik
Corrosion Science and Technology
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제8권4호
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pp.133-138
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2009
For the corrosion protection of the natural gas transmission pipelines, two methods are used, cathodic protection and coating technique. In the case of cathodic protection, defects are embrittled by occurring hydrogen at the crack tip or material surface. It is however very important to evaluate whether cracks in the embrittled area can grow or not, especially in weld metal. In this work, on the basis of elastic plastic fracture mechanics, we performed the CTOD testing with various test conditions, such as testing rate and potential. The CTOD of the base metal and the weld metal showed a strong dependence of the test conditions. The CTOD decreased with decreasing testing rate and with increasing cathodic potential. The morphology of the fracture surface showed the quasi-cleavage at low testing rate and cathodic overprotection. The low CTOD was caused by hydrogen embrittlement at crack tip.
최근 국내에서는 효율적인 공간활용을 위해 해저터널을 이용하여 전력을 공급하는 것이 시도되고 있으며, 해저터널 내에 에너지 공급 기간시설물(진력케이블, 가스배관, 송유관, 지역난방배관 등)들이 같이 포설될 수 있으면 공사비 절감의 효과는 엄청날 것이므로 관심도가 높아지고 있다. 최근, 국내에서도 해저터널 내에 가스배관과 전력선이 병행 시공되는 경우가 발생하여 가스배관에 대한 안전성에 대한 평가가 요구되고 있다. 따라서 본 논문에서는 해해저터널 내 고전압 전력케이블에 의한 가스배관의 교류부식, 가스배관의 코팅과 용융. 절연 플랜지, 전기방식용 정류기 등의 전기방식설비의 안정성에 대하여 검토함으로써, 최종적으로 가스배관의 안전성을 평가$\cdot$연구하였다.
In existing systems, the best method inhibiting corrosion control in water distribution systems is to reduce water corrosiveness. Water corrosion can be decreased by controlling water quality through simple water treatment in treatment plants. On this research, we study the characteristics of tab water qualities in domestic areas, assessment of corrosive water quality and the method of water quality monitoring. This review presents the method of water quality monitoring which is the most applicable. Monitoring for corrosion control in waterworks system is the most proper method; It can prevent serious accidents economically and reduce civil appeals. Surely we should assess corrosive water quality in tab water, and introduce water treatment methods to control corrosive water quality before monitoring for corrosion. According to a lot of researches, it has been proved that simple water treatments can reduce the pipe corrosion. In this review we should indicate that we do not control of the corrosive water quality due to domestic conditions, we should monitor the water quality basically. Therefore, we recognize how the existing water quality can cause problems on pipeline corrosion, how to deal with it. Then it will be possible to apply water quality monitoring for corrosion control in water distribution system. Monitoring for corrosion control can be expressed by LI index, it is already known in literatures. This review presents more simple method than existing methods than existing ones we expect to apply these methods to SCADA in the future.
Biological corrosion, a crucial aspect of metal degradation, has received limited attention despite its significance. It involves the deterioration of metals due to corrosion processes influenced by living organisms, including bacteria. Soil represents a substantial threat to pipeline corrosion as it contains chemical and microbial factors that cause severe damage to water, oil, and gas transmission projects. To combat fouling and corrosion, corrosion inhibitors are commonly used; however, their production often involves expensive and hazardous chemicals. Consequently, researchers are exploring natural and eco-friendly alternatives, specifically nano-sized products, as potent corrosion inhibitors. This study aims to environmentally synthesize silver nanoparticles using an extract from Lagoecia cuminoides L and evaluate their effectiveness in preventing biological corrosion of buried pipes in soil. The optimal experimental conditions were determined as follows: a volume of 4 ml for the extract, a volume of 4 ml for silver nitrate (AgNO3), pH 9, a duration of 60 minutes, and a temperature of 60 degrees Celsius. Analysis using transmission electron microscopy confirmed the formation of nanoparticles with an average size of approximately 28 nm, while X-ray diffraction patterns exhibited suitable peak intensities. By employing the Scherer equation, the average particle size was estimated to be around 30 nm. Furthermore, antibacterial studies revealed the potent antibacterial activity of the synthesized silver nanoparticles against both aerobic and anaerobic bacteria. This property effectively mitigates the biological corrosion caused by bacteria in steel pipes buried in soil.
기존의 누설자속 탐상용 pig를 이용한 가스배관 검사시 축 방향 길함의 검출은 매우 어렵다. 본 논문에서는 원주 방향의 전류와 축 방향 응력부식균열(SCC)의 상호작용을 이용한 새로운 기술을 소개한다. 이 방법의 타당성은 유한요소법을 통하여 연구하였는데, 이러한 상호작용의 유한요소 해석은 재료의 비선형성, 무체적성 균열의 작은 크기, 속도 효과를 고려한 시간 단계별 계산등으로 인한 컴퓨터성능 제한으로 매우 어렵다. 이 논문에서는 이 문제점을 해결하기 위해 교란방법(perturbation method)을 이용한 새로운 방법을 제시하였다. 전체 해석과정은 순차적으로 수행할 수 있는 4개의 간단한 과정들로 나누어 수행하였다. 모델링 결과는 이 방법이 하나의 SCC 또는 여러 개가 존재하는 SCC 군을 효과적으로 검출 할 수 있음을 보여 주었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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