Recently there have been many concerns on structural integrity of nuclear piping under seismic loadings. In terms of failure of nuclear piping due to seismic loadings, an important failure mechanism is low cycle fatigue with large cyclic displacements. To investigate the effects of seismic loading on low cycle fatigue behavior of nuclear piping, the cyclic behavior of materials and nuclear piping needs to be accurately estimated. In this paper, the non-linear finite element (FE) analyses have been carried out to evaluate the effects of three different cyclic hardening models on cyclic behavior of materials and nuclear piping, such as isotropic hardening, kinematic hardening and combined hardening.
Currently, in comparison with other architectural estimations, the estimation work regarding building mechanical-service systems is time-consuming, and the process is continuously becoming more difficult because of the increased usage of the attached piping materials such as fittings and hangings in addition to their complicated construction processes. To improve this problem, the Korean authority provides a simple estimation method for the attached-material rate regarding the main piping material, which is the most time-consuming work in the architectural-mechanical estimation. However, to be an applicable method on construction sites, a proper conversion rate of the attached-piping material is still required for the proposed method regarding building usage and working types. Therefore, the purpose of this research is the calculation of the rate of the attached-piping materials such as the fittings and supports through the building of the mechanical-service work types of mechanical rooms, air conditioning, domestic water and hot-water supplies, and the drain-, vent-, and gas-piping work in office buildings that have been designed after 2010.
This study investigated the loading rate effect on the fracture resistance under cyclic loading conditions to understand clearly the fracture behavior of piping materials under seismic conditions. J-R fracture toughness tests were conducted under monotonic and cyclic loading conditions at various displacement rates at room temperature and the operating temperature of nuclear power plants (i.e., $316^{\circ}C$). SA508 Gr.1a low-alloy steel and SA312 TP316 stainless steel piping materials were used for the tests. The fracture resistance under a reversible cyclic load was considerably lower than that under monotonic load regardless of test temperature, material, and loading rate. Under both cyclic and monotonic loading conditions, the fracture behavior of SA312 TP316 stainless steel was independent of the loading rate at both room temperature and $316^{\circ}C$. For SA508 Gr.1a lowalloy steel, the loading rate effect on the fracture behavior was appreciable at $316^{\circ}C$ under cyclic and monotonic loading conditions. However, the loading rate effect diminished when the cyclic load ratio of the load (R) was -1. Thus, it was recognized that the fracture behavior of piping materials, including seismic loading characteristics, can be evaluated when tested under a cyclic load of R = -1 at a quasistatic loading rate.
In the shipyard, a lot of data is generated, stored, and managed during design, construction, and operation phases to build ships and offshore structures. However, it is difficult to handle such big data efficiently using existing data-handling technologies. As the big data technology is developed, the ship and offshore industries start to focus on the existing big data to find valuable information from it. In this paper, the material requirement estimation method of offshore structure piping materials using big data analysis is proposed. A big data platform for the data analysis in the shipyard is introduced and it is applied to the analysis of material requirement estimation to solve the problems in piping design by a designer. The regression model is developed from the big data of piping materials and verified using the existing data. This analysis can help a piping designer to estimate the exact amount of material requirement and schedule the purchase time.
본 연구에서는 배관 재료의 물성을 고려한 공학적 내진설계방식과 소방시설의 내진설계의 기준에 따른 사양위주의 설계방식에 대하여 비교 분석하였다. 배관 재료의 물성을 고려한 내진설계 방식의 경우는 배관에서 발생되는 비틀림 응력과 굽힘 응력의 합성 값을 통해 배관의 안전성을 분석하게 된다. 하지만 사양위주의 설계방식의 경우는 배관 재료의 안전성이 아니라 배관이 움직이는 힘을 해석하여 흔들림 방지버팀대가 견딜 수 있는지 여부를 해석하고 있다. 소화배관은 하나의 연결된 구조체로 일정구간에서 발생되는 흔들리는 힘을 통해서는 배관의 안전성을 보장받을 수 없기 때문에 배관 재료의 응력과 변위의 안전성 분석을 통해서 가능하다. 그러므로 안전성 있는 소화 설비 배관의 내진설계를 위해서는 배관 재료의 물성과 건축 구조물의 내진성능을 고려한 해석방법을 적용할 필요가 있다.
Many Korean industrial plants including nuclear and fossil power plants use seawater as the ultimate heat sink to cool the heat generated by various facilities. Owing to the high corrosivity of seawater, facilities and piping made of metal material in contact with seawater are coated or lined with polymeric materials to avoid direct contact with seawater. However, polymeric materials used as coating and lining have some level of permeability to water and are degraded over time. Korean industrial plants have also experienced a gradual increase in the frequency of damage to pipes in seawater systems due to prolonged operating periods. In the event of a cavitation-like phenomenon, coating or lining inside the piping is likely to be damaged faster than expected. In this paper, the cause of water leakage due to base metal damage caused by the failure of the polyester lining in seawater system piping was assessed and the experience with establishing countermeasures to prevent such damage was described.
The piping system accounts for a large portion of the machinery structure of a plant, and is considered as a very important mechanical structure for plant safety. Accordingly, it is used in most energy plants in the nuclear, gas, and heavy chemical industries. In particular, the piping system for a nuclear plant is generally complicated and uses the reactor and its cooling system. The piping equipment is exposed to diverse loads such as weight, temperature, pressure, and seismic load from pipes and fluids, and is used to transfer steam, oil, and gas. In ultrasound infrared thermography, which is an active thermography technology, a 15-100 kHz ultrasound wave is applied to the subject, and the resulting heat from the defective parts is measured using a thermography camera. Because this technique can inspect a large area simultaneously and detect defects such as cracks and delamination in real time, it is used to detect defects in the new and renewable energy, car, and aerospace industries, and recently, in piping defect detection. In this study, ultrasound infrared thermography is used to detect information for the diagnosis of nuclear equipment and structures. Test specimens are prepared with piping materials for nuclear plants, and the optimally designed ultrasound horn and ultrasound vibration system is used to determine damages on nuclear plant piping and detect defects. Additionally, the detected images are used to improve the reliability of the surface and internal defect detection for nuclear piping materials, and their field applicability and reliability is verified.
Galvanized steel pipe, copper pipe and stainless steel pipe, which is being used in waterworks piping materials. In case of galvanized steel pipe, the precipitation of a product is being generated due to the pollution of the tap water, a white water phenomenon, and various corrosion reaction because a zinc ion is melted by tap water. And in case of a cupper pipe, many problems which is harm in sanitation appeared because of a inflow of harmfulness substance by a frequent accident of a water leakage. So, to prevent these problems, it is substituted for stainless steel pipe. However, those problems is still occurring because of badness of welding, a problem of a water leakage in connection part, and a increment of construction expenses. Therefore, this research has examined the laying period according to each piping thickness and a corrosion shape according to each laying depth after laying in various soils(sandy loam, loamy, clay loam, clay) using galvanized steel pipe, copper pipe, and stainless steel pipe. That is, we has studied the data which is necessary for a rational method of preserving the quality of water by examining the corrosion properties of piping materials in the soil environment which waterworks piping materials is being used.
The present study investigates noise and condensation characteristics of polyvinyl chloride (PVC), which is widely used for drainage piping materials, complex double structure by comparing to those of PVC single structure piping materials. In addition, effects of insulation on drainage noise has been measured experimentally. As the results of the experiments, noise reduction effect of PVC complex double structure is superior to that of PVC single structure in terms of elbow and vertical piping materials which are employed for drainage pipes of toilet bowls and bathtub. The insulation barely have effect on the noise reduction in case of the PVC single structure since there is almost no changes in noise occurrence even though the insulation is applied on both elbow and vertical piping materials. Temperature differences between inside and outside of the pipes have been measures for the PVC single and complex double structures as well. In consequence, outside temperature of the PVC complex double structure is higher than that of the PVC single structure. The condensation occurrence time of the PVC complex double structure shows a distinct difference from that of the PVC single structure, thus, the PVC complex double structure has outstanding effect on preventing the condensation.
In this study, we propose a piping material supply management method using CAD system. The piping materials installed in super large offshore plants have very complicated connection conditions. Therefore, it is very difficult to determine the order of receipt of a large number of installation materials. Therefore, we have developed a system that can automatically check the preparation rate of installation materials prior to the installation process. We have developed an algorithm to obtain connection information among installation items from PDMS system. We have developed an algorithm that can determine the order of installation materials to be installed using the connection information. The order of the installation material is determined by taking into account the constraint conditions for the complete installation of the piping material. We confirm the effectiveness of the developed algorithms in the operating system. This system is also used to manage installation schedules and plan the installation manpower.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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