• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.253-258
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• 2001

This paper introduces a simple nonlinear adaptive control method for pipeline inspection gauge (PIG) flow in natural gas pipeline. The dynamic behavior of the PIG depends on the different pressure across its body and the bypass flow through it. The system dynamics includes: dynamics of driving gas flow behind the PIG, dynamics of expelled gas in front of the PIG, and dynamics of the PIG. The method of characteristics (MOC) and Runger-Kuta method are used to solve the dynamics of flow. The PIG velocity is controlled through the amount of bypass flow across its body. A simple nonlinear adaptive controller based on the backstepping method is introduced. To derive the controller, three system parameters should be measured: the PIG position, its velocity and the velocity of bypass flow across the PIG body. The simulation has been done with a pipeline segment in the KOGAS low pressure system, Ueijungboo-Sangye line to verify the effectiveness of the proposed controller. Three cases of interest are considered: the PIG starts to move at its launcher, the PIG arrives at its receiver and the PIG restarts after stopping in the pipeline by obstruction. The simulation results show that the proposed nonlinear adaptive controller attained good performance and can be used for controlling the PIG velocity.

• 한국가스학회지
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• 제15권2호
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• pp.27-32
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• 2011

본 논문에서는 자기 누설 탐상법을 이용하여 획득한 자기 누설 신호에 SQI(self quotient image)를 적용하여 지하에 매설된 가스 배관에 발생한 결함의 길이를 추정하는 방법을 소개한다. 자기 누설 탐상 시스템(MFL)이 지나간 가스 배관은 탐상 시스템의 영구 자석에 의해 착자(magnetization) 된다. 착자된 가스 배관에 결함이나 부식 등의 손상이 있을 경우 손상 부위에서는 누설 자속이 증가한다. 본 논문에서는 자기 누설 탐상 시스템의 홀센서를 이용하여 누설 자속을 계측한 후 SQI를 적용하여 결함의 길이를 추정한다. 한국가스공사(KOGAS)의 모의 시험 배관(KPSF)에 설치된 74개의 인공결함에 대해 제안한 알고리즘과 기존의 결함 길이 추정 알고리즘들의 성능을 비교하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.241-246
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• 2001

This paper introduces modeling and solution for the dynamics of pipeline inspection gauge (PIG) flow in natural gas pipeline. Without of bypass flow, the dynamic behavior of the PIG depends on the different pressure between the rear and nose parts, which is generated by injected gas flow behind the tail of the PIG and expelled gas flow in front of its nose. With bypass flow, the PIG dynamics also depends on the amount of bypass flow across its body. The mathematical model are derived for unsteady compressible flow of the PIG driving and expelled gas, and for dynamics of the PIG. The bypass flow is assumed to be incompressible with the condition of its Mach number smaller than 0.45. The method of characteristic (MOC) and the Runge-Kutta method are used to solve the system governing equations. The simulation is performed with a pipeline segment in the Korea Gas Corporation (KOGAS) low pressure system, Ueijungboo-Sangye line. The simulation results show that the derived mathematical model and the proposed solution are effective for estimation the dynamics of the PIG with and without bypass flow under given operational condition.

• 센서학회지
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• 제15권5호
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• pp.328-333
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• 2006

Magnetic Flux Leakage (MFL) methods are widely employed for the nondestructive evaluation (NDE) of gas pipelines. In the application of MFL pipeline inspection technology, corrosion anomalies are detected and identified via their leakage filed due to changes in wall thickness. The gas industry is keenly interested in automating the interpretation process, because a large amount of data to be analyzed is generated for in-line inspection. This paper presents a novel approach to the tasks of data segmentation, feature extraction and depth estimation from gas pipelines. Also, we will show that the proposed method successfully identifying artificial defects.

• 한국가스학회지
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• 제21권6호
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• pp.30-38
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• 2017

1960년대에 설립된 울산 및 여수 산업단지 고압가스매설배관은 누출 시 피해가 큰 독성가스는 물론 도시가스보다 무겁고 연소범위가 낮은 가연성가스가 그물망처럼 매설사용 중에 있다. 특히, 산업단지 배관의 경우 20년 이상 노후된 배관이 과반이상으로 점유하고 있다. 이와 같이 산업단지 배관은 상주시공감리제도 도입이전에 매설설치 되었으나, 도시가스 매설배관과 달리 법적 의무 없이 자율적으로 배관관리를 하고 있다. 본 연구에서는 산업단지 고압매설배관과 도시가스 매설배관의 안전관리 실태현황, 법을 비교, 피해영향범위 분석 하고 이를 산업단지 고압매설배관의 배관점검모델 마련에 활용하여 산업단지 고압매설배관의 안전성 향상에 기여하고자 한다.

• 한국가스학회지
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• 제6권1호
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• pp.52-58
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• 2002

가스 배관 진단 시스템은 배관 내부에 투입되어 배관 내부의 여러 정보를 수집한다. 배관 진단을 위한 센서로는 배관 내부의 상태를 측정하는 캘리퍼(caliper) 센서와 온도, 압력센서가 있다. 그리고 정확한 위치 정보를 제공할 수 있는 IMU(Inertial Measurement Unit)와 주행 거리계를 사용하는 결합 항법 시스템도 필요하다. 본 논문에서는 가스 배관 진단시스템을 위한 항법 데이터 저장 시스템을 개발한다. 항법 데이터 저장 시스템은 실시간 동작을 위하여 마스터/슬레이브 구조를 가진다. 마스터 시스템은 항법 데이터를 저장하거나 통신하는데 사용하며 슬레이브 시스템은 센서 데이터를 처리한다. 개발된 항법 데이터 저장 시스템의 성능은 Pull Rig 실험을 통하여 검증한다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.651-656
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• 2014

부식결함은 가스배관의 신뢰성평가 및 정비계획에 유의한 영향을 미친다. 부식결함은 정기적인 ILI를 통해 수집할 수 있지만 ILI 데이터의 효과적인 분석은 아직 미흡한 실정이다. 본 논문은 부식결함이 존재할 때 가스배관의 잔여수명을 예측하는 문제를 다룬다. 실제 운용 환경에서 배관 파라미터는 불확실성의 영향 하에 놓이게 되므로 확률적인 접근방법을 채택한다. 배관의 고장은 그 운용압력이 배관파열압력보다 클 때 발생하는 것으로 볼 수 있다. 따라서 배관의 고장확률은 운용압력이 배관파열압력보다 클 확률로서 정의된다. 이를 계산하기 위해 본 논문에서는 구조공학 분야에서 널리 쓰이는 First Order Reliability Method (FORM) 알고리즘을 이용한다. 배관파열압력을 얻기 위한 모델은 잘 알려진 Battelle 코드를 채택한다. ILI 데이터가 주어질 때 고장확률을 계산하는 과정은 Matlab GUI를 통해 제시하고 특히 부식결함의 클러스터링이 계산결과에 미치는 영향을 논의한다. 본 논문의 결과는 고장확률 추정의 정밀도를 높이고 효율적인 정비정책을 수립하는데 적절한 클러스터링이 필요함을 시사한다.

• 한국가스학회지
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• 제22권6호
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• pp.129-135
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• 2018

도시가스배관에 대한 효율적인 안전관리를 위해서 33개 도시가스사로부터 입력된 데이터를 체계적으로 관리하고 분석함으로써, 가스안전관리 관련 대내 외적 업무를 효과적으로 수행하기 위하여 도시가스배관 종합관리시스템을 구축하였다. 시스템에 업로드된 배관정보 데이터는 KGS Code에 명시된 기준에 의해서 위험지수로 표현되고, 이를 통하여 진단우선순위가 도출됨으로써 배관 안전관리가 수행되고 있다. 하지만 위험지수를 선정하는 배점방식이 매우 단순하고 관련 근거도 부족할 뿐만 아니라, 다수의 중복 순위로 인해 진단대상 선정에 대한 신뢰성이 높지 않다. 이에 신뢰도 기반 설계 및 평가법을 기반으로 한 프로그램을 개발하여 합리적으로 위험도 및 위험순위를 도출하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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• pp.150.4-150
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• 2001

The geometry PIG provides pipeline operators with continuous measurement of pipe centerline coordinates, bend radius, displacement, and bending strain in a single pass through the pipeline. This study introduces the developed geometry PIG(Pipeline Inspection Gauge) which is used for geometry surveys. This tool is equipped with the several sensor systems. The Inertial Navigation System (INS) comprises angle rate gyros and linear accelerometers. The system measures the precise path of the PIG during its traverse of the pipeline. This system is also used to produce a detailed map of the lire, measure curvature. Odometers measure the PIG´s distance moved along the line and instantaneous speed during the PIG run. Caliper sensors measure pipeline ...

• 한국가스학회지
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• 제6권1호
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• pp.1-9
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• 2002

This paper presents simple models for flow and the PIG dynamics when it passes through a $90^{\circ}$ curved section of pipeline. The simulation has been done with two different operational boundary conditions. The solution fur non-linear hyperbolic partial equations for flow is given by using MOC. The Runge-Kuta method is used to solve the initial condition equation fur flow and the PIG dynamics equation. The simulation results show that the proposed model and solution can be used fur estimating the PIG dynamics when the pig runs in the pipeline including curved section. In this paper, dynamic modeling and its analysis for the PIG flow through $90^{\circ}$ curved pipe with compressible and unsteady flow are studied. The PIG dynamics model is derived by using Lagrange equation under assumption that it passes through 3 different sections in the curved pipeline such that it moves into, inside and out of the curved section. The downstream and up stream flow dynamics including the curved sections are solved using MOC. The effectiveness of the derived mathematical models is estimated by simulation results fur a low pressure natural gas pipeline including downward and upward curved sections. The simulation results show that the proposed model and solution can be used for estimating the PIG dynamics when we pig the pipeline including curved section.