• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권10호
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• pp.1423-1430
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• 2003

In this paper, we develop a real time monitoring system to detect third-party damage on natural gas pipeline. When the damage due to third-party incidents causes an immediate rupture, the developed on-line monitoring system can help reducing the sequences of event at once. Moreover, since many third-party incidents cause damage that does not lead to immediate rupture but can grow with time, the developed on-line monitoring system can execute a significant role in reducing many third-party damage incidents. Also, when the damage is given at a point on natural gas pipeline, the acoustic wave is propagated very fast about 421.3 m/s. Therefore, the data processing time should be very short in order to detect precisely the impact position. Generally, the pipeline is laid under ground or sea and the length is very long. So a wireless data communication method is recommendable and the sensing positions are limited by laid circumstance and setting cost of sensors. The calculation and monitoring software is developed by an algorithm using the propagation speed of acoustic wave and data base system based on wireless communication and DSP systems. The developed monitoring system is examined by field testing at Balan pilot plant, KOGAS being done in order to demonstrate its validity through reactive detection of third-party contact with pipelines. Furthermore, the development system was set at the practical pipelines such as an offshore pipeline between two islands Yul-Do and Youngjong-Do, and a land branch of Pyoungtaek, Korea and it has been operating in real time.

• 한국가스학회지
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• 제18권2호
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• pp.28-34
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• 2014

일반적인 천연가스 정압기지에서는 압력제어밸브를 이용하여 고압으로 수송되는 천연가스를 감압하여 내보낸다. 이 과정에서 버려지는 폐압에너지는 터보팽창기를 도입하여 추가적인 전력생산이 가능하나 터보팽창기를 통과하는 유체에서는 감압에 의한 Joule Thompson 효과에 의하여 온도가 급격히 떨어져 파이프라인 외부에 동결을 일으키거나 파이프라인 내부에 메탄하이드레이트와 같은 고체 물질이 형성될 위험이 있다. 현재 터보팽창기를 채용한 천연가스 정압기지에서는 냉열발생에 따른 부작용을 방지하기 위하여 터보팽창기의 전단에 보일러를 설치하여 팽창 전 천연가스를 예열하고 있다. 용융탄산염연료전지와 같은 고온 연료전지는 천연가스를 연료로 사용할 수 있고 친환경적인 고온 배출가스를 방출하며 동시에 추가적인 전력을 생산하여 시스템의 효율을 높일 수 있다. 이 논문에서는 천연가스 정압기지에 용융탄산염연료전지와 터보팽창기를 설치하여 얻을 수 있는 열역학적 이득에 대해서 연구하였다. 연료전지를 기저부하로 사용함에 따라서 얻을 수 있는 이익에 대하여 분석하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.905-910
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• 2003

In this paper, we develop real-time monitoring system to detect third-party damage on natural gas pipeline by using sound propagation model. Since many third-party incidents cause damage that does not lead to immediate rupture but can grow with time, the developed real-time monitoring system can execute a significant role in reducing many third-party damage incidents. The developed system is composed of three steps as follows: i) DSP based system, ii) wireless communication system, iii) the calculation and monitoring software to detect the position of third-party damage using the propagation speed of acoustic wave. Furthermore, the developed system was set at practical offshore pipeline between two islands in Korea and it has been operating in real time.

• 한국안전학회지
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• 제13권2호
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• pp.54-64
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• 1998

This study was initiated to examine the stress and deformation characteristics of the pipelines which were subjected to various environmental conditions in order to confirm their integrity. As the part of them, this paper presents the analysis results for the effect of ground subsidence combined with main loads on buried natural gas pipelines. The ground subsidence which can occur for buried gas pipeline has been classified to the three cases. Finite element method was used to analyze the effect of ground subsidences on pipeline of 26 inch(0.660 m) and 30 inch(0.762 m) diameter used as high pressure ($70 kg_f/cm^2(6.86 MPa)$) main pipelines of KOGAS. This paper shows the result of stress analysis for the pipelines subjected to those three case ground subsidence. Comparing these results with safety criterion of KOGAS(0.9 $\sigma_y$), maximum allowable settlement and loads have been calculated.

• 산업공학
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• 제11권1호
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• pp.207-214
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• 1998

Since the natural gas air-conditioning not only increases the base load of the gas company but also decreases the summer peak load of the electricity company, it is considerded as an efficient demand-side management program. This paper suggests the economic evaluation method of the gas air-conditioning program from the perspectives of the participants, the pipeline gas company, the local distribution company, the electricity company, and the total resources. The absorption type gas air-conditioning/space-heating is selected as a case study to illustrate the economic analysis of the natural gas air-conditioning.

• 한국가스학회지
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• 제2권2호
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• pp.18-25
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• 1998

천연가스 배관에서 배관 두께는 ANSI B3l.8의 요건에 따라 내압에서 발생하는 원주방향응력으로부터 계산된다. 이외에도 매설배관에는 토양, 차량, 열팽창, 지반침하등도 작용되는데 이에 대한 평가가 필요하다. 매설가스배관에 걸리는 응력을 계산하는데는 두 가지방법이 있다. 첫째는 유한요소법(FEM)으로 배관형상이나 경계조건의 복잡함에 관계없이 응력을 계산할 수 있으나, 많은 비용과 시간이 걸린다. 두 번째는 수식을 이용하는 방법으로 매설가스배관의 응력을 계산하는 적절한 수식을 개발하여 배관설계와 안전성평가에 사용하고 있으나, 비전문가가 사용하고 이해하기에는 어려운 면이 많다. 본 연구에서는 여러 외부인자들이 매설 천연가스배관의 응력에 미치는 영향을 파악하기 위해 응력해석 비전문가가 쉽게 사용이 가능한 컴퓨터 프로그램을 개발하고자 하였다. 응력은 수식과 FEM에서 유도된 그래프에서 유추한 값으로 계산하였다. 전체논문은 두편으로, 본 논문에서는 우선 프로그램에 사용된 수식을 설명하였다.

• 품질경영학회지
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• 제45권4호
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• pp.649-664
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• 2017

Purpose: This paper introduces the technology of prognostics for Industry 4.0 and presents its application procedure for fitness-for-service assessment of natural gas pipelines according to ISO 13374 framework. Methods: Combining data-driven approach with pipe failure models, we present a hybrid scheme for the gas pipeline prognostics. The probability of pipe failure is obtained by using the PCORRC burst pressure model and First Order Second Moment (FOSM) method. A fuzzy inference system is also employed to accommodate uncertainty due to corrosion growth and defect occurrence. Results: With a modified field dataset, the probability of failure on the pipeline is calculated. Then, its residual useful life (RUL) is predicted according to ISO 16708 standard. As a result, the fitness-for-service of the test pipeline is well-confirmed. Conclusion: The framework described in ISO 13374 is applicable to the RUL prediction and the fitness-for-service assessment for gas pipelines. Therefore, the technology of prognostics is helpful for safe and efficient management of gas pipelines in Industry 4.0.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권9호
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• pp.1349-1357
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• 2003

This paper deals with verification of the theoretical model for dynamic behavior of Pipeline Inspection Gauge (PIG) traveling through high pressure natural gas pipeline. The dynamic behavior of the PIG depends on the differential pressure across its body. This differential pressure is generated by injected gas flow behind the tail of the PIG and expelled gas flow in front of its nose. To analyze the dynamic behavior characteristics such as gas flow in pipeline, and the PIG position and velocity, not only the mathematical models are derived, but also the theoretical models must be certified by actual pigging experiment. But there is not any found results of research on the experimental certification for dynamic behavior of the PIG. The reason is why the fabrication of the PIG as well as, a field application are very difficult. In this research, the effectiveness of the introduced solution using the method of characteristics (MOC) was certified through field application. In-line inspection tool, 30" geometry PIG, was fabricated and actual pigging was carried out at the pipeline segment in Korea Gas Corporation (KOGAS) high pressure system, Incheon LT (LNG Terminal) -Namdong GS (Governor Station) line. Pigging is fulfilled successfully. Comparison of simulation results with experimental results show that the derived mathematical models and the proposed computational schemes are effective for predicting the position and velocity of the PIG with a given operational conditions of pipeline.

• 한국가스학회지
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• 제12권3호
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• pp.75-80
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• 2008

도시가스안전관리기준 통합고시에서는 도시가스배관 매설시 되메움 기초재료 및 침상재료로 모래 또는 19mm 이상의 큰 입자가 포함되지 않은 양질의 흙을 사용하도록 규정하고 있으나, 현장에서는 대부분 모래만을 사용하고 있는 실정이며, 이로 인해 육상모래 고갈 및 수급곤란 현상이 발생하고, 건설공사 비가 증가하고 있다. 본 논문에서는 되메움재가 배관에 미치는 영향을 연구하고 국내 외의 되메움재 사용실태를 조사한 후 "모래이외의 되메움 재료"에 대한 세부기준을 제시하였다. 본 조사 연구 자료는 정부에서 가스배관의 되메움재료에 관한 도시가스안전관리기준 통합고시 기준을 개정하는 데 일조 할 수 있을 것으로 본다.

• 한국가스학회지
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• 제4권2호
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• pp.37-45
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• 2000

지하에 매설되어 있는 도시가스배관은 부식성 없는 유체이기 때문에 화학플랜트배관보다는 상대적으로 안전하다. 그러나, 도시가스는 일반적으로 도심지역에 공급됨으로 공급지역의 여러 간섭시설물과 환경에 의한 부식과 시설물의 굴착공사로 야기되는 제 3자 사고등으로 큰 사고를 야기할 수 있다. 특히 지하매설된 배관이므로, 배관의 손상여부를 파악하고 검사하는 것이 상당히 난해하다. 따라서, 본 고에서는 지하매설배관의 위험성 개념을 도입하여, 위험지역 배관을 선정하여 관리하는 것으로 접근하였다. 여기서 위험성은 부식요인, 설계 및 시공요인, 유지관리요인으로 파악하여 나타내었고, 배관의 정성적인 위험성을 점수로 표현하여, 정량적인 숫자로 표현하였다. 또한 Key 인자 개념과 비용에 대한 손상보완대책 개념을 프로그램에 도입하여, 신뢰성과 안전경영에 도움이 되리라 생각된다. 본 위험성 평가 프로그램은 비쥬얼 베이직을 사용하여 개발하였고, GIS와 연계하였다.