• 자원환경지질
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• 제48권1호
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• pp.89-101
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• 2015

'사워(sour)'는 종종 게르만 단어 "sauer 혹은 acidic" 어원에서 유래되었다. 사워가스는 물과 혼합되었을 때 산을 형성하는 황화수소($H_2S$)와 이산화탄소($CO_2$)와 같은 구성요소를 포함하고 있는 천연가스를 의미하며, 이는 부식, 연소와 폭발이 심하게 만드는 상당한 량의 황화수소를 포함하고 있으므로 사워가스 처리에 있어서 소요경비가 많아 들며 위험성이 따른다. 즉 특별한 취급과 기반시설을 요구하는 사워가스 사업은 가스의 경제적 가치와 생산 방법에 의한 요인으로 부터 영향을 받으므로 사워가스 개발생산은 안전하고 환경 친화적인 방법을 유지할 수 있는 진정한 과제들을 가지고 있다. 사워가스 에너지는 천연가스 중에서 황화수소 농도가 4 ppm 이상의 농도를 포함하고 있는 가스에 사용되는 용어로서 지하 심부의 돌로마이트 및 석회암 내에 부존하고 있다. 한편 황화수소는 부식될 수 있으며, 아주 낮은 농도에서도 사람에게 해롭기 때문에 특별한 주의가 필요한 위험한 가스이다. 계속적인 기술진보, 에너지 수요 급상승 및 유가강세는 미개발된 천연가스 중에서 40% 정도로 추정되는 사워가스 계획이 개선된 경제를 주도한다. 세계에서 사워가스 부존국가는 중국, 러시아, 캐나다, 미국 등등으로서 최대 부존지역인 중동지역으로서 부존된 천연가스 중에서 60%가 사워가스이고 다음은 최대 천연가스 생산국인 러시아로서 총 매장량의 34%가 사워가스이다. 세계 최대의 사워 가스전의 대부분 개발은 중동지역에 있는 오만, 쿠웨이트, 사우디아라비아와 아랍 에미리트 연방에서 착수를 하였다. 따라서 사워가스 자원 현황과 'Web of science' 데이터베이스에 등록된 학술문헌지에 발표된 사워가스 연구 활동(2000~2014)을 분석한 결과, 145편이 확인되었으며, 선도적으로 협력관계를 유지하는 기관은 미국지질조사소, 캐나다 지질조사소 및 중국 탐사개발 기술연구소이며, 국제적인 국가협력관계 측면에서는 중국, 미국 및 캐나다가 강세를 보여주고 있다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제7권5호
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• pp.288-295
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• 2008

The increase use of natural gas as an energy source has been continuous demand for ever-increasing strength in gas transmission pipeline materials in order to achieve safe and economic transportation of natural gas. In particular, linepipe material for sour gas service primarily needs to have crack resistant property. However, applications of sour linepipes are expanding toward deep water or cold region, which require higher toughness and/or heavier wall thickness as well as higher strength. To improve the crack resistance of linepipe steel in sour environment, low alloy steel are produced by controlled rolling subsequently followed by the accelerated cooling process. This paper summarizes the design concepts for controlling crack resistant property low alloy linepipe steels for sour gas service.

• 에너지공학
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• 제25권1호
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• pp.171-176
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• 2016

신흥 선진국들의 급격한 에너지소비 증가와 청정에너지 자원의 고갈로 인해 현재 개발 단가가 높은 미개발 오일 가스 저유지를 개발하고 있는데 이들 오일 가스전은 다량의 부식성 황 화합물($H_2S$)과 $CO_2$, 부탄, 메르캅탄(mercaptan)등을 함유하고 있다. $H_2S$ 가스는 인체에 치명적인 영향을 미치는 독성가스 중 하나이며, $CO_2$ 가스는 지구 온난화에 영향을 가장 많이 미치고 있는 온실가스 중 하나이다. 이러한 유전과 가스전 개발에는 특수 장비와 작업을 안전하게 할 수 있는 고도의 기술력이 필수적이기 때문에 선진국들은 $H_2S/CO_2$ 가스를 함유하고 있는 사워가스/산성가스 처리와 제거기술을 개발하고 있다. 가스전의 가스(raw gas) 처리기술은 저유지의 특성 및 가스에 함유된 $H_2S$의 구성요소들에 의해 좌우된다. 여기서는 많은 양의 황산을 함유하고 있는 오일과 가스에 대한 효율적인 처리 및 처리 비용 그리고 분리장치 기술 및 생산시스템에 관한 문제에 대해서 서술하고자 한다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제32권5호
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• pp.21-25
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• 2014

Oil and gas fields were left unexploited which deemed too deep and sour. New developing markets are emerging in this part and pipe manufacturers need demanding requirements in the combination of sour service requirements with heavier wall thickness required to cope with increasing water depths. Whilst, the strength and fracture toughness needed to meet the strict requirements In order to deliver the optimum sour properties in the final pipe, attention needs to be paid to each stage throughout the process from steel making. The main key during steel making is strengthening, securing mechanical properties and suppression of center segregation by adding proper chemical elements and controlling water cooling and plate rolling. Additionally in welding, it is required to prevent HAZ softening by high heat input during welding of heavy thick pipes and hydrogen assisted cracking in high strength steels with hard phases. In this paper, we introduce markets of sour resistant linepipe steels and in response to this, have a look in the development trend of sour resistant linepipe steels and its sour characteristics in welded joints.

• 공업화학
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• 제7권6호
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• pp.1027-1033
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• 1996

쌍극자물질에 전자파를 조사하면 그 파동의 변화에 따라 분자가 진동하며, 이웃 분자와 마찰을 일으켜 물질 내부로부터 가열되는 독특한 현상을 보인다. 따라서 고체인 전자파흡수제에 흡착시킨 쌍극자 기체를 microwave energy로 쉽게 파괴할 수 있다. 연소기기 배출가스에서 산성가스 제거공정 개발을 위하여 이 방법에 의한 산성가스 분해실험을 실시하였다. Calcined char는 전자파흡수제 및 가스 흡착제로서의 역할을 하는데, NO와 $SO_2$를 함유한 표준가스를 char bed내로 통과시키면서 microwave를 조사하였다. Microwave가 조사되고 있는 20 gram의 char bed를 통과하는 동안 95% 이상의 NO와 70% 이상의 $SO_2$가 환경적으로 무해한 단체원소로 분해되었으며, 분해된 원소 중 산소기는 char의 기공내에서 탄소와 반응하여 $CO_2$를 형성하며 char의 기공도 및 표면적 증대효과를 가져왔다. 일반적인 상업적 연소공정에서 처럼 이보다 낮은 농도에서는 거의 완전한 분해가 가능하리라 보여지며, 대기오염 방지에 좋은 방법이 되리라 믿어진다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권3호
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• pp.314-320
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• 2014

산성가스 처리를 위한 흡수탑의 설계에 있어 탑 내부로 투입되는 가스의 분산성 향상은 흡수탑에서 산성가스의 제거율 향상 및 탑의 높이를 낮출 수 있으므로 전체 공정의 투자비를 저감할 수 있는 매우 중요한 연구 분야이다. 특히 최근 온실가스 저감의 한 방안으로 국내외에서 활발하게 개발 중인 습식 이산화탄소 포집기술의 경우 대규모 산성가스 처리가 요구됨에 따라 흡수탑 내 가스 분산성을 향상시킬 수 있는 연구의 필요성이 더욱 증대되고 있다. 본 연구에서는 관련하여 현재 한국중부발전 보령화력본부에 설치된 10MW급 연소 후 습식 이산화탄소 포집플랜트 기본설계 자료를 바탕으로 배가스 투입 시 흡수탑 내 가스의 분산성을 향상시킬 수 있는 다양한 방안을 도출하고 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics)을 활용하여 각각의 경우에 있어서 분산성에 대한 효과를 분석하였다. 가스 분산성 향상을 위해 본 연구에서 도출된 3가지 방안(splash plate, 나선형 가스라인 및 U-tube 적용)에 대한 정량적 정성적 분석결과 흡수탑 내부에 계단형 U-tube를 설치하는 경우 탑 내부에 아무런 분산장치가 없는 경우 대비 흡수탑 내 가스의 분산성이 약 30% 증가되는 반면 분산장치 설치에 따른 차압의 증가는 기존 대비 10% 수준으로 크지 않아서 가스 분산성 향상을 위한 우수한 방안으로 평가되었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.39-42
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• 2013

자동차 및 에너지 산업의 적용을 목표로 고망간강의 기계적 성질 향상 연구가 활발히 진행된 반면 내식성 연구는 미비하다. 본 연구에서는 염수 환경 및 H2S 환경에서 4종의 고망간강의 내식성에 미치는 크롬 및 망간의 영향을 조사하였다. 비교재로 사용된 탄소강 대비 실험재의 부식 속도는 침지 실험을 통해 얻어졌다. 또한 내식성 기구 고찰을 위하여 상평형 프로그램을 통하여 녹 층을 예측하고, 침지실험으로부터 얻어진 녹 층을 XRD, SEM-EDS 및 TEM-EDS로 분석하였다. 3.5% NaCl 용액에서 크롬 및 망간이 모두 내식성을 향상시킨 반면, synthetic seawater에서는 크롬만이 내식성을 향상시켰다. 또한 이들 염수 환경과 달리 H2S 환경에서 크롬과 망간 모두 내식성을 향상시키지 못했다. 환경에 따라 강의 내식성에 미치는 합금 원소의 영향이 상이한 원인은 각각의 환경에서 형성된 녹층의 구성 물질의 차이에 의한 것으로 이에 대하여는 본문의 된 녹 층 분석 결과에서 자세히 설명되었다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제17권5호
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• pp.249-256
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• 2018

Metallic structures in the oil and gas production undergo severe degradation due to sweet and sour corrosion caused by the presence of $CO_2$ and $H_2S$ in the fluid environment. The corrosion behavior of 304 austenitic stainless was investigated in the presence of varying concentrations of $CO_2$ or $H_2S$ and $CO_2+H_2S$ to understand the effect of the parameters either individually or in combination. Potentiodynamic polarization study revealed that a small amount of $CO_2$ aided in the formation of calcareous deposit of protective layer on passive film of 304 steel, while increase in $CO_2$ concentration ruptured the layer resulting in sweet corrosion. The presence of $S^{2-}$ damaged the passive and protective layer of the steel and higher levels increased the degradation rate. Electrochemical impedance studies revealed lower polarization resistance and impedance at higher concentration of $CO_2$ or $H_2S$, supporting the outcomes of polarization study. XRD analysis revealed different types of iron carbides and iron sulphides corresponding to sweet and sour corrosion as the corrosion products, respectively. SEM analysis revealed the presence of uniform, localized and sulphide cracking in sour corrosion and general corrosion with protective carbide layer amid for sweet corrosion.

• Corrosion Science and Technology
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• 제3권4호
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• pp.154-160
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• 2004

The Sulfide Stress Corrosion Cracking (SSCC) resistance of structural steels is one of the critical concerns for the operators, material designers, and fabricators of oil-field equipment, especially treating sour gas (H2S) containing fluids. As far as its fabricators concerned, the systematic care of welding parameters should be taken to obtain comparable SSCC resistance of their weldment to that of its base material. In this respect, every different type of welding joint design for this use should be verified to be SSCC-proof with relevant test procedures. In this study, the welding parameters to secure a proper SSCC resistance of steel pipe's weldments were reviewed on the Welding Procedure Qualification Records (WPQR), which had been employed for actual fabrication of an offshore structure for oil and gas production. Based on this review, a guideline of welding parameters, such as, heat input, welding consumable for Y.S. 65 ksi class steel pipe material is proposed in terms of the NACE criteria for SSCC resistance.

• Journal of Welding and Joining
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• 제22권2호
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• pp.8-12
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• 2004

지하로부터 채굴되는 천연가스의 황화수소(H$_2$S)가스 농도가 일정 수준 이상이면 이를 사우어가스(sour gas)분위기라고 하는데, 이러한 부식성 분위기에 강재가 노출되면 강재 내부에 수소유기균열(hydrogen induced cracking)이 발생할 위험성이 높아진다.(중략)