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토양 특성 및 전기방식에 따른 연료 가스용 강관의 부식 차이에 관한 연구
임상식(Sang-Sik Yim),김지선(Ji-sun Kim),류영돈(Young-don Ryu),이진한(Jin-Han Lee) 한국가스학회 2016 한국가스학회지 Vol.20 No.6
연료가스용 탄소강관이 지하에 매설되는 경우 부식을 방지하기 위해 피복강관을 사용하고 있으며, 피복강관의 결함, 타공사, 시공시 피복의 손상에 대비하여, 방식전위를 이용하여 환원 분위기를 강제로 조성한다. 일반적으로 연료가스용 탄소강관이 지하에 매설된 경우 두 방법이 병행되어 사용되지만, 토양환경의 변화를 예측 할 수 없는 불확실성과 부식 정도 또는 피복의 손상 등 배관의 결함에 대해 육안으로 직접 관찰하기 어려운 문제가 공존한다. 매설배관의 부식이 발생하는 것을 직접적으로 관찰하기 어렵기 때문에, 이를 직접적으로 관찰하기 위한 방법 중 하나가 부식쿠폰을 이용한 방법이다. 본 연구에서는 3가지 토양(마사토, 진흙, 모래)과 방식전위 사용 여부에 따라 작성된 6가지의 시나리오를 토대로 약 1년간 부식쿠폰의 부식 정도를 파악하였다. 그 결과 방식전위가 흐르는 환경의 부식쿠폰은 부식이 전혀 발생하지 않았으며, 미방식 부식쿠폰은 모두 부식이 발생하였다. 토양에 따라서는 진흙에서 가장 적은 부식속도를 보였으며, 모래와 마사토는 유사한 경향을 갖는 것으로 확인되었다. 진흙의 경우 높은 함수량에 의해 국부부식이 발생하였으며, 모래에서 부식이 발생한 것은 모래에 함유된 화학적 성분에 기인한 것으로 확인되었다. Coating pipe(PLP) has been generally used in buried site for protecting the corrosion. To prevent the damage by occurring the defect, other construction or execution works, an anti-oxidation environment was forcibly made by using protective potential. Coating and protective potential are applied simultaneously, but corrosion rate or defects are not easy to observe because soil composition has many uncertainty. Also, defect of coating pipe can not be directly observed. A corrosion coupon can easily measure a corrosion rate directly. The corrosion rate was measured with 6 scenarios using corrosion coupon during about 1 year(6 scenarios are based on soil type and protective potential or not in this research. Resultingly, the corrosion coupon has not occurred in the case of protected by potential current, but corrosion has occurred in a non-protected site. The corrosion rate was measured at least in the clay, and the propensity of corrosion rate was similar in other soil(sand and loams). The local corrosion has occurred in the clay because of high water content. On the other hand, general corrosion was occurred in sand and loams. Commonly, sand is not to corrosive soil. Although, corrosion occurred in sand can be estimated by chemical component and valid with chemical analysis report.
임상식(Sang-Sik Yim),김지선(Ji-sun Kim),류영돈(Young-don Ryu),이진한(Jin-Han Lee) 한국가스학회 2016 한국가스학회지 Vol.20 No.5
국내에서는 연료 가스 배관용 탄소강관으로 KS D 3631의 기준을 따르도록 되어있으며, 탄소강관이 지하에 매설되는 경우 부식을 방지하기 위해 강관에 합성수지로 피복을 한다. 피복은 부식 방지 조치를 하는 것으로 압축된 연료가스를 이송하는데 필요한 강도는 원관인 탄소강관이 그 역할을 수행한다. 따라서 탄소강관에 결함이 발생하였을 때, 그 결함에 따른 강도를 평가하는 것이 중요한데 국내에는 잔존강도를 평가하기 위한 방법이 부족하다. 결국 국외 기준인 DNV RP F101 또는 ASME B31G의 기준에 따라 잔존강도를 평가하는데, 그 결과가 국내 배관에 적용 타당성이 있는지 검증이 부족하며, 85% 이상의 결함에 대해서는 예측 할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 KS D 3631의 배관을 이용하여 인위적 결함을 가공하여 잔존강도를 평가하기 위한 실험을 수행하였다. 그 결과 폭에 따라서 일정한 잔존강도의 차이를 보이며, 국내 연료 가스용 배관에는 DNV RP F101이 적합하다는 결론을 도출하였다. 본 연구의 결과는 결함 깊이가 큰 경우에 대한 결과와 타당한 국의 기준을 파악하기 위한 결과를 포함하고 있어, 배관의 잔존강도를 이용한 위험성 평가 등에 유용하게 활용될 것으로 기대한다. The standard(KS D 3631) should be obey for using fuel gas pipe in Korea and a carbon steel pipe is coated with synthetic resine for protecting the corrosion. The coating is just performed for anti-corrosion, and actual strength of pipe is given by the carbon steel pipe when the fuel gas is transported. When the flaws are occurred in the steel pipe, the estimation method which is used for residual strength is necessary. But the suitable method is not exist for applying the fuel gas pipe. Eventually, the residual strength is estimated by overseas regulation such as ASME B31G or DNV RP F101. But the method based on the relative regulations are not sufficiently valid and it can not estimate the 85% over even. Therefore, the test was performed for validation with pipe specimen. The specimen was made with artificial flaw. The test results showed the certain differences according to flaw depth and DNV RP F101 is suitable to estimate the residual strength in Korea. The results in this paper contain in case of the severe flaw depth and suitable mode for Korea, so the result can be expected as valuable and widely used in various field.