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- 저자 : 윤민수(Min-Soo Yoon) (검색결과 16 건)
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배관 진동저감장치 최적배치를 위한 진동 메커니즘의 연구
윤민수(Min-soo Yoon),하승우(Seung-woo Ha),유태우(Tai-woo You),송기오(Ki-o Song),이재민(Jae-min Lee) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.4
발전 플랜트 시설의 대형 구조물 설비는 진동의 동적 특성으로부터 설비를 보호하기 위한 다양한 연구가 진행되어 왔으며, 콘크리트의 내진 특성을 고려하여 실제 설비에 적용하고 있다.<sup>(1)</sup> 또한, 구조물에 발생하는 조화 가진력의 불평형력을 이용한 진동보상기 등으로, 가진력을 상쇄하는 연구 등도 진행되었다<sup>(2)</sup>. 배관의 경우, 배관 고유주파수를 상쇄시키는 장비를 장착하거나, 배관 내 유체와 공기 유입을 통해서 공식(cavitation) 으로부터 진동을 저감시키는 등 다양한 진동 저감 연구가 수행되고 있다<sup>(3)</sup>. 배관 진동저감장치는 기기 등에서 발생하는 진동으로부터, 파손 또는 배관에 연결된 설비를 보호하기 위한 필수 저감 장치이다. 발전소의 배관에 가해지는 진동은 응력이 집중되어 용접부의 미소균열, 피로손상 등을 유발할 수 있다. 이를 예방하기 위한 배관 진동저감장치로는 지진 등 충격으로부터 배관 및 기기를 보호하는 스너버(snubber)와 3 축의 진동을 저감하는 3 축 방진기(isolator), 고무부싱과 클램프를 이용한 파이프 행거 등을 이용하여 계통을 보호하고 있다. 배관의 진동을 저감하기 위해서는 정확하고 신뢰도 높은 현장계측을 하거나 유한요소해석을 병행하여 방향과 위치, 장비의 규격을 올바르게 선택하여야, 정상적인 진동 감쇄를 할 수 있다. 그러나, 아직까지 일부 현장에서는 정확한 솔루션 없이 시각적인 진동 감쇠만을 위하여, 진동의 다양한 동적 특성을 반영하지 않거나, 위치를 고려하지 않은 강제 진동 감쇠 작업을 수행하고 있다. 이는 배관 뿐만 아니라 설비에 오히려 악영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는, 진동 이슈가 있는 발전소 배관 설비에 고정형 지지구조물을 이용한 강제 진동 감쇠방법과 3 축 방진기의 설치 방법/배치 등을 통해서 배관 계통의 진동에너지 감쇠가 얼마나 영향을 미치는 지 실험적 연구를 수행하였다. 본 연구를 통해서 배관 진동저감을 위한 최적배치 방안을 제시함으로써 안정적인 설비보전 방안을 위한 진동저감 기술연구에 기여하고자 한다. This paper is an experimental research paper based on field demonstration for facility preservation from vibration-induced pipe and device damage, operation shutdown, etc. The vibration arising in the power generation plant includes a number of vibration sources transmitted from various equipment and becomes one of the factors that impair the safety of the facility due to vibration propagation. To work out a solution, research and development are being conducted to preserve the facilities by installing vibration-reducing devices with various characteristics. However, if vibration reduction devices or incorrect reduction structures are installed, they may have an adverse effect on the facility. Therefore, an experimental study was conducted on the correct structure selection method, location, and quantity for vibration energy attenuation in the piping system, and meaningful analysis results were obtained to enhance stability in the power generation facility.
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윤민수(Min Soo Yoon),김진원(Jin Weon Kim),김종성(Jong Sung Kim) 대한기계학회 2012 大韓機械學會論文集A Vol.36 No.10
본 연구에서는 감육결함이 가공된 실배관 곡관 시편을 대상으로 10 MPa의 내압과 반복 굽힘하중 조건에서 피로 시험을 수행하였다. 시험에는 감육결함이 곡관의 외호부와 내호부에 존재하는 경우를 고려하였으며, 반복 하중으로는 완전 역방향의 변위제어 형태로 작용되는 In-plane 상의 굽힘하중이 고려되었다. 실험 결과, 감육결함이 곡관의 외호부에 존재하는 경우에는 결함부가 아닌 곡관의 측면에서 축방향 균열이 생성되었다. 또한, ASME Sec.Ⅲ의 설계 피로곡선에서 예측된 건전 곡관의 피로수명보다 긴 피로수명을 보였으며, 피로수명이 결함 길이에 크게 영향을 받지 않았다. 반면, 결함이 내호부에 존재하는 곡관은 내호부에서 원주방향 균열이 발생하였으며, 피로수명은 ASME Sec.Ⅲ의 설계 피로곡선에서 예측한 건전 곡관의 피로수명보다 짧은 값을 보였다. 또한, 내호부 감육 곡관의 피로수명은 결함 길이가 감소함에 따라 뚜렷이 감소하였다. In this study, fatigue tests were carried out using real-scale pipe bend specimens with wall-thinning defects under a cyclic bending load together with a constant internal pressure of 10 MPa. The wall-thinning defect was located at the extrados and the intrados of the pipe bend specimens. A fully reversed cyclic in-plane bending displacement was applied to the specimens. For the pipe bends with wall thinning at the extrados, an axial crack occurred at the crown of the pipe bend rather than at the extrados where the defect was located. In addition, the fatigue life was longer than that of a sound pipe bend predicted from the design fatigue curve in ASME Sec.III, and it was less dependent on the axial length of the wall-thinning defect. For the pipe bends with wall thinning at the intrados, a circumferential crack occurred at the intrados. In this case, the fatigue life was much shorter than that of a sound pipe bend predicted from the design fatigue curve, and it clearly decreased with decreasing axial length of the wall-thinning defect.
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원전 배관 손상압력 평가를 위한 파열시험 및 유한요소해석
윤민수 ( Min Soo Yoon ),김성환 ( Sung Hwan Kim ),김태순 ( Tae Soon Kim ) 한국안전학회(구 한국산업안전학회) 2015 한국안전학회지 Vol.30 No.1
This study aims to quantitatively evaluate failure pressure of wall-thinned elbow under combined load along with internal pressure, by conducting real-scale burst test and finite element analysis together. For quantitative evaluation, failure pressure data was extracted from the real-scale burst test first, and then finite element analysis was carried out to compare with the test result. For the test, the wall-thinning defect of the extrados or intrados inside the center of 90-degree elbow was considered and the loading modes to open or close the specimen maintaining a certain load or displacement were applied. Internal pressure was applied until failure occurred. As aresult, when the bending load was applied under the load control condition, the intrados of the defect was more affected by failure pressure than the extrados, and the opening mode was more vulnerable to failure pressure than the closing mode. When the bending load was applied under the displacement control, it was hardly affected by failure pressure though it was slightly different from the defect position. The result of the finite element analysis showed a similar aspect with the test. Moreover, when major factors such as material properties and pipeline thickness were calibrated to accurate values, the analytical results was more similar to the test results
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윤민수(Min Soo Yoon),김진원(Jin Weon Kim),김종성(Jong Sung Kim) 대한기계학회 2012 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2012 No.2
본 연구에서는 감육결함이 가공된 실배관 곡관 시핀을 대상으로 10 MPa의 내압과 반복 굽힘하중 조건에서 피로 시험을 수행하였다. 곡관의 외호부와 내호부에 감육결함이 존재하는 경우를 각각 고려하였으며, 반복 하중으로는 완전 역방향의 변위제어 형태로 작용되는 In-plane 상의 굽힘하중이 고려되었다. 감육결함이 곡관의 외호부에 존재하는 경우, 결함부가 아닌 곡관의 측면에서 축방향 균열이 생성되었다. 또한, ASME Sec. Ⅲ의 설계 피로곡선에서 예측된 건전 곡관의 피로수명보다 긴 피로수명을 보였으며, 피로수명이 결함 길이에 크게 영향을 받지 않았다. 반면, 결함이 내호부에 존재하는 곡관은 내호부에서 원주방향 균열이 발생하였으며, 피로수명은 ASME Sec. Ⅲ의 설계 피로곡선에서 예측한 건전 곡관의 피로수명보다 짧은 값을 보였다. 또한, 내호부 감육 곡관의 피로수명은 결함길이가 감소함에 따라 뚜렷이 감소하였다. This study carried out the fatigue tests using real-scale pipe bend specimens with wall-thinning defect under in-plane cyclic bending load together with a constant internal pressure of 10 MPa. The wall-thinning defect located at extrados and intrados of pipe bend was considered in the experiment. A fully reversed cyclic in-plane bending displacement was applied to the specimens. For the pipe bends with wall-thinning at extrados, an axial crack occurred at crown of pipe bend rater than at extrados where the defect was located. Also, the fatigue life was longer than that of a sound pipe bend predicted from the design fatigue curve in ASME Sec. Ⅲ, and it was less dependent on the axial length of wall-thinning defect. For the pipe bends with wall-thinning at intrados, a circumferential crack occurred at intrados. In this case, the fatigue life was much shorter than that of a sound pipe bend predicted from design fatigue curve, and it clearly decreased by decreasing axial length of wall-thinning defect.
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용접부의 결함이 소구경배관의 공진 주파수에 미치는 영향 분석
윤민수 ( Min Soo Yoon ),송기오 ( Ki O Song ),이재민 ( Jae Min Lee ),하승우 ( Seung Woo Ha ),조선영 ( Sun Young Cho ) 한국안전학회(구 한국산업안전학회) 2018 한국안전학회지 Vol.33 No.5
The piping system of a nuclear power plant plays a role of transferring high energy fluid to equipment and various devices. The safety and soundness of these piping systems are very closely related to the operability of the power plant. In the case of a welded part of a small diameter pipe, it may grow as a microcrack due to a lack of penetration, and it may grow to a size that affects the safety of the pipe due to the influence of mechanical vibration and fatigue load. Resonance refers to an increase in energy as the natural frequency of an object coincides with the frequency applied to the external force. When this resonance occurs, the frequency is the resonance frequency. In this study, when defects exist in the welds of small diameter pipe, the natural frequency of the pipe changes and resonance may occur. Since these resonances are likely to cause fatigue damage to the piping, resonance frequency changes due to the size and shape of the defects are analyzed and evaluated. As a result of the vibration test, the resonance frequency tended to decrease as the depth of the defect deepened, and the influence was larger when the defect existed at the bottom of the top of the trough. Also, it was confirmed that the Transverse cracks had an effect on the resonance frequency in the presence of the cracks in the weld bead, compared to the longitudinal cracks. As a result of this study, it is expected that the cause of the defect and the condition of the pipe can be monitored because the resonance frequency tendency according to the shape of the crack is analyzed.
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