한양대학교 기계공학부 캡스톤 PBL 중간 보고서

소개글

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목차

1. 서론

2. 본론
2 - 1. 천연가스 파이프 파손분석 사례
2 – 2. 원유 파이프 파손분석 사례
2 – 3. 수소 파이프 파손분석 사례

3. 결론
3 – 1. 파이프 파손분석 사례를 통해 공부한 내용
3 – 2. 파이프 파손분석 사례 비교

4. 참고자료

본문내용

1. 서론
파이프는 현대사회에서 중요한 역할을 수행하고 있다. 가정에서 사용하는 물과 가스, 자동차의 연료가 되는 기름을 수송할 때 파이프가 사용되고 있다. 이처럼 파이프는 다양한 산업 현장 및 일상생활에서 사용되기 때문에 다양한 파손사례들이 존재한다. 파이프의 파손분석을 위해서는 파이프가 사용되는 장소의 온도와 습도뿐만 아니라 수송물질과 파이프 설계 구조까지 고려해야 하기 때문에 수많은 파손모드들을 염두에 두고 파손분석을 진행해야 한다. 따라서 이번 보고서에서 다양한 파이프 파손분석 사례들을 확인해 볼 것이다. 아래의 파손분석 및 신뢰성 설계 절차를 중심으로 각각의 파손분석들이 어떠한 과정으로 파손분석을 진행하였는지를 알아보고 파손분석들을 서로 비교해 볼 것이다.

2. 본론
2-1. 천연가스 파이프 파손분석 사례 [참고자료 2]
(1) Failure occurrence
천연가스를 공급하는 파이프에 파손이 발생하였다. 이로 인해 7시간 동안 천연가스 공급에 차질이 생겼으며, 파이프 파손의 원인을 식별하기 위한 연구가 수행되었다.

(2) Apply fields of engineering/science & Investigation contents
파이프의 파손 원인을 식별하기 위해 기존의 설계 및 시공 자료 검토, 육안 물리 검사, 배관 재료 분석, NASTRAN을 이용한 구조 분석, FLUTE를 이용한 전산 유체 역학 분석(CFD) 등을 수행하였다.

(3) Determination of failure mode
연구조사 결과 천연가스 수송에 사용되는 탄소강 파이프 근처에서 누출된 수도관에서 나온 고압의 물이 주변의 모래 알갱이와 합쳐져 슬러리를 형성하였고, 이 슬러리가 파이프에 지속적인 충격을 가해 침식이 발생하여 파이프가 파손되었다.

(4) Analysis and Evaluation & Various failure cause
탄소강 파이프의 침식이 어떻게 진행되었는지를 파악하기 위해 실험적 접근 방법과 CFD(Computational Fluid Dynamics) 분석을 이용하였다.

참고 자료

김태원, “파손분석 및 설계’, 기계공학부 캡스톤 PBL 강의 자료 부록 A, Pages 2-15
Z.A. Majid, R. Mohsin, M.Z. Yusof, 2012, “Experimental and computational failure analysis of natural gas pipe”, Engineering Failure Analysis, Vol 19, Pages 32-42
Cesar R.F. Azevedo, 2007,” Failure analysis of a crude oil pipeline”, Engineering Failure Analysis, Vol 14, Issue 6, Pages 978-994
M. Suresh Kumar, M. Sujata, M.A. Venkataswamy, S.K. Bhaumik, 2008, “Failure analysis of a stainless steel pipeline”, Engineering Failure Analysis, Vol 15, Issue 5, Pages 497-504