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NTIS 바로가기韓國海洋工學會誌 = Journal of ocean engineering and technology, v.25 no.6 = no.103, 2011년, pp.86 - 90
이재환 (충남대학교 선박해양공학과) , 윤치호 (한국지질자원연구원)
The mining of imitated manganese noodles in 1000 m of seawater is planned for 2012. Thus, it is necessary to prepare the lifting pipes to be used for the test. Because of storage and expense constraints, flexible and economic HDPE pipe is being considered, making it necessary to test the structural ...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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심해저 양광시스템은 어떤 시스템인가? | 심해저 양광시스템 (Fig. 1)은 집광기를 통해 채집된 망간단괴가 유연관(Flexibile Pipe)을 통해 중간 버퍼로 유송되고, 유송된 단괴는 수직 양광관과 펌프에 의해 해상의 채광 선까지 이송되는 시스템이다. 망관 단괴를 이송하는 운송관(라이저)은 강철파이프와 유연관으로 분류되는데 유연재료에 관한 것으로 국외의 DeepFlex (www. | |
양광관은 무엇이 요구되는가? | 통상 망간 채집 경우 해저의 집 광기가 이동하므로 버퍼까지는 유연관이 사용되고 버퍼부터 선상까지의 양광은 강도가 큰 강철관을 사용한다. 양광관의 경우 채광 수심에 따라 길이가 길어지며 높은 수압과 조류, 파도, 채광선의 동적운동 등의 외력에 견뎌야 하기 때문에 높은 강도와 유연성이 요구된다. 석유 수송에 사용되는 라이저는 강철관으로 이에 관한 연구결과가 많으나 망간 채집과 관련된 파이프 연구는 최근 들어 많이 발표되고 있다. | |
망간의 양광 리프팅 관으로 사용가능성을 탐색하기 위하여 나선형으로 된 국산 HDPE 관에 대해 재질 특성 파악을 위한 재료실험을 수행하였고 도출된 재료 물성치를 사용하여 1000m 해저 수압에 대해 구조해석을 수행한 결과는 무엇인가? | (1) 재료 인장시험을 통해 일반적인 고밀도 폴리에틸렌 응력 범위에 있는 항복응력 14MPa를 얻었다. 또한 굽힘실험으로 재료역학 문헌과 같은 탄성 값 약 1GPa 를 얻었다. (2) 유한요소법으로 이중표피 관의 구조해석을 한 결과 1000m 수압에서 파이프의 최대응력은 2.5MPa 로 항복응력 14MPa 보다 매우 작아 안정성이 충분한 것이 보여 진다. (현재의 해석은 수중에서 파이프의 안과 바깥에 같은 크기의 수압이 작용하므로 응력은 적게 나오게 된다. 즉 수밀 되어 있는 상태의 관이 아니기 때문에 1000m 에서의 수압이 매우 큰 압력임에도 관에는 영향이 작다.) 6000m 심해저에 대한 구조해석에선 응력이 항복응력보다 다소 높게 산출되어 현재 형상의 사용에 대해서는 세밀한 분석이 필요하다. (3) 최종적인 안정성을 확인하기 위해서는 본문 내에 언급된 하중을 모두 고려하여야 하고 관을 이을 플랜지와 추가로 관을 보강할 설계안, 선박의 종류, 펌프/버퍼 무게, 해당 해역의 조류, 파력 등 관련 자료가 모두 있어야 하므로 향후 연구에서 고려되어야 한다. 현재 결과는 운용 선박이 결정되어 있지 않아 선박의 Heaving motion에 따른 운동력과, 조류력이나 고압펌프의 영향이 포함되어 있지 않고 단순히 수압에 대한 응력해석의 결과이다. 조류력에 의해 굽힘 모멘트가 긴 관의 상단에 크게 작용하고 큰 펌프압이 작용할 경우에는 관의 파단으로 인해 양광용으로 폴리 파이프를 사용할 수 없으므로, 인장력을 보완하는 방법이 있을 경우에는 모조 망간 단괴 시험에서 보조용 공급관등으로 사용함을 고려해 볼 수 있다. |
DeepFlex, Inc. Products & Services Advantages DeepFlex Composite vs. Steel, www.deepflex.com
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