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극한지 배관 설계 및 시공 기술 현황 원문보기

기계저널 : 大韓機械學會誌, v.54 no.1 = no.398, 2014년, pp.53 - 57  

김우식 (한국가스공사 연구개발원)

초록
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극한지 자원을 이송하기 위한 가장 안전하고 효율적인 방안은 배관이다. 국내 배관과 다른 환경인 극한지에서 자원이송배관을 설계, 시공에 필요한 기술의 현황을 소개하고자 한다.

AI 본문요약
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제안 방법

  • 또, 불연속적인 동토지역의 파이프라인 안정성 확보와 설계방법 검증을 위해 다수의 모니터링 시스템을 설치한다. 이 시스템은 파이프와 주변의 온도 및 침하정도, 파이프 변형률 등을 탐지한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
천연가스 이송용 배관을 극한지에 부설하는 방법으로 무엇이 있는가? 천연가스 이송용 배관을 극한지에 부설하는 방법으 로는 배관이 지나는 토양조건에 따라 달라지는데, 기본적으로 지상에 흙을 덮어 설치하는 방법, 지하에 매설 하는 방법, 지상의 가설대 위에 설치하는 방법이 있다.
배관의 일반매설(conventional burial)방 법의 장점은 무엇인가? 동토지역이나 안정해빙(thaw-stable)지역 경우 배관을 지하에 매설한다. 일반매설(conventional burial)방 법은 배관이 외부 기온변화에 의한 변형영향을 가장 적게 받고, 외부 충격에 안전하며, 보다 경제적이라는 장점이 있다. 특수 매설(special burial)방법은 배관이 불안정 해빙 구간을 통과할 때 건축물, 동물 이동경로, 암반사면(rockslide) 및 지반사태(avalanches)로부터 안정성 확보, 배관 열로 인한 동토층 융해를 막기 위해 배관을 단열처리한다.
극심한 연교차로 인한 지반환경 변화 및 구조물로부터의 열 유출입에 의해 지표층에 어떠한 문제가 발생하는가? ○ 동결상승 : 지표활동층이 동결할 경우 얼음 층이 생성되고 체적팽창으로 인하여 지표면이 상승하게 된다. 동결상승에 의한 동토의 변화는 배관에 높은 응력을 유발한다. ○ 동결재킹 : 극지 구조물에 지표면 상승에 저항하기 위한 적절한 지지대를 부설하지 않았을 경우, 지표면을 따라 구조물은 위쪽 방향으로 큰 하중을 받게 된다. 대부분 경우 지표활동층이 해빙되어도 건축물은 원래 위치로 돌아오지 않는다. 이와 같은 포괄적인 상방향 움직임을 재킹이라 한다. 이현상은 지표활동층의 계절적인 변화에 의한 동결-해빙 과정이 있을 때 발생하고, 영구 동토지역에만 국한된 문제는 아니다. ○ 융해침하 : 영구 동토지역의 불안정 해빙구간에서 대량의 얼음이 융해되면서 구조물이 침하할 수 있다. 이와 같은 융해는 자연적인 온도조건 변화나 구조물로부터 열유입에 의해 발생한다.
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