가스관, 송유관 등의 배관구조물은 주요자원의 수송을 책임지는 핵심 지하시설물 중 하나이다. 이들은 사고 및 자연적인 노후화로 인해 국부적인 손상이 발생할 위험에 노출 되어있다. 하지만 대부분의 배관구조물은 지하의 좁은 공간에 복잡하게 연결되어있기 때문에 구조물의 건전성을 지속적으로 모니터링 하는데 어려움이 있었다. 이러한 지금까지 관리방식의 한계점을 극복하기 위해 최근 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 온라인 방식의 상시적 구조물 건전성 평가방법에 대한 연구가 활발히 이뤄지고 있다. 본 논문에서는 전기-역학적 임피던스 기반의 실시간 배관 구조물 건전성 평가방법에 대하여 연구하였다. 배관 구조물에 발생하기 쉬운 볼트 풀림과 균열의 두 가지 국부손상을 가정하였고 압전효과를 가진 PZT와 MFC 센서를 이용하여 구조물의 상태에 따른 임피던스를 계측하여 손상탐색 실험을 수행하였다. 하나의 센서로 가진과 센싱을 동시에 수행할 수 있는 저비용 셀프센싱 기법을 사용하였고 배관 상태에 대한 객관적인 판단을 위해 손상지수인 RMSD 값을 사용하여 계측된 신호를 이용하여 손상의 정도를 정량화시켰다. 손상여부의 판단을 위해 일반 극치 분포를 이용하여 최적화된 통계적인 정상상태의 임계값을 설정하였다. 위와 같은 실험적 연구과정을 통해 제안된 실시간 배관 구조물 건전성 평가 방법의 타당성과 효율성을 확인해 보았다.

In this paper, we introduce an internal pipeline exploration of an in-pipe robot, based on the landmark recognition system. The fittings of pipelines such as elbows and branches are used as the landmarks. The robot recognizes the landmarks with a vision system by using the shadows of the elements, which are generated by the specially designed illuminator on the robot. By using a simple image-processing, the robot can easily detect and distinguish these landmarks while recognizing the direction of the pipeline path. Simultaneously, all information for exploration is continuously recorded and used to reconstruct the map of the pipelines. The effectiveness of the proposed method is verified by real experiments using the in-pipe robot MRINSPECT V for moving inside of the miniature urban 8-inch gas pipeline structure.

This paper proposes the technique of estimating the pipe thickness using the measured group velocity. To measure the group velocity from the accelerometer data in the frequency domain, Wigner-Ville distribution is utilized, which interprets the waveform of the shock wave. Using this measured group velocity, this paper proposes the technique to estimate the thickness of pipes with the impact on the pipe. The group velocity is estimated by the modeling correlation between the group velocity and the thickness of the pipe based on the propagation velocities. The correlation model between thickness and group velocity has been proved through the real experiments. The measured group velocity in the frequency-domain is the maximum at the center frequency of the bending waves in the modeling of the group velocity. In addition to these, a smoothing technique for analyzing lamb wave Wigner-Ville distribution has been introduced to improve the reliability of the data acquisition.

금속 조합을 이용하여 배관내벽에 형성된 스케일의 제거 및 억제 가능성과 광물학적 특성을 연구하기 위하여 주사전자현미경, 방안실체현미경, 선회절분석, 스케일 제거실험을 실시하였다. 배관내벽에 생성된 스케일은 대부분 철광물로 구성되어있으며 약간의 Si와 Ca 광물을 포함하고 있다. 배관내벽의 스케일을 제거하는 데 내부 금속을 Mg, 외부금속을 황동으로 실험하였을 때 가장 좋은 효과를 나타낸다.