- 한국가스안전공사 가스안전연구개발원, 미국 오하이오 주립대와 공동으로 연구 추진
- 연구결과 향후 PE관 비파괴검사 기준에 대한 합결판정기준에 적용 예정

한국가스안전공사(사장 박달영)가 폴리에틸렌(polyethylene:PE) 배관 융착 성능을 효과적으로 평가할 수 있는 비파괴검사기술(NDE)을 개발, 결함검출 기술에 대한 검증 및 결함판정 기준개발을 위해 미국의 오하이오 주립대 Plastic & Composites Joining Lab과 공동으로 연구를 추진하고 있다.

현재 PE 배관 융착부의 성능평가는 외관검사에만 의존하는 등 그 성능평가의 신뢰성에 많은 의문이 제기되고 있어 효과적인 성능평가를 위한 첨단기술의 필요성이 절실한 실정이다.

한국가스안전공사 가스안전연구개발원에 따르면 이번 미국과의 공동연구는 ▲인위결함을 삽입한 융착시험편의 설계 및 제작 ▲융착 시험편에 대한 기계적 평가 실시 ▲유한요소모델링 해석을 통한 이론적 평가 등이 주요 연구골자라는 것.

연구개발원은 인위결함의 크기는 이음관 한 쪽 끝 부분의 융착부 열선 시작부분부터 열선 끝부분까지를 융착 폭으로 정하고 이 융착 폭의 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60% 결함을 생성시켜 제작했으며 기계적 평가는 정수압시험, 크러쉬시험, 굽힘시험, 인장시험을 실시해 결함 크기에 따른 융착부의 성능을 평가했다.

이론적 평가는 정수압시험에 대한 2차원 축대칭 모델링 및 3차원 모델링을 실시하고 굽힘시험에 대한 모델링과 인장시험에 대한 3차원 모델링을 통해 결함의 크기에 따른 응력 발생에 관해 평가했다.

연구개발원측은 이같은 평가결과 기계적 평가를 위한 굽힘 시험시 60% 인위결함을 삽입한 경우 약 0.08mm의 융착부 변형이 발생했으며 인장시험에서는 30% 인위결함을 삽입한 융착 시험편의 결함부위에서 파단이 발생하기 시작했다고 설명했다.

또한 응력해석 결과 결함 크기가 40%에서 50%로 증가할 때 최대 응력이 큰 폭으로 증가했으며 인위결함이 60% 이상인 경우 최대로 응력이 증가했다는 것이다.

한편, 가스안전연구개발원 설비연구팀은 이러한 연구결과는‘폴리에틸렌관의 전기융착 이음부에 대한 비파괴검사’기준(가칭)에 대한 합결판정기준에 적용할 예정이며 추후 기준 검토를 위한 전문회의를 통해 수정·보완해 나갈 예정이라고 밝혔다.

[에너지경제신문/2004-09-21]