KR20140070978A - Method for pridicting time-dependrnt corrosion wastage under corrosional environment - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for predicting time-dependent corrosion wastage under a corrosional environment, capable of evaluating the safety of a ship and a marine structure and planning and executing various measures like repair, replacement, or waste in a proper period based on the predicted corrosion wastage by suggesting a practical method to predict the time-dependent corrosion wastage of various ships and the marine structure made of metal materials which are exposed to the corrosional environment like an oil well tube installed in a deep sea oil well to collect natural gas and crude oil with sulfur compound or the ship in contact with sea.

Description

부식 환경에서의 시간경과에 따른 부식량 예측방법{Method for pridicting time-dependrnt corrosion wastage under corrosional environment}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for predicting corrosion of a corrosion-

본 발명은 해수와 접촉하는 선박이나 황화합물이 포함된 원유나 천연가스를 채취하도록 심해저 유정에 설치된 유정 튜브(oil well tube) 등과 같이 부식 환경에 노출된 금속재질의 각종 선박과 해양 구조물들이 시간의 경과에 따라 부식되는 양을 예측할 수 있는 실용적인 방법을 제시함으로써, 선박과 해양 구조물의 안전도를 평가할 수 있도록 하는 것은 물론 예측된 부식량에 근거하여 적절한 시기에 수리·교체 또는 폐기 등의 각종 조치를 계획 및 실행할 수 있도록 하는 부식 환경에서의 시간경과에 따른 부식량 예측방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for monitoring various types of ships and marine structures exposed to a corrosive environment such as ships in contact with seawater, crude oil containing sulfur compounds, oil well tubes installed in deep sea oil wells to collect natural gas, , It is possible to evaluate the safety of ships and offshore structures by suggesting a practical method to predict the amount of corrosion according to the amount of corrosion and to plan and implement various measures such as repair, And a method for predicting the corrosion amount over time in a corrosive environment which enables the execution of the corrosion test.

해양에서의 금속의 부식은 매우 다양한 환경적, 재질적 인자에 좌우되는 극히 복잡한 현상이다. 환경적 인자로는 박테리아, 생물오손(biofouling), 산소 공급, 이산화탄소, 염도, 산도, 용해탄산염, 오염물질, 온도, 압력, 부유물질, 유속, 파랑 등을 들 수 있다. 그리고, 재질적 인자에는 금속의 조성과 표면 거칠기가 있다. 더 나아가 부식 현상은 적절한 세균 콜로니(bacterial colonies) 및 세균 대사를 유지하기에 충분한 에너지원(전자)과 영양소 양자의 가용성에 의존하는 미생물학적 영향에도 관련되어 있다.Corrosion of metals in the ocean is an extremely complex phenomenon that depends on a wide variety of environmental and material factors. Environmental factors include bacteria, biofouling, oxygen supply, carbon dioxide, salinity, acidity, dissolved carbonate, contaminants, temperature, pressure, suspended matter, flow rate, and blue. The material parameters include the composition of the metal and the surface roughness. Furthermore, the phenomenon of corrosion is also associated with microbiological effects that depend on adequate bacterial colonies and the availability of both energy sources (electrons) and nutrients sufficient to sustain bacterial metabolism.

한편, 해양을 운항하는 선박과 해양에 설치되는 각종 구조물(이하. '해양 구조물'로 통칭함)의 부식량을 예측하는 것은 매우 중요하다.On the other hand, it is very important to predict the amount of corrosion of marine vessels and marine structures (hereinafter "marine structures").

해양 구조물은 부식에 대응하기 위해 제작시 철저한 방청 작업을 거치게 되지만 가동수명이 수십 년에 이르기 때문에 결국에는 부식될 수밖에 없으며, 부식으로 인한 강도의 손실은 해양 구조물의 안정성에 심각한 영향을 미치게 된다.Marine structures are subjected to thorough rustproofing in order to cope with corrosion, but since they have decades of operation life, they will eventually corrode and the loss of strength due to corrosion will seriously affect the stability of offshore structures.

예를 들어, 부식에 의해 구조적 강도가 떨어진 선박이 원양을 운항하던 중 거친 풍랑을 견디지 못하게 되면 침수나 침몰 등의 사고를 피할 수 없게 되며, 만일 원유를 수송하는 유조선이라면 인적·물적 피해에 비할 수 없는 막대한 환경오염의 2차 피해가 발생하게 된다.For example, if a ship whose structural strength has deteriorated due to corrosion has failed to withstand a rough storm while operating on a deep sea, accident such as flooding or sinking can not be avoided. If the oil tanker transports crude oil, There is a secondary damage of enormous environmental pollution.

또는, 심해저 유정에 설치된 유정 튜브의 내부는 원유나 천연가스에 포함된 황화합물에 의해 부식되는데, 유정 튜브 내부의 부식 정도는 외부에서 관찰할 수 없기 때문에 부식량을 미리 예측하지 못하면 유조선의 경우처럼 원유 유출에 의한 환경오염의 사고를 예방하는 것은 매우 곤란하다. Or, the inside of the oil well tube installed in the deep well oil well is corroded by the sulfur compound contained in the crude oil or natural gas. Since the degree of corrosion inside the oil well tube can not be observed from outside, if the corrosion amount is not predicted in advance, It is very difficult to prevent accidents of pollution caused by spills.

그러나, 전술한 바와 같이 해양 환경에서의 금속의 부식은 매우 복잡한 현상이고 시간 경과에 따라 일정한 정도로 부식되는 것도 아니기 때문에 예측하기가 쉽지 않기 때문에, 아직까지는 여러 방안이 시도되고 있는 실정이다.However, as described above, the corrosion of metal in a marine environment is a very complicated phenomenon and it is not easy to predict because it is not corroded to a certain degree with time. Therefore, many attempts have been made yet.

이러한 시도 중의 하나로 한국등록특허 제10-0219724호의 "해수 분위기에서의 금속 부식 수명 예측방법"을 소개할 수 있다.As one of such attempts, Korean Patent No. 10-0219724 entitled "Method for predicting metal corrosion life in seawater atmosphere"

상기 등록특허는 해수부식 분위기하에서의 스테인레스강 부식수명을 예측하는 방법에 관한 것으로, 수치해석적 모델링 방법으로 스테인리스강의 조성과 부식전류밀도, 틈의 형상, 초기 pH농도, Cl 산도농도, 미리 알려지거나 실험에 의해 구해진 조성물에서 파생되는 화학이온들의 확산계수, 전자가수, 및 각종 상수 등을 입력하여 시간에 따른 농도 변화량, pH변화, 전위변화를 계산하고, 그 계산된 농도가 임계치를 넘거나 또는 전위가 임계전위를 넘는 경우에 해당농도까지의 변화에 필요한 시간을 부식개시시간으로 측정하는 해수분위기하에서의 금속, 특히 스테인리스강 부식수명 예측방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for predicting the corrosion life of a stainless steel in a seawater corrosive atmosphere, wherein a composition of a stainless steel, a corrosion current density, a shape of a gap, an initial pH concentration, a Cl acid concentration, A pH change, and a potential change with time by inputting a diffusion coefficient, an electron number, and various constants of chemical ions derived from the composition obtained by the composition obtained by the above method, and if the calculated concentration exceeds a threshold value, More particularly, to a method for predicting corrosion life of metals, particularly stainless steel, under a seawater atmosphere in which a time required for a change to the concentration to exceed the threshold potential is measured as the corrosion start time.

위와 같은 예측방법은 물리학적 모델에 기반을 둔 수치해석적 방법이라 할 수 있는데, 복잡한 부식 현상을 모델링하는 과정에서 많은 가정과 일부 부식 인자의 생략이 관여하기 때문에 실제 부식 현상과 거리가 먼 결과가 도출될 수 있다는 한계가 있다.This prediction method can be regarded as a numerical method based on a physical model. Since many assumptions and omission of some corrosion factors are involved in the process of modeling complex corrosion phenomena, There is a limit.

한국등록특허 제10-0219724호Korean Patent No. 10-0219724

본 발명은 다양한 부식 환경에 노출된 특정 금속 구조물이 시간의 경과에 따라 부식되는 양을 예측할 수 있는 실용적인 방법을 제시함으로써, 선박과 해양 구조물의 안전도를 평가할 수 있도록 하는 것은 물론 예측된 부식량에 근거하여 적절한 시기에 수리·교체 또는 폐기 등의 각종 조치를 계획 및 실행할 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention provides a practical method for predicting the amount of corrosion of a particular metal structure exposed to various corrosive environments over time, thereby enabling evaluation of the safety of ships and offshore structures, And to plan and execute various measures such as repair, replacement, or disposal at an appropriate time.

본 발명은 컴퓨터에 구비된 연산수단에서 일련의 계산과정이 수행되는 부식 환경에서의 시간경과에 따른 부식량 예측방법에 관한 것으로서,The present invention relates to a method for predicting a corrosion amount over time in a corrosive environment in which a series of calculation processes are performed in a computing means provided in a computer,

다양한 부식노출시간에 대하여 수집된 특정 금속 구조물의 부식량 데이터를 입력하는 제1 단계;A first step of inputting corrosion data of a specific metal structure collected for various corrosion exposure times;

제1 단계에서 입력된 데이터에 대해 평균값은 최대로 하고 COV(coefficient of variation, 변동계수, COV=표준편차/평균)는 최소값이 되도록 하는 부식량 간격을 결정하는 제2 단계;A second step of determining a corrosion amount interval for which the average value is maximized and the coefficient of variation (COV) is the minimum value for the data input in the first step;

제2 단계에서 결정된 부식량 간격에 대한 각 부식노출시간별 부식량 데이터에 대해 하기 식(1)의 와이블(Weibull) 함수를 적용하여 형상 파라미터(α) 및 치수 파라미터(β)를 계산하는 제3 단계;(3) calculating the shape parameter (α) and the dimensional parameter (β) by applying the Weibull function of the following equation (1) to the corrosion data for each corrosion exposure time for the corrosion amount interval determined in the second step step;

제3 단계에서 계산된 복수의 부식노출시간별 형상 파라미터(α) 및 치수 파라미터(β)로부터 각 파라미터(α,β)를 근사적으로 표현하는 부식노출시간에 대한 선형식 또는 다항식을 계산하는 제4 단계; 및Calculating a line form or a polynomial expression for the corrosion exposure time that approximately expresses each parameter (?,?) From the shape parameter (?) And the dimensional parameter (?) For each of the plurality of corrosion exposure time calculated in the third step, step; And

하기 식(1)의 와이블(Weibull) 함수에 제4 단계에서 계산된 형상 파라미터(α) 및 치수 파라미터(β)의 선형식 또는 다항식을 적용하여 시간종속 부식량 예측 실험식을 완성하는 제5 단계를 포함하는 부식 환경에서의 시간경과에 따른 부식량 예측방법이다.The fifth step of completing the time-dependent subcategory prediction equation by applying a linear or polynomial equation of the shape parameter α and the dimension parameter β calculated in the fourth step to the Weibull function of the following equation (1) And a method for predicting the corrosion amount over time in the corrosive environment.

식(1) :

Figure pat00001
Equation (1):
Figure pat00001

{여기서, dc는 부식량(결함 깊이), Ye는 코팅층의 파괴 후 경과된 시간(년)으로서 Ye=Y-Yc(Yc는 코팅 수명, Y는 금속 구조물의 나이)로 계산되는 값임}{Wherein, d c is the value that is calculated as a portion of food (defect depth), Y e is Y e = YY c as the time (years) after the destruction of the coating layer (Y c is the coating life, Y is the age of the metal structure) }

본 발명의 실시예에서, 상기 식(1)의 코팅 수명(Yc)은 0으로 가정된다.In an embodiment of the present invention, the coating life (Y c ) of the formula (1) is assumed to be zero.

그리고, 제2 단계는 상기 부식노출시간별로 계산된 평균값은 최대로 하고 COV는 최소값이 되도록 하는 부식량 간격을 평균하여 결정할 수 있다.The second step may be determined by averaging the corrosion amount intervals which make the average value calculated by the corrosion exposure time maximum and the COV minimum value.

본 발명의 제1 실시예에서, 상기 특정 금속 구조물은 유정 튜브이고, 상기 부식량 데이터는 상기 유정 튜브 내부의 두께 감소량이며, 제3 단계에서 계산된 상기 형상 파라미터(α) 및 치수 파라미터(β)의 선형식 또는 다항식은 하기의 식(2)인 것을 특징으로 한다.In the first embodiment of the present invention, the specific metal structure is a well tube, the corrosion amount data is a thickness reduction amount inside the well tube, and the shape parameter (alpha) and the dimensional parameter (beta) Is a linear or polynomial expression of the following equation (2).

식(2) :

Figure pat00002
Equation (2):
Figure pat00002

한편, 본 발명의 제2 실시예에서, 상기 특정 금속 구조물은 해수 밸러스트 탱크이고, 제3 단계에서 계산된 상기 형상 파라미터(α) 및 치수 파라미터(β)의 선형식 또는 다항식은 하기의 식(3)인 것을 특징으로 한다.Meanwhile, in the second embodiment of the present invention, the specific metal structure is a seawater ballast tank, and the linear form or the polynomial equation of the shape parameter (alpha) and the dimensional parameter (beta) calculated in the third step is expressed by the following equation ).

식(3) :

Figure pat00003
Equation (3):
Figure pat00003

본 발명은 다양한 부식노출시간에 대하여 수집된 특정 금속 구조물의 부식량 데이터를 통계적으로 처리하여 특정 금속 구조물이 시간의 경과에 따라 부식되는 양을 예측할 수 있는 일반화된 실험식을 제공함으로써, 선박과 해양 구조물의 안전도를 평가하고 예측된 부식량에 근거하여 적절한 시기에 수리·교체 또는 폐기 등의 각종 조치를 계획 및 실행할 수 있도록 하는 판단의 기준을 만들어준다는 이점을 가진다.The present invention provides a generalized empirical formula that statistically treats the corrosion data of a particular metal structure collected over various corrosion exposure times to predict the amount of corrosion of a particular metal structure over time, And to make judgment criteria for planning and implementing various measures such as repair, replacement, or disposal at an appropriate time based on the estimated amount of corrosion.

또한, 본 발명은 부식량 데이터를 제공한 특정 금속 구조물에 대해서는 하나의 실험식을 범용적으로 활용할 수 있다는 것에도 장점이 있다.Further, the present invention is also advantageous in that one empirical formula can be utilized universally for specific metal structures provided with the corrosion data.

도 1은 본 발명에 따른 부식 환경에서의 시간경과에 따른 부식량 예측방법의 전체적인 구성을 보여주는 흐름도.
도 2는 부식량 간격에 따른 평균값과 COV의 변화를 모식적으로 도시한 도면.
도 3은 실시예 1에서의 5.1년 유정 튜브의 확률밀도분포(a) 및 누적밀도분포(b)를 도시한 도면.
도 4는 실시예 1에서 근사된 와이블 분포에 기초하여 나이를 달리하는 각 유정 튜브에 대한 확률밀도분포를 도시한 그래프.
도 5는 실시예 1에서 형상 파라미터(α) 및 치수 파라미터(β)의 실제값과 이로부터 유도된 각 파라미터의 선형식 또는 다항식을 함께 도시한 그래프.
도 6은 실시예 1에서 실제 측정된 유정 튜브의 두께 감소량(적색)과 완성된 시간종속 부식량 예측 실험식에 의해 근사적으로 계산된 두께 감소량(청색)에 대해 평균과 표준편차를 중첩하여 도시한 그래프.
도 7은 실시예 2에서 형상 파라미터(α) 및 치수 파라미터(β)의 실제값과 이로부터 유도된 각 파라미터의 선형식 또는 다항식을 함께 도시한 그래프.
도 8은 실시예 2에서 근사된 와이블 분포에 기초하여 나이를 달리하는 각 밸러스트 탱크에 대한 확률밀도분포를 도시한 그래프.
도 9는 실시예 2에서 실제 측정된 밸러스트 탱크의 두께 감소량(적색)과 완성된 시간종속 부식량 예측 실험식에 의해 근사적으로 계산된 두께 감소량(청색)에 대해 평균과 표준편차를 중첩하여 도시한 그래프.
1 is a flow chart illustrating the overall configuration of a method for predicting a corrosion rate over time in a corrosive environment according to the present invention;
Fig. 2 is a diagram schematically showing a change in an average value and COV according to a corrosion amount interval. Fig.
3 is a diagram showing a probability density distribution (a) and an accumulated density distribution (b) of a 5.1-year oil-tube in the first embodiment;
FIG. 4 is a graph showing a probability density distribution for each wellhead tube of different ages based on the Weibull distribution approximated in Example 1. FIG.
5 is a graph showing the actual values of the shape parameter (α) and the dimensional parameter (β) and the linear form or polynomial expression of each parameter derived therefrom in the first embodiment.
FIG. 6 is a graph showing an average and a standard deviation superimposed on the thickness reduction amount (red) actually measured in Example 1 and the thickness reduction amount (blue) calculated approximately by the empirical formula of the completed time dependent subcategory graph.
FIG. 7 is a graph showing the actual values of the shape parameter (?) And the dimensional parameter (?) And the linear form or polynomial expression of each parameter derived therefrom in Embodiment 2;
8 is a graph showing a probability density distribution for each ballast tank of different ages based on the Weibull distribution approximated in Example 2. Fig.
9 is a graph showing an average and a standard deviation of the thickness reduction amount (red) actually measured in Example 2 and the thickness reduction amount (blue) calculated approximate by the complete time dependent subcategory prediction empirical formula graph.

이하, 본 발명에 따른 부식 환경에서의 시간경과에 따른 부식량 예측방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of a method for predicting corrosion amount according to time in a corrosive environment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to inform.

또한, 본 발명은 컴퓨터에 구비된 연산수단에서 일련의 계산과정이 수행되는 프로그램으로 구현가능하며, 각 단계를 수행하는 구성요소는 일종의 모듈로서 표현될 수 있을 것이다.In addition, the present invention can be implemented as a program in which a series of calculation processes are performed in a computing means provided in a computer, and the components performing each step can be expressed as a kind of module.

도 1을 참조하여 본 발명에 따른 부식 환경에서의 시간경과에 따른 부식량 예측방법의 전체적인 구성을 설명하면 다음과 같다.
Referring to FIG. 1, the overall construction of the corrosion prediction method according to the present invention over time in a corrosive environment according to the present invention will be described below.

제1 단계는 다양한 부식노출시간에 대하여 수집된 특정 금속 구조물의 부식량(감소 두께 또는 결함 깊이) 데이터를 입력하는 단계이다.The first step is to input the corrosion amount (reduced thickness or defect depth) data of the specific metal structure collected for various corrosion exposure times.

후술할 본 발명의 실시예에서, 금속 구조물은 유정 튜브 및 밸러스트 탱크의 두 가지이며, 부식 환경이 유사한 각 금속 구조물별로 부식량 데이터가 입력된다.In the embodiment of the present invention to be described later, the metal structure is two types of oil well tube and ballast tank, and the corrosion amount data is inputted for each metal structure having a similar corrosion environment.

따라서, 본 발명은 특정 금속 구조물별로 시간종속 부식량 예측 실험식을 제공하게 된다.
Accordingly, the present invention provides a time-dependent sub-body food-grade empirical formula for each specific metal structure.

제2 단계는 제1 단계에서 입력된 데이터에 대해 평균값은 최대로 하고 COV(coefficient of variation, 변동계수, COV=표준편차/평균, 이하 ‘COV'로 통칭함)는 최소값이 되도록 하는 부식량 간격을 결정하는 단계이다.In the second step, the average value of the data inputted in the first step is set to the maximum value, and the COV (coefficient of variation, COV = standard deviation / average, hereinafter collectively referred to as COV) .

제1 단계에서 입력된 특정 금속 구조물의 부식량 데이터를 통계적으로 처리하여 도수분포표 형태로 정리함에 있어, 변량인 부식량 사이의 간격(계급)은 통계 결과에 지대한 영향을 미치게 된다.In order to statistically process the corrosion data of the specific metal structure entered in the first step and to arrange it in the form of a frequency distribution table, the interval (rank) between variables, which are the variables, has a great influence on the statistical results.

따라서, 부식량 간격은 평균값은 최대로 하면서 동시에 COV는 최소값이 되도록 하는 간격으로 설정할 필요가 있다.Therefore, it is necessary to set an interval at which the COV becomes the minimum value while the average value is maximized.

도 2는 부식량 간격에 따른 평균값과 COV의 변화를 모식적으로 도시한 것이다. 도 2에서 주의할 점은 부식량 간격이 증가할수록 COV가 줄어든다는 것을 의미하는 것이 아니며, COV가 최소가 되는 부식량 간격이 존재함을 의미한다는 것이다.
Fig. 2 schematically shows changes in the mean value and the COV according to the corrosion amount interval. It should be noted in FIG. 2 that as the corrosion-free interval increases, it does not mean that the COV is reduced, but it means that there is a corrosion gap at which the COV becomes minimum.

제3 단계는 제2 단계에서 결정된 부식량 간격에 대한 각 부식노출시간별 부식량 데이터에 대해 와이블(Weibull) 함수를 적용하여 형상 파라미터(α) 및 치수 파라미터(β)를 계산하는 단계이다.The third step is to calculate the shape parameter (α) and the dimensional parameter (β) by applying a Weibull function to the corrosion data for each corrosion exposure time for the corrosion amount interval determined in the second step.

제2 단계에서 결정된 부식량 간격(계급), 즉 부식노출시간별로 정리된 부식량 데이터는 그 분포를 가장 근사적으로 나타낼 수 있는 통계함수로 표현됨으로써 특정 금속 구조물 전반에 걸쳐 일반적으로 적용할 수 있게 된다.The corrosion data determined in the second step, ie, the class size, ie corrosion data sorted by corrosion exposure time, is expressed as a statistical function that can most approximate the distribution, so that it can be generally applied over a specific metal structure do.

부식시간 경과에 따른 부식량의 분포를 나타낼 수 있는 통계함수로는 정규분포(Normal distribution), 대수 정규분포(Lognormal distribution), 지수 분포(Exponential distribution), 2-파라미터 와이블 분포(2-Parameter Weibull distribution), 3-파라미터 와이블 분포(3-Parameter Weibull distribution), 감마 분포(Gamma distribution)를 들 수 있다.The statistical functions that can represent the distribution of corrosion amount with the passage time of corrosion are Normal distribution, Lognormal distribution, Exponential distribution, 2-parameter Weibull distribution distribution, 3-parameter Weibull distribution, and gamma distribution.

본 발명의 실시예에서는 상기 각 통계함수에 대해 앤더슨-달링 적합도 검정법(Anderson-Darling goodness of fit test)을 실시하였으며, 그 결과 2-파라미터 와이블 분포(이하, 간단히 '와이블 분포'라 함)가 부식시간 경과에 따른 부식량의 분포를 가장 잘 대표할 수 있음을 확인하였다.In the embodiment of the present invention, Anderson-Darling goodness of fit test was performed for each of the above statistical functions. As a result, a 2-parameter and a wavelet distribution (hereinafter, simply referred to as a ' Was the most representative of the corrosion rate over time of corrosion.

3-파라미터 와이블 분포는 아래의 식으로 표현된다.The 3-parameter Weibull distribution is expressed by the following equation.

Figure pat00004
......식(1)
Figure pat00004
(1)

여기서, α는 형상 파라미터(shape parameter), β는 치수 파라미터(scale parameter), γ는 위치 파라미터(location parameter)이다.Here,? Is a shape parameter,? Is a scale parameter, and? Is a location parameter.

상기 3-파라미터 와이블 분포에서 γ(위치 파라미터)=0으로 놓으면 (2-파라미터) 와이블 분포가 되며, 하기의 식(2)로 표현된다.When the parameter γ (position parameter) is set to 0 (2-parameter) in the 3-parameter Weibull distribution, the Weibull distribution is obtained and expressed by the following equation (2).

Figure pat00005
......식(2)
Figure pat00005
(2)

여기서, dc는 부식량(결함 깊이), Ye는 코팅층의 파괴 후 경과된 시간(년)으로서 Ye=Y-Yc(Yc는 코팅 수명, Y는 금속 구조물의 나이)로 계산되는 값이다.Where d c is the corrosion amount (depth of defect) and Y e is the time elapsed since the fracture of the coating layer (year), calculated as Y e = YY c (where Y c is the coating life and Y is the age of the metal structure) .

본 발명에서 코팅 수명 Yc는 일반화되기 어려운 미지의 값이기 때문에 0으로 가정된다. In the present invention, the coating lifetime Y c is assumed to be zero because it is an unknown value that is difficult to generalize.

식(2)의 와이블 분포(함수)를 각 부식량 계급에 적용하면, 부식노출시간의 계급별로 형상 파라미터(α) 및 치수 파라미터(β)가 각각 구해진다.
Applying the Weibull distribution (function) of Eq. (2) to each subclass, the shape parameter (α) and the dimension parameter (β) are obtained for each degree of corrosion exposure time.

제4 단계는 제3 단계에서 계산된 복수의 부식노출시간별 형상 파라미터(α) 및 치수 파라미터(β)로부터 각 파라미터(α,β)를 근사적으로 표현하는 부식노출시간에 대한 선형식 또는 다항식을 계산하는 단계이다.In the fourth step, a linear form or a polynomial expression for the corrosion exposure time that approximates each parameter (?,?) From the shape parameter (?) And the dimensional parameter (?) For each of the plurality of corrosion exposure times calculated in the third step .

즉, 부식노출시간(Ye)에 대해 불연속적인 분포를 갖는 형상 파라미터(α) 및 치수 파라미터(β)의 값에 대해 커브 피팅(curve fitting)을 함으로써, 형상 파라미터(α) 및 치수 파라미터(β)를 부식노출시간을 변수로 하는 하나의 선형식 또는 다항식으로 계산하는 것이다.
That is, by performing curve fitting on the values of the shape parameter? And the dimension parameter? Having a discontinuous distribution with respect to the corrosion exposure time (Y e ), the shape parameter? And the dimension parameter? ) Is calculated in a linear form or polynomial with the corrosion exposure time as a variable.

제5 단계는 상기 식(2)의 와이블(Weibull) 함수에 제4 단계에서 계산된 형상 파라미터(α) 및 치수 파라미터(β)의 선형식 또는 다항식을 적용하여 시간종속 부식량 예측 실험식을 완성하는 단계이다.The fifth step is to complete the time dependent subcategory prediction equation by applying a linear or polynomial equation of the shape parameter α and the dimension parameter β calculated in the fourth step to the Weibull function of the equation (2) .

위와 같이 완성된 시간종속 부식량 예측 실험식은 오직 부식노출시간(Ye) 하나만을 변수로 하는 함수이기 때문에, 부식노출시간(Ye)을 입력하기만 하면 즉시 부식량(dc)를 구할 수 있게 되며, 이 계산된 부식량 값을 근거로 하여 해양 구조물의 안전도를 평가하거나 예측된 부식량에 근거하여 적절한 시기에 수리·교체 또는 폐기 등의 각종 조치를 계획 및 실행할 수 있게 된다.
Since the above-mentioned time-dependent dependent food prediction equation is a function of only the corrosion exposure time (Y e ) as a variable, it is possible to obtain the corrosion amount (d c ) immediately by inputting the corrosion exposure time (Y e ) Based on these calculated values of the corrosion amount, it is possible to evaluate the safety of offshore structures or to plan and implement various measures such as repair, replacement or disposal at an appropriate time based on the predicted amount of corrosion.

이하에서는 2개의 실시예를 통해, 상기에서 설명된 시간경과에 따른 부식량 예측방법의 일련의 단계를 구체적으로 적용한 예를 제시하기로 한다.
Hereinafter, an example in which a series of steps of the method for predicting the corrosion amount according to the above-described time lapse described above is specifically applied will be described through two embodiments.

실시예 1은 심해저 유정에 설치된 유정 튜브에 본 발명을 적용함으로써 황화합물이 포함된 원유나 천연가스에 의한 유정 튜브 내부의 부식량을 예측하는 시간종속 부식량 예측 실험식의 도출에 관한 것이다.Example 1 relates to the derivation of a time dependent subcriteria prediction equation for predicting the amount of corrosion inside a well tube by a crude oil or a natural gas containing a sulfur compound by applying the present invention to a well tube installed in a deepwater well.

유정 튜브 내부의 부식량은 두께 감소로 측정되었으며, 부식노출시간을 달리하는 총 7개의 유정 튜브에 대한 측정 결과를 아래의 표 1 및 표 2에 정리하였다.The corrosion amount inside the oil well tube was measured as the thickness decrease. The measurement results of 7 oil well tubes with different corrosion exposure times are summarized in the following Tables 1 and 2.

다만, 심해저에 설치된 유정 튜브 내부의 부식량을 측정하기 위해 튜브 내부를 이동하면서 튜브의 두께를 특정하는 특수한 장치를 사용하였지만, 이 장치에 관한 내용은 본 발명의 범위를 벗어난 것이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.However, in order to measure the amount of corrosion inside the oil well tube installed in the deep sea, a special device for specifying the thickness of the tube while moving inside the tube was used. However, since the content of this device is out of the scope of the present invention, .

두께 감소가 측정된 유정 튜브의 기본 정보The basic information of the well tube which measured the thickness reduction 유정튜브Well tube 나이(년)Age (years) 수심(m)Depth (m) 측정회수Number of measurements 튜브 두께(㎜)Tube Thickness (mm) AA 5.15.1 1349.41349.4 174174 6.456.45 BB 5.85.8 2610.12610.1 287287 6.456.45 CC 9.19.1 1320.41320.4 149149 6.456.45 DD 11.711.7 1419.01419.0 197197 5.515.51 EE 15.315.3 2254.72254.7 246246 6.456.45 FF 18.218.2 1364.61364.6 184184 6.456.45 GG 22.822.8 1941.41941.4 200200 5.515.51

참고로 상기 표 1에서 유정 튜브 D의 등급만 AMS-28이고, 나머지 유정 튜브의 등급은 모두 L-80이다.For reference, only the grade of the well tube D in Table 1 is AMS-28, and the rank of the remaining well tube is L-80.

측정된 결과에 대해 평균값은 최대로 하면서 동시에 COV는 최소값이 되도록 하는 두께 감소 간격은 각 유정 튜브별로 차이가 있지만 평균을 하면 약 0.2㎜로 계산되었으며, 이 간격을 계급으로 하여 유정 튜브의 두께 감소 측정 결과를 정리하면 표 2와 같다.The average thickness of the well tubes was measured to be 0.2 mm, while the average thickness of the well tubes was different from that of the other tubes. The results are summarized in Table 2.

유정 튜브의 두께 감소 측정 결과Measurement result of thickness reduction of well tube 두께 감소
간격(㎜)
Thickness reduction
Spacing (mm)
나이(년)Age (years)
5.15.1 5.85.8 9.19.1 11.711.7 15.315.3 18.218.2 22.822.8 0.0~0.20.0 to 0.2 6969 162162 2424 2727 88 00 4545 0.2~0.40.2 to 0.4 5555 5454 7878 7272 7676 2323 6868 0.4~0.60.4 to 0.6 3939 3838 3636 7272 8282 7676 2626 0.6~0.80.6 to 0.8 1010 2020 99 1313 6464 3737 1010 0.8~1.00.8 to 1.0 1One 1010 22 77 1313 2424 55 1.0~1.21.0 to 1.2 00 33 00 44 33 1010 1One 1.2~1.41.2 to 1.4 00 00 00 00 00 77 33 1.4~1.61.4 to 1.6 00 00 00 00 00 33 33 1.6~1.81.6 to 1.8 00 00 00 1One 00 44 00 1.8~2.01.8 to 2.0 00 00 00 00 00 00 22 2.0~2.22.0 to 2.2 00 00 00 00 00 00 66 2.2~2.42.2 to 2.4 00 00 00 00 00 00 1212 2.4~2.62.4 ~ 2.6 00 00 00 00 00 00 66 2.6~2.82.6 to 2.8 00 00 00 00 00 00 33 2.8~3.02.8 to 3.0 00 00 00 00 00 00 1One 3.0~3.23.0 to 3.2 00 00 00 00 00 00 22 3.2~3.43.2 ~ 3.4 00 00 00 00 00 00 55 3.4~3.63.4 to 3.6 00 00 00 00 00 00 1One 3.6~3.83.6 to 3.8 00 00 00 00 00 00 00 3.8~4.03.8 to 4.0 00 00 00 00 00 00 00 4.0~4.24.0 ~ 4.2 00 00 00 00 00 00 1One

도 3은 5.1년 유정 튜브의 확률밀도분포(a) 및 누적밀도분포(b)를 도시한 도면을 예로서 제시한 것이고, 다른 6개의 유정 튜브에 대해서도 동일한 방식으로 도시할 수 있다.3 shows an example of a probability density distribution (a) and a cumulative density distribution (b) of a 5.1-year oil-tube, and FIG. 3 shows another six oil-well tubes in the same manner.

도 3에는 두께 감소량의 분포와 함께 정규분포, 대수 정규분포, 지수 분포, 와이블 분포, 3-파라미터 와이블 분포 및 감마 분포의 각 통계 함수의 분포를 도시하였다.FIG. 3 shows the distributions of the statistical functions of the normal distribution, the lognormal distribution, the exponential distribution, the Weibull distribution, the 3-parameter Weibull distribution and the gamma distribution together with the distribution of the thickness reduction amount.

상기 6개의 통계 함수에 대해 앤더슨-달링 적합도 검정법을 수행한 결과를 표 3 및 표 4에 정리하였다. 표 3은 적합도 검정법의 결과이고 표 4는 적합도 검정법의 결과를 비율로서 정리한 것이데, 적합도 검정법의 결과 및 비율이 작을수록 실제 확률분포에 더 근접하다는 것을 의미하는 바이므로, (2-파라미터) 와이블 분포가 부식량 예측에 가장 적합한 통계 함수임을 확인할 수 있다.The results of performing the Anderson-Darling fitness test on the six statistical functions are summarized in Tables 3 and 4. Table 3 shows the results of the fitness test. Table 4 summarizes the results of the fitness test. As the results and the ratio of the fitness test are smaller, it means that they are closer to the actual probability distribution. We can see that the weibull distribution is the most suitable statistical function for the prediction of corrosion.

각 통계 함수별 앤더슨-달링 적합도 검정 결과Anderson-Darling fitness test results for each statistical function 통계
함수
statistics
function
나이(년)Age (years)
5.15.1 5.85.8 9.19.1 11.711.7 15.315.3 18.218.2 22.822.8 평균Average 정규Regular 4.514.51 15.5915.59 4.744.74 5.215.21 2.542.54 7.597.59 23.9123.91 9.169.16 대수정규Algebraic regular 12.1412.14 7.367.36 12.2412.24 9.919.91 1.891.89 1.731.73 4.064.06 7.057.05 지수Indices 7.637.63 5.375.37 24.3224.32 23.7223.72 43.4243.42 30.4330.43 9.759.75 20.6620.66 와이블Weibull 8.468.46 5.885.88 6.166.16 4.824.82 1.861.86 5.525.52 6.126.12 5.555.55 3-와이블3- Weibull 21.3921.39 17.0917.09 5.535.53 4.804.80 1.561.56 2.212.21 6.006.00 8.378.37 감마gamma 8.248.24 6.116.11 8.688.68 5.675.67 1.311.31 3.193.19 7.127.12 5.765.76

각 통계 함수별 앤더슨-달링 적합도 검정 결과의 비율Percentage of Anderson-Darling fitness test results by statistical function 통계
함수
statistics
function
나이(년)Age (years)
5.15.1 5.85.8 9.19.1 11.711.7 15.315.3 18.218.2 22.822.8 평균Average 정규Regular 0.210.21 1.001.00 0.190.19 0.220.22 0.060.06 0.250.25 1.001.00 0.3670.367 대수정규Algebraic regular 0.570.57 0.470.47 0.500.50 0.420.42 0.040.04 0.060.06 0.170.17 0.2790.279 지수Indices 0.360.36 0.340.34 1.001.00 1.001.00 1.001.00 1.001.00 0.410.41 0.6390.639 와이블Weibull 0.400.40 0.380.38 0.250.25 0.200.20 0.040.04 0.180.18 0.260.26 0.2140.214 3-와이블3- Weibull 1.001.00 1.101.10 0.230.23 0.200.20 0.040.04 0.070.07 0.250.25 0.3610.361 감마gamma 0.390.39 0.390.39 0.360.36 0.240.24 0.030.03 0.100.10 0.300.30 0.2260.226

도 4는 와이블 분포에 기초하여 나이를 달리하는 각 유정 튜브에 대한 확률밀도분포를 도시한 그래프이다. 도 4에서 명확히 나타나 있듯이, 유정 튜브의 나이별로 부식 진행을 나타내는 통계적 특성이 상이하다는 것을 알 수 있다.4 is a graph showing a probability density distribution for each wellhead tube of different ages based on a Weibull distribution. As clearly shown in FIG. 4, it can be seen that the statistical characteristics indicating the progress of the corrosion are different depending on the age of the well tube.

그리고, 아래의 표 5는 와이블 분포를 나타낸 상기 식(2)를 나이를 달리하는 각 유정 튜브에 적용했을 때의 형상 파라미터(α) 및 치수 파라미터(β)의 값을 계산한 결과이다. Table 5 below shows the results of calculating the values of the shape parameter (?) And the dimensional parameter (?) When the formula (2) showing the Weibull distribution is applied to each well tube with different ages.

각 유정 튜브에 대한 와이블 분포의 형상 파라미터(α) 및 치수 파라미터(β) 계산 결과The shape parameter (α) and the dimension parameter (β) calculation result of the weave distribution for each well tube 식(2)Equation (2) 나이(년)Age (years) 5.15.1 5.85.8 9.19.1 11.711.7 15.315.3 18.218.2 22.822.8 αalpha 1.7771.777 1.5071.507 3.4673.467 2.4412.441 3.4863.486 2.6572.657 1.2691.269 βbeta 0.35960.3596 0.34710.3471 0.45440.4544 0.54900.5490 0.65100.6510 0.83360.8336 1.1001.100 평균(㎜)Average (mm) 0.33000.3300 0.31320.3132 0.40860.4086 0.48680.4868 0.58560.5856 0.74090.7409 1.0211.021 COVCOV 0.58140.5814 0.67610.6761 0.31920.3192 0.43420.4342 0.31760.3176 0.40520.4052 0.79360.7936

표 5의 결과를 기초로 하여, 형상 파라미터(α) 및 치수 파라미터(β)를 근사적으로 표현하는 선형식 또는 다항식을 각각 계산한 결과는 아래의 식(3)과 같으며, 실제 각 파라미터(α,β)와 식(3)의 선형식 또는 다항식을 함께 도시한 그래프는 도 5와 같다.Based on the results of Table 5, the result of calculating the linear form or the polynomial expressing the approximation of the shape parameter (?) And the dimensional parameter (?) Is as shown in the following equation (3) The graphs together with the linear form or the polynomial expression of the formula (3) are shown in FIG.

Figure pat00006
......식(3)
Figure pat00006
(3)

상기 식(3)을 와이블 분포를 나타낸 상기 식(2)에 적용하면, 유정 튜브에 있어서 시간의 경과에 따른 부식량을 예측할 수 있는 시간종속 부식량 예측 실험식이 완성된다.Applying Equation (3) to Equation (2), which shows the Weibull distribution, a time dependent subcategory prediction equation is completed that can predict the amount of corrosion over time in the well tube.

도 6은 실제 측정된 유정 튜브의 두께 감소량(적색)과 완성된 시간종속 부식량 예측 실험식에 의해 근사적으로 계산된 두께 감소량(청색)에 대해 평균과 표준편차를 중첩하여 도시한 그래프이다. 도시된 바와 같이, 실제값과 계산된 근사값 각각의 평균 및 표준편차는 전 유정 튜브의 나이 영역에 걸쳐 상당히 근접된 결과를 보여주고 있으며, 따라서 본 발명의 실시예 1에서 도출된 유정 튜브에 대한 시간종속 부식량 예측 실험식은 실제에 유용하게 활용될 수 있음을 알 수 있다.
6 is a graph showing an average and a standard deviation superimposed on the thickness reduction amount (red) actually measured and the thickness reduction amount (blue) calculated approximately by the complete time dependent subcategory prediction empirical formula. As shown, the mean and standard deviation of the actual and calculated approximations, respectively, show a fairly close result over the age range of the whole well tube, and therefore the time for the well tube derived from the first embodiment of the present invention It can be seen that empirical equations for predicting dependent food can be useful in practice.

실시예 2는 선박에 충분한 복원력을 제공하고 흘수와 트림(trim)을 조절하기 위해 해수가 들어가는 밸러스트 탱크에 대해 시간종속 부식량 예측 실험식을 도출한 것이다.Example 2 is the derivation of the time dependent subcategory prediction equation for ballast tanks containing seawater to provide sufficient restoring force to the ship and to adjust the draft and trim.

선박의 나이를 달리하는 다양한 밸러스트 탱크에 대한 1935개의 측정 데이터를 수집, 입력하였으며, 평균값은 최대이면서 COV는 최소로 하는 평균적인 부식 깊이 간격(계급)을 0.5㎜로 계산된 결과에 따라 측정 결과를 정리하면 표 6과 같다.A total of 1935 measurement data were collected and input for various ballast tanks of different vessel age. The average corrosion depth interval (rank), which is the maximum value and the minimum value of COV, is calculated as 0.5 mm. Table 6 summarizes them.

해수 밸러스트 탱크의 두께 감소 측정 결과Measurement result of thickness reduction of sea water ballast tank 나이
(년)
age
(year)
두께 감소량(㎜)Thickness reduction (mm)
0.0~0.50.0 to 0.5 0.5~1.00.5 to 1.0 1.0~1.51.0 to 1.5 1.5~2.01.5 to 2.0 2.0~2.52.0 to 2.5 2.5~3.02.5 to 3.0 3.0~3.53.0 to 3.5 3.5~4.03.5 ~ 4.0 11.0~11.511.0-11.5 22 00 00 00 00 00 00 00 11.5~12.011.5 to 12.0 1818 55 00 00 00 00 00 00 12.0~12.512.0 to 12.5 66 33 99 00 00 00 00 00 12.5~13.012.5 to 13.0 2323 22 00 00 00 00 00 00 13.0~13.513.0 to 13.5 1616 2828 3030 22 00 00 00 00 13.5~14.013.5 to 14.0 99 00 00 00 00 00 00 00 14.0~14.514.0 to 14.5 33 33 00 00 00 00 00 00 14.5~15.014.5 to 15.0 1One 22 00 00 00 00 00 00 15.0~15.515.0 to 15.5 2222 1313 1010 33 22 00 00 00 15.5~16.015.5 to 16.0 99 1One 00 00 00 00 00 00 16.0~16.516.0 to 16.5 55 00 00 00 00 00 00 00 16.5~17.016.5-17.0 1212 88 55 22 1One 1One 00 00 17.0~17.517.0 to 17.5 1919 1One 00 00 00 00 00 00 17.5~18.017.5 to 18.0 8484 1One 22 44 00 00 00 00 18.0~18.518.0 to 18.5 3434 2626 3737 99 44 33 00 00 18.5~19.018.5 to 19.0 1One 00 22 00 00 00 00 00 19.0~19.519.0 to 19.5 5353 1111 1111 88 77 22 00 1One 19.5~20.019.5-20.0 8484 99 1One 00 22 00 00 00 20.0~20.520.0 to 20.5 169169 4848 1111 33 1One 00 00 00 20.5~21.020.5 to 21.0 1010 1414 1111 1010 1616 22 00 00 21.0~21.521.0 to 21.5 105105 115115 2727 2424 55 66 00 00 21.5~22.021.5 to 22.0 99 1One 1One 22 22 00 00 00 22.0~22.522.0 to 22.5 4444 3939 44 99 77 55 33 00 22.5~23.022.5 to 23.0 88 1818 1One 33 00 00 00 00 23.0~23.523.0-23.5 6767 4646 1111 55 33 55 00 00 23.5~24.023.5-24.0 88 33 1One 00 00 00 00 00 24.0~24.524.0 to 24.5 4141 2727 88 22 00 00 00 00 24.5~25.024.5 to 25.0 1818 1515 22 00 00 00 00 00 25.0~25.525.0 to 25.5 3030 4949 4848 5757 4040 22 22 1One 25.5~26.025.5 to 26.0 1010 1One 1One 22 00 00 00 22 26.0~26.526.0 to 26.5 88 88 1One 00 00 00 00 00 26.5~27.026.5 to 27.0 00 77 1One 00 00 00 00 00

실시예 1에서와 마찬가지로 실시예 2 또한 (2-파라미터) 와이블 분포가 부식량 예측에 가장 적합한 통계 함수임이 확인되었으며, 1년을 간격으로 하는 각 부식노출시간별로 와이블 분포의 상기 식(2)를 적용했을 때의 형상 파라미터(α) 및 치수 파라미터(β)의 값을 계산하고, 형상 파라미터(α) 및 치수 파라미터(β)를 근사적으로 표현하는 선형식 또는 다항식을 각각 계산한 결과는 아래의 식(4)와 같다.(2-parameter) Weibull distribution was found to be the most appropriate statistical function for predicting the corrosion rate, as in Example 1, and the equation (2) of the Weibull distribution for each corrosion exposure interval ) And the dimension parameter (?) When the shape parameter (?) And the dimensional parameter (?) Are applied and calculating the linear form or the polynomial expressing the shape parameter (?) And the dimensional parameter (4) below.

Figure pat00007
......식(4)
Figure pat00007
(4)

도 7은 실제 각 파라미터(α,β)와 식(4)의 선형식 또는 다항식을 함께 도시한 그래프이며, 도 8은 식(4)의 선형식 또는 다항식을 식(2)에 적용했을 때의 1년 간격의 부식노출시간별 와이블 분포의 확률밀도를 도시한 것이다. 실시예 1의 경우와 동일하게, 밸러스트 탱크의 나이별로 부식 진행의 통계적 특성이 상이하게 나타난다.Fig. 7 is a graph showing actual parameters (alpha, beta) and linear form or polynomial expression of equation (4) together, and Fig. 8 is a graph showing the relationship between a linear form or a polynomial equation of equation (4) And the probability density of the Weibull distribution with respect to the corrosion exposure time at one-year intervals. As in the case of Example 1, the statistical characteristics of corrosion progress differ for different age types of ballast tanks.

그리고, 도 9는 실제 측정된 밸러스트 탱크의 두께 감소량(적색)과 완성된 시간종속 부식량 예측 실험식에 의해 근사적으로 계산된 두께 감소량(청색)에 대해 평균과 표준편차를 중첩하여 도시한 그래프이다. 도시된 바와 같이, 계산된 근사값의 평균 및 표준편차는 진폭이 큰 실제 측정값에 대해 중간 정도의 값을 제시하고 있으며, 따라서 전 밸러스트 탱크의 나이 영역에 걸쳐 부식 정도 판단의 기준이 될 수 있는 근사값을 제공할 수 있음을 확인할 수 있다.
9 is a graph showing an average and a standard deviation superimposed on the thickness reduction amount (red) of the actually measured ballast tank and the thickness reduction amount (blue) calculated approximately by the complete time-dependent weight food consumption prediction empirical formula . As shown, the mean and standard deviation of the calculated approximations present a moderate value for the actual measured values with large amplitudes, and therefore approximate values that can be used as a criterion for corrosion determination over the age range of the entire ballast tank Can be provided.

이상과 같이 본 발명에 따른 부식 환경에서의 시간경과에 따른 부식량 예측방법에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
As described above, the method of predicting the corrosion amount according to the passage of time in the corrosive environment according to the present invention has been described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments and drawings disclosed in the present specification, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (5)

컴퓨터에 구비된 연산수단에서 일련의 계산과정이 수행되는 부식 환경에서의 시간경과에 따른 부식량 예측방법에 관한 것으로서,
다양한 부식노출시간에 대하여 수집된 특정 금속 구조물의 부식량 데이터를 입력하는 제1 단계;
제1 단계에서 입력된 데이터에 대해 평균값은 최대로 하고 COV는 최소값이 되도록 하는 부식량 간격을 결정하는 제2 단계;
제2 단계에서 결정된 부식량 간격에 대한 각 부식노출시간별 부식량 데이터에 대해 하기 식(1)의 와이블(Weibull) 함수를 적용하여 형상 파라미터(α) 및 치수 파라미터(β)를 계산하는 제3 단계;
제3 단계에서 계산된 복수의 부식노출시간별 형상 파라미터(α) 및 치수 파라미터(β)로부터 각 파라미터(α,β)를 근사적으로 표현하는 부식노출시간에 대한 선형식 또는 다항식을 계산하는 제4 단계; 및
하기 식(1)의 와이블(Weibull) 함수에 제4 단계에서 계산된 형상 파라미터(α) 및 치수 파라미터(β)의 선형식 또는 다항식을 적용하여 시간종속 부식량 예측 실험식을 완성하는 제5 단계;
를 포함하는 부식 환경에서의 시간경과에 따른 부식량 예측방법.
식(1) :
Figure pat00008

{여기서, dc는 부식량(결함 깊이), Ye는 코팅층의 파괴 후 경과된 시간(년)으로서 Ye=Y-Yc(Yc는 코팅 수명, Y는 금속 구조물의 나이)로 계산되는 값임}
The present invention relates to a method for predicting a corrosion amount over time in a corrosive environment in which a series of calculation processes are performed in a computing means provided in a computer,
A first step of inputting corrosion data of a specific metal structure collected for various corrosion exposure times;
A second step of determining a corrosion amount interval for maximizing an average value and a minimum COV value for the data input in the first step;
(3) calculating the shape parameter (α) and the dimensional parameter (β) by applying the Weibull function of the following equation (1) to the corrosion data for each corrosion exposure time for the corrosion amount interval determined in the second step step;
Calculating a line form or a polynomial expression for the corrosion exposure time that approximately expresses each parameter (?,?) From the shape parameter (?) And the dimensional parameter (?) For each of the plurality of corrosion exposure time calculated in the third step, step; And
The fifth step of completing the time-dependent subcategory prediction equation by applying a linear or polynomial equation of the shape parameter α and the dimension parameter β calculated in the fourth step to the Weibull function of the following equation (1) ;
A method for predicting corrosion rate over time in a corrosive environment comprising:
Equation (1):
Figure pat00008

{Wherein, d c is the value that is calculated as a portion of food (defect depth), Y e is Y e = YY c as the time (years) after the destruction of the coating layer (Y c is the coating life, Y is the age of the metal structure) }
제1항에 있어서,
상기 식(1)의 코팅 수명(Yc)은 0으로 가정되는 것을 특징으로 하는 부식 환경에서의 시간경과에 따른 부식량 예측방법.
The method according to claim 1,
Wherein the coating life (Y c ) of the formula (1) is assumed to be zero.
제1항에 있어서,
상기 특정 금속 구조물은 유정 튜브이고, 상기 부식량 데이터는 상기 유정 튜브 내부의 두께 감소량이며, 제3 단계에서 계산된 상기 형상 파라미터(α) 및 치수 파라미터(β)의 선형식 또는 다항식은 하기의 식(2)인 것을 특징으로 하는 부식 환경에서의 시간경과에 따른 부식량 예측방법.
식(2) :
Figure pat00009
The method according to claim 1,
Wherein the specific metal structure is a well tube and the corrosion amount data is a thickness reduction amount inside the well tube. The linear form or polynomial equation of the shape parameter (alpha) and the dimensional parameter (beta) (2). 2. The method of claim 1, wherein the step
Equation (2):
Figure pat00009
제1항에 있어서,
상기 특정 금속 구조물은 해수 밸러스트 탱크이고, 제3 단계에서 계산된 상기 형상 파라미터(α) 및 치수 파라미터(β)의 선형식 또는 다항식은 하기의 식(3)인 것을 특징으로 하는 부식 환경에서의 시간경과에 따른 부식량 예측방법.
식(3) :
Figure pat00010
The method according to claim 1,
Characterized in that the specific metal structure is a seawater ballast tank and the linear form or polynomial expression of the shape parameter (alpha) and the dimensional parameter (beta) calculated in the third step is the following equation (3) Estimation of corrosion rate with time.
Equation (3):
Figure pat00010
제1항에 있어서,
제2 단계는 상기 부식노출시간별로 계산된 평균값은 최대로 하고 COV는 최소값이 되도록 하는 부식량 간격을 평균하여 결정하는 것을 특징으로 하는 부식 환경에서의 시간경과에 따른 부식량 예측방법.
The method according to claim 1,
And the second step is to determine the average value of the corrosion exposure time as a maximum value and the COV as a minimum value by averaging the corrosion amount intervals, thereby estimating the corrosion amount over time in the corrosive environment.
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