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해상풍력 구조물의 부식 피로

전문가 제언: ○ 해상풍력은 영국에서 신흥 지속 가능한 에너지원이다. 해상 풍력 터빈지지 구조물은 오일과 가스 응용을 위해 사용되는 구조물과 유사하게 주로 용접된 튜브 부재로 제조되고 고도로 역동적이고 혹독한 해양 환경에 노출된다. 그러나 이들의 구조적 상세와 설계 요구는 지지 구조물에 작용하는 작업과 환경 하중의 크기와 빈도 때문에 상당히 다르다.

○ 이들 조건은 적용된 하중의 크기 때문에 구조적 동적 반응 특성에 크게 영향을 미친다. 그러므로 이것은 부식이 지지 구조물에 손상과 관련될 수 있는 균열 성장 거동과 정도에 중대한 영향을 줄 수 있다. 그러나 적용된 하중의 크기는 터빈의 크기, 수심, 토양 조건 및 지지 구조물에 의존할 수 있다. 그러므로 경제적 및 안전 작업을 보증하기 위하여 규정된 한계 상태에 맞서 풍력 터빈지지 구조물을 설계하는 것이 필수적이다.

○ 본문은 해수, 환경 및 기계적 하중의 영향에 관한 해상 구조물의 부식저항의 검토를 제시하였다. 해상 풍력 구조물의 요구에 적합한 현존 부식 저항을 갱신하기 위한 설명이 제시되었다.

○ 자유 부식 해수조건에서 균열 성장률을 계산하기위한 실험 절차가 설명되었고 실험실에 모사된 해수 환경에서 균열 길이를 예측하기 위한 방법이 개발되었다. 부식 실험의 균열 성장률은 공기에서 관측된 율보다 빨랐으나 공기에서보다 2배 이상 빠르지는 않았다. 배면 변형률 측정이 광학적 측정이 적용되지 않는 부식 환경에서 균열 성장 측정을 위한 신뢰성 있고 비용효율적인 방법이다.

○ S355J2+N강의 공기와 해수에서 피로 균열 성장 거동은 해상 풍력 설치를 위한 다른 종류의 고장력강보다 더 좋았다. 현재 유럽에서 해상 풍력 모노파일의 용접에 사용되는 새로운 강종인S355J2+N강의 용접절차는 소형 지름의 파이프에서 수집된 오일과 가스 산업에서 사용하던 피로 데이터와 용접 절차서를 사용하고 있어서 실험실 연구를 통한 새로운 용접 절차서와 피로 데이터가 개발되어야 한다.

저자: Oyewole Adedipe, Feargal Brennan, Athanasios Kolios
자료유형: 니즈학술정보