해양플랜트 특성화대학 사업단 해외학술대회 참가 지원 프로그램으로 6/25~7/1일 까지 미국 샌프란시스코에서 열린 국제극지해양공학회 ISOPE (International Ocean and Polar Engineering Conference)에 다녀왔다. 수년간 설계부서에서 직장생활을 하면서 한 번도 가지 못했던 해외학회를 간다는 기대감과 영화에서만 보던 캘리포니아 샌프란시스코에 대한 막연한 로망을 간직한 채 비행기에 몸을 실었다.
6/25일 일요일 오후 도착한 샌프란시스코의 공기는 생각보다 상쾌했다. 공항 바로 옆에 있는 HYATT airport hotel에 짐을 푼 후 같은 건물에있는 ISOPE 학회장을 둘러보고 사전등록을 하며 발표논문 리스트를 확인해보니, 지금 하고 있는 연구인 Fracture Mechanics분야의 논문이 상당히 많이 눈에 들어왔다. 한국에서 유사연구를 하시는 분들이 없어서 고분군투 하던 주제인데 너무나 반가운 마음에 밑줄그어가며 일주일간의 세션참석 계획을 세웠고 참석했던 세션들 중 특히 인상깊은 주제 세개를 아래와 같이 요약해 보았다.
1. Weather Stand-by Assessment in Offshore Operations Using Motion Limit Criteria.pdf
Michele Drago, Saipem SpA, Advanced Engineering Management Fano (PU), Italy
이 주제는 2011년도 나이지리아에서 FPSO side protector 해상설치 프로젝트의 구조책임자로파견 갔을 때 경험했던 해상설치선의 운용기준에 관한 것이다..
해상설치에서 가장 비용을 많이 차지하는 부분은 설치선 운용일수이며, 이것을 결정하는 것은 해상상태 즉 파도방향에 따른 파고 Hs 와 파주기 Tp 의 기준을 정하고 정적 동적 해석을 수행하여 그 이상이 되면 해상설치선의 움직임이 불안정한 수준이 되기 때문에 운용중단을 선언하게 된다. (Go, No-go Call). 그러나 그 불안정한 수준이라는 제약조건이 설치되는 물건의 displacement, motion acceleration 등으로 결정되는데 통상 Max.값으로 결정해버리는 Hs Tp 만으로 해상설치선의 운용중단을 선언하게 되면 손실이 매우 크다.
Amir Bahrami, ExxonMobil Upstream Research Company, TWI
ECA (Engineering Critical Assessment)는 파괴역학에 기초를 둔 정교한 결함평가방식이며, 주로 파이프라인의 용접부 관련 반복적으로 수행되어지는 중요한 영역이다. 특히 제작, 설치단계에서 설계수명을 보증할 때 효율적이다. 통상적인 코드기반 ECA는 결정론적인 방식으로 안정영역에 들어오는지 평가하는 방식이지만 불확실성이 지나치게 반영되어 있는 보수적인 방식이다. 특히 극단적인 환경에서 운용되는 파이프라인, 예를들면 sour service (황화수소, Hydrogen sulfide가 포함된 경우) 에서는 더욱 더 많은 사항을 고려해야한다. 따라서 확률론적 파괴역학 평가방식이 필요하며 이는 단순히 과도하게 가정된 input parameter(Tensile properties, Fracture toughness, Flaw size, Primary and Secondary stresses) 값들을 기반으로 go/nogo를 제시하는 결정론적인 방식보다 각 input parameter들에 대한 확률론적인 숫자와 안전률을 제시할 수 있다는 점에서 보다 현실적인 평가방식이라고 할 수 있다. 확률론적 평가방식을 적용한 결과 Fracture toughness가 가장 큰 영향을 미치는 인자로 나타났다.
3. Fracture Mechanics-based Approach for Quantifying Corrosion Damage of Offshore Structures.pdf
Mohammad Zaidi. Ariffin Nanyang Technological University (NTU)
파이프 부식을 Crack으로 고려하여 ECA 방식으로 구조 건전성을 평가하는 과정에 대한 논문이었다. ECA parameter 인 J integral과 Stress intensity Factor K 를 각각 ABAQUS 수치해석, TSA 실험과 관계식을 통해 비교한 점이 인상깊었다.
특히 ABAQUS로 Crack parameter를 구하는 방법에 대해 공부하고 있는 중이라 더욱 관심이 가게 되었으나 해석관련 상세 내용이 포함되어 있지 않아 개인적으로 받은 이메일로 추가 교신을 하기로 했다.
상기 세 개의 발표자료 뿐만 아니라 현재 하고 있는 연구와 유사한 분야인 변형률기반 Strain Based Design 에 관한 주제로도 많은 세션이 진행되었는데, 구조설계자로서 main stream이 아닌 분야라고 생각했던 분야라 더욱 놀라웠다. 일주일 내내 학회 세션에 집중하느라 캘리포니아 드림을 실천하지는 못했지만 학회에서 얻은 것이 많아 후회는 없다.
이번 학회참석에서 가장 인상깊었던 것은, 현장에서 직접 발표자료를 들으면서 실시간으로 의견을 교환할 수 있었던 점, 그리고 의미있었던 활동은, 관련분야 연구자들과 대화 그리고 이메일 교환을 통해 기본적인 네트워트를 구축 할 수 있었던 점이라고 꼽고 싶다. 이런 좋은 기회를 주신 해양플랜트 특성화대학 및 조선해양공학과에 감사의 말씀을 전하고싶다.
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