화학뉴스

고려대 연구진이 PE(Polyethylene) 파이프의 수명 예측모델을 개발했다.
고려대 최병호 기계공학부 교수 연구팀은 국제 공동 연구를 통해 PE 파이프가 손상되는 산화 환경에서 사용 수명과 저속 균열 방향을 예측할 수 있는 새로운 이론 모델을 발표했다.
연구 성과는 국제 저명 학술지인 국제 기계과학저널에 2024년 11월1일자로 게재됐다.
PE 파이프는 염소수와 같은 화학물질에 노출되면 산화 반응이 일어나 사용 수명이 빠르게 감소하며 최근 가정이나 생산 현장 등에서 산화 반응을 가속하는 소독약 사용이 늘면서 파이프 수명을 예측하는 연구가 주목받고 있다.
기존 연구는 PE 파이프의 시편 단위, 즉 부분만 추출해 산화 반응을 조사하는데 그쳤고 파이프 크기에 따른 다중 균열 발생과 저속 균열 진전을 고려해 파괴 역학적으로 수명을 예측하는 정량 모델을 구성하는 단계까지 나아가지 못했다.
공동 연구진은 다중 균열이 시작된 초기 영역을 기계·화학적 열화 기구 기반으로 정의했으며 주요 균열의 진전 방향과 속도를 성공적으로 모사했다.
나아가 산화 환경에서 PE 파이프의 균열 발생에서 손상 진전, 배관 파손에 이르는 통합적 수명 예측 모델을 개발했다.
최병호 교수는 “복잡한 산화 환경에서 정량적인 PE 파이프 전주기 수명 예측이 가능해진 점에서 큰 의미를 가지는 연구”라며 “최근 급격히 증가하고 있는 고분자 파이프의 안정적이고 장기적인 활용에도 연구 결과가 도움이 될 것으로 기대한다”라고 강조했다. (강)