배관 결함부 원거리장 와전류 신호 정량화 연구

Quantitative Evaluation of Remote Field Eddy Current Defect Signals

다양한 기계가공 결함을 유기한 공칭 외경 100mm의 덕타일 주철관을 대상으로 원거리장 와전류 검사를 수행하였다. 상수도 배수관으로 사용되는 주철관은 제조 단계의 큰 허용 오차 때문에 두께가 일정하지 않고 단면이 비대칭적인 특징을 지니므로, 원거리장 와전류 탐상 신호에는 배관 축방향에 걸친 장범위 잡음이 존재하게 된다. 본 논문에서는 장범위에 걸친 배경잡음을 효과적으로 제거하기 위하여 이동구간 평균법을 응용하였고, 결함의 깊이와 원주방향 정도를 정량적으로 평가하기 위하여 voltage plane 극좌표 (VPPP) 방법을 활용하였다. 이동구간 평균처리로서 신호비를 일차적으로 향상시킨 다음 VPPP 기법을 이용하여 결함신호를 얻은 결과, 결함신호가 VPPP상의 기준점에서 x 축과 이루는 각이 결함 깊이와 직선적인 상관 관계가 있음을 확인하였다. 따라서 배관과 동축으로 놓인 탐촉코일을 이용한 원거리장 와전류 검사로서 매설 상수도 배관 내 외부에 존재하는 부식결함을 비파괴 정량평가할 수 있는 기반을 구축하였다.

The remote field eddy current (RFEC) inspection was performed on the ductile cast iron pipes with nominal outer diameter of 100mm, which were machined with various shapes and sizes of defects. Ductile cast iron pipes which are used as water supply pipe have the non-uniform thickness and asymmetric cross section due to relatively high degree of allowable errors during the manufacturing processes. These characteristics of ductile cast in pipes cause the long range background noises in RFEC signals along the pipe. In this study, tile machined defects in pipes were effectively classified by the moving window average (MWA) method which eliminated the long-range noise. The voltage plane polar plots (VPPP) method was used to quantitatively evaluate the depth and circumferential degree of defects. The VPPP signatures showed that the angle between defect signature and the normalized in-phase component on the VPPP is linear to the depth of defects. The nondestructive RFEC technique proved to be capable of quantitatively evaluating the machined defects of underground water supply pipe.