폴리에틸렌 코팅 가스배관의 광범위탐상을 위한 유도초음파 모드 선정 및 결함 검출

Guided Wave Mode Selection and Flaw Detection for Long Range Inspection of Polyethylene Coated Steel Gas Pipes

폴리에틸렌 코팅 가스배관의 결함탐상을 위해 광범위 비파괴탐상기법인 유도초음파를 적용하였다. 가스배관의 내경은 190.7mm, 두께는 5.3mm, 그리고 바깥 표면은 $1.9{\pm}0.5mm$의 폴리에틸렌 층으로 코팅되어 있다. 폴리에틸렌 코팅 배관의 외면에 0.5MHz 탐촉자와 가변각 웨지를 사용하여, 비축대칭 유도초음파를 가진 시켰다. 주파수와 위상속도 조정을 통하여 가스배관의 결함 탐상을 위한 적절한 모드를 찾아내고, 모드의 특성을 단시간 퓨리어 변환을 이용하여 분석하였다. 결함탐상 결과를 두께 손실 및 원통형 관통결함에 대한 인위결함에 대해 나타내었다. 그리고 가스배관에 인위적으로 삽입한 두께 손실과 원통형 관통결함에 대한 검출 성능을 평가하였다.

Ultrasonic guided waves were explored to apply them to the long range inspection of polyethylene coated steel gas pipes. The steel pipes have such dimensions as 190.7mm inside diameter and 5.3mm thickness. The outside surface of the pipe is coated by a polyethylene layer of $1.9{\pm}0.5mm$ thickness. Non-axisymmetric guided waves were excited on the outside surface of the polyethylene coated pipe by using a 0.5MHz transducer with a variable angle shoe. Frequency and phase velocity tuning was used to find optimum guided wave modes for the inspection. The dispersive characteristics of the modes were analyzed in time-frequency representation obtained by short time Fourier transforms. Sample results were presented for artificial defects such as wall thinning and hole.