A Study of the Guided Wave Propagation in the Water Supplying Pipes with Scale

스케일이 있는 급수관내의 유도초음파의 전파 특성에 관한 연구

  • Published : 2003.02.28

Abstract

Since the scale in pipes reduces the flow rate, a quantitative evaluation of the scale is essential for the proper maintenance of pipes. Guided waves were employed to estimate the amount of scale in water supplying pipes. Using variable angle wedge, several modes of guided waves wire generated and their propagation charcteristics along the pipes with stale were analyzed. It was experimentally observed that the amplitude of F(M,2) modes at $f{\times}d=1.5MHz\;mm$ decreased significantly with increasing amount of scale. The present study showed that F(M,2) modes were optima) to evaluate the scale in water supplying pipes.

배관 내의 스케일은 통수비를 감소시키므로 배관을 적절히 관리하기 위해서는 스케일량에 대한 정량적인 평가가 필수적이다. 상수도 급수관내의 스케일량을 평가하기 위해서 유도초음파를 사용하였다. 가변각 ??지를 사용하여 유도 초음파의 여러 모드를 발생시키고, 노후 배관을 따라서 전파하는 특성을 분석하였다. 실험적으로 관내의 스케일이 증가함에 따라서 $f{\times}d=1.5MHz\;mm$인 경우에 F(M,2) 모드들의 진폭이 크게 감소하는 것을 알 수 있었다. 본 연구의 결과로 상수도 급수관의 스케일량 평가에 적합한 유도 초음파는 F(M,2) 모드들임을 알 수 있었다.

Keywords

References

  1. AWWA Research Foundation, 'Nondestructive Testing of Water Mains for Physical Integrity,' (1992)
  2. 송성진/ 선현재/ 박준수/ '피복강관의 광범위 비파괴 탐상을 위한 유도초음파 모드에 관한연구/한국비파괴검사학회 춘계학술발표 논문집, pp 527-534, (2000)
  3. D. C. Cazis, 'Three-Dimensional Investigation of the Propagation of Waves in Hollow Circular Cylinders. 1. Analytical Foundation,' J. Acoust. Soc. Am., Vol. 31, No.5, pp. 568-573, May (1959) https://doi.org/10.1121/1.1907753
  4. K. F. Graff, wave motion in elastic solids, Dover Publication INc., New York (1975)
  5. A. H. Fitch, 'Observation of Elastic-Pulse Propagation in Axially Symmetric and Nonaxially Symmetric Longitudinal Modes of Hollow Cylinders,' J. Acoust. Soc. Am., Vol. 35, pp. 706-708 (1963)
  6. M. Brook, T. D. K. Ngoc and J. Eder, 'Ultrasonic Inspection of Steam Generator Tubing by Cylindrical Guided Waves,' Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation, Vol. 9, pp. 243-249 (1990)
  7. J. J. Ditri, and J. L. Rose, 'Excitation of Guided Wave Modes in Hollow Cylinders by Applied Surface Tractions,' J. Appl. Phys., Vol 72(7), pp. 2589-2597 (1992) https://doi.org/10.1063/1.351558
  8. J. J. Ditri, 'Utilization of Guided Elastic Waves for the Characterization of Circumferential Cracks in Hollow Cylinders,' J. Acoust. Soc. Am., Vol. 96, pp. 3769-3775 (1994)
  9. H. J. Shin, R. Yi and J. L. Rose, 'Defect Detection and Characterization in Power Plant Tubing Using Ultrasonic Guided Waves,' Proc. 14th WCNDT, New Delhi, India, December 8-13, pp. 2299-2302 (1996)