Abstract
A system for diagnosing surface defects of long and large pipe inner overlay welds, 1m in diameter and 6m in length, was developed using a Liquid Penetrant Test (PT). First, CATIA was used to model all major units and PT machines in 3-dimensions. They were used for structural strength analysis and strain analysis, and to check the motion interference phenomenon of each unit to produce two-dimensional production drawings. Structural strength analysis and deformation analysis using the ANSYS results in a maximum equivalent stress of 44.901 MPa, which is less than the yield tensile strength of SS400 (200 MPa), a material of the PT Machine. An examination of the performance of the developed equipment revealed a maximum travel speed of 7.2 m/min., maximum rotational speed of 9 rpm, repeatable position accuracy of 1.2 mm, and inspection speed of $1.65m^2/min$. The results of the automatic PT-inspection system developed to check for surface defects, such as cracks, porosity, and undercut, were in accordance with the method of ASME SEC. V&VIII. In addition, the results of corrosion testing of the overlay weld layer in accordance with the ferric chloride fitting test by the method of ASME G48-11 indicated that the weight loss was $0.3g/m^2$, and met the specifications. Furthermore, the chemical composition of the overlay welds was analyzed according to the method described in ASTM A375-14, and all components met the specifications.
액체침투탐상법(PT)을 이용한 직경 1 m, 길이 6 m의 초장대형 파이프내면 육성용접부의 표면결함 진단시스템을 개발하였다. 우선 CATIA를 사용하여 주요 유닛 및 PT machine 전체를 3D 모델링하였으며, 이를 구조강도 및 변형 해석에 사용하였고 또한 각 유닛의 동작 간섭현상을 체크하여 2차원 제작도면 생성으로 제작에도 사용하였다. ANSYS를 사용하여 구조강도 해석 및 변형 해석한 결과, 최대 등가응력은 44.901 MPa 발생하였고, 이는 PT machine의 재질인 SS400의 항복인장강도 200 MPa 보다 작으므로 안전하다고 판단되며, 또한 최대 변형은 0.15 mm 발생하였고, 이는 하중이 제거되면 원래대로 돌아간다고 판단된다. 개발된 장비의 성능을 검증하기 위하여 공작물의 최대이동속도 7.2 m/min., 최대회전속도 9 rpm, 반복위치정밀도 1.2 mm, 검사속도 $1.65m^2/min$. 등을 확인하였으며, 이 모든 검사 항목은 개발 목표치를 만족하였다. ASME SEC. V&VIII의 방법에 따라 육성용접층의 균열, 기공, 인더컷 등의 표면결함 유무를 확인하기 위하여 개발한 PT 자동검사시스템을 사용하여 PT검사를 실시한 결과, 표면층의 결함은 관찰되지 않았다. 부가적으로 육성용접부를 평가하기 위하여 ASTM G48-11의 방법으로 Ferric Chloride pitting test에 따라 육성용접층의 부식시험을 실시한 결과 weight loss는 $0.3g/m^2$으로 만족하였으며, 또한 ASTM A751-14의 방법에 따라 육성용접층의 화학성분을 분석 결과 모든 성분이 규격을 만족하였다.
