• 한국자기학회지
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• 제22권2호
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• pp.49-57
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• 2012

MFL PIG는 배관의 단면적이 변화할 때 발생하는 누설 자기장을 검출하고, 검출 된 누설 자속 신호의 분포 및 크기를 이용하여 배관 내 외벽에 결함의 발생 유무를 검사하는 방법이다. 기존의 MFL PIG는 금속 손실이나 균열, 부식과 같은 결함을 검출하는데 효과적이었으나 배관 내 외부의 압력차로 인하여 발생하는 가로축 방향의 가늘고 긴 미소결함을 검출하기 위하여 원주 방향으로 자기장 누설을 최대화 할 수 있는 CMFL(Circumferencial MFL) PIG의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 자계 해석 기법 및 3차원 비선형 유한요소법을 이용하여 CMFL PIG를 설계하고 배관의 결함 유무에 따른 누설 자계 분포를 분석하였다. 또한 CMFL PIG와 함께 결함 검출 성능 검증을 위한 모의시험 배관과 결함 및 고정 구조물을 제작하고, 이를 이용한 실험으로 누설 자계 신호를 측정하여 결함의 형상변화가 검출 신호에 미치는 영향을 비교 및 검토하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권4호
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• pp.315-324
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• 2004

와전류 탐상에서 차동형 탐촉자는 신호에 영향을 미치는 변수들을 줄일 수 있어 흔히 사용된다 그러나 차동신호는 인접한 두 코일의 임피던스 차이를 신호로 사용하기 때문에 신호예측이나 해석이 쉽지 않다는 단점이 있다. 반면에 절대코일에 의한 신호는 상대적으로 형태가 단순하므로 신호예측이나 해석이 더 수월하다. 따라서 서로의 장, 단점을 상호보완적으로 사용하면 검사 신뢰도를 향상시키는데 큰 도움이 될 것이다. 본 논문에서는 인코넬 평판과 튜브에서 절대코일 신호를 예측하기 위하여 유한요소해석을 수행하였고, 리프트 오프, 충전율, 전도도, 탐상 주파수, 피검사체의 두께, 내, 외부 결함 등이 신호에 미치는 영향을 계산하여 임피던스 평면도로 작성하고, 신호특징을 분석하였다. 그 결과, 절대신호에 대한 많은 실용적인 지식을 축적할 수 있었고, 절대신호와 차동신호 특성의 유사성을 이해하게 되었으며, 결함깊이와 주파수 변화에 따른 신호의 기울기를 대응곡선 그래프로 자성할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.879-881
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• 2002

배관의 PIG시스템은 비파괴검사로써 배관내부에 삽입되어 내부 매체에 의하여 추진되는 장치로서 영구자석을 이용한 자기회로를 형성하여 결함이 있을 때 누선자속을 검출하여 이를 해석하여 배관내의 결함의 크기와 깊이를 검출할 수 있다. 그러나 실제 검출신호는 PIG가 이동시 이동속도에 따른 와전류 문제와 가스관의 착자에 따른 히스테리시스특성에 따른 신호들이 실제 결함에 의한 신호를 왜곡시키게 된다. 본 연구에서는 PIG 의 이동에 따른 이동속도에 따른 와전류 문제와 히스테리시스특성이 검출신호를 왜곡하는 현상에 대하여 연구 하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권2호
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• pp.93-97
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• 2009

자기변형 탐촉자는 유도초음파를 적용한 장거리 배관 검사 시에 유용하게 사용되는데 특히 그 신호패턴이 배열형 압전탐촉자를 사용한 유도초음파 신호보다 깨끗하고 단순하기 때문에 단일 결함에 의한 신호패턴을 해석할 수 있을 뿐만 아니라 결함 신호의 진행 상황을 분석함으로써 배관의 구조 건전성 감시(structural health monitoring)에도 사용되고 있다. 그러나 실제 현장 검사에서는 유도초음파의 방향성신호, 잔향효과, 모드변환, 구조물 등에 의한 의사 신호 또는 거짓 신호가 나타나기 때문에 결함 평가 시에 주의를 요한다. 본 연구에서는 실제 상황을 모의한 장거리배관 mock-up에서 발생하는 모드변환 신호를 실험적으로 검증하고 해석하였다. 자기변형 스트립 탐촉자에서 발생한 비틀림진동 T(0,1) 모드와 휨진동 F(1,3) 모드 또는 종진동 L(0,2) 모드 간에 모드변환이 발생함을 확인하였고 이러한 모드변환이 발생하는 원인을 스트립 탐촉자 및 검사대상체의 전자기적 재료 특성 및 구조 측면에서 해석하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권4호
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• pp.410-417
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• 2012

국내의 화력발전소와 원자력발전소는 품질이 좋은 전기를 생산하기 위하여 여러 가지 형태의 복수기 튜브와 증기발생기 튜브들로 구성되어 있다. 이러한 설비에 결함이 발생되었을 경우 검사할 수 있는 여러 가지의 검사 방법이 있으며, 그 중에서도 유도초음파를 이용한 방법은 장비의 설치가 간단하며, 검사 속도가 빠르고 고정된 위치에서 한 번의 주사로 먼 거리를 검사할 수 있기 때문에 주로 많이 사용되고 있다. 유도초음파를 이용한 검사방법이 이러한 장점을 가지고 있는 반면에 아주 작은 크기의 결함은 검출할 수 없는 단점도 가지고 있으며, 본 연구에서는 소구경 튜브 내에서 발생될 수 있는 여러 가지의 인공결함을 가공하여 결함의 형태 및 크기에 따른 실험과 신호 해석을 통하여 이러한 단점들을 극복하고자 노력 하였으며 신호 처리 기술과 검사용 센서 제작 기술의 발달로 인하여 이러한 문제점들은 조만간에 극복될 수 있을 것으로 기대된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권2호
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• pp.197-203
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• 2001

항공기나 대형 플랜트 등의 경년구조물에 있어서 제조 및 설계 혹은 작업환경 등에 의해 발생하는 미소결함은 응력부식파괴로 이어지는 결정적인 원인으로 알려져 있다. 따라서 제조단계에서의 결함의 검출뿐만 아니라 운전개지 후에 있어서도 비파괴검사에 기초를 둔 정기적인 건전성평가가 요구된다. 특히 구조물내의 미소균열 평가는 구조건전성 평가에 있어서 중요한 과제라 할 수 있다. 자기광학소자를 이용한 비파괴탐상법은 균열부근의 누설자속에 의한 자구 및 자벽의 변화를 이용하여 균열정보를 화상형태로 얻는다. 그러므로 빠른 탐상속도와 결과데이터 해석의 용이 그리고 실시간적으로 탐상결과를 획득할 수 있다는 장점을 지니고 있다. 본 논문은 자기광학소자를 이용한 새로운 비파괴적 탐상법을 제안하고, 본 탐상법을 이용하여 구조물에 존재하는 표면결함의 검출가능성 및 균열깊이의 평가를 실증하였다. 표면결함을 갖는 시험편과 파이프의 내면에 존재하는 피로균열을 대상으로 실험을 실시한 결과, 표면결함의 위치 및 2차원적 형상을 화상형식으로 얻을 수 있음을 증명하였다. 또한 피로시험중의 시험편을 대상으로 균열발생 및 균열진전과정을 평가를 통하여 원격탐상의 가능성을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권1호
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• pp.79-83
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• 2010

최근 원자력발전소 배관계의 용접 시 결함 발생의 원인이 되는 용접변형과 용접잔류응력을 감소시키고 용접 효율도 증가시키기 위해 협개선 용접법이 적용되고 있다. 협개선 용접법은 기존 용접법에 비해 상대적으로 입열량이 적고 용접변형과 용접잔류응력도 감소시킬 수 있기 때문에 배관 건전성 관점에서 많은 이점이 있을 수 있다. 그러나 실제 협개선 용접부 결함에 대한 정확한 파괴역학적 분석 등을 위해서는 용접 특성을 고려하여 변형 및 용접잔류응력 특성을 정확하게 예측해야 한다. 따라서 본 논문에서는 협개선 용접부에 대한 상세 2차원 유한요소해석을 수행하여 협개선 용접부의 용접잔류응력 분포를 결정하였으며, 이를 일반적인 용접법에 대한 특성과 비교하였다. 본 논문의 결과는 향후 협개선 용접부의 결함 평가와 용접방법 개선 등을 위해 적용될 수 있다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권1호
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• pp.8-14
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• 2004

증기발생기 세관의 결함을 정량적으로 평가하기 위해서 신경회로망과 전자기 유한요소 모델링을 사용한 모델링기반 와전류 신호해석기법을 개발해왔다. 본 연구에서는 개발된 신호해석 기법을 검증하기 위해서 실제로 얻어진 와전류 신호를 해석하였다. 유한요소 모델링을 이용하여 생성된 모사 와전류 신호로 데이터베이스를 구성하였으며, 이들을 사용하여 PNN 분류기와 BPNN 크기 산정 신경회로망을 학습시켰다. 축대칭 가공 결함에서 실험 와전류 신호를 획득하였으며, 이 신호를 신경회로망에 입력시켜서 신호를 해석하였다. 신호 해석 결과는 매우 우수하여, 모델링을 이용하여 개발한 신호해석기법은 실제 와전류 신호 해석에 활용할 수 있음을 알았다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.16-16
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• 2009

ZnO($Zn_{1+x}O$)는 n-type 반도성 세라믹스로 우수한 전기적, 광학적, 화학적 특성을 갖고 있어 바리스터, 투명 전도막, 화학 및 바이오 센서, UV light emitter 등 다양한 용도로 사용되고 있다. 또한 ZnO에 각종 천이 금속 산화물을 일정량 첨가함에 따라 발생하는 결함준위와 입계 특성의 변화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 다양한 천이 금속 산화물의 첨가에 따른 전기적 광학적 특성의 변화에 대한 결과들이 많이 보고되고 있지만 서로 상충되거나 해석상 다소 어려운 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 ZnO에 $Cr_2O_3$를 2.0 at% 첨가하여 Cr 첨가에 따른 ZnO의 결함준위와 입계 특성 변화에 대하여 각종 유전함수($Z^*$, $Y^*$, $M^*$, $\varepsilon^*$, and $tan{\delta}$)를 이용하여 고찰하였다 ZnO에 Cr을 첨가할 경우 결함 중 장범위 쿨롱 인력에 의한 결함(0.13~0.18 eV)이 ~100K 영역에서 나타났으며, ZnO 내 결함 중 대표적인 $Zn_j$와 $V_o$는 서로 겹쳐서 나타났다. 이들 중첩된 결함에 대하여 각종 유전함수를 이용할 경우 서로 분리해 낼 수 있는 강점이 있음을 논하였다. 또한 각 결함준위가 강는 정전용랑(C)과 저항(R)을 impedance-modulus spectroscopy를 이용하여 구한 결과, 소결온도가 높아질수록 정전용량은 증가하였으며, 측정온도가 놓아질수록 높아지는 경향을 나타내었다. 입계의 정전용량은 소결온도가 높아질수록 높아 지지만 측정온도가 높아질수록 낮아지는 경향을 나타내었다. 각 저항값은 소결온도 및 측정온도가 높아질수록 지수적으로 감소하였다. 또한 분포함수를 이용하여 입계 안정성에 대하여 고찰하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.11-16
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• 2006

본 연구는 이종 접착 재질의 접착계면에서 미접착 결함을 검출하기 위한 새로운 시험 기법을 개발하기 위함이다. 접착계면과 미접착계면에서의 초음파 전달 현상을 이론적으로 해석하여 초음파 신호를 모델링하였고, 이론적 분석에 기초하여 미접착계면에서의 위상 반전 현상을 애용한 검사 방법을 FRP/고무 시편에 적용하였다. 정량적으로 결함의 최소 검출 능력을 평가하기 위하여 알루미늄/고무 시편에 평저공을 가공하여 제작하였고 일반적으로 사용하고 있는 펄스에코반사법과 새로운 시험 기법인 위상반전법을 상호 비교하였으며 이론적으로 예측한 초음파 신호와 실험에서 얻은 초음파 신호를 근거로 위상반전법으로 미접착 결함을 검출할 수 있다고 판단하였다.