• 한국IT서비스학회:학술대회논문집
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• 한국IT서비스학회 2008년도 추계학술대회
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• pp.469-471
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• 2008

원자력발전소에는 매우 복잡하고 긴 배관 시스템이 작동되고 있다. 이 배관은 매우 높은 온도와 압력에 견디게 설계 및 제작 되었으나, 사용연수의 증가에 따라 배관이 깎이는 감육현상이 발생하며, 이로 인한 배관 파단 사고가 발생하고 있다. 이러한 감육현상은 배관의 곡관부에서 자주 발생하는데, 이를 감시하기 위하여 지금까지는 초음파를 이용한 배관 두께 측정을 해오고 있다. 그러나 이 검사 결과의 신뢰성이 없고, 유선 검사 방식을 채택함으로 인한 장비 설치 문제로 극히 일부 배관의 곡관부에 대한 감시만 수행되고 있는 문제가 있다. 본 논문에서는 펄스 와전류 기법과 일체형 소형 무선 센서를 이용하여 이러한 문제를 해결할 수 있는 방안을 제안한다.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권4호
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• pp.331-338
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• 2008

원자력 발전소 설비의 건전성 확인을 위해서 주기적일 초음파탐상검사가 수행되고 있다. 수동 초음파탐상검사는 검사자의 경험 및 현장여건에 따라 균일한 검사 품질에 영향을 주게 되나, 자동 초음파탐상검사는 스캐너의 적용으로 검사 결과의 일관성을 유지하고, 디스크에 저장된 검사결과는 제3자에 의한 검토가 가능하다. 국내 원자력발전소에서 사용 중인 상용 초음파검사 시스템은 장비 구매, 교육 및 교정 등을 해외에 의존하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 초음파 하드웨어, 배관 스캐너 및 초음파검사 프로그램(SonicWizard)으로 구성된 초음파검사 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템의 검증을 위해 원전 배관 용접부의 자동 초음파검사 기량검증을 응시하여 인증을 획득하였으며, 현장 배관 감육 자동 초음파검사를 수행하여 정확한 감육상태를 확인함으로써 개발된 자동 초음파검사 시스템의 유효성을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제21권1호
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• pp.18-26
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• 2017

현재의 초음파 두께 측정에 기반한 배관 감육 검사 속도를 개선하기 위해 배관 쉘 진동 모드의 고유 진동수 변화를 이용한 감육 검사 기법을 제안하였다. 감육이 발생한 부위의 축방향 수직 단면의 두께는 원주 방향을 따라 불균일하게 변화하는데, 두께가 균일한 경우에 비해 쉘 모드의 고유 진동수가 감소하거나 두 개 이상으로 분기됨을 확인하였다. 배관의 고유 진동수는 한 번의 측정으로도 평가할 수 있으므로, 제안한 방법을 이용하면 축방향 수직 단면의 평균 두께 변화를 빠르게 확인할 수 있어 초음파 두께 측정 방식에 비해 신속한 감육 검사가 가능하다. 본 논문에서는 제안 기법의 원리를 설명하고, 2차원과 3차원 감육 배관 모델 및 시편을 이용한 전산 해석과 실험을 통해 제안한 기법의 적용성을 검증하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권2호
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• pp.191-198
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• 2008

유체가속부식에 의한 탄소강 배관의 감육은 원자력 발전소 저탄소강 배관의 주요 경년열화 현상으로서, 예상치 못한 배관의 파단을 야기해 발전소의 성능 및 안전을 저해할 수 있다. 최근, 등전위 교번식 직류 전위차법(ES-DCPD, equipotential switching direct current potential drop)을 이용한 배관 감육의 정밀 감시기법이 본 연구자들에 의하여 개발되었다. ES-DCPD 방법은 넓은 배관 영역을 빠르게 검사할 수 있는 방법으로, 넓은 영역의 직관부 감육을 빠르게 검사하는 광역감시법(WiRN, wide range monitoring)과 엘보우 등 곡관부의 감육이 활발한 컴포넌트의 국부적 감육을 비교적 넓은 범위에서 빠르게 스캔하는 협역감시법(NaRM, narrow range monitoring)으로 사용이 가능하다. 광역감시와 협역감시 기법은 초음파검사의 위치 선정파 초음파검사의 검사 누락부에 대한 신뢰성을 개선할 수 있을 것이다. 본 논문에서는 ES-DCPD를 바탕으로 한 새로운 감육 진단 기술을 실험실 환경에서 장기 검증 시험을 수행하여 신호 정밀도를 분석하였고, 결과의 현장 적용성을 논의하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권4호
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• pp.361-367
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• 2013

원자력 발전소의 많은 배관들은 고온, 고압 환경에서 사용되고 있으며, 부식에 의한 감육 손상이 빈번하게 발생하고 있다. 이러한 배관의 감육 손상은 원전 설비가 노후화됨에 따라 점차 증가할 것으로 예상된다. 따라서, 배관 부식에 의한 원전 설비의 사고를 예방하기 위해 배관부의 감육 손상 및 부식 결함을 비파괴적인 방법으로 평가할 필요가 있다. 특히, 원자력 발전소의 배관에서 발생하는 감육 손상을 실시간으로 평가하기 위한 레이저 초음파 기술은 기존의 접촉식 방법이 가지는 한계를 넘어 접근이 어려운 부위에서도 측정이 가능하다. 본 연구에서는 비파괴, 비접촉식 평가를 위해 레이저를 이용한 광학적 방법을 적용하였다. 펄스 레이저로 초음파를 발생시키고 레이저 간섭계를 이용하여 초음파 신호를 획득하였으며, 먼저 감육 손상이 없는 배관에서의 초음파 신호를 검출하여 배관 내에서의 종파 속도를 측정하였다. 그리고, 배관의 두께대비 20, 30, 40, 50%의 인위적인 감육 배관을 제작하여 종파 속도를 측정하였다. 측정된 종파 속도를 이용하여 감육 배관의 두께를 계산할 수 있고, 감육 손상 부분(내부결함 깊이)의 정량적 평가도 가능하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권1호
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• pp.12-19
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• 2012

본 논문에서는 적외선 열화상 기법을 원전 배관에 적용하여 감육결함을 검사하기 위한 시험 조건을 파악하기 위해서, 인공 결함이 가공된 배관 시편과 평판 시편을 이용하여 적외선 열화상 시험을 수행하였다. 시험에는 할로겐램프를 사용하여 시편을 가열하였으며, 램프의 출력과 시편과 램프의 거리를 변수로 실험을 수행하였다. 시험 결과 시편과 램프의 거리가 1~2 m 이고 램프의 출력이 정격출력의 60 % 이상일 때, 적외선 열화상 기법은 1회 촬영으로 최소한 500 mm 범위 내에 존재하는 원주방향 폭이 $2{\Theta}=90^{\circ}$이고 깊이와 길이가 각각 d/t=0.5와 $L/D_o=0.25$인 배관내 인공 감육 결함들을 검출하였다. 평판 시편과 배관 시편에서 시편과 램프의 거리에 관계없이 램프 출력이 높을수록 결함에 대한 이미지가 선명하였다. 평판 시편과 배관 시편에서 적외선 열화상 방법의 결함 검출 능력은 유사하지만, 최적의 시험 조건은 시편에 따라 다르게 나타났다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권1호
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• pp.34-39
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• 2013

선행 연구에서 적외선열화상기법을 이용하여 원전 배관의 감육 결함을 측정하기 위하여, 4 inch 배관에 인공결함을 가공하여 이에 대한 결함 검출을 도출하였다. 본 논문에서는 선행연구에서 도출된 조건을 이용하여 원전 소구경 배관의 결함 검출 조건에 관한 연구를 수행하였다. 결함의 가공은 감육 길이, 원주방향 각도, 감육 깊이를 변화시켜서 결함 조건을 가공하였다. 사용된 장비는 IR camera와 1 kW용량의 halogen lamp 2개를 사용하였으며, halogen lamp와 대상 배관과의 거리를 1 m, 1.5 m, 2 m 순으로 변화시켜 실험을 수행하였다. 실험 결과의 분석을 위하여 온도분포데이터를 확보하고, 이를 분석하여 결함 길이를 측정하였다. 4 inch 배관의 인공결함은 2 m에서 측정 결과의 신뢰도가 높았으나, 소구경 배관은 1.5 m에서 결함이 명확하게 검출되었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권4호
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• pp.323-329
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• 2013

위상잠금 적외선 열화상 기법을 이용하여 원전 배관의 결함 검출 및 각도별 결함 검출 조건에 관한 연구를 수행하였다. 결함의 가공은 감육 길이, 원주방향 각도, 감육 깊이를 변화시켜 결함조건을 가공하였다. 사용된 장비는 적외선 열화상 카메라와 1 kW용량의 halogen lamp 2개를 사용하였으며, halogen lamp와 대상 배관과의 거리는 2 m로 고정시켜 실험을 수행하였다. 실험결과의 분석을 위하여 온도분포, 위상 데이터를 확보하고, 이를 분석하여 결함 길이를 측정하였다. 이 연구를 통해 각도별로 나타나는 감육 결함의 검출 형태를 파악함으로서 실제 발전소의 배관에 나타나는 다양한 각도의 결함의 분석이 가능하다. 적외선 열화상 데이터보다 위상잠금 적외선 열화상 데이터가 측정 결과의 신뢰도가 높았다.

• 비파괴검사학회지
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• 제35권5호
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• pp.321-331
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• 2015

냉각 위상잠금 적외선열화상 기법을 이용하여 원전 배관 루프시스템의 가열결함 검출의 선행연구를 통하여 냉각결함 검출조건의 적용에 관한 연구를 수행하였다. 배관의 결함가공은 감육 길이, 감육 깊이를 변화시켜 결함조건을 가공하여 루프시스템을 제작하였다. 사용된 장비는 적외선열화상 카메라와 냉각장치를 사용하였으며 냉각장치와 대상 루프시스템과의 거리는 2m로 고정시켜 실험을 수행하였다. 실험 결과의 분석을 위하여 냉각온도 분포, 위상데이터를 확보하고, 이를 분석하여 결함 길이를 측정하였다. 냉각결함 검출조건은 적외선열화상 데이터보다 위상잠금 적외선열화상 데이터가 측정 결과의 신뢰도가 높았다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권4호
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• pp.437-442
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• 2010

고온, 고압의 유체가 흐르는 탄소강 배관에서는 유동가속부식으로 인한 배관감육 현상이 발생할 수 있다. 화력 및 원자력발전소에서 유동가속부식으로 인한 배관 손상시 고비용의 보수와 발전 정지를 유발할 뿐 아니라 발전소 신뢰도 및 안전성에 영향을 미칠 수도 있다. CHECWORKS 프로그램은 국내 발전소에서 유동가속부식에 의한 배관 손상을 예방하기 위하여 배관 두께검사 데이터를 평가하고 검사 계획을 수립하는데 이용되어 왔다. 그러나 상기 프로그램은 원전 2차측 배관 모두를 데이터베이스화한 후에 배관라인 그룹별로 유동가속부식 손상을 예측하기 때문에 국부적으로 감육에 민감한 부위를 찾는데 어려움이 있다. 본 논문에서는 CHECWORKS 프로그램을 이용하여 해석을 수행하고 수치해석을 통하여 검증할 수 있는 방법론을 기술하였다. 또한 국내 원전 2개의 배관 라인그룹에 대하여 CHECWORKS 프로그램을 이용한 유동가속부식 민감 부위를 FLUENT를 이용한 수치해석 결과와 비교하였다.