• 비파괴검사학회지
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• 제24권2호
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• pp.136-141
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• 2004

배관에서의 균열 탐지를 위해서 비틀림 모드 유도초음파 검사법을 적용하였다. 배관에서 비틀림 모드의 생성 및 수신을 위하여 배열형 전자기음향 탐촉자 (EMAT, electromagnetic acoustic transducer)를 설계, 제작하였다. 직경 2.5 인치의 배관에 대해 주파수 2000kHz의 비틀림 모드 유도초음파를 적용하였으며 가진용으로 4개의 배열형 EMAT를 제작하였으며, 별도의 수신용 EMAT를 설계 제작하였다. 실제 중수로 피더관 mock-up에 대해 곡관부에 다양한 깊이의 인공 결함을 가공한 뒤 약 2 hi 거리에서 각각의 탐지능을 실험하였다. 결함 깊이가 관 두께 대비 5% 인 경우에도 결함 신호를 탐지할 수 있었으나 결함의 깊이와 신호 진폭과의 관계성은 나타나지 않았다.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권5호
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• pp.427-435
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• 2009

배관, 축 등과 같은 원통형 구조물은 산업설비에 널리 이용되고 그 중요성으로 인해 지속적인 건전성 평가를 요구하는 대상이 되는 경우가 많다. 최근, 이러한 원통형 구조물의 비파괴평가를 위해 자기변형 패치 트랜스듀서를 이용한 비틀림 유도초음파 검사가 활발히 연구되고 있다. 하지만, 기존의 자기변형 패치 트랜스듀서가 민감도 증가를 위해 자기변형 성능이 큰 강자성 패치를 구조물에 부착하여 사용하기 때문에, 시간과 비용의 소모를 비롯한, 많은 불편함을 초래한다는 한계를 지니고 있다. 이러한 기존 트랜스듀서의 단점을 극복하기 위해서 원통형 구조물에 적용이 가능한 비틀림파 변환용 모듈형 자기변형 트랜스듀서를 개발하였다. 제안한 트랜스듀서는 모든 구성요소가 모듈 내부에 집적되어 강자성 패치를 구조물에 따로 부착하는 대신, 전단 커플런트를 이용한 액상접촉이나 매개물을 사용하지 않는 건식접촉 방법으로 사용이 가능하므로, 비틀림 유도초음파 시험을 용이하고 효율적으로 수행할 수 있는 수단을 제공한다. 본 연구에서는, 상세한 구조와 구동원리를 기술하고 탄소강 시편을 대상으로 실험적 검증을 수행함으로써, 제안한 트랜스듀서의 성능 및 응용가능성을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권7호
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• pp.647-652
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• 2016

유도초음파를 활용한 비파괴검사기법은 장거리 배관 검사에 많이 활용된다. 장시간 사용에 따라 배관에는 표면 부식과 같은 형태의 결함이 주로 발생한다. 표면 부식형 결함의 경우 장거리 유도 초음파 검사 기법을 활용한 신호 해석에 어려움이 있다. 상반 정리는 복잡한 수학적 표현을 간단히 나타내주는 기법으로 잘 알려져 있다. 상반 정리는 평판, 반무한체의 산란 문제를 해결하는데 이미 적용된 바가 있지만 원통형 구조물에서는 적용된 사례가 없다. 이 논문에서는 배관 진단을 위해 상용 장비에서 많이 사용되는 비틀림파의 산란 신호를 상반 정리를 적용하여 해석하였다. 산란 신호는 상반 정리를 활용하여 산란 체의 형태와 위치에 따라 단순한 닫힘 해로 표현하였다. 타원형 결함과 사각 결함의 폭과 깊이 변화에 따라 주파수 별로 발생되는 산란 신호가 계산되었으며, 주파수 증가에 따른 주기적인 결과를 나타내는 것을 확인하였다. 산란 신호 해석을 위한 닫힘 해는 결함의 크기를 정량적으로 해석하는데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.249-257
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• 2013

This study newly presents a synthetic phase tuning technique to suppress the unwanted torsional mode while enhancing the desired torsional mode in a pipe. Specifically, we aim at the enhancement of the first torsional mode and the suppression of the undesired, second torsional mode. Earlier efforts were to enhance the desired wave mode only in the hope that the enhancement results in the suppression of the unwanted wave mode. Unlike these efforts, the suggested technique makes the complete cancellation of the unwanted wave mode but it is shown to enhance the desired first mode for torsional wave problems. In the present study, the synthetic phase tuning is developed for the cancellation of the unwanted wave mode, meaning that the number of necessary experimental equipments is reduced. Simulation and experiment were carried out to check the effectiveness of the proposed method. As an application of the suggested technique, we investigated the reflection and mode conversion characteristics of the first torsional mode according to the step thickness variation in a stepped pipe.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권5호
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• pp.442-449
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• 2009

스테인레스 스틸 배관의 결함에 대한 MsS의 비틀림모드 신호와 BEM 모델링의 SH모드 신호의 특성을 살펴보았다. 비틀림모드 신호와 SH모드신호의 비교를 위해 스테인레스 스틸 배관의 결함은 깊이와 폭을 달리하면서 원주방향으로 360도 가공하였다. MsS의 비틀림모드 신호분석 결과 원주방향 결함을 모두 탐지하였으며 깊이 변화에 따라 신호 진폭의 변화가 확인되었다. 하지만 원주방향 결함의 폭 변화는 일정한 경향이 나타나지 않았다. BEM 모델링의 SH 모드 신호 분석 결과 깊이 변화의 경우 비틀림모드 신호와 유사한 결과가 나타났지만, 폭 변화는 신호 진폭의 변화가 일어났다. 본 연구를 통하여 배관의 원주방향 결함에 대한 비틀림모드와 SH모드의 비교 분석을 통하여 신호 특성을 확인하였고 배관의 축대칭 결함에 대해 SH모드 모델링으로도 신호 예측이 가능함을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권8호
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• pp.1075-1081
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• 2010

최근 가공성이 우수하고 강한 자기변형성을 가진 강자성 패치가 소개되면서, 이를 이용한 탄성초음파 변환 연구가 활발하다. 이러한 자기변형 패치 트랜스듀서는 SH 파와 비틀림파 등 전단파 변환 성능이 우수하여 비파괴평가 분야에서 많은 주목을 받고 있지만, 지금까지 관련 연구가 유도초음파 변환에 집중된 반면 체적초음파에는 아직 적용이 된 예가 없다. 본 연구에서는, 자기변형성이 큰 재질 중 하나인 철-코발트 합금을 이용한 체적전단파 트랜스듀서를 제안하고자 한다. 제안한 트랜스듀서는 강자성 패치, 코일, 영구자석, 요크를 포함하여 모듈형으로 설계되었고, 실험을 통해서 파형 및 방사 패턴 등을 측정하였다. 결과적으로, 제안한 트랜스듀서는 신호대잡음비 및 방사패턴 면에서 상당히 우수한 성능을 보임을 확인하였다.