• 한국주조공학회지
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• 제27권6호
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• pp.255-257
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• 2007

최근에는 탄소섬유복합재료(CFRP)는 우주 및 민간 항공산업분야에 널리 활용이 되고 있는 실정이다. CFRP 복합재는 적층구성에 따라 기계물성치 및 강성에 크게 영향이 미치므로 가장 대표적인 직교이방성 적층재의 적층배향을 비파괴 탐상하는 것은 중요하다. 본 연구에서는 CFRP 적층재의 섬유배향에 가장 민감한 초음파 전단파를 활용하기 위해 2개의 종파 초음탐촉자를 이용하는 새로운 기법을 제안하였다. 또한 초음파 전단파를 발생하기 위해서는 탐촉자 밑면에 접촉매질인 태운꿀을 사용하는데 초음파시험하는 도중에 물성치중에 하나인 즉 점성이 상당히 변하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 2개의 종파용 초음파탐촉자를 이용해 전단파를 발생시킴으로써 접촉매질문제를 상당히 경감할 수 있는 것으로 나타났으며 여기에서 발생한 전단파가 CFRP 복합적층판의 섬유배향에 매우 민감함을 알 수 있었다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제19권9호
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• pp.935-942
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• 2009

In this paper, the purpose is to investigate the natural frequency of a cracked Timoshenko cantilever beams by FEM(finite element method) and experiment. In addition, a method for detection of crack in a cantilever beams is presented based on natural frequency measurements. The governing differential equations of a Timoshenko beam are derived via Hamilton's principle. The two coupled governing differential equations are reduced to one fourth order ordinary differential equation in terms of the flexural displacement. The crack is assumed to be in the first mode of fracture and to be always opened during the vibrations. The detection method of a crack location in a beam based on the frequency measurements is extended here to Timoshenko beams, taking the effects of both the shear deformation and the rotational inertia into account. The differences between the actual and predicted crack positions and sizes are less than 6 % and 23 % respectively.

• 비파괴검사학회지
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• 제26권2호
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• pp.99-107
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• 2006

자기적인 방법을 이용한 비파괴검사는 강자성체 표면 및 표면 근방의 균열을 탐상하는데 매우 유용하다. 균열을 평가하기 위해서는 시험편상의 누설자속분포를 정량적으로 취득해야 한다. 자기카메라는 큰 리프트오프에서 누설자속분포를 얻기 위하여 제안되었다. 자기카메라는 지원, 자기렌즈, AD 변환기, 인터페이스 및 컴퓨터로 구성되어 있다. 측정 대상체로부터 누설된 자속 또는 흐트러진 자장은 지기렌즈로 집속된 후, 배열된 작은 지기센서에 의하여 아날로그신호로 변환된다. 이러한 아날로그 신호는 AD 변환기에 의하여 디지털신호로 변환되고, 인터페이스 및 컴퓨터에 의하여 저장, 영상화 및 처리된다. 그러나, 지급까지의 자기카메라는 범용 AD변환기를 사용하기 때문에 변환 및 스위칭속도, 검출범위 및 분해능, 직접 메모리 액세스(DMA, direct memory access), 임시저장속도 및 저장량에 한계점을 가지고 있었다. 또한, S/N비를 높이기 위하여 OP-AMP의 도입, 신호의 증폭, 배선의 감소, LPF의 사용과 팥은 개선된 기술이 필요하다. 본 논문은 상술한 조건들을 만족하기 위하여 OP-AMP, LPF, 마이크로프로세서 및 DMA 회로를 포함한 자기카메라 전용 임베디드형 AD 변환기를 제안한다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권2호
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• pp.138-149
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• 2000

본 논문에서는 유한 고체내 초음파 전파 및 산란 현상의 해석을 위한 다양한 경계요소 모델링 기법이 제시되었다. 박판 재료내 유도초음파 전파에 대한 모드해석을 위해 비균질 적충 박판 구조물에 대한 탄성동역학 경계치 문제가 설정되었으며 이에 대한 수치해로부터 유도초음파의 전파특성을 나타내는 분산곡선이 얻어졌다. 파동 산란시 발생되는 기하학적 복잡성과 모드변환 문제를 수치적으로 모델링하기 위해 탄성 동역학 경계요소법을 적용하였고 이를 박판내 유도초음파의 이론적 직교 모드의 중첩해와 결합시킨 혼합형 경계요소법으로 확장하여 유한 고체내 다중 모드변환의 효율적 모델링법이 제안되었다. 주파수 영역의 수치해로부터 시간 의존 문제의 파동신호 예측을 위해 역 푸리에(Fourier) 변환을 통한 시간 영역 파동산란 신호가 얻어졌다. 이와 함께 실제 초음파 탐상조건에 보다 가까운 파동산란 문제의 모델링을 위해 3차원 경계요소법을 소개하고, 개발중인 3차원 경계요소 프로그램을 이용하여 유한 직경을 갖는 봉재내의 파동 전파를 수치적으로 해석하여 해석해와 비교 검증하였다. 본 논문에서 제시된 탄성파동 모델링 기법은 정량적 비파괴 평가법을 확립하는데 다양하게 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권2호
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• pp.162-169
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• 2012

본 논문은 초음파 적외선 열화상과 위상잠금 방법을 이용하여 이종금속용접(STS304 and SA106 Gr. b)된 파이프의 응력부식균열 결함을 검출하였다. 초음파 가진장치는 출력 250 Watt, 주파수 20 kHz이었다. 실험 결과 이종금속용접부의 파이프 내부에 위치한 균열을 적외선 열화상을 이용하여 검출할 수 있었다. 실제 PT검사를 통하여 배관 내부의 균열이 하나가 아닌 일정한 범위 안에 하나 이상의 크랙이 존재하여 열화상 이미지 상에 넓은 범위의 hot spot 이미지를 만들어 냈음을 파악할 수 있었다. 또한 기존 기술로 검출이 용이하지 못한 마이크로 폭의 미세균열을 검출할 수 있었다. 또한, 초음파탐상기술은 $10\;{\mu}m$ 미세크랙의 폭을 갖은 균열을 쉽게 검출하지 못하였다. 그러나 초음파 적외선 열화상 기술은 결함 검출하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권4호
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• pp.277-282
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• 2014

최근 전통적 초음파기법이 탐상할 수 없는 잠닉손상을 평가할 수 있는 잠재적 기술로서 비선형 초음파기법들에 대한 많은 관심이 있다. 비선형 초음파기법중 하나인 공진주파수 변화를 이용하는 기법은 재료의 탄성영역에서의 이력에 근거한 기술이다. 공진주파수의 변화량이 아주 작기 때문에 정교한 공진주파수 측정장치가 필요하다. 본 연구에서는 비선형 전자기음향공진기법을 적용하였다. 비선형 전자기음향공진기법은 비접촉 EMAT 센서를 사용하기 때문에 재료의 주파수 응답에 영향을 최소화할 수 있다. 3점 굽힘 피로시험을 한 알루미늄판 시편에 횡파 EMAT으로 실험을 실시하였다. 전압을 여러 레벨로 인가하며 공진을 발생시켜 잠닉손상측정에 중요한 요인중 하나인 이력 비선형 파라미터 ${\alpha}$를 공진주파수 변화로부터 산출하였다. 비손상시편과 손상시편에서의 측정된 이력 비선형 인자의 값이 서로 차이가 남을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권5호
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• pp.465-471
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• 2013

원전 증기발생기는 원자로 냉각재 계통에서 발생한 열에너지를 터빈 계통의 주급수에 전달하여 터빈을 회전시키기 위한 증기를 생산하는 일종의 열교환기이다. 증기발생기 전열관의 손상은 증기발생기의 구조적 및 누설 건전성 유지 능력을 저해시키기 때문에 주기적으로 와전류검사를 수행하여 전열관의 건전성을 평가한다. 증기발생기 전열관의 건전성 평가는 보통 원자로 연료 재장전 기간 중에 수행된다. 현재 국내 증기발생기 전열관에 적용되는 와전류검사는 KEPIC 및 ASME 코드 요건에 따라 수행되며, 와전류검사 수행에 필요한 검사 시스템은 와전류검사 장치와 수집된 신호를 평가하기 위한 평가 프로그램으로 구성된다. 검사에 적용되는 와전류검사 시스템을 구성하는 핵심기기인 와전류검사 장치는 ASME 및 KEPIC 코드에서 총 고조파 왜곡율, 입출력 임피던스, 증폭기 직선성 및 안정성, 위상 직선성, 대역폭 및 복조필터 응답, 디지털 변환, 채널 간섭 등과 같은 전기적 특성을 측정하도록 규정하고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 국내 최초로 개발한 원전 증기발생기 와전류검사 장치의 전기적 특성 측정을 위한 ASME 및 KEPIC 코드 요건을 설명하고, 이 요건에 따른 증기발생기 와전류검사 장치의 전기적 특성의 측정 결과를 제시하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제25권2호
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• pp.95-102
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• 2005

원자력 발전소의 많은 배관부는 고온, 고압환경에서 적용되고 있어 환경적 및 기계적 요인에 의하여 부식결함이 빈번히 발생하고 있다. 이와 같은 부식 결함은 초음파 기법 등에 의하여 평가되어야 하고, 본 연구에서는 주사형 레이저 유도 초음파(SLS) 기법을 도입하여 배관부 부식결함의 영상화 기법을 적용하였다. 본 기법은 표면이 거칠거나 배관재와 같은 곡면의 표면에서 적용할 수 있는 장점이 있다. 한편 기존의 주사형 초음파 기법은 초음파 센서와 검사대상체 사이의 초음파 전달 매개체를 확보하기 위하여 시험편이 수침되거나 워터젯을 이용하였으나 주사형 레이저 초음파 기법은 광학적 기법을 이용하여 초음파를 발생시키므로 비접촉 방법에 의한 주사 이미지 획득이 가능하다. 따라서 본 주사형 레이저 초음파 기법은 복잡한 구조물의 검사, 비접촉 원격 및 고화질의 결함 이미지 탐상이 가능하다. 본 연구에서는 배관 결함의 검출능 향상을 위하여 결함 영상 획득에 있어서 다양한 조건의 레이저 유도 초음파 발생 기법을 적용하였고, 배관에 존재하는 응력부식 균열의 결함 영상을 얻게 되었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권1호
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• pp.30-37
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• 2003

수동 초음파검사를 자동검사로 대체하기 위해서는 탐촉자의 위치정보를 정확하게 제어할 수 있는 주사장치가 필수적이다. 위치정보를 알기 위하여 기존의 모터제어 주사장치에서는 엔코더를 사용하고 있으며 엔코더는 여러 가지 측면에서 많은 장점을 가지고 있으나 주사 중에 미끄러짐(slip)이 발생하면 엔코더 위치정보의 정확도에 많은 오차가 포함되게 된다. 따라서, 미끄러짐이 있는 경우의 위치정보는 무의미하게 되며, 자동초음파검사의 신뢰도는 큰 문제가 된다. 그러므로 미끄러짐을 피해야 하나 현재는 이를 완전히 해결하는 방법은 없는 상태이다. 본 논문에서는 이와 같은 문제점을 해결하고 엔코더를 대체할 수 있는 새로운 개념의 초음파검사 자동 주사장치의 위치 제어기술을 제안하고 이 방법이 실제 사용 가능함을 확인하였다 즉, 주사하고자 하는 직선 영역에 송신용 표면파 탐촉자를 부착하고 주사장치에 부착된 수신용 탐촉자에서 표면파를 수신하여 현재의 주사장치의 위치를 계산하고 이를 바탕으로 주사하고자 하는 거리만큼의 주사장치의 이동을 제어할 수 있다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권4호
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• pp.368-375
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• 2013

소구경 배관 용접부 손상은 원자력발전소에서 빈번하게 발생되고 있는 문제이며, 이러한 손상은 보수를 위한 불시정지를 야기하고 결과적으로 발전소에 경제적인 손실을 초래한다. 따라서 소켓용접부의 제작결함 검출과 초기 성장 결함의 검출은 매우 중요하다고 할 수 있다. 지금까지 해당부위에 대한 검사는 ASME Code Section XI 요건에 의하여 표면검사를 적용하여 왔으나 강화검사로 체적검사기법인 초음파검사를 병행하여 수행하고 있다. 그러나 가동중에 발생되는 피로균열을 검출하기 위하여 적용되고 있는 일반 수동 초음파검사는 소켓용접부의 접근성과 초음파 탐촉자의 접촉 문제 등으로 인하여 검사 결과의 신뢰성에 문제가 있어 왔다. 본 연구에서는 위상배열 초음파검사 기술을 적용하여 소구경 배관 소켓용접부의 검사 신뢰성과 속도를 향상하고자 하였다. 이를 위하여 소구경 배관 소켓용접부 검사를 위한 3.5 MHz 위상배열 초음파 탐촉자를 제작하고 탐촉자의 접촉 조건과 일정한 신호 품질을 유지하기 위하여 수동 엔코더 스캐너를 개발하였다. 또한 검사 시스템을 구성하고 현장 검사를 위한 절차서도 개발하였다.