• 제목/요약/키워드: 초음파탐상검사

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공기결합 초음파탐상에 의한 CFRP 복합재의 흡습 특성 평가 (Characterization of Water Absorption by CFRP Using Air-Coupled Ultrasonic Testing)

  • 이주민;이주성;김용권;박익근
    • 비파괴검사학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.155-164
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    • 2014
  • 탄소섬유강화 복합재료(carbon fiber reinforced plastics; 이하 CFRP)는 금속재료에 비해 중량이 가벼우면서도 비강도와 비강성이 높은 재료로 항공기, 자동차, 선박 등의 다양한 분야에서 적용이 증가하고 있다. CFRP는 정적부하에 대해서는 우수한 역학적 특성을 가진 반면에 고온 다습한 환경에서는 우수한 역학적 특성을 기대할 수 없고, 복합재료의 유용한 기계적 성질이 장시간 주위 환경에 놓여 있어도 충분히 유지되어야 하지만 온도, 습도 등과 같은 환경적 요인으로 수분이 복합재료 내로 침투하여 기지의 분자 배열 및 화학적 성질을 변화시키고 복합재료의 계면 특성 및 구성 재질의 기계적 성질을 저하시킨다. 항공기의 경우 운항 시에 CFRP가 고온 다습한 환경조건에 장시간 노출되게 되면 CFRP 내부로 수분이 흡수되게 되는데 CFRP 내부에 흡수된 수분은 체적팽창을 야기시키고 내부 응력상태를 변화시킬 뿐만 아니라 섬유와 기지의 화학적 결합을 분리시킴으로써 접합강도를 급격히 저하시키게 된다. 따라서 CFRP를 사용하는 항공기의 구조 건전성 확보를 위하여 실제 환경에서의 특성 변화를 연구할 필요가 있다. 본 연구에서는 공기결합 초음파탐상검사(air coupled ultrasonic testing; 이하 ACUT) 시스템을 이용하여 흡습된 CFRP의 비파괴적 특성을 평가하고자 하였다. CFRP 시험편을 직접 제작한 후 고온다습한 환경을 설정하기 위해 항온수조를 이용하여 $75^{\circ}C$의 증류수에 30일, 60일, 120일간 침지하였고, ACUT를 이용하여 흡습에 의한 CFRP 시험편의 특성 변화를 초음파 C-scan 이미지와 흡습 전과 후의 신호의 전파시간 변화를 통해 초음파 신호 특성 변화를 고찰하였다. 또한 전단강도 평가를 통해 흡습에 의한 기계적 특성 변화를 실험적으로 검증하였다.

초음파 자동 검사시스템의 개발과 오버레이 용접부의 결함검사 (Development of Ultrasonic Inspection System and Application to Overlay Weld Flaw Detection)

  • 남영현;성운학
    • 비파괴검사학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.562-567
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    • 2000
  • 발전 및 산업설비에 사용되는 많은 압력용기는 저합금강을 사용하여 제작되고 있다. 압력용기의 내면은 부식이 미치는 영향을 최소화하기 위하여 오스테나이트계 스테인리스강으로 덧살용접을 하고 있으나, 용접층간의 계면에서 발생하고 있는 박리균열은 압력용기의 신뢰성에 중요한 변수가 되고 있다. 본 연구에서는 DSP를 사용하여 오버레이 용접부를 고속으로 검사할 수 있는 C-scan 시스템을 개발하였다. 본 시스템은 신호 처리부 (오실로스코프, 펄서/리시버, 디지타이저, DSP), 스캐너, 프로그램 및 위치 제어부로 구성되어 있다. 개발된 시스템을 사용하여 실제 오버레이 용접부에 대한 초음파검사를 실시한 결과 고속으로 신뢰성 높은 검사결과를 얻을 수 있었다.

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연주빌렛의 비파괴 검사를 위한 초음파 센서의 응용 (Ultrasonic Transducer Application for Nondestructive Testing of Continuous Cast Billets)

  • 신병철;권정락
    • 센서학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.25-31
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    • 1996
  • 제철소에서 생산되고, 활용되는 빌렛은 두 종류로 나누어, 밀도가 높은 강편 빌렛과 밀도가 낯은 연주 빌렛이 있다. 강편 빌렛은 밀도가 높고 표면이 매끄러워, 비교적 탐상이 용이하였으나, 연주 빌렛은 밀도간 낮고, 표면이 거칠어 탐상이 어려웠다. 연주 빌렛의 탐상도 가능케하기 위하여 초음파 탐촉자의 재질 및 치수등을 개선하고자 하였다. 주요 실험 결과로는, 초음파의 발신용 부분과, 수신용 부분이 서로 나뉘어 있는 분할형 탐촉자를 채택하였으며, 탐촉자의 치수는 탐상체의 치수와 밀접히 관계됨을 알았다. 예로써, 폭/두께가 각각 160mm인 연주 빌렛의 경우, 압전소자의 길이가 21mm, 폭이 8.5mm, 두께가 0.95mm, 인 것 두장이 나란히 내장된 탐촉자가 가장 적당하였다. 소자의 두께에 의존하는 이 때의 중심 주파수는 2.25MHz 였으며, 두 장의 압전소자간 각도에 의존하는 촛점 거리는 70mm 이었다.

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STS 316L 교정시험편을 이용한 재가열기 튜브의 와전류신호와 초음파 IRIS 신호 특성 (Eddy Current and Ultrasonic IRIS Signal Characteristics of Reboiler Tube by Using STS 316L Calibration Specimen)

  • 탁경주;김병일;국진선
    • 비파괴검사학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.56-63
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    • 2012
  • 본 연구에서는 가공된 오스테나이트계 STS 316L ASME 표준 교정시험편을 이용하여 튜브 두께 감소율과 잔존두께에 대한 와전류 신호와 IRIS 신호특성을 비교하여 리보일러 튜브의 현장 적용성을 평가하였다. 그 결과 두께감소율의 경우 와전류탐상검사는 $20%{\times}4$ 평저공, 10% 외면 그루브, IRIS는 80%홈, 10%외면 그루브에서 ${\pm}15%$ 이상의 편차가 발생하였다. 잔존두께의 경우 와전류탐상은 측정치가 모두 허용범위를 만족하였으나, IRIS는 80% 인공홈에서 ${\pm}15%$ 이상의 편차가 발생하였다. 따라서 와전류탐상검사 후 의사지시에 대한 해석, 두께감소율 측정을 위해 IRIS를 수행한다면 신뢰성이 향상될 것으로 판단된다.

저장탱크 바닥면 검사를 위한 누설자속 탐상 시스템 개발 (Development of MFL Testing System for the Inspection of Storage Tank Floor)

  • 원순호;조경식;이종오;장홍근;주광태
    • 비파괴검사학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.38-44
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    • 2002
  • 누설자속법은 신뢰성과 경제성을 충족시키면서 정성적인 결과를 제공하는 비파괴시험법이다. 특히 저장탱크바닥판의 검사에 효과적으로 적용될 수 있음을 보여주었다. 이전에 저장탱크 qkekrvis의 검사에 사용되었던 초음파탐상법은 검사속도가 느리고, 적용에 따른 어려움으로 국부검사에 한정되어 왔다. 본 연구팀은 이러한 초음파탐상의 단점을 극복하고자 누설자속탐상법을 개발하였다. 개발된 시스템의 주요부분은 누설자속 발생부, 어레이센서, crawler 및 운용프로그램으로 구성되어 있고, 최종적으로 개발된 시스템이 6mm강판에서 ${\psi}3.2mm,\;d\;1.2mm$와 같은 인공결함을 검출할 수 있음을 보여주었다.

핀-핑거형 터빈 동익 루트의 초음파탐상에서의 기하신호 해석 (An Interpretation of the Geometric Signal in Ultrasonic Testing for the Pin-Finger Type of Turbine Blade Roots)

  • 최명선;정현규;주영상;임형택;윤광식
    • 비파괴검사학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.172-176
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    • 1994
  • 핀-핑거형 터빈 동익 루트의 사각 초음파탐상에서의 기하신호가 해석된다. 동익루트의 기하가 설명되고, 기하신호가 형성되기 위한 반사조건들이 제시된다. 그리고, 이 기하신호의 빔경로에 관한 일반식들이 유도되고 검증된다. 이 기하신호는 리가먼트 모서리 신호이며, 그 위치와 진폭은 핀홀과 리가먼트의 크기 및 탐촉자의 빔지향 특성으로부터 결정될 수 있다는 것이 보여진다.

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폴리에틸렌 배관의 전기융착부 비파괴검사기술에 관한 연구 (Study for Non-Destructive Testing of Polyethylene Electrofusion Joints - Ultrasonic Imaging test)

  • 길성희;권정락
    • 한국가스학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.31-36
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    • 2004
  • 본 연구에서는 PE배관 연결망에 있어 취약 부위인 두 개의 배관이 연결되는 부분 즉, 전기응착부에 대한 검사방법을 살펴보고 그 중에서도 위상배열 초음파를 이용한 비파괴 탐상방법에 대하여 고찰하였다. 그리고 정상 및 비정상 전기응착 시험편을 설계 및 제작하여 위상배열 초음파를 이용하여 PE배관 전기응착부에 대한 비파괴 탐상을 실시하였다. 마지막으로 현장에서 발생하는 전기융착 접합 실태를 조사한 후 원인을 분석하고 결함 유형을 분류하였다. 즉 융합 불량, 모래 섞임, 기포, 삽입 불량, 용입 과다의 5가지로 분류를 하였다.

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폴리에틸렌 가스배관 전기융착부 위상배열초음파검사 현장사례 연구 (Study for Field Inspection of Phase-Array Ultrasonic for Electro-fusion Joints of Polyethylene Gas Pipes)

  • 길성희;권정락;박교식
    • 한국가스학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.61-67
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    • 2006
  • 폴리에틸렌(PE) 배관 전기융착부에 대하여 위상배열초음파기술을 이용하여 전기융착부에 대한 비파괴검사를 실시하였다. 사례 1은 직경 300 mm의 PE배관 전기융착부에 대하여 3.5 MHz 배열초음파 센서를 이용하여 건전성 평가를 실시하였으며 사례 2는 직경 350 mm 3개의 새들융착부에 대하여 건전성을 평가하였고 사례 3은 400 mm 전기융착부에 대하여 3.5 MHz 배열초음파 센서를 가지고 비파괴검사를 실시하였다. 그리고 검사한 결과를 절단시험 결과와 비교하였다. 사례 4는 도시가스의 공급압력이 300 kPa인 400 mm PE배관 전기융착부를 탐상하고 그 결과를 살펴보았다.

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초음파 및 레이더를 활용한 콘크리트 내부결함탐상 알고리즘 개발 (The Development of an Algorithm for Internal Defect Inspection of Concrete using Ultrasonic Detective Device and Radar Equipment)

  • 오홍섭;주민관;이주원
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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    • pp.1029-1032
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    • 2008
  • 최근 각 분야에서 연구 및 개발하고 있는 IT 및 자동화 경향이 건설 유지관리에도 전파됨에 따라 유지관리 로봇의 개발과 함께 개발될 비파괴 시스템의 장착이 각광 받을 것으로 예상되고 있다. 토목 구조물의 경우, 이러한 첨단기술의 발전과 더불어 유지관리 측면에서 이러한 첨단기술을 사용하는 것이 적극적으로 고려되고 있다. 그 중 NDT 비파괴 검사방법이 토목구조물의 효율적인 유지관리를 해 적합한 방법으로 사료되고 있다. 본 연구에서는 콘크리트 구조물의 내부결함 탐상을 위해서 초음파 및 레이더 장비가 적용되었으며, 이를 활용하여 실험실 및 현장실험을 통하여 그 적용성을 실험적으로 분석하였다. 실험결과, 초음파 및 레이더 장비는 콘크리트 구조물의 내부결함을 탐상하는데 효과적임으로 분석되었다. 또한 본 연구에서는 실험결과를 바탕으로, 초음파 및 레이더 장비를 적용한 콘크리트 구조물의 유지관리를 위한 알고리즘을 개발 및 제안하였다.

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