• 대한기계학회논문집A
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• 제21권9호
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• pp.1392-1399
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• 1997

In order to determine the Mode I stress intensity factor ($K_1$) experimentally by means of the alternating current potential drop(ACPD) technique, the change in potential drop due to load for a ferromagnetic material containing a two-dimensional surface crack was examined. The cause of the change in potential drop and the effect of the magnetic flux on the change in potential drop were clarified by using the measuring systems with and without removing the magnetic flux from the circumference of the specimen. To remove the magnetic flux, a new measuring system was made by utilizing the characteristic of coaxial transmission line. The change in potential drop in the case without magnetic flux in the air was caused by the change in electromagnetic properties near the crack tip due to magnetization. The relationship between the change in potential drop and the change in $K_I$ was linealized by demagnetization and was found to be independent of the crack length.

• 비파괴검사학회지
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• 제19권1호
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• pp.1-7
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• 1999

교류전위차법 (alternating current potential drop : ACPD)을 이용하여 이차원 표면균열을 갖고 있는 상자성체 (paramagnetic material)의 모드 I (opening mode) 응력확대계수($K_I$)를 실험적으로 평가하기 위하여 하중에 따른 교류전위차 변화(change in ACPD)를 연구하였다. 아울러 하중에 의한 전위차 변화의 원인 그리고 전위차 변화에 미치는 자속(magnetic flux) 탈자(demagnetization) 및 균열길이의 영향을 연구하였다. 상자성체의 교류전위차는 인장하중을 증가시킬수록 선형적으로 감소하였다. 전위차 감소의 원인은 균열선단 주위의 도전율(conductivity)이 인장하중의 증가에 따라 증가하고 이는 시험편의 저항과 내부 인덕턴스를 감소시키기 때문이다. 도전율의 변화는 균열선단 주변의 응력상태에 의존하기 때문에 일정 $K_I$ 변화에 따른 전위차 변화량은 균열길이에 의존하지 않는다. 하중에 의한 전위차변화량은 시험편 주위의 자속의 유무에 영향을 받지만 탈자의 유무에는 영향을 받지 않는다.

• 비파괴검사학회지
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• 제19권1호
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• pp.8-15
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• 1999

교류전위차법 (alternating current potential drop : ACPD)을 이용하여 이차원 표면균열을 갖고 있는 강자성체 (ferromagnetic material)와 상자성체 (paramagnetic material)의 모드 I (opening mode) 응력확대계수($K_I$)를 효과적으로 계측하는 방법을 개발하기 위하여 하중에 따른 교류전위차 변화(change in ACPD)에 미치는 자속(magnetic flux)의 영향을 연구하였다. 그리고 하중에 따른 전위차 변화에 미치는 탈자(demagnetization) 및 균열길이의 영향을 연구하였다. 기전력을 많이 유도할 수 있도록 설계된 계측계의 경우 하중에 따른 교류전위차 변화량은 크게 증가하였다. 아울러 교류전위차 변화와 응력확대계수 변화 사이의 관계는 탈자 등의 조치가 없어도 선형적이며, 탈자는 전위차 변화에 거의 영향을 미치지 않았다. 일정 $K_I$ 변화에 의한 전위차 변화량은 균열길이에 의존하지 않고 계측계에 의존한다. 교류전위차법을 이용하여 효과적으로 응력확대계수를 결정하는 방법은 기전력을 많이 유도할 수 있도륵 설계된 계측계를 사용하여 교류전위차 변화를 측정하는 것이다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제13권2호
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• pp.42-52
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• 1995

In the evaluation of aging degradation on the structural materials based on the fracture mechanics, the detection and size prediction of defect are very important. Aiming at nondestructive detection and size prediction ol defect with high accuracy and resolution, therefore, an lnduced Current Focusing Potential Drop(ICFPD) technique has been developed. The principle of this technique is to induce a focusing current at an exploratory region by an induction wire flowing an alternating current(AC) that is a constant ampere and frequency. Defects are assessed with the potential drops that are measured the induced current on the surface of metallic material by the potential pick-up pins. In this study, the lCFPD technique was applied for evaluating the location and size of the surface crack and blind crack made in plate specimens, and also for detecting the defects existing in valve, a field component, that were developed by SCC etc. during the service. The results of this present study show that surface crack and blind crack are able to defect with potential drop. these cracks are distinguished with the distribution of potential drop, and the crack depths can be estimated with each normalized potential drop that are parameters estimating the depth of each type crack. In the field component, the defects estimated by experiment result correspond with those in the cutting face of the measuring point within a higher sensitivity.

• 비파괴검사학회지
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• 제16권2호
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• pp.86-94
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• 1996

파괴역학을 기초로 한 구조물의 수명 관리와 안전성 평가에 있어서, 결함의 크기는 매우 중요한 변수인자이다. 집중유도형 교류전위차법(ICFPD)은 구조물 부재의 표면, 이면 및 내면에 존재하는 결함을 검출하고, 그 크기를 측정하기 위하여 개발하였다. 본 비파괴법의 원리는 교류 전류가 흐르는 하나의 도선에 의하여 국부적인 영역에 전류를 집중적으로 유도하는 것을 이용하였다. 도선에 흐르는 전류는 일정 크기와 주파수를 갖는다. 금속표면에 유도된 전위는 탐촉자에 설치된 전위측정용 단자(potential pick-up pins)로 측정한다. 본 논문은 집중유도형 교류전위차법을 이용하여 평판 시험편에 도입한 표면결함과 이면결함을 평가하였다. 표면결함의 경우, 전위차 분포는 결함의 경사도에 따라 변화하고, 결함부와 결함단부의 전위차는 결함의 경사도 및 깊이에 따라 변화한다. 이면결함의 경우, 전위차 분포는 표면결함의 전위차 분포와 구분이 되며, 결함부에서의 전위차는 결함의 깊이에 따라 변화한다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제19권6호
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• pp.639-652
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• 2005

In this paper, a full-scale K-joint specimen was tested to failure under cyclic combined axial and in-plane bending loads. In the fatigue test, the crack developments were monitored step by step using the alternating current potential drop (ACPD) technique. Using Paris' law, stress intensity factor, which is a fracture parameter to be frequently used by many designers to predict the integrity and residual life of tubular joints, can be obtained from experimental test results of the crack growth rate. Furthermore, a scheme of automatic mesh generation for a cracked K-joint is introduced, and numerical analysis of stress intensity factor for the K-joint specimen has then been carried out. In the finite element analysis, J-integral method is used to estimate the stress intensity factors along the crack front. The numerical stress intensity factor results have been validated through comparing them with the experimental results. The comparison shows that the proposed numerical model can produce reasonably accurate stress intensity factor values. The effects of different crack shapes on the stress intensity factors have also been investigated, and it has been found that semi-ellipse is suitable and accurate to be adopted in numerical analysis for the stress intensity factor. Therefore, the proposed model in this paper is reliable to be used for estimating the stress intensity factor values of cracked tubular K-joints for design purposes.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권1호
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• pp.54-61
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• 2000

피로손상이 발생하는 초기단계는 결정립계나 석출물, 그리고 잔류응력과 같은 전위(dislocation)의 이동성에 영향을 미치는 변수에 의해 지배되는 것으로 널리 알려져 있으나, 물리적으로 손상의 발생을 탐지할 수 있는 단계는 미소균열의 발생단계라 할 수 있다. 미소균열은 microcrack으로 부르는 것이 일반적이지만 피로손상의 문제에서만은 short(or small) fatigue crack으로 통용되고 있다. 따라서 미소균열 보다는 소균열 또는 피로 단균열이 더 알맞은 용어일지도 모르는데, 그 크기가 수 ${\mu}m$에서 수 mm의 범위에 걸친 균열의 총칭이다. 이러한 크기라면 대략 통상적인 비파괴시험 방법으로 탐지할 수 있는 범위의 한계 부근에 있으므로 피로손상의 탐지와 관련된 비파괴평가의 역할과 관련하여 새삼스럽게 한번 짚고 넘어가는 것도 의미 있는 일이라 생각된다. 피로와 관련하여 보고된 비파괴평가에 관한 연구는 감히 그 숫자를 헤아릴 수 없이 많으나 그 대부분은 피로균열의 성장 및 전파에 관한 것으로, 피로 단균열과 관련한 연구는 상대적으로 적으며 특히 국내에서는 거의 찾아볼 수 없다. 그러나 피로 단균열의 탐지와 관련하여 지금까지 전세계적으로 보고된 연구 결과는 다수 있으므로 여기서는 주로 비파괴평가로 볼 수 있는 연구에 대해서만 살펴보기로 한다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제6권4호
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• pp.367-371
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• 2003

In order to determine the effective way of measuring the Mode I stress intensity factor for a material containing a two-dimensional surface crack by means of the alternating current potential drop(ACPD) technique, the change in magnetic flux density between crack surfaces and above the specimen surface due to load was studied theoretically. The magnetic flux density in the air between crack surfaces is uniform and above the specimen surface is not changed by increasing the load in the material. Therefore, the change in potential drop due to load in a measuring system which was designed to induce a large amount of electro-motive force was caused by the change in internal inductance of material, the change in the mutual inductance between internal inductance of material and measuring system and the change in the mutual inductance between internal inductance of material and power supply line.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.129-132
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• 2004

In order to determine the effective way of measuring the Mode I stress intensity factor, $K_I$, by means of the alternating current potential drop(ACPD) technique for a material containing a two-dimensional surface crack, the change in magnetic flux density above the cracked specimen surface was studied experimentally. The change in magnetic flux in the air above the cracked specimen made of aluminum alloy is measured by changing the load by four-point bending. The magnetic flux in the air is almost not changed by increasing the load in teh specimen. The change in potential drop due to load is not caused by the change in electro-motive force induced in the coiled measuring system. This experimental result agree to the result of theoretical analysis in reference 7).

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권9호
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• pp.2982-2989
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• 2021

One of the consequences of the 475 ℃ embrittlement of duplex stainless steels is the reduction of the resistance to localized corrosion. Therefore, the detection of this type of embrittlement before the material exhibits significant loss in toughness, and corrosion resistance is important to ensure the structural integrity of critical components under corrosion threats. In this research, conductivity measurements are performed using the alternating current potential drop (ACPD) technique with using a portable four-point probe as a nondestructive evaluation (NDE) method for detecting the embrittlement in a 2507 (UNS S32750) super duplex stainless steel (SDSS) aged at 475 ℃ from as-received condition to 300 h. The electric conductivity results were compared against two electrochemical tests namely double loop electrochemical potentiokinetic reactivation (DL-EPR) and critical pitting temperature (CPT). Mechanical tests and the microstructure characterized using scanning electron microscopy (SEM) imaging are conducted to track the progress of embrittlement. It is shown that the electric conductivity correlates with the changes in impact energy, microhardness, and CPT corrosion tests result demonstrating the feasibility of the four-point probe as a possible field-deployable method for evaluating the 475 ℃ embrittlement of 2507 SDSS.