• 비파괴검사학회지
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• 제24권2호
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• pp.151-157
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• 2004

초음파검사는 재료의 표면 또는 내부에 존재하는 불 연속부를 검출하기 위해, 초음파를 재료에 전달시켜 검사하는 비파괴검사법의 일종이다. 이러한 일반 초음파검사 방법 및 일반 결함평가 방법은 복잡한 형상에서 반사되는 신호로부터 결함을 구분하기가 어려워 결함의 평가 및 검사결과에 신뢰성이 떨어지고 있는 실정이다. 따라서 이러한 crack성 결함의 발생 가능성이 높으나 기존의 초음파검사 방법으로는 결함 판별에 어려움이 있는 설비에서의 검사방법 및 결함평가 방법의 제고가 필수 불가결한 실정이다. 본 연구에서는 위상배열 초음파를 사용하여 크랙 검출능력이 높고 길이 평가가 가장 정확한 방사각도를 규명하고, 주요발전설비중 하나인 터빈에 적용하였다. 기존의 초음파 검사 방식이 아닌 위상배열 초음파를 이용하여 결함의 크기를 평가할 수 있는 신 기법 및 이를 이용하여 터빈 블레이드 루트부 내에 존재하는 미세 결함에 대하여 크기평가 방법 및 결함탐지 방법에 대하여 고찰하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권2호
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• pp.219-225
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• 2013

자왜방식 원거리 초음파검사의 최적화된 개별 응용들을 위해, 분리되어 적층된 송수신 나선형 코일 배열들이 사용되어 왔었다. 본 연구에서는 기존에 비해 반으로 줄어든 다리 폭을 갖는 나선형 코일들과 이 다리 폭 감소에 기인한 빈 공간들을 활용할 때, 보다 쉬운 사용과 제조를 허용하는 단층 구조를 형성하도록 송수신 코일들이 배열될 수 있다는 것을 실증하였다. 다리 폭에 비례하는 수신코일의 감은 수 때문에 단층 코일 배열의 감도는 대응되는 이층 코일 배열의 그것의 반 정도이었지만 이는 메인-뱅(main bang) 에코로 인한 포화로부터 수신증폭기의 보다 빠른 회복을 허용하였다. 또한 지향성 조종과 SNR(signal-to-noise ratio)의 관점에서는 이 두 종류의 코일 배열들이 거의 같은 성능을 갖는 것으로 밝혀졌다.

• 비파괴검사학회지
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• 제37권1호
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• pp.13-20
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• 2017

일반 위상배열초음파 시스템은 배열된 개별의 소자에 시간지연을 적용함으로써 초음파 빔을 조향하고 초음파 이미지를 구성한다. 반면, full matrix capture(FMC)은 위상배열탐촉자에서 가능한 모든 송수신 조합의 A-scan 데이터 전체를 수집하는 신호 수집 방법이며, FMC 데이터의 후처리를 통해 기존 위상배열초음파와 동등한 이미지뿐만 아니라 기존 위상배열초음파에서 구현하지 못하는 다양한 이미지를 합성할 수 있다. 본 논문에서는, 균열 형태의 결함을 영상화할 수 있는 LLL mode total focusing method(TFM)에 대한 기본 알고리즘을 기술하고, 실험 및 초음파 시뮬레이션을 통해 수집된 FMC 데이터에 대해 이 기법을 적용하여 결함의 이미지를 합성하였다.

• 플랜트 저널
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• 제14권2호
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• pp.45-50
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• 2018

방사선 관련 법의 개정으로 보일러관 비파괴검사 방법으로 방사선투과검사를 대체하여 위상배열초음파탐상검사를 시행하고 있다. ASME BPVC 제5장 4절에서 제시하고 있는 주요 결함별 정성적 특징과 실제 결함을 비교하여 결함종류 판별을 확인하였고 시험편에 대해 방사선투과검사와 위상배열초음파탐상검사를 시행하여 결함크기 해상 특성을 예측하였다. 위상배열초음파탐상검사는 면상결함군과 구상결함군 결함의 판별은 할 수 있으나 형태가 유사한 결함의 판별은 용이하지 않음을 확인하였다. 또한 결함크기가 합격 여부를 좌우하는 슬래그의 경우 결함의 위치나 방향에 무관하게 방사선투과검사 대비 과소 예측하였으며, 기공은 결함의 위치, 방향 및 군집 유무에 따라 과대 또는 과소 예측하는 정량적 특성이 나타나므로 결함크기 판별에 주의를 요함을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제35권1호
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• pp.52-60
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• 2015

원자력발전소에는 탄소강과 스테인리스강 용접을 위해 alloy600 용접재를 적용한 이종금속용접부가 다수 존재하며, 전 세계적으로 이종금속용접부에서 결함 발생 보고가 지속되고 있다. 주기적인 건전성 평가를 위해 이종금속용접부 초음파검사 일반절차서 (KPD-UT-10)를 적용하여 검사를 수행하고 있으며, 검사절차서에서는 탐촉자와 검사체 표면 사이의 간격을 최대 1/32"(0.8mm) 이내로 제한하고 있다. 국내의 일부 이종금속용접부는 테이퍼진 형상과 불규칙한 표면 형상을 가지고 있어, 가변형 위상배열초음파기술을 적용하여 검사 신뢰성을 높이고자 본 연구를 수행하였다. 연구 결과, 검사체 표면이 불규칙한 시편 내부의 인공결함에 대한 검출이 양호하였고, 이를 통해, 가변형 위상배열초음파기술의 현장 적용 가능성을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제30권4호
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• pp.330-337
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• 2010

본 논문은 원전 증기발생기(SG, steam generator) 세관의 정밀 진단을 위한 차세대 탐촉자인 배열형 와전류 탐촉자의 특성 해석에 대한 3차원 전자기 수치해석을 수행하였다. 다양한 결함 해석을 위해 ASME(American Society of Mechanical Engineers) 표준시험편과 X-probe combo 표준보정시험편(inline EXP/spiral groove combo standard)을 선정하여 탐상신호를 획득하고, 실제 실험 신호와 비교하여 결과의 타당성을 검증하였다. 표준 보정 시험편의 해석 결과를 바탕으로 원전 SG 세관에서 주로 발생하고 있는 pitting, SCC(stress corrosion cracking), multiple SCC, wear 결함에 대하여 탐상신호를 획득하였다. 해석 대상으로는 원자력발전소 SG 세관으로 사용하고 있는 Inconel 600 도체관을 사용하였고, 이때의 시험주파수는 300 kHz이다. 본 논문을 통하여 각각의 결함에 대한 신호 특성을 파악하여 배열형 와전류 탐촉자의 결함의 종류에 따른 신호 특성을 확인할 수 있었다. 본 논문의 결과는 배열형 와전류 탐촉자의 와전류 탐상 신호 평가시 도움이 될 것이다.

• 비파괴검사학회지
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• 제25권4호
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• pp.304-310
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• 2005

용접부 및 구조물에 발생된 결함의 깊이를 정밀하게 측정하기 위한 노력은 현재까지 계속되어 왔으며 앞으로도 계속되어야 할 연구분야중의 하나이다. TOFD 검사기법은 현재까지 결함의 깊이를 측정하기 위한 여러 가지 검사 방법중에 가장 정밀한 것으로 알려져 있다. 그러나 사용하는 초음파 굴절각에 따른 빔의 도달범위에 의하여 결함을 놓칠 우려가 있다. 본 여구에서는 일반적인 TOFD 기법대신 위상배열 초음파 기법을 이용한 TOFD 검사를 적용하여 두께가 두꺼운 검사대상에 대하여 결함의 검출능 및 깊이 측정결과를 비교하였다. 위상배열 초음파를 이용한 TOFD 검사를 사용함으로써 다양한 결함에 대하여 검출능 및 정확한 깊이 측정이 가능함을 실험적으로 확인하였다. 본 연구에서 개발된 위상배열 TOFD 기법은 발전설비의 압력용기와 같은 두꺼운 검사대상에 적용될 경우 검사 신뢰도 향상에 기여할 것으로 판단된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권3호
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• pp.211-219
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• 2014

Closed cracks are difficult to detect using conventional ultrasonic testing because most incident ultrasound passes completely through these cracks. Nonlinear ultrasound inspection using sub-harmonic frequencies a promising method for detecting closed cracks. To implement this method, a sub-harmonic phased array (PA) is proposed to visualize the length of closed cracks in solids. A sub-harmonic PA generally consists of a single transmitter and an array receiver, which detects sub-harmonic waves generated from closed cracks. The PA images are obtained using the total focusing method (TFM), which (with a transmitter and receiving array) employs a full matrix in the observation region to achieve fine image resolution. In particular, the receiving signals are measured using a laser Doppler vibrometer (LDV) to collect PA images for both fundamental and sub-harmonic frequencies. Oblique incidence, which is used to boost sub-harmonic generation, inevitably produces various surface waves that contaminate the signals measured in the receiving transducer. Surface wave interference often degrades PA images severely, and it becomes difficult to read the closed crack's position from the images. Various methods to prevent or eliminate this interference are possible. In particular, enhancing images with signal processing could be a highly cost-effective method. Because periodic patterns distributed in a PA image are the most frequent interference induced by surface waves, spatial frequency filtering is applicable for removing these waves. Experiments clearly demonstrate that the spatial frequency filter improves PA images.

• 비파괴검사학회지
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• 제35권5호
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• pp.299-306
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• 2015

일반 위상배열 시스템에서는 다수의 압전소자를 가지는 탐촉자의 개별 소자에 인가하는 시간지연을 조절함으로써 초음파빔을 전자적으로 제어하고 초음파 영상을 획득한다. 반면, full matrix capture(FMC) 기술은 위상배열 탐촉자에 대해 하나의 소자에서 초음파를 입사시킨 신호를 모든 압전소자에서 수신하고, 이 방법으로 모든 가능한 송수신 조합의 신호 데이터를 수집하는 방법이다. 이 FMC 데이터는 후처리를 통해 초음파 영상으로 재구성될 수 있으며, 기존 위상배열 초음파 영상과 동등한 영상뿐만 아니라 가상적으로 관심영역의 모든 지점에 집속하여 분해능과 선명도가 향상된 total focusing method(TFM) 영상으로도 합성이 가능하다. 본 논문에서는 일반 위상배열장치를 이용하여 FMC가 가능하도록 시스템을 구현하고, 취득된 FMC 신호로부터 sector B-scan 및 TFM 이미지를 영상화하는 알고리즘에 대한 연구를 수행하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제30권4호
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• pp.317-323
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• 2010

원자력발전소 배관 용접부에 대한 수동 초음파검사는 KPD(Korean Performance Demonstration)의 일반 절차서를 사용하여 기량 검증을 인정받고 있으나, 자동 초음파검사의 경우에는 일반 절차서가 없으며 해당 자동 검사 장비를 이용하여 절차서 기량 검증을 받아야 한다. 현재까지 국내에서 수행되고 있는 자동 초음파검사에 대한 절차서 기량검증은 대부분 펄스-반사기법을 적용한 절차서이나, 최근에 각광받고 있는 위상배열 초음파검사 기법을 이용한 절차서 기량검증은 국내에서 시행된 사례가 전무하다. 본 연구에서는 원자력발전소 가동중검사에 위상배열 초음파검사 기법을 적용하기 위하여 위상배열 초음파 신호취득 및 평가 소프트웨어를 개발하고 위상배열 초음파 탐촉자 및 웨지를 설계 하였다. 개발된 절차서에 대하여 결함 검출, 길이 및 크기 측정에 대한 기량검증을 수행하였으며, 검증된 위상배열 초음파탐상검사 절차서는 향후 원자력발전소 배관 용접부 검사에 적용할 예정이다.