• Corrosion Science and Technology
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• 제4권3호
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• pp.114-119
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• 2005

Since the degradation caused by corrosion is restricted to the surface of materials, conventional ultrasonic nondestructive evaluation methods based on ultrasonic bulk waves are not applicable to characterization of the corrosion degradation. To take care of this difficulty, a new nondestructive evaluation method that uses ultrasonic backward radiation has been proposed recently. This paper explores the potential of this newly developed method for nondestructive characterization and in-situ monitoring of corrosion degradation. Specifically, backward radiated ultrasounds from aged thermo-mechanically controlled process (TMCP) steel specimens by corrosion fatigue were measured and their characteristics were correlated to those of the aged specimens. The excellent correlation observed in the present study demonstrates the high potential of the backward radiated ultrasound as an effective tool for nondestructive characterization of corrosion degradation. In addition, the potential of the backward radiated ultrasound to in-situ monitoring of corrosion degradation is under current investigation.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권4호
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• pp.349-355
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• 2003

후방복사 레일리 표면파를 사용하여 부식피로에 의한 재료손상을 평가하였다. $25^{\circ}C$, 3.5 wt.% NaCl 수용액에서 TMCP 강재에 대하여 하중의 크기를 변화시키면서 부식피로 시험을 수행하였다. 각각의 시험편에 대해서 입사각에 따른 후방복사 초음파의 진폭변화를 측정하였다. 후방복사 프로파일이 최대가 되는 입사각으로부터 레일리 표면 탄성파의 속도를 결정하였는데, 부식피로 시험에서 파손수명이 길었던 시험편에서의 표면탄성파의 속도가 더 느렸다. 이 사실은 시험편 표면에 발생한 부식손상이 주로 부식환경에 놓인 시간에 의존함을 의미한다 본 연구에서 얻어진 결과는 후방복사된 레일리 표면 탄성파가 노후 재료의 부식손상을 비파괴적으로 평가하는데 유용한 도구임을 보여주었다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권9호
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• pp.1084-1092
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• 2002

The frequency dependency of Rayleigh surface wave is investigated indirectly by measuring the angular dependency of the backward radiation of the incident ultrasonic wave in two kinds of degraded specimens by scuffing or corrosion. Then, the frequency dependency is compared with the residual stress distribution or the corrosion-fatigue characteristics for the scuffed or corroded specimens, respectively. The width of the backward radiation profile increases with the increase of the variation in residual stress distribution for the scuffed specimens. In the corroded specimens, the profile width decreases with the increase of the effective aging layer thickness and is inversely proportional to the exponent, m, in the Paris' law that can predict the crack size increase due to fatigue. The result observed in this study demonstrates high potential of backward radiated ultrasound as a tool for nondestructive evaluation of subsurface gradient of material degradation generated by scuffing or corrosion.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권11호
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• pp.2322-2327
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• 2002

The corrosion degradation characteristics of the 12Cr alloy steel, which is widely used in fossil power plants as a turbine blade material, are evaluated nondestructively by use of the backward radiated Rayleigh surface wave. In order to evaluate corrosion degradation characteristics, we constructed automated system for the backward radiation, and the frequency dependency of the Rayleigh surface wave is investigated indirectly by measuring the angular dependency of the backward radiation of the incident ultrasonic wave in the specimens. The velocity of the surface wave decrease as the increase of the aging time in the backward radiation profile, which seems to result from the increase of the effective degrading layer thickness. And, amplitude of the surface wave increase as the aging time, which seems to result from the increase of the intergranular corrosion. The result observed in this study demonstrates high potential of the backward radiated ultrasound as a tool for the nondestructive evaluation of the corrosion degradation characteristics of the aged materials.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권5호
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• pp.397-401
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• 2000

화력발전 플랜트의 터빈 블레이드(blade) 재료인 12Cr 합금강의 고속 열화 시편에 대한 레일리(Rayleigh) 표면탄성파의 산란과 속도의 주파수 의존특성을 액체/고체 경계 면에서 표면파의 발생기구에 의해 나타나는 후방복사 초음파 세기의 입사각 의존성으로 간접 평가하고 부식피로 특성과 비교 분석하였다. 후방복사 현상이 발생하는 입사각 폭은 부식온도와 반비례하였으며 이는 효과적 부식층의 두께 증가로 설명되었다. 이 프로파일의 폭은 피로시험에서 균열성장 관계식인 파리스(Paris) 법칙의 지수 m과 선형적으로 반비례하여 열화시편의 부식 피로 특성의 비파괴적 평가에 있어 후방복사된 초음파를 이용한 기술이 매우 유용함을 보여 보여주었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제25권1호
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• pp.9-14
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• 2005

표면 거칠기가 다른 유리시편에 대해 후방 복사된 초음파 세기의 입사각 의존성(프로파일)이 측정되었다. 후방복사 세기와 레일리(Rayleigh) 표면파 속도는 표면 거칠기에 비례하였고 이 경향은 각기 초음파의 산란규칙과 경화현상으로 설명되었다. 후방복사 프로파일의 면적 역시 표면 거칠기에 민감함을 보여 표면상태에 대한 새로운 비파괴적 평가 변수의 가능성을 보였다. 레일리 각 C-스캔 기법은 화상 명도의 반전과 높은 신호대 잡음비(S/N)를 보여주었다.

• 한국음향학회지
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• 제22권1호
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• pp.61-68
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• 2003

유도초음파는 얇은 판재와 다층재료를 평가하는데 널리 사용되는데, 이를 정량적으로 이용하기 위해서는 위상 및 군속도의 분산 곡선은 필수적이다. 본 연구에서는 누수 램파의 후방복사 신호를 측정하기 위한 측정장치를 개발하였다. 시험편을 회전시켜서 입사각을 변화시켰으며, 2차원 평면에서 움직이면서 입사 위치를 바꾸었다. 광대역 초음파 탐촉자를 사용하여 탄성판에서 발생하는 누수 램파 후방복사 신호를 측정하였다. 입사각으로부터 위상속도가 결정되며, 이에 해당하는 램파의 특정모드가 판재 내에 강하게 발생되고, 이 램파는 시험편의 앞뒤로 진행하면서 물속으로 에너지를 방출한다. 동일한 탐촉자를 사용하여 누수 램파의 후방복사 신호를 검출하고, 이 신호의 주파수 성분은 분산곡선에 대한 정보를 지닌다. 입사각도와 수신된 파형의 주파수 분석을 통하여 램파의 위상속도 분산곡선을 구하였다. 또한 특정한 입사각에서 입사점을 변화시키면서 초음파 신호의 시간대역 이동으로부터 군속도를 측정하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제16권4호
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• pp.241-250
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• 1997

액체/고체 경계면에서 후방 복사된 초음파의 주파수 분석에 의해 Si layer/mesh Au/Si substrate 시편에 존재하는 표면 탄성파의 주파수 의존성이 측정되었다. 사용된 광역 탐촉자(2, 5, 10MHz)의 주파수에 따라 다르게 나타난 후방 복사의 입사각 의존성은 이 현상이 표면 지역에 발생된 표면파로부터의 에너지 복사에 의한 것임을 보여주었다. 후방 산란된 초음파의 입사각 의존성을 연속적으로 측정하기 위한 초음파 각도계가 제작되었고 다른 비율의 구리 분말이 섞인 에폭시에 의해 접착된 Ni layer/Al substrate 시편에 대해 후방복사 세기의 입사각 의존성이 측정되었다. (5MHz) 후방 복사의 폭과 패턴은 표면파 속도의 주파수 의존성, layer 접합의 질 그리고 표면 지역의 구조 등 여러 정보를 가지고 있음이 밝혀졌다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권1호
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• pp.1-7
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• 2004

[ $1.71{\mu}m$ ] 범위의 표면 거칠기를 가진 철 시편에 대해 물속에서 후방산란된 초음파의 입사각 의존성(프로파일)이 측정되었다. 거칠기가 도색에 의해 숨겨졌을 때 수직 프로파일은 거칠기에 대한 분별력이 사라졌으나 레일리 각 근처에서의 후방산란 프로파일은 거칠기 의존성을 여전히 보여주었다. 레일리 각에서 직접 복사된 프로파일 세기는 거칠기와 비례하였고 코너에서 반사되어 되돌아오는 표면파로부터의 후방복사의 세기는 거칠기와 반비례하였다. 도색 처리된 시편에서 0.03 파장 이하의 직접 후방복사에서도 선형성이 관찰되었고 주기적 거칠기에 의해 발생한 비정상 저면 다중반사 현상이 사라졌다.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권4호
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• pp.342-348
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• 2003

Zr(1.32mm) 판재 위 $Be-Zr(100{\mu}m)$ 합금층의 평가를 목적으로 후방산란 초음파 의 입사각 의존성인 프로파일이 여러 입사위치에서 측정되었다. 누설 램(Lamb)파로부터 후방복사된 초음파 프로파일에는 4개의 주요 세부 프로파일이 발견되었다. 세부프로파일들의 정점각과 정점세기는 Be 확산층의 강화효과로 인해 감소하였다. 세부 프로파일들의 존재와 변화가 시편재질의 음향학적 특성, 램파모드들의 군속도 집단적 변화 그리고 표면파의 누설율 차이 등으로 설명되었다 판재 위 얇은 확산층의 평가를 위한 유용한 평가 기법으로 판재로부터의 후방복사 세부 프로파일이 제안되었다.