• 동력기계공학회지
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• 제14권5호
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• pp.36-40
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• 2010

The ultrasonic guided wave propagates along with the given structure's wall direction. Because of this specific character, the ultrasonic guided waves arc used in many other fields. Especially, it can be readily utilized for nondestructive inspection of various structures that are made up of gas pipes, heat exchanger tubes, and thin plates. Further, the guided wave technology can be readily utilized when inspecting pipes or thin plates which pose high risk of the accident but for which the nondestructive inspection itself is impossible because it is difficult to get to them since they are coated or buried underground. In the other hand, conventional ultrasonic testing such as thickness gauging uses bulk waves and only tests the region of structure immediately below the transducer. As a result of the application about inlet and outlet cooling water line using guided wave test, we conformed that the overall corrosions were in the lower side of the 304.8 mm inlet valve and these corrosions were engaged in not locally but through the lower side of the valve line. In the near future, we can expect that the detectable defect size is smaller than before along with the development of the sensing technology.

• Smart Structures and Systems
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• 제22권4호
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• pp.481-493
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• 2018

Ultrasonic guided waves have attracted increasing attention for non-destructive testing (NDT) and structural health monitoring (SHM) of bridge cables. They offer advantages like single measurement, wide coverage of acoustical field, and long-range propagation capability. To design defect detection systems, it is essential to understand how guided waves propagate in cables and how to select the optimal excitation frequency and mode. However, certain cable characteristics such as multiple wires, anchorage, and polyethylene (PE) sheath increase the complexity in analyzing the guided wave propagation. In this study, guided wave modes for multi-wire bridge cables are identified by using a semi-analytical finite element (SAFE) technique to obtain relevant dispersion curves. Numerical results indicated that the number of guided wave modes increases, the length of the flat region with a low frequency of L(0,1) mode becomes shorter, and the cutoff frequency for high order longitudinal wave modes becomes lower, as the number of steel wires in a cable increases. These findings were used in design of transducers for defect detection and selection of the optimal wave mode and frequency for subsequent experiments. A magnetostrictive transducer system was used to excite and detect the guided waves. The applicability of the proposed approach for detecting and locating wire breakages was demonstrated for a cable with 37 wires. The present ultrasonic guided wave method has been found to be very responsive to the number of brokenwires and is thus capable of detecting defects with varying sizes.

• 비파괴검사학회지
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• 제25권1호
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• pp.20-26
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• 2005

유도초음파는 판, 봉 또는 관과 같은 구조물의 장거리 탐상에 사용되고 있다. 그러나, 유도초음파에는 그 모드가 많고 전파속도가 달라서, 원하는 모드를 선택적으로 발생시키고 수신하는 기법이 유도초음파를 응용하는데 핵심적인 기술 중 하나이다. 본 연구에서는 배열형 탐촉자의 위상을 조절하여 유도초음파를 발생시키는 방법에 대하여 연구하였다. 이를 위하여 8채널 초음파 펄서/리시버, 그리고 각각의 채널을 일정한 시간간격으로 구동할 수 있는 회로를 개발하였다. 8개의 탐촉자를 만들어서 배열형으로 사용하여 유도 초음파를 발생시켰다. 이웃한 요소 탐촉자 사이의 구동시간 간격을 제어하여 이에 맞는 위상속도를 지닌 유도초음파를 선택적으로 발생시켰고, 발생된 유도초음파의 군속도를 측정하였으며, 배열탐촉자에서 수신된 신호를 시간지연을 가지고 합성하여 유도초음파의 모드를 선택적으로 수신하였다. 그 결과, 이웃한 요소 탐촉자 사이의 구동시간 간격을 바꿈으로서 원하는 모드의 유도초음파를 선택적으로 발생시킬 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권2호
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• pp.114-121
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• 2009

유도초음파는 현재 산업설비의 배관 등 장거리 탐상에 널리 사용되고 있으며, 특히, 길이가 수백 미터에서 수 km에 달하는 가스 배관의 검사를 위하여 다수의 탐촉자를 이용한 배열 유도초음파 기술의 개발 및 적용이 확대되고 있다. 따라서, 본 연구에서는, 배관의 원거리 검사능 및 정밀도 향상을 위하여 배열 유도초음파의 집속 알고리즘을 개발하였으며, 개발 알고리즘의 성능을 개발 배열 초음파 시스템을 이용한 실험을 통하여 검증하였다. 그 결과 집속 알고리즘을 적용한 배열 유도초음파의 신호대 잡음비(SNR : signal to noise ratio)가 집속 알고리즘을 적용하지 않은 경우에 비해 향상됨을 알 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권4호
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• pp.415-424
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• 2001

고온에서 장시간 사용으로 인하여 발생되는 경년열화 평가에는 파괴적인 방법이 신뢰성이 높지만 시험편 채취의 어려움이 있다. 그러므로 비파괴석인 방법에 의한 열화도 평가가 바람직하다. 본 연구에서는 2.23Cr-1Mo강에 대하여 장시간 등온열처리로 모의 열화시험편을 제작하여 고온설비부재에서 발생되는 탄화물의 석출 및 조대화, 분순물의 입계편석 등 금속학적 미세조직을 관찰하고, 미세조직의 변화와 유도 초음파의 전파특성과의 상관관계를 규명하고, 파괴시험치와 그 결과를 비교하여 초음파 비파괴평가에 의한 고온부재의 열화도 평가의 가능성을 실험적으로 검증하고자 한다.

• 비파괴검사학회지
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• 제30권6호
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• pp.539-547
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• 2010

In this study, characteristics of the fundamental longitudinal guided wave mode, L(0,1), which is a usual mode employed in the inspection of the above-ground pipe, of the buried pipe were numerically investigated considering property changes in the surrounding soil. Results showed that soil conditions are significantly affecting the attenuation of L(0,1) mode in the pipe embedded in soil. Especially, if the soil is partially saturated, the attenuation of L(0,1) mode is larger and is very similar regardless of the degree of water saturation in the surrounding soil. However, when the soil is fully saturated, the attenuation of L(0,1) mode is less and show different trend with its partially saturated counterparts.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권2호
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• pp.199-204
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• 2008

The generation of axisymmetric Lamb waves and interaction with wall thinning (corrosion) defects in hollow cylinders are simulated using the finite element method. Guided wave interaction with defects in cylinders is challenged by the multi-mode dispersion and the mode conversion. In this paper, two longitudinal, axisymmetric modes are generated using the concept of a time-delay periodic ring arrays (TDPRA), which makes use of the constructive/destructive interference concept to achieve the unidirectional emission and reception of guided waves. The axisymmetric scattering by the wall thinning extending in full circumference of a cylinder is studied with a two-dimensional FE simulation. The effect of wall thinning depth, axial extension, and the edge shape on the reflections of guided waves is discussed.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권2호
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• pp.93-97
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• 2009

자기변형 탐촉자는 유도초음파를 적용한 장거리 배관 검사 시에 유용하게 사용되는데 특히 그 신호패턴이 배열형 압전탐촉자를 사용한 유도초음파 신호보다 깨끗하고 단순하기 때문에 단일 결함에 의한 신호패턴을 해석할 수 있을 뿐만 아니라 결함 신호의 진행 상황을 분석함으로써 배관의 구조 건전성 감시(structural health monitoring)에도 사용되고 있다. 그러나 실제 현장 검사에서는 유도초음파의 방향성신호, 잔향효과, 모드변환, 구조물 등에 의한 의사 신호 또는 거짓 신호가 나타나기 때문에 결함 평가 시에 주의를 요한다. 본 연구에서는 실제 상황을 모의한 장거리배관 mock-up에서 발생하는 모드변환 신호를 실험적으로 검증하고 해석하였다. 자기변형 스트립 탐촉자에서 발생한 비틀림진동 T(0,1) 모드와 휨진동 F(1,3) 모드 또는 종진동 L(0,2) 모드 간에 모드변환이 발생함을 확인하였고 이러한 모드변환이 발생하는 원인을 스트립 탐촉자 및 검사대상체의 전자기적 재료 특성 및 구조 측면에서 해석하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권5호
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• pp.442-449
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• 2009

스테인레스 스틸 배관의 결함에 대한 MsS의 비틀림모드 신호와 BEM 모델링의 SH모드 신호의 특성을 살펴보았다. 비틀림모드 신호와 SH모드신호의 비교를 위해 스테인레스 스틸 배관의 결함은 깊이와 폭을 달리하면서 원주방향으로 360도 가공하였다. MsS의 비틀림모드 신호분석 결과 원주방향 결함을 모두 탐지하였으며 깊이 변화에 따라 신호 진폭의 변화가 확인되었다. 하지만 원주방향 결함의 폭 변화는 일정한 경향이 나타나지 않았다. BEM 모델링의 SH 모드 신호 분석 결과 깊이 변화의 경우 비틀림모드 신호와 유사한 결과가 나타났지만, 폭 변화는 신호 진폭의 변화가 일어났다. 본 연구를 통하여 배관의 원주방향 결함에 대한 비틀림모드와 SH모드의 비교 분석을 통하여 신호 특성을 확인하였고 배관의 축대칭 결함에 대해 SH모드 모델링으로도 신호 예측이 가능함을 알 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권5호
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• pp.416-420
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• 2008

전자기음향변환기 분야에서는 나선형 RF 코일이 솔레노이드 코일보다 훨씬 널리 사용되고 있다. 그러나 실린더 구조물의 원거리 초음파검사용 자왜 스트립 도파변환기 분야에서는 솔레노이드 코일이 주로 사용되어왔다. 이는 아마도 낮은 주파수의(즉, 치수가 큰) 나선형 코일의 제작의 어려움에 기인하는 것 같다. 본 논문에서는 FFC(flexible flat cable)로 나선형 코일 자왜 스트립 도파변환기를 제작하는 방법을 기술한다. 기존의 솔레노이드 코일 변환기와의 비교실험을 통하여 나선형 코일 변환기가 훨씬 우수한 성능(감도, 신호-대-잡음 비, 도파방향조정능력)을 갖는다는 것을 실증한다.