• 대한기계학회논문집A
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• 제34권6호
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• pp.695-700
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• 2010

가스터빈 날개를 덮고 있는 덮개판(Lock plate)의 재료 물성을 유도초음파를 이용하여 측정을 하였다. Lock plate는 가스터빈 발전소에서 아무 극한 환경에서 작동을 하는 부분 중 하나이다. 초음파 속도와 감쇠계수가 서로 다른 3가지 조건의 열처리상태의 재료 물성을 측정하는데 사용되었다. 일반적인 기계적 파괴 인장실험과 비교했을 때, 인코넬 x-750의 재료특성은 다른 열처리 조건에서 탄성계수와 포아슨비를 활용하여 비파괴적인 방법으로 더 효과적으로 알아냈다. 초음파 속도와 인코넬 x-750의 강도는 서로 비례관계에 있으며, 이러한 재료물성 측정은 여러 산업 분야에서 손상 측정에 활용될 수 있다. 또한 유도초음파 기법을 활용하여 장거리, 광범위한 진단으로 시간과 비용을 절감하는데 도움이 되리라 기대된다.

• 동력기계공학회지
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• 제18권5호
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• pp.100-105
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• 2014

It has been previously reported that in principle sludge and blockages can be detected and even characterized by using guided ultrasonic torsional waves, based on an idealized model in which the sludge layer was simplified in terms of geometry and material properties. The work revealed that the presence of a layer inside a pipe scatters the guided wave propagating in the pipe and both the reflection and transmission of the guided wave can be used to effectively detect and characterize the layer. This paper proceeds the work by taking into account more realistic sludge characteristics, including irregular circumferential profiles of the sludge layer and imperfect bonding state between the sludge and the pipe. The influence of these issues is investigated to identify the critical factors that influence the detection and characterization capability of the two measurements.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권1호
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• pp.1-9
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• 2000

본 연구에서는 유도초음파를 이용하여 열 교환기와 증기발생기 튜브의 결함을 비파괴적으로 탐상하고 그 크기를 산정하였다. 이론적인 해석을 위해 인코넬 (Inconel) 튜브에 대한 위상 및 군속도 분산선도를 Longitudinal 모드와 Flexural 모드에 대해 구하였다. 튜브의 원주방향 레이저노치와 튜브 지지대 하단의 방전가공결함(EDM wear)을 각각 비대칭 및 대칭 탐촉자 세트를 사용하여 탐상하였다. 실험결과 방전가공결함은 L(0, 2), L(0, 3), L(0, 4) 모드로 탐상되었으며, 그 중 L(0, 4) 모드가 결함으로부터 가장 잘 반사되었다. 레이저노치의 경우에는 L(0, 1) 모드 주변의 Flexural 모드가 결함을 탐상하고 크기를 산정하는데 사용될 수 있음을 보였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제31권1호
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• pp.13-27
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• 2023

Fatigue crack is a fatal problem for steel structures. Early detection and maintenance can help extend the service life and prevent hazards. This paper presents the ultrasonic guided waves-based (UGWs-based) fatigue crack detection of a steel I-beam. The semi-analytical finite element model has been built to obtain the wave propagation characteristics. Damage indices in both time and frequency domains were analyzed by considering the characteristic variations of UGWs including the amplitude, phase angle, and wave packet energy. The pulse-echo and pitch-catch methods were combined in the detection scheme. Lab-scale experiments were conducted on welded steel I-beams to verify the proposed method. Results show that the damage indices based on the characteristic variations in the time domain can identify and localize the fatigue crack before it enters the rapid growth stage. The damage severity can be reasonably evaluated by analyzing the time-domain damage indices. Two nonlinear damage indices in the frequency domain give earlier warnings of the fatigue crack than the time-domain damage indices do. The identification results based on the above two nonlinear indices are found to be less consistent under various excitation frequencies. More robust nonlinear techniques needed to be searched and tested for early crack detection in steel I-beams in further study.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제50권6호
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• pp.890-898
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• 2018

Nondestructive inspection (NDI) is an integral part of structural integrity analyses of dry storage casks that house spent nuclear fuel. One significant concern for the structural integrity is stress corrosion cracking in the heat-affected zone of welds in the stainless steel canister that confines the spent fuel. In situ NDI methodology for detection of stress corrosion cracking is investigated, where the inspection uses a delivery robot because of the presence of the harsh environment and geometric constrains inside the cask protecting the canister. Shear horizontal (SH) guided waves that are sensitive to cracks oriented either perpendicular or parallel to the wave vector are used to locate welds and to detect cracks. SH waves are excited and received by electromagnetic acoustic transducers (EMATs) using noncontact ultrasonic transduction and pulse-echo mode. A laboratory-scale canister mock-up is fabricated and inspected using the proposed methodology to evaluate the ability of EMATs to excite and receive SH waves and to locate welds. The EMAT's capability to detect notches from various distances is evaluated on a plate containing 25%-through-thickness surface-breaking notches. Based on the results of the distances at which notch reflections are detectable, NDI coverage for spent nuclear fuel storage canisters is determined.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제47권2호
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• pp.196-203
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• 2015

The aim of this work is to demonstrate a method for exciting and receiving torsional and longitudinal mode guided waves with an electromagnetic acoustic transducer (EMAT) ring array. First of all, a three-dimensional guided wave simulator is developed in order to numerically analyze the propagation of the guided wave. The finite difference time domain method is used for the simulator. Second, two guided wave testing systems using an EMAT ring array are provided: one is for torsional mode (T-mode) guided wave and the other is for longitudinal mode (L-mode). The EMATs used in the both systems are the same in design. A method to generate and receive the T- and L-mode guided waves with the same EMAT is proposed. Finally, experimental and numerical results are compared and discussed. The results of experiments and simulation agree well, showing the potential of the EMAT ring array as a mode controllable guided wave transmitter and receiver.

• Corrosion Science and Technology
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• 제4권3호
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• pp.108-113
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• 2005

One of the recent safety issues in the pressurized heavy water reactor (PHWR) is the cracking of the feeder pipe. Because of the limited accessibility to the cracked region and a high dose of radiation exposure, it is difficult to inspect all the pipes with the conventional ultrasonic method. In order to solve this problem, a long-range guided wave technique has been developed. A computer program to calculate the dispersion curves in the pipe was developed and the dispersion curves for the feeder pipes in PHWR plants were determined. Several longitudinal and/or flexural modes were selected from the review of the dispersion curves and an actual experiment has been carried out with the specific alignment of the piezoelectric ultrasonic transducers. They were confirmed as L(0,1)) and/or flexural modes(F(m,2)) by the short time Fourier transformation(STFT) and were sensitive to the circumferential cracks, but not to the axial cracks in the pipe. An electromagnetic acoustic transducers(EMAT) was designed and fabricated for the generation and reception of the torsional guided wave. The axial cracks were detected by a torsional mode(T(0,1)) generated by the EMAT.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.47-56
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• 2009

록볼트는 숏크리트와 함께 지하구조물의 주지보재로써 중요한 역할을 수행한다. 따라서 록볼트에 발생된 공동결함은 지하구조물의 안정성에 영향을 줄 수 있다. 최근 록볼트 건전도 평가를 위한 비파괴 검사 방법들 중 피에조 디스크 엘리먼트와 음향방출센서를 사용하는 유도초음파의 투과법과 반사법이 우수한 결과를 보여 주었다. 하지만 피에조 디스크 엘리먼트에서 발생되는 파는 현장에 적용하기에 부족한 에너지의 크기를 가진다. 또한 투과법의 경우 현장에서 록볼트 시공시 피에조 디스크 엘리먼트를 철근 끝단에 설치하여 시공하여야 한다. 본 연구의 목적은 충분한 에너지를 발생시킬 수 있는 유도초음파의 반사법을 개발하고 이를 현장에 시공된 록볼트의 건전도를 경가에 적용하는 것이다. 본 연구는 실내실험과 현장실험으로 수행되었다. 충분한 에너지를 갖는 유도초음파를 록볼트 두부에 자국정을 대고 해머로 타격하여 발생시켰으며, 이를 음향방출센서로 수신하였다. 측정된 신호의 분석을 위해 웨이브렛 변환을 이용하였다. 웨이브렛 변환의 최고점으로부터 에너지 속도를 산정하여 록볼트의 건전도를 평가하였다. 유도초음파의 에너지 속도는 실내에 설치된 록볼트 실험체와 현장에 시공된 록볼트의 결함비율이 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 해머 타격방법이 현장에서 록볼트 건전도 평가에 유용한 방법이 될 수 있음을 보여 준다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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• pp.423-427
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• 2004

In this work, we propose a new ultrasonic damage inspection method in plate structures. The proposed method employs an OPMT (Orientation-adjustable Patch-type Magnetostrictive Transducer) in order to make the ultrasonic waves focused on the specific target point. For experiments, virtual grid points were set up at every 50 mm in an aluminum plate and two OPMTs were used for inspection. If there exists a crack in a plate, the reflected Lamb wave from the crack is measured in addition to the direct waves from the transmitting transducer to the receiving transducer.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.221-232
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• 2008

록볼트는 지하구조물의 주지보재로 적용되고 있다. 록볼트 건전도 평가를 위한 비파괴 방법으로 유도초음파의 투과법을 이용한 기법이 우수한 결과를 보여주고 있다. 하지만 투과법은 철근의 양 끝단에 센서를 부착하기 때문에 암반에 이미 설치되어 있는 록볼트의 건전도 평가는 불가능하다. 본 연구의 목적은 록볼트 철근 두부에 가진센서와 수진센서를 나란히 설치하여 선단에서 반사되어 오는 파를 측정하는 반사법을 자유구속조건 및 지중관입조건에 적용하며, 이를 투과법과 비교하는데 있다. 유도초음파의 가진과 수진을 위해 피에조 디스크 엘리먼트와 AE 센서를 사용하였으며, 측정된 신호로부터 웨이브렛 변환을 통하여 에너지 속도를 산정하였다. 실험결과, 반사법의 결과가 투과법과 거의 일치하였으며, 결함비율이 증가함에 따라 에너지 속도가 증가하는 것으로 나타났다. 본 논문은 유도초음파의 반사법이 록볼트 건전도 평가에 있어 현장 적용 가능성 있는 방법이 될 수 있음을 보여준다.