• 비파괴검사학회지
• /
• 제35권2호
• /
• pp.120-127
• /
• 2015

본 논문에서는 기존의 비파괴 초음파검사 시 사용되는 단일소자 탐촉자와 부채꼴 위상배열 탐촉자의 단점을 보완할 수 있는 선형배열 탐촉자를 설계 및 제작하였다. 선형배열 탐촉자는 KLM 해석 기반의 PiezoCAD 프로그램과 FEM 해석 기반의 PZFlex 프로그램을 사용하여 설계되었으며 고해상도를 위한 광대역 특성을 갖도록 압전소자 설계 시 2-2 복합체 구조를 도입하였다. 설계된 적층 구조를 바탕으로 128개 소자를 갖는 선형배열 탐촉자를 제작하고 시뮬레이션 결과와 성능 비교를 수행하였다. 제작된 선형배열 탐촉자는 5.5 MHz의 중심주파수를 가지며 -6 dB 에서 70%의 주파수 대역폭을 나타내어 초음파검사 시 검사체 내부의 효과적인 영상을 제공할 수 있을 것으로 기대한다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
• /
• 제10권2호
• /
• pp.153-169
• /
• 2018

A submarine has a pressure hull that can withstand high hydraulic pressure and therefore, requires the use of highly advanced shipbuilding technology. When producing a pressure hull, periodic inspection, repair, and maintenance are conducted to maintain its soundness. Of the maintenance methods, Non-Destructive Testing (NDT) is the most effective, because it does not damage the target but sustains its original form and function while inspecting internal and external defects. The NDT process to detect defects in the welded parts of the submarine is applied through Magnetic particle Testing (MT) to detect surface defects and Ultrasonic Testing (UT) and Radiography Testing (RT) to detect internal defects. In comparison with RT, UT encounters difficulties in distinguishing the types of defects, can yield different results depending on the skills of the inspector, and stores no inspection record. At the same time, the use of RT gives rise to issues related to worker safety due to radiation exposure. RT is also difficult to apply from the perspectives of the manufacturing of the submarine and economic feasibility. Therefore, in this study, the Phased Array Ultrasonic Testing (PAUT) method was applied to propose an inspection method that can address the above disadvantages by designing a probe to enhance the precision of detection of hull defects and the reliability of calculations of defect size.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제34권3호
• /
• pp.211-219
• /
• 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
• /
• 제32권4호
• /
• pp.362-368
• /
• 2012

본 연구에서는 닫힘균열의 조기발견을 위해서 경사입사 초음파를 이용하여 계면 접촉 음향 비선형성에 의해 발생한 고조파를 영상화하고자 한다. 알루미늄 시편 두 개를 접촉하여 고체-고체 접촉계면을 만들어 닫힘균열을 모사하였고, 접촉계면 압력에 따른 초음파의 음향 비선형을 영상화하였다. 영상화 기법으로는 sampling phased array(SPA)와 synthetic aperture focusing technique(SAFT) 기법을 사용하였다. 접촉계면 압력이 증가하면서 기본 주파수의 성분은 감소하였고 2차 고조파 성분은 증가하다가 닫힘균열로 모사된 부분에서 가장 큰 값을 나타내고 이후에는 감소하였다. 결과적으로 접촉계면에서 음향 비선형성에 의해 발생한 고조파를 영상화 하는 것이 가능하며 이는 초기균열의 조기발견에 적용 가능할 것으로 기대 된다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제20권6호
• /
• pp.538-544
• /
• 2000

강구조물의 내부를 영상화 하여 비파괴 평가를 할 수 있는 위상배열 초음파 탐상 시스템을 의료용 영상진단기를 개조함으로 개발하였다. 선택된 의료용 시스템은 64개의 독립된 송수신채널로 이루어져있으며 최고 128개의 배열초음파 탐촉자를 구동하여 초음파영상을 획득할 수 있도록 되어있다. 개조를 위해 주되게 고려된 사항은 속도의 변화로 인한 시스템의 개조와 강구조물에 적합한 탐촉자의 제작 그리고 비파괴 탐상에서 필요한 A-scan 신호를 획득하는 것이었다. 강구조물에 적합한 배열탐촉자를 설계하고 제작하기위해 경계회절파모델(Boundary Diffraction Wave Model)을 이용하여 초음파의 방사되는 음장을 시뮬레이션 하였다. 그리고 A-scan신호를 획득하기위한 장치를 제작하여 주어진 영상에서 선택된 주사선(scan line)의 RF신호를 획득하도록 하였다. 또한 강구조물에서 적절하게 송수신집속이 될 수 있도록 지연시간을 조절하였다. 개발된 시스템과 제작된 배열 탐촉자의 성능평가를 위해 인위결함 시험편에서 실험한 결과, 시험편의 내부의 영상과 선택한 주사선에 대한 A-scan신호를 실시간으로 획득할 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제33권1호
• /
• pp.69-72
• /
• 2013

원거리 초음파검사에서는 송신 혹은 수신 방향성 조종을 위해 보통 1/4 파장의 일정한 간격을 갖는 다수의 동일한 변환기들로 구성된 위상배열 탐촉자를 사용한다. 본 논문은 이 변환기 간격에 기인한 위상차를 보상한 후 구성 수신 신호들을 더하는 과정에서 그 출력신호와 함께 그 입력신호들을 시스템모니터에 나타냄으로써 개별 에코들의 진행방향을 실시간으로 식별할 수 있다는 것을 보여준다. 이 구성 에코들의 보강간섭은 의도된 방향으로 진행한 정방향 에코를 가리키고 반대로 상쇄간섭은 의도된 것과 반대방향으로 진행한 역방향 에코를 암시한다.

• 한국가스학회지
• /
• 제8권3호
• /
• pp.31-36
• /
• 2004

본 연구에서는 PE배관 연결망에 있어 취약 부위인 두 개의 배관이 연결되는 부분 즉, 전기응착부에 대한 검사방법을 살펴보고 그 중에서도 위상배열 초음파를 이용한 비파괴 탐상방법에 대하여 고찰하였다. 그리고 정상 및 비정상 전기응착 시험편을 설계 및 제작하여 위상배열 초음파를 이용하여 PE배관 전기응착부에 대한 비파괴 탐상을 실시하였다. 마지막으로 현장에서 발생하는 전기융착 접합 실태를 조사한 후 원인을 분석하고 결함 유형을 분류하였다. 즉 융합 불량, 모래 섞임, 기포, 삽입 불량, 용입 과다의 5가지로 분류를 하였다.

• 한국가스학회지
• /
• 제17권5호
• /
• pp.64-68
• /
• 2013

열가소성 플라스틱배관의 전기융착부에 대한 비파괴검사방법은 융착부의 안전성을 확보하고 장기적인 신뢰성을 확보하기 위한 방법이다. 정상적인 방법에 의하여 융착된 접합부에서도 배관의 진원도와 전기융착 소켓과의 진원도 차이 또는 기공 등에 의해 융착부에 결함이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 위상배열초음파를 이용하여 손상된 폴리에틸렌 전기융착부의 검사를 수행하였다. 검사 대상인 250mm 직경의 폴리에틸렌 배관 전기융착부는 1994년 12월에 융착되었으며 실제 작동 압력은 2.45kPa이다. 2004년 2월 소켓 이음부 근처에서 가스가 누설되어 수거되었다. 손상된 전기융착부에 대하여 첫 번째로 육안검사를 실시하고 다음에 위상배열초음파를 이용한 비파괴검사를 실시하였다. 그리고 절단 검사를 실시하여 각각의 검사 결과와 비교하였으며 위상배열 초음파를 이용한 검사결과와 절단 검사 결과가 동일함을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제29권3호
• /
• pp.248-255
• /
• 2009

After several damages by PWSCC were found in the world, USNRC and PNNL(Pacific Northwest National Laboratory) started the research on PWSCC under the project name of PINC. The aim of the project was 1) to fabricate representative NDE mock-ups with flaws to simulate PWSCCs, 2) to identify and quantitatively assess NDE methods for accurately detecting, sizing and characterizing PWSCCs, 3) to document the range of locations and morphologies of PWSCCs and 4) to incorporate results with other results of ongoing PWSCC research programs, as appropriate. Korea nuclear industries have also been participating in the project. Thermally and mechanically cracked-four mockups were prepared and phased array and manual ultrasonic testing(UT) techniques were applied. The results and lessons learned from the preliminary RRT are summarized as follows: 1) Korea RRT teams performed the RRT successfully. 2) Crack detection probability of the participating organizations was an average 87%, 80% and 80% respectively. 3) RMS error of the crack sizing showed comparatively good results. 4) The lessons learned may be helpful to perform the PINC RRT and PSI /ISI in Korea in the future.

• 한국생산제조학회지
• /
• 제25권1호
• /
• pp.48-53
• /
• 2016

An EMAT can be used to reliably detect defects as it serves as a non-contact transducer with the ability to transmit ultrasonic waves into specimens without couplant. Moreover, an EMAT can easily generate desired waves by altering the design of the coil and magnet. This study proposes an SH-EMAT to evaluate the integrity of the TIG welding part. A stainless steel was welded using the TIG welding method. The welding current was varied to create artificial defects. Both the PA-UT and the RT were applied to verify the defect size. The experimental results generated by using the EMAT were compared with those methods. The amplitude was observed to decrease with an increase in the defect size. These results confirmed that the presence of defects can be reliably detected by attenuation of signal amplitude. The results demonstrated that the proposed method is suitable for evaluating the integrity of TIG welding.