• 한국정밀공학회지
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• 제28권6호
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• pp.738-744
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• 2011

The reliability of blade root fixing section is required to endure the centrifugal force and vibration stress for the last stage blade of steam turbine in thermal power plant. Most of the domestic steam turbine last stage blades have finger type roots. The finger type blade is very complex, so the inspection had been performed only on the exposed fixing pin cross-section area due to the difficulty of inspection. But the centrifugal force and vibration stress are also applied at the blade root finger and the crack generates, so the inspection method for finger section is necessary. For the inspection of root finger, inspection points were decided by simulating ultra-sonic path with 3D modeling, curve-shape probe and fixing jig were invented, and the characteristics analysis method of ultrasonic reflection signal and defect signal disposition method were invented. This invented method was actually executed at site and prevented the blade liberation failure by detecting the cracks at the fingers. Also, the same type blades of the other turbines were inspected periodically and the reliability of the turbine increased.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.8-14
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• 2013

Steam turbine blades and discs of nuclear power plants are one of the most highly stressed areas of turbine rotor, and periodic inspection of the blade roots is essential for monitoring integrity and preventing turbine failure. Ultrasonic technique is applied for volumetric inspection of blade root. However, the complexity of blade root geometry imposes challenges to inspection of blades and discs. Recently, phased array ultrasonic inspection technology is being applied to numerous power generation inspection applications including turbine rotor. The phased array ultrasonic technique requires customized inspection wedges which are generally necessary to generate effectively higher incident angle. But the usage of this wedge can cause access limitation for the lower stage blades of turbine because of the wedge front length. Therefore, the shear wave phased array probe which can generate high inspection angle without wedge is essentially necessary. In this study, feasibility study is conducted for the shear wave phased array ultrasonic probe application to blade and disc inspection. As results, the experimental results show that the shear wave phased array probe can detect the flaw and measure its size with reliable accuracy. Therefore if this shear wave phased array probe is applied to field inspection of blade and disc, more reliable inspection is expected for turbine having access limitation.

• 한국신뢰성학회지:신뢰성응용연구
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• 제17권3호
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• pp.236-245
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• 2017

Purpose: There is no established inspection system for composite wind blade during the fabrication stage even though the blades are one of the most important part at wind generation system, but phased array ultrasonic testing method has been continuously studied about wind turbine blade with composite. When wind turbine blade with complex shape by phased array probe is inspected, it is necessary to study for system keeping constant pressure using pressure device. Methods: In this paper, we propose constant pressure device for inspecting wind turbine blade by phased array ultrasonic test method. Design of the device controller is based on Hunt-Crossley model. We evaluate reliability of phased array ultrasonic inspection result that applicated constant pressure device. Result: Defect indication is precise and its error is small when constant pressure mechanism based on Hunt-Crossley model was used. Conclusion: When inspection is progressed using constant pressure mechanism, the reliability of composite wind blade inspection can be improved.

• 비파괴검사학회지
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• 제13권3호
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• pp.24-30
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• 1993

원자력발전소 터빈 계통의 손상중에서 blade의 파손에 따른 원전의 불시 정지가 발생함에 따라 blade 균열 검출을 위한 초음파 검사의 필요성이 증가하고 있다. 그러나 터빈 blade root부 결함 탐지를 위한 초음파검사 방법은 그 형상의 복잡성으로 인하여 검사 기술이 아직 확립되지 자아 검사의 신뢰성 확보에 대한 많은 연구가 요망되고 있다. 본 연구에서는 터빈 blade에 인공 결함을 가공한 다음 초음파 검사시 복잡한 형상을 가진 blade root부 구멍 주위의 결함 검출 능력, skew angle 영향, 실제 결함과 기하학적 신호사이의 신호 구분에 대한 내용를 조사하였으며, 또한 RF 신호수집, 해석을 통하여 신호 분류 특성에 대한 연구도 병행하였다. 실험 결과 pin hole 주위의 초음파 균열 탐지를 위하여 인공 결함이 있는 blade 시편을 이용함으로 결함 검출을 위한 최적 검사조건의 도출이 가능하였고, blade의 복잡형상에 기인한 기하학적 영향을 줄이기 위해서는 skew angle 이 필수적인 것으로 나타났다. 따라서 본 연구 결과를 적용하면 blade root부위의 내부 균열 탐지를 위해 blade 를 해체함이 없이 현장 검사의 신뢰도를 제고할 수 있다.

• 시스템엔지니어링학술지
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• 제12권1호
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• pp.59-71
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• 2016

The Nuclear and Fossil Steam Turbines record a considerable number of failures annually. Some of these failures reported are as result of blade failure. The failure of the L-0 blade in a Steam Turbine is one of the most reported blade failure in Nuclear and Fossil steam turbines. This paper seeks to identify the best Non Destructive Evaluation (NDE) method or methods to be used in the steam turbine L-0 blades inspection process. The development of systems engineering processes presents an opportunity to apply NDE inspection to the L-0 blades. This process apply computer modelling of the L-0 using ANSYS and by simulating the stresses experienced by the L-0 blade during operation it is possible to identify the most susceptible areas for crack formation and growth. The results from these models compared to industry data for validation. The analysis of these results used to predict the most probable failure location and failure modes. Therefore NDE inspection can be applied to these areas with greater degree of accuracy. This would be beneficial in the increasing the accuracy in the detection of cracks and hence save inspection time and the overall inspection cost. Furthermore, not only the location for crack formation and NDE inspection determined but also best the NDE inspection technique/techniques to be applied appropriately on the L-0 blade are prescribed.

• 한국기계가공학회지
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• 제13권6호
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• pp.1-7
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• 2014

Gas turbines for generation are operated under high temperatures, high pressures and in corrosive environments for long periods of time. This environment causes serious damage to these parts. Therefore, the material, coating, and cooling technology used with a gas turbine are important factors with regard to turbine blade development. One method that can be used to protect a product from harsh conditions is the coating technology. A turbine blade undergoes very aggressive thermal stress and experiences high-temperature fatigue. In order to reduce the surface temperature of the components and protect the blade from high-temperature flames, a thermal barrier coating (TBC) is applied to its substrate. This study confirms the applicability of an inspection system for the turbine blade coating layer using an artificial heat source.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.126-131
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• 2017

저유속 조건에서 소수력 에너지 생산 효율 증진을 위한 항력식 수직축 수차를 개발하기 위하여 전산 유체 동역학(CFD) 기법을 이용하여 수치해석을 수행하였다. 1.0~3.0 m/s의 유속 조건에서 수차 블레이드의 타공 유무에 따른 블레이드 압력 변화와 내부유동을 분석하였다. 수치해석 결과, 타공이 있는 경우 유속에 따라 수차 블레이드의 압력 및 유체 속도가 영향을 크게 받는 것으로 나타난 반면에, 타공이 없는 경우에는 유속에 따른 수차 블레이드의 압력 및 유체 속도의 영향이 상대적으로 감소하는 것으로 나타났다. 또한, 타공이 포함되지 않은 수차 블레이드에 비교하여 타공이 포함된 수차 블레이드 표면에서 압력 분포와 유체의 속도가 고르게 나타났으며, 따라서 수차 블레이드에 타공을 형성하는 것이 구조안전성 측면에서 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권9호
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• pp.969-975
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• 2013

As energy shortage is getting more serious, wind energy source is more promoted around the world. Blade is a key component of wind turbine. Local breakages and/or contamination in the blade bring degradation in aerodynamic efficiency and life-time. However, it is not easy and even dangerous for human workers to access the blade for inspection and maintenance since its size is huge and located at high mountains and rough sea, which are windy places. This paper deals with a novel moving mechanism that efficiently carries human workers or robots to the wind turbine blade. The proposed mechanism utilizes flexible tube with pressurized air that rolls and climbs over the blade surface. So, the tube naturally adapts the changing surface of the blade and acts no harm to it. This paper discusses about its concept, detail design, and advantages. The feasibility of the proposed mechanism is proved through experiments prototype.

• 청정기술
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• 제23권1호
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• pp.90-94
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• 2017

현재 풍력발전은 우리나라에서 가장 주목 받고 있는 신재생에너지 분야로 많은 연구가 진행 중이다. 풍력발전을 구성하는 요소 중 핵심 요소인 블레이드에 손상이 발생할 경우에 발전 효율에 직접적인 영향을 미치므로 효율적인 유지보수를 위해 초기에 결함을 측정하는 기술이 매우 중요한 상태이다. 그러나 기존의 초음파 비파괴 검사 및 열화상 비파괴 검사는 소요시간이 길고 실시간 모니터링이 어려우므로 초기 결함 측정이 불가능하다. 기존의 문제를 보완하고자 본 논문에서는 표면파를 이용한 블레이드 표면상태 실시간 모니터링에 관한 연구를 수행하였다. 압전센서 기반의 시스템을 구성하여 블레이드 표면샘플에 대해 공정 변수 별 기초 성능 실험을 하였고, 소형 블레이드에 대해 공정변수 별 실험을 통해 블레이드의 크랙, 벗겨짐, 장애물 등을 실시간으로 모니터링이 가능한지 연구 하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.209-214
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• 2011

본 연구에서는 효과적인 풍력발전기 블레이드의 상태 모니터링을 위하여 대표적 손상형태 중 하나인 로터의 질량 불균형으로 인한 이상상태를 감지할 수 있는 기법을 제안하였다. 이를 위하여 수평축 3-블레이드 풍력발전기를 대상으로, 블레이드 1개의 질량을 증가시키면서 로터의 질량 불균형 조건을 구현한 후 전체 풍력발전기에 대한 동력학 시뮬레이션을 수행하였다. 질량 불균형이 발생하면 부가질량에 의한 원심력에 의하여 나셀의 로터 회전축에 대한 횡방향 진동이 발생하고, 부가 질량의 크기가 커질수록 나셀 횡방향 진동의 진폭이 거의 선형적으로 증가함을 알 수 있었다.