• 제목/요약/키워드: Ultrasonic Inspection Modelling

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횡파 위상배열 초음파 탐촉자 설계 및 성능 평가 (Design and Performance Evaluation of Shear Wave Phased Array Ultrasonic Transducer)

  • 윤병식;이희종
    • 비파괴검사학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.185-191
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    • 2012
  • 일반적으로 위상배열 초음파검사 기법을 이용한 배관 용접부검사에서는 높은 검사 각도를 효과적으로 발생하기 위하여 ��지를 사용하게 된다. 그러나 용접부 또는 접근이 제한된 부위에 대한 검사는 위상 배열 초음파 탐촉자에 ��지를 부착하게 되면 ��지의 전단 길이로 인하여 검사체적을 포함하지 못하는 등의 문제점이 발생하게 된다. 따라서 ��지를 사용하지 않고 높은 검사 각도를 발생할 수 있는 횡파 위상배열 초음파 탐촉자를 적용해야 할 필요성이 있다. 본 연구에서는 굴절각도가 높은 횡파를 발생할 수 있는 위상배열 초음파 탐촉자를 설계하고 제작하여 다양한 깊이의 EDM 노치가 가공된 시험편에서 결함이 정확하게 검출되고 평가될 수 있는 지를 확인하였다. 결과적으로 본 연구에서 설계된 횡파 위상배열 초음파 탐촉자는 다양한 깊이의 결함을 검출하고 신뢰성 있는 정밀도를 나타내었으므로 향후 접근제한이 예상되는 발전설비 구조물의 검사에 적용된다면 효과적인 검사 결과를 보여줄 것으로 기대된다.

횡파 위상배열 초음파탐촉자를 이용한 원자력발전소 저압 터빈 검사 적용 타당성 연구 (Feasibility Study for Low Pressure Turbine Inspection of Nuclear Power Plant Using Shear Wave Phased Array Ultrasonic Transducer)

  • 윤병식;김용식;김진회
    • 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.

전단파 분극현상을 갖는 초음파 탐촉자 민감도 기법에 관한 연구 (A Study on method of Using Ultrasonic Transducers With shear wave Polarization Direction)

  • 나승우;임광희;송상기;정동화;양인영
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.744-747
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    • 2001
  • This paper shows shear wave behavior of CFRP composite laminates as a polar grid form to evaluate vibration pattern of ultrasonic transducers, which gives measured modelling fundamental contents of nondestructive evaluation. Polarized direction can be obtained by using a c-scanner and sensitivity of transducers is founded when using through-transmission method of two transducers. And modelling of vector decomposition is presented based on ply-to-ply method to apply practicable nondestructive evaluation of CFRP laminate lay up. This modelling decomposes the transmission of linearly polarized wave into orthogonal components through each ply of a laminate. It is found that a high provable shows between the model and experimental developed in characterizing layup of CFRP composite laminates.

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신경회로망을 이용한 원공 결함 패턴 인식에 관한 연구 (A Study on the Pattern Recognition of Hole Defect using Neural Networks)

  • 이동우;홍순혁;조석수;주원식
    • 한국정밀공학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.146-153
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    • 2003
  • Ultrasonic inspection of defects has been focused on the existence of defect in structural material and need has much time and expenses in inspecting all the coordinates (x, y) on material surface. Neural networks can have an application to coordinates (x, y) of defects by multi-point inspection method. Ultrasonic inspection modeling is optimized by neural networks Neural networks has trained training example of absolute and relative coordinate of defects, and defect pattern. This method can predict coordinates (x, y) of defects within engineering estimated mean error $\psi$.

원전 소구경 배관 소켓용접부 위상배열 초음파검사 기술 개발 (Development of the Phased Array Ultrasonic Testing Technique for Nuclear Power Plant's Small Bore Piping Socket Weld)

  • 윤병식;김용식;이정석
    • 비파괴검사학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.368-375
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    • 2013
  • 소구경 배관 용접부 손상은 원자력발전소에서 빈번하게 발생되고 있는 문제이며, 이러한 손상은 보수를 위한 불시정지를 야기하고 결과적으로 발전소에 경제적인 손실을 초래한다. 따라서 소켓용접부의 제작결함 검출과 초기 성장 결함의 검출은 매우 중요하다고 할 수 있다. 지금까지 해당부위에 대한 검사는 ASME Code Section XI 요건에 의하여 표면검사를 적용하여 왔으나 강화검사로 체적검사기법인 초음파검사를 병행하여 수행하고 있다. 그러나 가동중에 발생되는 피로균열을 검출하기 위하여 적용되고 있는 일반 수동 초음파검사는 소켓용접부의 접근성과 초음파 탐촉자의 접촉 문제 등으로 인하여 검사 결과의 신뢰성에 문제가 있어 왔다. 본 연구에서는 위상배열 초음파검사 기술을 적용하여 소구경 배관 소켓용접부의 검사 신뢰성과 속도를 향상하고자 하였다. 이를 위하여 소구경 배관 소켓용접부 검사를 위한 3.5 MHz 위상배열 초음파 탐촉자를 제작하고 탐촉자의 접촉 조건과 일정한 신호 품질을 유지하기 위하여 수동 엔코더 스캐너를 개발하였다. 또한 검사 시스템을 구성하고 현장 검사를 위한 절차서도 개발하였다.

초음파 이미지를 이용한 CFRP 복합적층판의 적층결함 평가 (On Evaluation of Stacking Fault in CERP Composite Plates of Using Ultrasonic Images)

  • 임광희;나승우;심재기;양인영
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2003년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.121-124
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    • 2003
  • This paper shows shear wave behavior of CFRP(carton fiber reinforced plastics) composite laminates as a polar grid form to evaluate vibration pattern of ultrasonic transducers, which gives measured modelling fundamental contents of nondestructive evaluation. This modelling decomposes the transmission of a linearly polarized wave into orthogonal components through each ply of a laminate. It is found that a high probability shows between the model and measurement system in characterizing lay up of CFRP composite laminates. Also evaluating quantitatively the defects in CFRP laminates who found to be possible of normalized frequency obtained from 2D-FFT technique based on C-scan method. Thus, the technique is proven to be one of the useful means to evaluate any internal defect in CFRP composite laminates.

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A Method to Simulate Frictional Heating at Defects in Ultrasonic Infrared Thermography

  • Choi, Wonjae;Choi, Manyong;Park, Jeonghak
    • 비파괴검사학회지
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    • 제35권6호
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    • pp.407-413
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    • 2015
  • Ultrasonic infrared thermography is an active thermography methods. In this method, mechanical energy is introduced to a structure, it is converted into heat energy at the defects, and an infrared camera detects the heat for inspection. The heat generation mechanisms are dependent on many factors such as structure characteristics, defect type, excitation method and contact condition, which make it difficult to predict heat distribution in ultrasonic infrared thermography. In this paper, a method to simulate frictional heating, known to be one of the main heat generation mechanisms at the closed defects in metal structures, is proposed for ultrasonic infrared thermography. This method uses linear vibration analysis results without considering the contact boundary condition at the defect so that it is intuitive and simple to implement. Its advantages and disadvantages are also discussed. The simulation results show good agreement with the modal analysis and experiment result.

이종금속 용접부 축방향 결함 검출을 위한 초음파 탐촉자 설계 (Ultrasonic Transducer Design for the Axial Flaw Detection of Dissimilar Metal Weld)

  • 윤병식;김용식;양승한
    • 비파괴검사학회지
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    • 제31권5호
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    • pp.536-542
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    • 2011
  • 원자력발전소의 이종금속 용접부는 PWSCC 결함에 민감한 것으로 알려져 있으며 기량검증된 검사자가 기량검증된 절차서를 사용하여 가동중검사 기간 중에 주기적인 검사를 수행하고 있다. 국내 원자력발전소 이종금속 용접부의 형상 조사 결과에 따르면 대부분의 이종금속 용접부가 경사진 노즐부나 인접부에 위치하는 것으로 나타났다. 일반적인 초음파 탐촉자를 사용하여 경사부위에 위치한 이종금속 용접부의 검사를 수행할 경우 초음파 탐촉자의 접근성이 제한되어 검사체적을 모두 검사하기가 어렵다. 특히 축방향 결함 검출을 위한 원주방향 주사에서는 초음파 탐촉자가 경사면에 위치하게 되면 반사체로부터 결함 신호를 얻기 가 어려우며 이에 따라 결함 검출이 어렵게 된다. 이러한 문제점을 극복하기 위해서는 경사면을 고려하여 비틀림 각도를 적용한 초음파 탐촉자를 사용하는 것이 필요하다. 모델링을 통하여 비틀림 굴절 종파탐촉자 를 설계하고 축방향 결함 검사용 비틀림 굴절 종파탐촉자를 제작하여 실험을 통하여 결함으로부터 신호를 취득하였다. 일반 탐촉자와 비틀림 각도가 적용된 탐촉자의 초음파 응답신호를 비교한 결과 비틀림 각도가 적용된 탐촉자의 초음파 응답신호가 훨씬 뛰어난 것으로 나타났다.