Protective coatings are most widely used anticorrosive structures for steel structures. The corrosion under the coating damages the host material, but this damage is completely hidden. Therefore, a field-applicable under-coating-corrosion visualization method has been desired for a long time. Laser ultrasonic technology has been studied in various fields as an in situ nondestructive inspection method. In this study, a comparative analysis was carried out between a guided-wave ultrasonic propagation imager (UPI) and pulse-echo UPI, which have the potential to be used in the field of under-coating-corrosion management. Both guided-wave UPI and pulse-echo UPI were able to successfully visualize the corrosion. Regarding the field application, the guided-wave UPI performing Q-switch laser scanning and piezoelectric sensing by magnetic attachment exhibited advantages owing to the larger distance and incident angle in the laser measurement than those of the pulse-echo UPI. Regarding the corrosion visualization methods, the combination of adjacent wave subtraction and variable time window amplitude mapping (VTWAM) provided acceptable results for the guided-wave UPI, while VTWAM was sufficient for the pule-echo UPI. In addition, the capability of multiple sensing in a single channel of the guided-wave UPI could improve the field applicability as well as the relatively smaller size of the system. Thus, we propose a guided-wave UPI as a tool for under-coating-corrosion management.
In order to evaluate the corrosion of reinforcing steel-bars (rebar) in concrete, a nondestructive evaluation by the half-cell potential method is currently applied. In this study, potentials measured on a concrete surface are compensated into those on the concrete-rebar interface by the inverse boundary element method (IBEM). Because these potentials are obtained three-dimensionally (3-D), 3-D visualization is desirable. To this end, a visualization system has been developed by using VRML (Virtual Reality Modeling Language). As an application, results of a reinforced concrete (RC) slab with corroded rebars are visualized and discussed.
Delamination of cover concrete due to re-bar corrosion is a critical damage reducing structural safety of reinforced concrete structures. Therefore, it should be detected and evaluated to provide appropriate maintenance to recover structural integrity. Impact-echo method, which utilizes thickness vibration characteristics of delaminated concrete section, is effective for detection and evaluation of small areal size delamination. However, it may not be applicable for large areal size delamination in which flexural vibration modes are dominated. In this study, applicability of vibration mode shapes of delaminated concrete section is investigated for visualization of delamination region in concrete structures. Numerical and experimental modal tests are performed to estimate mode shapes of delaminated concrete section and linear absolute summation technique is proposed for effective visualization of delamination region based on estimated mode shapes.
전자패키지 내부의 부식이 시스템 성능 및 신뢰성에 큰 영향을 미치고 있어, 시스템 건전성 관리를 위해 부식에 대한 비파괴적 진단 기법의 필요성이 커지고 있다. 본 연구에서는 복소 임피던스의 크기와 위상을 통합적으로 시각화하는 도구인 스미스 차트를 활용하여, 구리 인터커넥트의 부식을 비파괴적으로 평가하는 방법을 제시하고자 한다. 실험을 위해 구리 전송선을 모사한 시편을 제작하고, MIL-STD-810G 기준 온습도 사이클에 노출시켜 시편에 부식을 인가하였다. R 채널 기반 색변화로 시편의 부식도를 정량적으로 평가하고 레이블링 하였다. 부식의 성장에 따라 시편의 S-파라미터와 스미스 차트를 측정한 결과, 5 단계의 부식도에 따라 유의미한 패턴의 변화가 관찰되어, 스미스 차트가 부식도 평가에 효과적인 도구임을 확인하였다. 더 나아가 데이터 증강을 통해 다양한 부식도를 갖는 4,444개의 스미스 차트를 확보하여, 스미스 차트를 입력 받아 구리 인터커넥트의 부식 단계를 출력하는 인공지능 모델을 학습시켰다. 이미지 분류에 특화된 CNN 및 Transfomrer 모델을 적용한 결과, ConvNeXt 모델이 정확도 89.4%로 가장 높은 부식 진단 성능을 보였다. 스미스 차트를 이용하여 전자패키지 내부 부식을 진단할 경우, 전자신호를 이용하는 비파괴적 평가를 수행할 수 있다. 또한. 신호 크기와 위상 정보를 통합적으로 시각화 하여 직관적이며 노이즈에 강건한 진단이 가능할 것으로 기대한다.
Feedwater heaters of many nuclear power plants have recently experienced severe wall thinning damage, which will increase as operating time progresses. Several nuclear power plants in Korea have experienced wall thinning damage in the area around the impingement baffle inside feedwater heater installed downstream of the turbine extraction stream line. At that point, the extract steam from the turbine is two phase fluid at high temperature, high pressure, and high speed. Since it flows to reverse direction after impinging the impingement baffle, the shell wall of feedwater heaters may be affected by flow-accelerated corrosion. In this paper, to compare degree of shell wall thinning mitigation rate to squared type with mitigation rate of other type baffle plate, four different types of impingement baffle plate-squared, curved, mitigating type and multi-hole type-applied inside the shell. With these comparison data, this paper describes operation of experiments and numerical analysis which is composed similar condition with real feed water heater. And flow visualization is operated for verification of experiments and numerical analysis. In conclusion, this study shows that mitigating type and multi-hole type baffle plate are more effective than other baffle plate about prevention of pressure concentration and pressure value decrease.
When pipe components made of carbon steel in nuclear, fossil, and industry plants are exposed to flowing fluid, wall thinning caused by FAC(flow accelerated corrosion) can be generated and eventually ruptured at the position of pressure boundary. The aim of this study is to identify the locations at which local wall thinning occurs and to determine the turbulence coefficient related to local wall thinning. Experiment and numerical analyses for the tee sections of down scaled piping components were performed and the results were compared. In particular, flow visualization experiment which was used alkali metallic salt was performed to find actual location of local wall thinning inside tee components. In order to determine the relationship between turbulence coefficients and local wall thinning, numerical analyses were performed for tee components in the main feedwater systems. The turbulence coefficients based on the numerical analyses were compared with the local wall thinning based on the measured data. From the comparison of the results, the vertical flow velocity component(Vr) flowing to the wall after separating in the wall due to the geometrical configuration and colliding with the wall directly at an angle of some degree was analogous to the configuration of local wall thinning.
3D FEM modeling based on 3D CAD data has been performed to evaluate the efficiency of CP system in a real operating nuclear power plant. The results of it successfully produced sophisticated profiles of electrolytic potential and current distributions in the soil of an interested area. This technology is expected to be a breakthrough for detection technology of damages on buried pipes when it comes into combining with a brand of area potential earth current (APEC) and ground penetrated radar (GPR) technologies. 2D current distribution and 2D current vectors on the earth surface from the APEC survey will be used as boundary conditions with exact 3D geometry data resulting in visualization of locations and extents of corrosion damages on the buried pipes in nuclear power plants.
Feedwater heaters of many nuclear power plants have recently experienced severe wall thinning damage, which will increase as operating time progresses. Several nuclear power plants in Korea have experienced wall thinning damage in the area around the impingement baffle inside feedwater heater installed downstream of the turbine extraction stream line. At that point, the extract steam from the turbine is two phase fluid at high temperature, high pressure, and high speed. Since it flows to reverse direction after impinging the impingement baffle, the shell wall of feedwater heaters may be affected by flow-accelerated corrosion. In this paper, to compare degree of shell wall thinning mitigation rate to squared type with mitigation rate of other type baffle plate, three different types of impingement baffle plate-squared, curved and mitigating type-applied inside the shell. With these comparison data, this paper describes operation of experiments and numerical analysis which is composed similar condition with real feed water heater. And flow visualization is operated for verification of experiments and numerical analysis. In conclusion, this study shows that mitigating type baffle plate is more effective than other baffle plate about prevention of pressure concentration and pressure value decrease.
When pipe components made of carbon steel in nuclear, fossil, and industry are exposed to flowing fluid, wall thinning caused by FAC(flow accelerated corrosion) can be generated and eventually ruptured at the portion of pressure boundary. A study to identify the locations generating local wall thinning and to disclose turbulence coefficient related to the local wall thinning was performed. Experiment and numerical analyses for tee of down scaled piping components were performed and the results were compared. In particular, flow visualization experiment which was used alkali metallic salt was performed to find actual location of local wall thinning inside tee components. To disclose the relationship between turbulence coefficients and local wall thinning, numerical analyses were performed for tee components. The turbulence coefficients based on the numerical analyses were compared with the local wall thinning based on the measured data. From the comparison of the results, the vertical flow velocity component(Vr) flowing to the wall after separating in the wall due to the geometrical configuration and colliding with the wall directly at an angle of some degree was analogous to the configuration of local wall thinning.
While engine room arranging pipe which is used from the vessel, It measured the internal flow of 90 degree elbow which is used from the main condenser. Fluid flow in elbow of 90 degree is measured by PIV and Dewetron system. The Reynolds number adopts 50000 and experimental study of flow field in the elbow.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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