기존 사회기반 시설의 안전성 평가를 위해서는, 콘크리트 부재에 존재하는 균열에 대해 정량적인 평가가 필요하다. 이 논문에서는 균열의 깊이를 측정할 수 있는 비파괴검사 중 표면파 투과기법에 대해 고찰하였다. 특히, 콘크리트 부재 내부에 위치하는 철근이 표면파에 미치는 영향을 분석하여, 표면파 투과기법을 통한 균열깊이 추정 시 철근에 의해 발생하는 오차가 크지 않음을 확인하였다. 또한, 콘크리트 부재의 형상에 따라 발생하는 여러 반사파의 영향을 최소화하기 위해 치적의 윈도우 크기를 제안하여 그 타당성을 검증하였다.
Kim, Young-H.;Song, Sung-Jin;Lee, Sung-Sik;Lee, Jeong-Ki;Hong, Soon-Shin;Eom, Heung-Seop
비파괴검사학회지
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제22권6호
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pp.621-626
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2002
The amplitude of a back-wall echo depends on the reflection coefficient of the interface between a transducer and a test material when using contact pulse-echo ultrasonic testing. A couplant is used to transmit ultrasonic energy across the interface, but has an influence on the amplitude of the pulse-echo signal. To investigate the couplant effect on pulse-echo ultrasonic testing, back-wall echoes are measured by using various couplants made of water and glycerine in a carbon and austenitic stainless steel specimens. The amplitude of the first back-wall echo and the apparent attenuation coefficient increases with the acoustic impedance of the couplant. The couplant having a higher value of the transmission coefficient is more effective for flaw detection. The reflection coefficient should be known in order to measure the attenuation coefficient of the test material.
최근 재료, 생물의학(biomedicine), 음향, 전자 등 다양한 분야에서 나노 구조를 갖는 박막 기술이 도입되면서 박막 계면의 수명과 내구성 확보를 위한 초고주파수의 초음파현미경을 이용한 정량적인 비파괴적 접합평가에 관한 연구가 큰 이슈가 되고 있다. 본 연구에서는 초음파의 집속, 누설탄성표면파의 발생과 V(z) 곡선의 시뮬레이션 그리고 초고주파수 음향 이미징 기법을 이용하여 나노 스케일 구조를 갖는 박막 시험편의 접합계면을 평가하였다. V(z) 곡선의 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 접합계면에 존재하는 미세 결함(디라미네이션 등)의 검출 감도를 추정할 수 있었으며, 1 GHz의 초고주파수 디포커싱 모드로 박막 시험편의 접합계면에 존재하는 나노 스케일의 미세 결함을 음향 이미지로 가시화 할 수 있어 나노 구조를 갖는 박막의 접합계면의 비파괴평가에 초음파현미경이 매우 유용함을 알 수 있었다.
화력발전소 보일러 튜브 및 대형 유체수송관의 자동 진단을 위해 비파괴검사 방법을 사용하는 두 가지 형태의 이동로봇을 개발하였다. 개발된 이동로봇은 보일러 튜브 또는 유체수송관의 외면을 주행하면서 전자기 초음파 탐촉자를 이용하여 파이프 벽면에 발생하는 미세한 구멍, 균열 또는 부식 및 침식에 의한 감육 등과 같은 결함을 검출한다. 이와 같은 이동로봇을 이용한 결합 검출의 자동화는 열악한 환경에서 작업자의 위험 없이 대형 구조물의 중대한 결함을 방지하는 유용한 수단으로 활용될 수 있다.
The stud bolt is one of crucial parts for safe operation of reactor vessels in nuclear power plants, Crack initiation and propagation were reported in stud bolts that arc used for closure of reactor vessel and head, Stud bolts are inspected by ultrasonic technique during overhaul periodically for the prevention of stud bolt failure which could induce radioactive leakage from nuclear reactor, In conventional ultrasonic testing for inspection of stud bolts, cracks are detected by using shadow effect It takes too much time to inspect stud bolts by using conventional ultrasonic technique. In addition, there were numerous spurious signals reflected from every oblique surfaces of thread, In this study, the signal processing technique for enhancing conventional ultrasonic technique was introduced for inspecting stud bolts. The signal processing technique provides removing spurious signal reflected from every oblique surfaces of thread and enhances detectability of defects. Detectability for small crack was enhanced by using this signal processing in ultrasonic inspection of stud bolts in Nuclear Power Plants.
Acoustic emission(AE) is defined as the transient elastic waves thar are generated by the rapid release of energy. The advantage of AE is that very early crack growth can be detected well before a highly stressed component may fail. At present, an exact diagnosis is the most reliable means for determining the soundness of structures during power plant operations. AE monitoring has been applied successfully in power plants to determine mechanical problems, pressure vessel integrity and external valves leaks, vacuum leaks, the onset of cavitation in pumps and valves, the presence of flow(or no flow) in piping and heat exchange equipment, etc. Acoustic emission(AE) technology has recently strengthened its application base, and practitioners' understanding of the technique's fundamentals. This paper introduces the methods of a survey and assessment on AE monitoring applications in nuclear, fossil and hydraulic power plant. The main objective of this paper was to obtain information on various applications of AE technology in power plant.
원자력발전소에는 탄소강과 스테인리스강 용접을 위해 alloy600 용접재를 적용한 이종금속용접부가 다수 존재하며, 전 세계적으로 이종금속용접부에서 결함 발생 보고가 지속되고 있다. 주기적인 건전성 평가를 위해 이종금속용접부 초음파검사 일반절차서 (KPD-UT-10)를 적용하여 검사를 수행하고 있으며, 검사절차서에서는 탐촉자와 검사체 표면 사이의 간격을 최대 1/32"(0.8mm) 이내로 제한하고 있다. 국내의 일부 이종금속용접부는 테이퍼진 형상과 불규칙한 표면 형상을 가지고 있어, 가변형 위상배열초음파기술을 적용하여 검사 신뢰성을 높이고자 본 연구를 수행하였다. 연구 결과, 검사체 표면이 불규칙한 시편 내부의 인공결함에 대한 검출이 양호하였고, 이를 통해, 가변형 위상배열초음파기술의 현장 적용 가능성을 확인하였다.
고온에서 장시간 사용으로 인하여 발생되는 경년열화 평가에는 파괴적인 방법이 신뢰성이 높지만 시험편 채취의 어려움이 있다. 그러므로 비파괴석인 방법에 의한 열화도 평가가 바람직하다. 본 연구에서는 2.23Cr-1Mo강에 대하여 장시간 등온열처리로 모의 열화시험편을 제작하여 고온설비부재에서 발생되는 탄화물의 석출 및 조대화, 분순물의 입계편석 등 금속학적 미세조직을 관찰하고, 미세조직의 변화와 유도 초음파의 전파특성과의 상관관계를 규명하고, 파괴시험치와 그 결과를 비교하여 초음파 비파괴평가에 의한 고온부재의 열화도 평가의 가능성을 실험적으로 검증하고자 한다.
최근 비파괴 검사를 위한 테라헤르츠 전자기파 기술에 대한 관심이 높아지고 있으며 특히 비파괴검사에서 많은 응용이 기대된다. 테라헤르츠 시간 영역 분광법은 이러한 테라헤르츠 기술에 핵심이 되는 기술로 많은 실험이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 테라헤르츠 시간 영역 분광에서 비선형 전광물질을 이용하는 광정류 방식을 통해 발생된 테라헤르츠 전자기파 스펙트럼이 비선형 맥스웰 방정식의 해와 실험에 의해 결정되는 흡수, 회절, 표면간섭 효과 등을 고려한 본문의 모델을 통하여 예측가능하며 실제 티타늄:사파이어 레이저 펄스를 $400{\mu}m$ CdTe에 조사하여 발생된 테라헤르츠파 주파수 스펙트럼의 측정 결과와 비교하여 매우 유사하다는 사실을 보여준다. 이를 통하여 본문에서 소개된 모델은 다른 전광물질을 통해 발생된 테라헤르츠 스펙트럼에도 확장되어 적용 될 수 있다.
X-ray computed tomography is a very powerful nondestructive technique in safety inspection of historic timber building. But, in field, various testing condition makes it difficult to carry out X-ray CT testing. Limited size in X-ray digital detector is one of the problems. In this study, a pitch pine disk with two holes was used to know how imperfection in X-ray projection affects CT image resolution. Using various number of projections, CT image was reconstructed by filtered back projection method, and then it was investigated how many projection is required to identify the holes in different location. Two artificial holes could be differently detected according to their location in cross section of specimen. One hole in center part of specimen was identified using more than 9 radiographs, but the other one which located in outer part of cross section could not be detected until more than 36 projections were used. Even though there is data missing in outer part of cross section due to limited size of detector, the center part of CT image could be reconstructed well and the resolution of outer part became higher with increase of the number of projections. For field application, the number of projections for CT image reconstruction needs to be decided with consideration of another nondestructive testing and the location of interest.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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