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전단간섭법을 이용한 배관 순환 시스템에서의 압력용기 내부결함 및 면외변형 측정
강찬근(Chan-Geun Kang),김현호(Hyun-Ho Kim),정현일(Hyun-Il Jung),최태호(Tae-Ho Choi),정현철(Hyun-Chul Jung),김경석(Kyeong-Suk Kim) 한국비파괴검사학회 2014 한국비파괴검사학회지 Vol.34 No.5
다양한 산업분야에서 사용되는 압력용기는 발전설비의 70~80%를 구성하는 설비구조물로써 유속에 의한 감육결함 현상이 발생할 수 있으며 내부결함 측정이 설비의 안전진단 평가에 중요한 요소가 된다. 본 논문에서는 광계측 응용 비파괴검사 기술인 전단간섭법을 이용하여 압력용기의 비접촉 비파괴평가를 통한 발전설비의 안정성 확보와 신뢰성 향상에 있다. 이를 검증하기 위하여 압력용기에 임의의 결함을 가공하여 배관 순환 시스템을 적용한 내부의 온도 변화와 압력 변화에 따른 내부결함 계측 및 면외 변형량 계측에 대하여 실험과 해석을 수행하였다. 본 연구를 통한 결함의 존재 유무를 구분할 수 있도록 하는 가장 중요한 요소는 결함 두께, 폭 및 결함길이라 할 수 있으며 결함 두께, 폭, 길이가 커질수록 변형랑도 커짐을 확인할 수 있었다. 따라서 전단간섭법을 이용한 압력용기의 내부결함을 사전에 측정하여 배관의 신뢰성과 건전성을 확보하는데 주요할 것으로 보인다. Wall thinning defects can occur in the pressure vessels used in a variety of industries. Such defects are related to the flow velocity. Considering the fact that such vessels constitute up to 70 or 80% of the plant structures in a power plant, it is important to measure internal defects as part of a safety evaluation. In this study, optical measurement were applied in a non-destructive evaluation using shearography to ensure the safety and improve the reliability of a power plant through the non-contact, non-destructive evaluation of pressure vessels. In order to verify whether the pressure vessels contained faults, experimental and analytical investigation were conducted to measure any internal defects and out-of-plane deformation from inner temperature changes and pressure changes in the piping of the circulation system. The most important factors in this research were the thickness, width, and length of a defect. An increase in these could confirm an increase in the deformation. Thus, internal defects in a pressure vessel were measured using shearography, which made it possible to ensure the reliability and integrity of the pipe.
듀얼 빔 전단간섭계를 이용한 압연방향에 따른 기계구조용 탄소강의 면내 변위 정량적 측정에 대한 연구
강찬근(Chan-Geun Kang),김상채(Sang Chae Kim),김한섭(Han-Sub Kim),이항서(Hang-Seo Lee),정현일(Hyun-il Jung),정현철(Hyun-Chul Jung),송재근(Jae-Geun Song),김경석(Kyeong-suk Kim) 한국기계가공학회 2021 한국기계가공학회지 Vol.20 No.4
In this paper, an in-plane deformation measuring system using a dual-beam shear interferometer was constructed to measure the in-plane deformation of the measuring object. The in-plane deformation of the object was quantitatively measured according to the load and surface treatment conditions of the object. We also verified the reliability of the proposed technique by simultaneously performing the technique with an electronic speckle pattern interferometry system (ESPI), which is another laser application measurement technology. Digital shearography directly measures the deformation gradient or strain components and has the advantages of being full-field, noncontact, highly sensitive, and robust. It offers a much higher measurement sensitivity compared with noncoherent measurement methods and is more robust and applicable to in-field tests.
레이저 스페클 전단간섭법을 이용한 압력용기 내부결함의 측정 가능한 결함 크기의 평가
김경석(Kyeong-Suk Kim),선상우(Sang-Woo Seon),최태호(Tae-Ho Choi),강찬근(Chan-Geun Kang),나만균(Man-Gyun Na),정현철(Hyun-Chul Jung) 한국비파괴검사학회 2014 한국비파괴검사학회지 Vol.34 No.2
최근 압력용기가 다양한 산업분야에서 사용되고 있다. 압력용기의 내부 또는 외부에 결함이 발생하면 대형 사고를 유발하게 된다. 압력용기의 외부에 발생하는 결함은 육안검사를 통해 어느 정도 해결이 가능하지만, 압력용기 내부에 발생하는 결함은 육안검사로는 측정하기 어렵다. 이러한 형태의 결함을 측정하기 위해서는 비파괴검사가 적합하다. 전단간섭법은 광계측을 이용한 비파괴검사법 중 하나이며, 비접촉식으로 전체 측정영역에 대해 실시간으로 한 번의 실험을 통해 결함을 측정할 수 있다는 장점을 지니고 있다. 본 논문에서는 레이저 스페클 전단간섭법을 이용하여 측정할 수 있는 압력용기의 내부에 존재하는 결함 크기를 평가하였다. ASTM A53 Gr.B 재질로 제작된 압력용기 시험편 내부에 인위적인 결함을 가공하고 공압을 이용하여 압력용기에 내압을 가하여 결함을 측정하였다. 실험을 통해 0.2 MPa의 압력차에서도 압력용기의 원래 두께의 25 %의 깊이로 발생한 결함까지는 측정 가능함을 확인하였다. Pressure vessels are used in various industrial fields. If a defect occurs on the inner or outer surface of a pressure vessel, it may cause a massive accident. A defect on the outer surface can be detected by visual inspection. However, a defect on the inner surface is generally impossible to detect with visual inspection. Nondestructive testing can be used to detect this type of defect. Laser speckle shearing interferometry is one nondestructive testing method that can optically detect a defect; its advantages include noncontact, full field, and real time inspection. This study evaluated the detectable size for an internal defect of a pressure vessel. The material of the pressure vessel was ASTM A53 Gr.B. The internal defect was detected when the pressure vessel was loaded by internal pressure controlled by a pneumatic system. The internal pressure was controlled from 0.2 MPa to 0.6 MPa in increments of 0.2 MPa. The results confirmed that an internal defect with a 25 % defect depth could be detected even at 0.2 MPa pressure variation.