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회전형 와전류 탐촉자를 이용한 증기발생기 전열관 마모 깊이평가 방법 비교
지동현(Dong Hyun Jee),김인철(In Chul Kim),이태훈(Tae Hun Lee),한경석(Kyeong Seok Han) 한국비파괴검사학회 2022 한국비파괴검사학회지 Vol.42 No.2
원전 증기발생기 전열관은 매 계획예방정비 기간 중 와전류 비파괴검사방법을 이용하여 주기적으로 건전성을 확인하고 있다. 전 세계적으로 증기발생기 전열관은 내균열성이 강화된 인코넬 690으로 교체되고 있으며, 주요 발생 결함은 마모이다. 전열관 마모깊이는 전열관의 건전성 평가의 중요 요소로, 전열관 관막음 보수기준은 두께대비 마모깊이 값을 이용한다. 국내 증기발생기 전열관은 보빈탐촉자를 기본검사로 하고, 특이신호 확인과 균열검출 등 정밀검사가 필요한 경우 회전형탐촉자 검사를 추가한다. 회전형탐촉자는 탐촉자 표면에 부착된 코일을 원주방향 회전과 동시에 축방향으로 이동하여 신호를 취득하므로 전열관 상태를 3차원 C-Scan 이미지로 제공하여, 결함을 정밀하게 검출 및 평가하는 용도로 사용한다. 본 논문은 회전형탐촉자 와전류신호를 이용한 다양한 마모 깊이평가 방법을 비교하였다. ASME 표준시험편과 마모형태별 깊이를 달리하는 마모시편의 와전류 신호를 취득한 후, 다양한 깊이평가 방법을 이용하여 실제 마모깊이와 평가깊이의 차이를 비교하고, 이를 통해 회전형탐촉자를 이용하여 마모깊이를 평가하는 적합한 방법을 제시하고자 한다. The steam generator (SG) tube integrity of a nuclear power plant is regularly checked by nondestructive eddy current inspection during each overhaul period. The tube materials of SGs are being replaced worldwide with Inconel 690, which has enhanced crack resistance, and tube wear is a major defect mechanism. The wear depth of a tube is an important factor in the SG tube integrity, and the maintenance criteria of the tube plugging use the value of wear depth. In Korea, the SG tubes are checked by a bobbin probe as a basic inspection measure. When detailed inspection, such as identification of a specific bobbin probe signal and crack detection, is required, a motorized rotating pancake coil (MRPC) probe inspection is also performed. The MRPC probe acquires the eddy current testing (ECT) signal by moving the coil attached to the probe surface in the axial direction at the same time as circumferential rotation is done. It is used to detect and evaluate defects precisely by showing the state of the tube as a three-dimensional C-scan image. In this study, various wear depth evaluation methods were compared using the ECT signal of the MRPC probe, which used the American Society of Mechanical Engineers standard and several wear specimens with various shapes and depths. The goal was to determine which MRPC probe method is appropriate by analyzing the differences between the manufactured through-wall (TW) depth percentage and the ECT TW percentage of the specimens.
배열형 와전류 탐촉자를 이용한 증기발생기 전열관 마모 깊이평가 방법 고찰
지동현(Dong Hyun Jee),김인철(In Chul Kim),이태훈(Tae Hun Lee),한경석(Kyeong Seok Han),노장웅(Jang Woong Roh) 한국비파괴검사학회 2021 한국비파괴검사학회 춘계학술대회 초록집 Vol.2021 No.6
원자력발전소 1차측과 2차측의 압력경계를 이루고 있는 증기발생기 전열관은 매 계획예방정비 기간 중 와전류 비파괴검사방법을 이용하여 건전성을 확인하고 있다. 최근 증기발생기 전열관은 내균열성이 강화된 인코넬 690으로 교체되고 있으며, 이로 인해 증기발생기 주요 결함 메커니즘으로 마모가 대두되고 있다. 전열관 마모의 원인으로는 구조물이나 이물질에 의한 접촉마모나 인접 전열관에 의한 마모로 구분될 수 있다. 전열관 마모깊이는 전열관의 건전성을 고려할 때 중요한 요소로, 열교환기마다 전열관 두께대비 마모깊이를 관막음 보수기준으로 설정하고 있다. 국내 증기발생기 전열관은 주로 보빈탐촉자와 회전형탐촉자를 이용한 와전류검사를 수행하고 있으며, 최근에는 일부 보조계통 열교환기 전열관 내부의 특이한 지시신호를 확인하기 위해 고속으로 이동하면서 원주방향 결함까지 검사할 수 있는 배열형탐촉자 기법이 사용되고 있다. 배열형탐촉자는 탐촉자 표면에 축/원주방향으로 여러 코일이 배열되어 있어, 전열관 상태를 3차원 C-Scan 이미지로 제공하기 때문에 결함을 고속으로 정밀하게 검출하는 용도로 사용되고 있다. 본 논문은 배열형탐촉자를 이용하여 마모형태와 깊이를 달리하는 시편을 사용하여 와전류 신호를 취득한 후, 평가방법에 따른 깊이와 실제 깊이와의 차이를 서로 비교하였다. 이를 통해 주로 결함검출에 사용되고 있는 배열형탐촉자 기법을 결함 깊이평가에 적용할 수 있는지를 확인하고자 한다. Steam generator (SG) tubes, which make the pressure boundary between the primary and secondary side of a nuclear power plant, are checked their integrity using eddy current nondestructive inspection during each overhaul period. The tube material is being changed to Inconel 690 which has high crack resistance, and recently the tube wear comes to a major defects in SG tubes. The cause of the wear includes structure, foreign object, and tube-to-tube wear. The wear depth of the tube is an important factor of the SG tube integrity evaluation, every heat exchangers have maximum wear depth as a plugging limit. The SG tubes are inspected by ECT bobbin or MRPC (motorized rotating pancake coil) probe in Korea, and recently the array probe technique is used to verify unusual specific signals in some BOP heat exchanger tubes, and which can detect circumferential defect with high inspection speed through inside the tube. The array probe has a lot of send-receiving coils which is arranged axial and circumferential directions around the probe, and the technique shows the tube status with 3dimensional C-Scan images to detect flaw of the tubes as a precision inspection method with high speed. This paper uses some specimens with various shape and depth of wear, and compares the ECT result with the actual depth according to the analysis methods. The review is expected to check the array probe technique could be applicable for depth evaluation in addition to defect detection of the flaw.
지동현(Dong Hyun Jee),김용식(Yong Sik Kim),이태훈(Tae Hun Lee) 한국비파괴검사학회 2017 한국비파괴검사학회지 Vol.37 No.5
특정 제품과 프로세스의 품질을 평가하기 위한 방법의 하나로 데이터의 통계적 평가 및 관리방법이 많이 이용되고 있다. 특히 의약분야에서는 원래의 값비싼 약을 대체할 수 있는 값싼 대체약을 개발하면서 이들 약의 효능이 동등한지 검정하는데 많이 활용되고 있다. 제품의 동등성을 평가하기 위한 통계적 방법은 가설검정을 이용하여 이루어진다. 가설검정이란 모집단의 모수 값이나 확률 분포에 대해 어떤 가설을 설정하고 이 가설의 성립여부를 표본으로 판단하여 결정하는 것이다. 예를 들면, 두 제품의 데이터 평균값이 동등하다는 가설(귀무가설)을 수립한 후, 이를 데이터의 분포에 따라 검정통계량 값을 계산한다. 이 검정통계량 값을 유의수준을 고려한 통계적 분포 내에서 비교하여 두 평균값이 동일한지를(귀무가설을 채택 또는 기각) 평가하게 된다. 본 논문은 두 종류의 와전류 탐촉자의 성능을 비교하기 위하여 특성시험 변수에 대해 측정한 와전류 신호값을 비교하여, 두 탐촉자의 성능이 통계적으로 동등성이 있는지를 검정하는 사례를 소개한다. The statistical evaluation and management of data is widely used as a method to evaluate the quality of specific products and process. Especially in the field of medicine, it is widely used to detect the equivalence of the efficacy of medicines, while developing alternative medicine to replace the original, often more expensive medicines. Statistical methods for evaluating the equivalence of products are made using hypothesis testing. Hypothesis testing is to set a hypothesis about a parameter value or probability distribution of a population, and to determine whether to adopt the hypothesis as a sample. For example, after establishing a hypothesis (a null hypothesis) that data average of two products are equal, it is necessary to calculate the test statistic value according to the distribution of data. The statistic values are compared within the statistical distribution taking into account the significance level, and it is evaluated whether the two mean values are equivalent (adopt or reject the null hypothesis). In this paper, we compare the performance of two kind of eddy current probes with those of the characteristic test parameters, and show how to test whether the performance of the two probes is statistically equivalent.