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금속재료 시편의 결함평가에 대한 전단위상 Lock-in 적외선열화상 연구
박정학(Jeonghak Park),최만용(Manyong Choi),김원태(Wontae Kim) 한국비파괴검사학회 2010 한국비파괴검사학회지 Vol.30 No.2
본 연구는 전단위상 위상잠금 적외선열화상기술을 이용한 금속재료 시편의 내부결함을 평가하는 방법에 대한 연구 결과이다. 특히, STS304와 Cu-Zn 시편에 대한 비파괴시험 및 평가는 종래에는 적정한 실험 조건하에서 주로 시행됨에 따라 결항의 형태나 존재를 알 수 없는 상황에서는 최적실험조건을 찾는 일은 오랜 시간이 걸리는 단점이 있었다. 본 연구에서는 위상잠금방볍과 전단위상검출방법을 활용하여 60 MHz 신호로 설정된 가열 조건에서 결함의 위치 및 크기를 평가하였다. 전단위상분포는 시편 내부결함의 크기와 위치를 정량적으로 결정하기 위하여 최대, 최소, 영점을 이용하는 방법이다. 연구 결과로써 인공결함을 갖는 STS 304와 Cu7-Zn3 시험편에 대하여 제안된 기법의 적용을 검증하였으며, 결함평가에 영향을 주는 인자를 추출하고 그 영향을 분석하였다. This paper proposes method to evaluate the location and size of the internal defects of metallic specimens by the shearing phase lock-in infrared thermography. Until now, infrared thermography test for metal specimen of STS304 and Cu-Zn were conducted to find the best test conditions. However, In unspecified situation of the form and existence of defects, there was a disadvantage to takes a long time for finding the optimal experimental conditions. The defect detection and evaluation was performed at 60 MHz signal using lock-in and shearing-phase method under limited heating conditions. By shearing-phase distribution method, Defects for the maximum, minimum and zero points were quantitatively detected at the size and location of the subsurface. As results, application of the proposed technique was verified for STS304 and Cu7-Zn3 with artificial defect and factors affected defect evaluation were searched and analyzed.
적외선 열화상 기술을 이용한 복합재료의 결함 검출 정량화 연구
박희상(Heesang Park),최만용(Manyong Choi),박정학(Jeonghak Park),김원태(Wontae Kim),최원종(Wonjong Choi) 한국비파괴검사학회 2011 한국비파괴검사학회지 Vol.31 No.2
본 논문에서는 현재 산업 전반에 널리 사용되고 있는 복합재료(탄소섬유강화플라스틱, 유리섬유강화플라스틱)의 비파괴검사를 위한 광적외선 열화상기법을 이용한 복합재료 측정 표준기술개발을 위한 결함(인클루젼, 층간결함) 검출 기술을 실험하였다. 결합의 검출률을 높이기 위하여 위상잠금 방법을 활용하였다. 결과는 시험편의 두께에 따라 광원의 조사시간을 늘릴 경우 결함 검출의 확률이 높아진다는 것을 알 수 있다. 하지만 50 mHz 이하의 광원을 가하였을 때에도 결과값이 좋아지지 않는 점은 열확산이 재료 전체에 영향을 미치게 되면 결함 부위가 전체적으로 열평형 상태가 되어 결함 검출이 어려움을 파악할 수 있었다. In this paper, infrared thermography measurement technique has been used to develop standard measurement technique for nondestructive testing of composite materials which is widely used in aerospace industries. To increase the defect detection rate, the related experiment used the lock-in IR-thermographiy method. Therefore it is of considerable interest in the field of non-destructive testing for fast discontinuity detection by using ultrasonic lock-in infrared thermography. The result also shows that as the investigation period of light source is lengthened according to the thickness of specimen, the possibility of detecting defects gets higher as well. However, the reason why the result values were not favorable when less than 50 mHz of light source was provided is because it was difficult to detect defects as the defect parts became a state of thermal equilibrium in general when thermal diffusivity affects the entire materials.
자기센서에 의한 강재 케이블 장력측정에서 온도특성에 대한 연구
박해원 ( Haewon Park ),안봉영 ( Bongyoung Ahn ),이승석 ( Seungseok Lee ),박정학 ( Jeonghak Park ) 한국구조물진단유지관리공학회 2008 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.12 No.1
교량 지지용으로 사용되는 강재 케이블에 대한 장력측정은 교량의 안전관리에 중요한 측정항목이다. 현재 케이블에 걸린 장력을 주로 진동법으로 장력을 측정하고 있으나 측정 결과가 아직 만족스럽지 못한 상태이다. 또한 선진국에서는 자기적 방식으로 장력측정 방법을 연구하여 이에 대해 여러 가지 결과물을 제공하고 있다. 이에 우리 연구원에서도 자기적 방식에 의한 케이블 장력측정 방법을 연구하고 있으며 이에 대해 이미 논문지에 발표하였으며 자기적 장력측정 시 케이블이 온도에 따라 출력 특성이 크게 변하고 있다. 따라서 재현성이나 정밀도를 높이기 위해서는 강재 케이블의 온도에 따른 정확한 특성식을 산출하고 적용해야 한다. 따라서 금번 논문에서는 강재 케이블의 온도 특성에 대해 시험한 결과를 분석하고 평가하고자 한다. The tension measurement of steel cables that are used to support bridges is a critical element in terms of bridge safety. Today, cable tension at bridge is measured using the vibration method. However, the measurement results have yet been satisfactory. Further, many developed countries have suggested various outcomes of tension measurement through studies on the magnetic method. Our research institute is also studying the cable tensions measurement method using the magnetic sensor and has already published the findings so far as we were able to deduct that the output properties vary greatly according to the temperature of the cable when measuring its tension. Consequently, in order to improve the reproducibility or and precision, we must compute and apply exact coefficients according to steel cable temperatures. Thus, in this study, we intend to analyze and evaluate the results of the test conducted on the temperature properties of steel cables.
초음파 적외선 열화상을 이용한 접합부의 미세균열 검출 연구
박희상(Heesang Park),최만용(Manyong Choi),박정학(Jeonghak Park),이승석(Seungseok Lee),허용학(Yonghak Huh),이보영(Boyoung Lee),김재성(Jaeseong Kim) 한국비파괴검사학회 2012 한국비파괴검사학회지 Vol.32 No.2
본 논문은 초음파 적외선 열화상과 위상잠금 방법을 이용하여 이종금속용접(STS304 and SA106 Gr. b)된 파이프의 응력부식균열 결함을 검출하였다. 초음파 가진장치는 출력 250 Watt, 주파수 20 kHz이었다. 실험 결과 이종금속용접부의 파이프 내부에 위치한 균열을 적외선 열화상을 이용하여 검출할 수 있었다. 실제 PT검사를 통하여 배관 내부의 균열이 하나가 아닌 일정한 범위 안에 하나 이상의 크랙이 존재하여 열화상 이미지 상에 넓은 범위의 hot spot 이미지를 만들어 냈음을 파악할 수 있었다. 또한 기존 기술로 검출이 용이하지 못한 마이크로 폭의 미세균열을 검출할 수 있었다. 또한, 초음파탐상기술은 10 ㎛ 미세크랙의 폭을 갖은 균열을 쉽게 검출하지 못하였다. 그러나 초음파 적외선 열화상 기술은 결함 검출하였다. This study detected SCC defects of dissimilar metal welded(STS304 and SA106 Gr. b) pipes using the ultrasonic infrared thermography method and the lock-in image treatment method among infrared thermography method. The infrared excitement equipment has 250 Watt of output and 20 kHz of frequency. By using the ultrasound infrared thermography method, the internal defects of dissimilar metal weld joints of pipes used at nuclear power plants could get detected. By an actual PT test, it was observed that the cracks inside the pipe existed not as a single crack but rather as a multiple cracks within a certain area and generated a hot spot image of a broad area on the thermography image. In addition, UT technology could not easily defects detected by the width of 10 ㎛ fine hair cracks. but, ultrasound infrared thermography technique was defect detected.
위상잠금 초음파 적외선열화상에 의한 겹치기 마찰교반용접부의 결함 평가
최만용(Manyong Choi),박희상(Heesang Park),박정학(Jeonghak Park),강기수(Kisoo Kang) 한국비파괴검사학회 2010 한국비파괴검사학회지 Vol.30 No.2
겹치기 마찰교반용접은 새로운 고상접합법이다. 알루미늄 합금 6061-T6는 좋은 내식성과 중량 대비 높은 기계적 강도로 인해 넓은 분야에서 경량부재로 사용되고 있다. 본 논문에서 사용한 검사 방법인 위상잠금 초음파 적외선열화상기법은 넓은 면적을 동시에 검사할 수 있으며, 결함부와 건전부 사이의 위상차로부터 결함의 유무를 판단할 수 있다. 본고의 연구로부터, 위상잠금 적외선열화상기술을 이용하여 용접부의 열영상을 검출하여 기계적 강도와 비교 평가하였다. Lap joint friction stir welding(LFSW) is an relatively new solid state joining process. A6061-T6 aluminium alloy has gathered wide acceptance in the fabrication of light weight structures requiring a high strength to weight ratio and good corrosion resistance. Test methods used in this paper, lock-in thermography, a phase difference between the defect area and the healthy area indicates the qualitative location and size of the defect. In this paper, the defects detected from the thermal image of mechanical properties for weld were evaluated and compared by the lock-in infrared thermography technique.
초음파-적외선 열화상 기법에 의한 피로균열 검출에 있어 발열 메커니즘 분석
최만용(Manyong Choi),이승석(Seungseok Lee),박정학(Jeonghak Park),김원태(Wontae Kim),강기수(Kisoo Kang) 한국비파괴검사학회 2009 한국비파괴검사학회지 Vol.29 No.1
초음파 적외선 비파괴 열화상 검사기술의 발열 메커니즘은 정확히 규명되지 않았으나, 열-기계 연성효과와 결함 계면 사이의 마찰효과가 주요한 원인인 것으로 추정되고 있다. 본 논문에서는 피로균열을 갖는 알루미늄 합금 시험편에서 결함을 검출하고, 실험조건으로부터 각각의 메커니즘에 따라 온도 변화를 수치 예측하였다. 시험결과와 수치예측 결과로부터 발열의 주요한 원인이 마찰이라는 것을 밝혔다. Heat generation mechanism of ultrasound infrared thermography is still not well understood, yet and there are two reliable assumptions of heat generation, friction and thermo-mechanical effect. This paper investigates the principal cause of heat generation at fatigue crack with experimental and numerical approach. Our results show most of heat generation is contributed by friction between crack interface and thermo-mechanical effect is a negligible quantity.