http://chineseinput.net/에서 pinyin(병음)방식으로 중국어를 변환할 수 있습니다.
변환된 중국어를 복사하여 사용하시면 됩니다.
유한 요소 해석법을 이용한 U-자형 전열관의 ECT 노이즈 신호 분석
오세범(Se Beom Oh),최가현(Ga Hyun Choi),이덕현(Deok Hyun Lee),최명식(Myung Sik Choi),김종범(Jongbeom Kim),김경모(Kyung Mo Kim) 한국비파괴검사학회 2020 한국비파괴검사학회지 Vol.40 No.3
원자력발전소 증기발생기 전열관은 row 번호에 따라서 크기 및 형상에 큰 차이를 두고 있다. 특히 row1 전열관은 증기발생기 가장 내부에 위치하기 때문에 곡관의 반경이 가장 작고, U-bend 형태로 되어있다. 증기발생기 전열관은 두께가 약 1 mm 정도로 얇기 때문에 곡관부를 제작함에 있어서 잔류응력 등에 의한 기하학적 변화가 일어날 수 있다. 이러한 단면적 변화는 배관의 왜곡률을 유발한다. 원자력발전소 증기발생기의 건전성 및 안전성 확보를 위한 와전류 검사(ECT) 시에 곡관부의 형상변화는 노이즈를 유발할 수 있어 배관의 결함 평가를 어렵게 하고있다. 하지만 이와 같은 문제에서 발생하는 노이즈 신호들은 실제 환경에서 분석해내기 어렵고, mock-up을 제작하기 어렵기 때문에 노이즈 신호와 결함 신호를 구별하기에 큰 어려움이 있다. 수치해석 기법을 기반으로 하는 상용 프로그램인 COMSOL Multiphysics의 전자기적 해석방법을 이용하여 전열관의 곡관에 따른 단면적 변화와 같은 환경을 모사하여 다양한 노이즈 신호를 확보하고, 실제 신호와의 비교 분석을 통하여 정확도를 높이고 다양한 형태의 노이즈 신호를 확보한다면 실제 검사 시 노이즈 신호를 제거하는데 유용할 것이라 사료된다. The size and shape of a steam generator heat pipe in a nuclear power plant varies based on the row number. Specifically, row 1, which is the innermost row in the steam generator, exhibits the smallest radius of curvature and U-bend shape. The steam generator heat pipe has a low thickness of approximately 1 mm. Hence, this can geometrically change the cross-sectional area owing to the residual stress accumulated during the manufacturing process of the curvature pipe. This change in cross-sectional shape causes the distortion of the pipe. Eddy current testing (ECT) is performed to ensure the integrity and safety of steam generators in nuclear power plants. If the cross-sectional shape of the curved section of the pipe changes, noise signals may be generated. Using the electromagnetic analysis method of COMSOL Multiphysics, a commercial program based on numerical analysis technology, it is possible to obtain various noise signals by simulating cross-sectional variations based on the curvature of the heat pipe. To increase the reliability of the data, actual inspection data and various types of noise signals obtained via simulation are compared and analyzed. This is expected to be useful for removing noise signals at the actual inspection site.
배관 용접부 결함 탐지 및 감시를 위한 자기변형 유도초음파 기술 개발
오세범(Se Beom Oh),정용무(Yong Moo Cheong),이덕현(Deok hyun Lee),김경모(Kyung Mo Kim) 한국비파괴검사학회 2017 한국비파괴검사학회지 Vol.37 No.4
원전의 가동 년 수가 증가하면서 기기 부품에서 예측하지 못한 다양한 결함이 발견되고 있으며, 이에 대처하기 위해 최신 비파괴검사 기술이 개발되고 있다. 배관이 보온재에 싸여 있거나 매설 상태 또는 방사선 환경에 노출되어 접근이 제한되어 있고, 구조적으로 복잡한 경우, 기존 비파괴검사 방법을 적용하기 어렵거나 결함 검출 능력이 낮은 경우가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 배관에 자기변형 유도초음파 센서를 영구 설치하고 주기적으로 신호를 수집하여 결함의 발생 및 성장을 감시하는 기술을 개발하였다. 자기변형 유도초음파 센서는 한번 설치 후 후속조치가 많이 필요하지 않고, 신호 파형이 압전형 탐촉자에 비하여 깨끗하기 때문에 결함신호 감시에 유리한 장점이 있다. 본 연구에서는 배관의 결함 탐지 및 성장 감시를 위해 자기변형 유도초음파 센서를 이용하여 위상 일치/제거 알고리즘 및 프로그램을 개발하였고 기술의 타당성을 검증하기 위해 실제 용접부 배관에서 결함 생성 및 성장에 의한 신호를 수집, 처리, 평가하였다. 종래 유도초음파 기술의 탐지 한계보다 월등한 결함 탐지 능력을 보였으며 향후 보온재 배관 또는 매설배관에 적용 가능하다고 판단된다. Various unexpected material degradations and defects were found along with an increase in the operating years of nuclear power plants. However, in many cases, applying the current nondestructive examination method is difficult because of the limited accessibility, caused by pipes with insulations, pipes buried underground, or the high dose of radiation in the environment. Sometimes, the method shows a lower detection capability because of the complicated structures. We solve the problem herein by developing a guided wave technique to detect and monitor the growth of defects by periodic monitoring after the permanent installation of a magnetostrictive guided wave ultrasonic sensor. A phase-matching/elimination algorithm and a computer program were developed. The technique was validated by an experiment on the detection and monitoring of the growth of defects in actual pipe welds. The technique showed a superior detection capability and lowered the detection limit compared to the conventional guided wave techniques. Moreover, the technique can be applied to pipes with insulations or those buried underground as a nondestructive examination or structural health-monitoring method.
재료에 입사되는 초음파의 변위 진폭을 구하기 위한 송신 시스템 전달함수 측정 방법
김종범(Jongbeom Kim),하홍필(Hong-Pil Ha),오세범(Se-Beom Oh),김경모(Kyung-Mo Kim),장경영(Kyung-Young Jhang) 한국비파괴검사학회 2021 한국비파괴검사학회지 Vol.41 No.4
초음파 비선형 파라미터 β는 재료에 입사된 기본 주파수 성분과 초음파가 재료를 전파하면서 생성된 2차 고조파 성분의 변위 진폭의 비로 정의한다. 초음파 비선형 파라미터 β는 일반적으로 압전형 수신 방법으로 측정되며, 이 방법은 캘리브레이션 측정에서 구한 전달함수를 통해 수신 탐촉자의 전력을 초음파의 변위 진폭으로 변환함으로써 초음파 비선형 파라미터를 측정한다. 하지만, 이렇게 측정된 초음파 비선형 파라미터에는 재료에서 발생한 비선형성뿐만 아니라 측정 시스템에서 발생한 비선형성도 포함되는 문제가 있다. 본 연구에서는 기존의 압전형 수신 방법을 기반으로 재료에 입사되는 기본 주파수 및 2차 고조파 성분의 변위 진폭을 측정하기 위한 송신 시스템 전달함수를 구하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘으로부터 재료에 입사되는 초음파의 기본파와 2차 고조파 성분의 변위 진폭을 측정할 수 있게 됨으로써 재료의 초음파 비선형 파라미터 측정 신뢰도가 향상될 것으로 기대된다. The ultrasonic nonlinearity parameter β is determined from the ratio of the second-order harmonic displacement amplitude to the fundamental frequency displacement amplitudes. The piezo-electric detection method, which converts the electrical output of the receiving transducer into displacement amplitude via a transfer function that is obtained from the calibration measurement, is used to measure the ultrasonic nonlinearity parameter β. However, the measured ultrasonic nonlinearity parameter β contains the material nonlinearity and system nonlinearity generated from the measurement condition. This study proposes an algorithm that can measure the fundamental and second-order-frequency displacement amplitude components incident on materials. Based on the proposed algorithm, it is possible to measure the displacement amplitude of fundamental and second-order-harmonic-frequency ultrasonic waves incident on the material. Moreover, the proposed method can improve the reliability of ultrasonic nonlinearity parameter measurement.