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가역투자율 측정에 의한 터빈로터강의 비파괴적 잔여수명 평가
유권상,남승훈,김용일 한국비파괴검사학회 2003 한국비파괴검사학회지 Vol.23 No.4
고온, 고압에서 운용되고 있는 설비의 안전성을 평가하기 위해서는 사용시간 동안 열화된 물성을 정기적으로 점검하여 설비의 잔여수명을 평가해야 한다. 본 연구에서는 교류 섭동 자기장을 인가하여 구한 가역투자율값을 이용하여 1Cr-1Mo-0.25V 강의 잔여수명을 평가하기 위한 자기적 방법을 제시하고자 한다. 이 방법은 자기이력곡선의 미분값인 가역투자율이 보자력에서 첨두값을 갖는 특성을 이용하였으며, 측정원리는 교류 섭동 자기장의 주파수에 동조된 록-인 증폭기를 사용하여 탐지코일에 유도된 제 1 고조파의 전압을 측정하는 것이다. 가역투자율의 첨두값 간격 (peak interval of reversible magnetic permeability: PIRMP)과 비커스 경도는 열화가 진행됨에 따라 감소하였다. 따라서 비커스 경도와 PIRMP의 상관관계에 의해 연화곡선을 구할 수 있고, 이 연화곡선에 의해 터빈로터 강의 잔여수명을 평가할 수 있다. The integrity of the turbine rotors can be assessed by measuring the material properties at service temperature. In order to evaluate the remanent life of turbine rotor steel nondestructively, a measurement system of reversible magnetic permeability using an alternating perturbing magnetic field was constructed. We present a new non-destructive method to evaluate the remanent life of 1Cr-1Mo-0.25V steel using the value of reversible magnetic permeability. This method is based on the existence of reversible magnetic permeability in the differential magnetization around the coercive field strength. We measured the first harmonics voltage induced in a coil using a lock-in amplifier tuned to an exciting frequency. The Results of reversible magnetic permeability and Vickers hardness on the aged samples show that the peak interval of reversible magnetic permeability (PIRMP) and Vickers hardness decreases as aging time increases. A softening curve is obtained from the correlation between Vickers hardness and the PIRMP. This curve can be used as a non-destructive method to evaluate the remanent life of turbine rotor steel.
강자성 배관 외·내부 면의 단일 원형 홈의 깊이와 부피응력이 누설자속에 미치는 영향
유권상,박영태,Atherton, D.L.,Clapham, L. 한국비파괴검사학회 2003 한국비파괴검사학회지 Vol.23 No.3
누설자속(magnetic flux leakage: MFL) 신호는 매설된 송유관이나 가스관에 생성된 부식결함의 검사에 이용된다. 배관의 외내부 면의 단일 원형 홈(pit) 깊이와 부피응력(bulk stress)이 축(x) 방향, 원주(y) 방향 및 방사상(z) 방향의 누설자 속에 미치는 영향을 3차원 유한요소법을 이용하여 계산하였다. 자기이방성 물질을 이용하여 부피인장응력(bulk tensile stress)과 수직 응력에 의한 MFL 신호변화를 계산하였다. 배관의 축 및 방사상 방향의 MFL 신호는 배관 외내부의 결함 깊이가 깊어질수록, 부피인장응력이 커질수록 MFL 신호는 증가하였다. 그러나 원주 방향의 MFL 신호는 결함 깊이와 부피인장응력에 영향을 거의 받지 않았다. Magnetic flux leakage (MFL) signals were used for corrosion inspection of buried oil and gas pipeline. 3D finite element analysis was used to examine the effects of far and near-side depth and tensile stress on MFL signals. Anisotropic materials were used, and the effects of simulated tensile stress on MFL were investigated. The axial and radial MFL signals depended on far and near-side single pit depth and on the bulk stress, but the circumferential MFL signal did not depend on them. The axial and radial MFL signals increased with increasing pit depth and the bulk stress, but the circumferential MFL signal was scarcely changed.
가역 투자율 측정에 의한 1Cr-1Mo-0.25V 강의 열화도 평가
유권상,김용일,남승훈,유광민,조육,손대락 한국비파괴검사학회 2000 한국비파괴검사학회지 Vol.20 No.5
고온에서 운용 중인 설비의 안전성을 평가하기 위해서는 사용기간동안 열화된 재료의 물성을 측정하여야 한다. 실제 사용되고 있는 화력발전소 터빈의 로터에서 열화도가 다른 여러 종류의 시편을 입수하기 어렵기 때문에, 터빈 로터재로 널리 사용되고 있는 1Cr-1Mo-0.25V 강을 인공열화시켜 시편으로 사용하였다. 열화도의 비파괴적 평가를 위하여 교류 섭동 자기장을 인가하여 가역 투자율을 측정하는 자기적 방법을 사용하였다. 열화도의 증가에 따라 경도와 가역 투자율 피크 사이의 간격은 감소하였는데, 경도와 가역 투자율 피크 간격과의 선형관계를 이용하여 비파괴적으로 터빈 로터강의 열화도를 평가할 수 있는 기초를 마련하였다. The integrity of the turbine totors can be assessed by measuring reversible permeability and Vickers hardness of the aged rotors at service temperature. The measurement system of reversible permeability, which measured by applied alternating perturbing magnetic field, was constructed in order to evaluate matrial degradation, nondestructively. The test specimen was 1Cr-1Mo-0.25V steel used widely for turbine rotor material, and the specimens were prepared by the isothermal heat treatment at 630 ℃. The reversible permeability of the test materials were measured at room temperature. The peak interval of reversible permeability and Vickers hardness decreased with the increase of degradation. The degradation of test material may be determined nondestructively by the lineality of Vickers hardness and the peak interval of reversible permeability.
보자력을 이용한 1Cr-1Mo-0.25V강 인공시효재의 열화도 평가
손대락,김용일,남승훈,유광민,유권상 韓國非破壞檢査學會 1999 한국비파괴검사학회지 Vol.19 No.4
고온에서 사용중인 터빈 로터의 안전성을 평가하기 위해서는 열화된 재료의 물성이 필요하다. 실제로 발전소에서 사용되고 있는 열화도가 다른 로터강을 종류별로 입수하기가 어렵기 때문에, 터빈 로터재로 널리 사용되고 있는 1Cr-1Mo-0.25V 강으로 인공열화 시료를 제작하였다. 실제로 사용된 재료의 미세조직과 유사한 미세조직을 갖는 시료를 얻기 위하여 실제 사용온도보다 높은 630℃의 등온에서 열처리시간을 다르게 하여 열화도가 다른 7종류의 시료를 얻었다. 열화도를 비파괴적으로 평가하기 위하여 상온에서 측정한 보자력을 이용하였다. 열화도의 증가에 따라 경도와 보자력은 감소하였는데, 이 원인을 미세조직 및 EPMA 분석에 의해 구명하였고, 경도와 보자력과의 상관관계를 만들어 비파괴적으로 열화도를 평가할 수 있는 기초를 마련하였다. The integrity of the turbine rotors can be assessed by the coercive force and Vickers hardness of the aged rotors at service temperature. The coercive force measurement system was constructed in order to evaluate material degradation nondestructively. The test specimen was 1Cr-1Mo-0.25V steel used widely for turbine rotor material, and then the seven kinds of specimens with different degradation levels were prepared by the isothermal heat treatment at 630℃. The coercive force of the test materials was measured at room temperature. Vickers hardness and coercive force of the test materials was measured at room temperature. Vickers hardness and coercive force decreased with the increase of degradation. The relationship between Vickers harness and coercive force was investigated The degradation of test material may be determined nondestructively by the relationship between Vickers hardness and coercive force.
강자성 배관 외ㆍ내부 벽의 racetrack형 결함깊이와 부피응력이 누설자속에 미치는 영향
유권상(K. S. Ryu),박영태(Y. T. Park),손대락(D. Son),D. L. Atherton(D. L. Atherton),L. Clapham(L. Clapham) 한국자기학회 2003 韓國磁氣學會誌 Vol.13 No.2
Non-linear anisotropic materials were used to simulate the effects of bulk tensile stress in 3D finite element analysis (FEA). FEA was used to calculate the effects of near and far-side racetrack pit depth and simulated bulk tensile stress on magnetic flux leakage (MFL) signals. The axial and radial MFL signals were depended on near and far-side racetrack pit depth and on the bulk stress, but the circumferential MFL signal was not depended on them. The axial and radial MFL signals increased with greater pit depth and applied bulk stress, but the circumferential MFL signal was scarcely changed.