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Flexible PAUT Probe 기법을 이용한 곡률 배관의 결함 검출능 평가
임성진(Seong Jin Lim),차현진(Hyun Jin Cha),송건흠(Geon Heum Song),박익근(Ik Keun Park) 한국비파괴검사학회 2021 한국비파괴검사학회 춘계학술대회 초록집 Vol.2021 No.6
산업현장의 핵심 산업설비 중 하나인 파이프 라인에서 곡률 배관은 다양한 형상 및 배관 연결을 위한 부재들로 인해 비파괴검사 적용 시 스캔 영역에 제한을 받는다. 파이프에 대한 일반적인 비파괴검사는 PAUT Probe에 곡률 웻지를 체결하여 수행된다. 하지만 Elbow, Reducer와 같이 원주방향으로 곡률이 일정하지 않는 형상은 웻지와 표면 사이의 불균일한 접촉으로 초음파의 왜곡과 감도 손실을 유발하고 검사 데이터 취득의 어려움으로 인해 신호의 해석 및 평가에 어려움이 있다. 여기에 Probe가 접촉되는 면의 반대 면에 Counter Bore, Taper가 생성되어 있는 검사대상체라면 더욱 어려운 검사가 될 것이다. 본 연구에서는 일반적인 PA PAUT Probe로 검사가 난해한 곡률 배관에 대해 정량적인 검사데이터를 확보하고자 Flexible PAUT 기법을 적용하여 검출된 불연속 지시에 대한 신호 해석을 수행하였다. 또한 최적의 검사데이터 취득을 위한 조건을 도출하고 이에 대한 검출능(Detectability)을 평가하고자 한다. 이를 위해 32CH 분할형 T/R 및 32CH 1D Linear 구조를 가지는 Flexible PA Probe를 활용하였고 검사대상체는 Probe 접근이 제한되는 Elbow-Pipe, Reducer-Elbow 및 Elbow-Elbow Mock-Up 시편을 제작하여 시험을 진행하였다. 최종적으로 Flexible PAUT Probe와 일반적인 PAUT Probe의 결함 검출능을 비교 분석함으로써 Flexible PA 기법을 곡률 배관 검사에 적용하기 위한 합리적 판단 근거를 확보하고 이를 통해 실제 산업현장의 파이프 라인에 적용되기를 기대한다. The curved pipe of pipeline, one of the industrial facilities in the industrial field, these are composed of various shapes and components for connecting the pipe. When applying NDT, it has been limited to the scan area. Generally, non-destructive testing of pipes is performed by mounting a wedge on the PA Probe. However, shapes with irregular curvature in the circumferential direction, such as Elbow and Reducer, cause an uneven contact between the wedge and the surface, resulting in distortion and sensitivity loss of ultrasound and difficulty in obtaining inspection data, making it difficult to interpret and evaluate signals. Furthermore, If a counterbore, a taper is created on the other side of the probe contact surface, it will be a more difficult to test. In this study, to obtain quantitative inspection data for curved pipes that are difficult to inspect with a general PA probe, a flexible PAUT technique was applied to analyze the signals for the analyzed discontinuous indications. This study also seeks to derive conditions for optimal inspection data acquisition and evaluate detectability. For this study, a Flexible PA Probe with 32CH T/R and 32CH 1D Linear structures was used and the subjects were tested by using Elbow-Pipe, Flange-Reducer-Elbow, and Flange-Elbow-Elbow Mock-Up specimens with limited probe access. Finally, we compared and analyzed the detectability of the flexible probe and the typical PA probe. Therefore we expect to secure a reasonable basis for applying the flexible PA technique to the curved pipe inspection and apply it to the pipeline in the actual industrial site.
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스테인리스강 용접부 검사를 위한 분할형 Flexible PAUT 탐촉자의 적용성 검증
임성진(Seong-Jin Lim),송건흠(Geon-Heum Song),박익근(Ik-Keun Park),박태성(Tae-Sung Park) 한국비파괴검사학회 2020 한국비파괴검사학회지 Vol.40 No.2
발전소 튜브 및 파이프 형상은 주변 설비와 사용 환경에 의해 다양한 구조로 형성되어 있다. 용접부의 여러 형상 중에서 분기관은 현재까지 비파괴검사에서 주어진 공간적, 환경적인 원인으로 인해 비파괴검사의 적용이 어려워 재료의 건전성을 확인하는 측면에서 검사한계점을 가지고 있다. 특히, 용접부의 재질이 일반 페라이트 재료에서는 초음파의 입사에 대응하는 최소 접근만으로도 검사 가능한 부재가 일부 존재하지만 오스테나이트 조직의 결정입계로 형성되어 있는 스테인리스 재질의 분기관의 경우에는 두께 방향의 전체 용접부를 체적검사하기에는 어려움 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고자 Flexible PAUT 송신/수신용 32CH 탐촉자를 설계/제작하였다. 이 탐촉자는 다양한 곡률을 가진 용접부의 분기관 형태의 검사 대상체에 대하여 단일 탐촉자에서 송, 수신이 가능하도록 개발되었으며 탐촉자의 성능 및 검사대상체에 대한 유용성을 검증하고자 곡률이 형성된 스테인리스 재질의 배관 용접부 시험편을 제작하였고 여기에 대표적인 제작결함 및 인공적인 불연속 지시를 통한 성능 검증을 수행하였다. 이러한 검증을 통해 곡률을 가지는 검사 대상체에 개발된 Flexible PAUT 탐촉자의 타당성 및 유용성을 검증하고자 하였다. In power plants, tube and pipe shapes of various forms are used depending on the surrounding equipment and environment. The different shaped fittings currently employed in weld zones, have limitations when nondestructive tests (NDTs) are conducted to determine material integrity; these limitations are due to their poor NDT applicability arising from spatial and environmental problems. In particular, when the weld zone is formed of a general ferrite material, some members can only be tested by the minimum approach corresponding to the incidence of ultrasonic waves. However, for stainless steel fittings containing austenitic grain boundaries, it is difficult to perform a volumetric test on the entire weld zone in the thickness direction. In this study, a 32-channel probe for flexible phased array ultrasonic testing (PAUT) transmission/reception was designed and fabricated to address this problem. This probe was developed to transmit and receive in a single probe for test objects as fittings in a of weld zone with various curvatures. To investigate the probe performance and the test object usefulness, a stainless-steel pipe weld zone specimen with curvature was fabricated. The performance was evaluated by examining typical natural defects and artificial indications of discontinuity. In this study, we attempted to verify the validity and the usefulness of the flexible PAUT probe developed for a test object with curvature.
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대기전력차단으로 인한 에너지절약과 전기화재예방에 관한 연구
김만건,임성진,이창우,Kim, Man-Gun,Lim, Seong-Jin,Lee, Chang-Woo 한국화재조사학회 2008 한국화재조사학회 논문지 Vol.11 No.1
본 연구에서는 한국전기안전공사 서울지역본부 내 전기 전자 제품을 선정하여 각 기기의 전력사용량을 측정하고, 각 기기에 대해 대기전력 차단장치인 세이버 설치 전 후의 대기전력을 측정함으로서 평상시와 전원의 "OFF"시 대기전력을 비교함으로서 절전효과를 조사하였다. 연구결과 대기전력 차단장치인 세이버를 설치하였을 경우 전기 에너지 낭비요인을 원천적으로 제거함으로서 약 18%의 절전효과가 있었으며, 대기전력을 차단함으로서 전기화재를 근원적으로 예방하고 서지 등 이상전압에 의한 충격을 방지함으로서 전기 전자제품의 수명을 연장할 수 있었다. In this research, the electric power consumptions of the electrical machinery and appliances selected in the Seoul division of Korea Electrical Safety Corporation were measured. The power-saving efficiency was investigated by comparing the amounts of the reserved electric power when the Saver was on or off through measuring that of the reserved electric power before and after equipping the selected appliances with the Saver, a cutoff of the reserved electric power. As a result, the power-saving efficiency was around 18% when the Saver was installed. It can be ascribed to the removal of the source wasting electrical energy. Furthermore, by blocking the reserved electric power, the electric fire can be originally prevented and also the life time of the electrical machinery and appliances can be postponed.
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발전소 열교환기 헤더와 튜브의 부분 용입형 용접부 초음파 자동검사시스템 개발
이진혁(Jin-Hyuk Lee),임성진(Seong-Jin Lim),박익근(Ik-Keun Park),김대현(Dae-Hyun Kim) 한국비파괴검사학회 2010 한국비파괴검사학회지 Vol.30 No.4
발전설비의 열교환기는 대형 헤더에 다수의 튜브가 용접된 구조로 협소한 튜브간격으로 인하여 안전성 확보와 수명진단을 위한 비파괴검사에 많은 제약을 받는다. 특히 일부의 헤더 용접부는 부분 용입형 용접구조로 이루어져 있어, 루트부에 용입부족 결함이 발생하기 쉽다. 이러한 용입부족 부분은 구조물의 형상과 결함을 구분하여 판정하기 어렵기 때문에 이를 검출할 수 있는 검사방법이 요구된다. 본 연구에서는 헤더와 튜브로 이루어진 열교환기 부분 용입형 용접부에서 발생하는 용입부족 결함과, 용접비드 내의 결함을 검출 하고자 초음파검사 기법을 이용한 자동검사시스템을 개발하였고 이 시스템을 이용하여 용접부의 결함을 효과적으로 검출할 수 있었다. A power plant"s heat exchangers work under poor conditions, such as high temperature, high pressure, corrosion, mechanical stress and vibration. Especially, partial joint-weld of heat exchanger"s header to stub-tube is the place where incomplete penetration flaws can easily occur. But, it is hard to evaluate the safety of the structure by conventional nondestructive testing techniques. So it is necessary to test integrity of the weld inside and to develop testing technique and equipment that can detect the flaws at the weld point in order to enhance reliability of the test result. In this study, we developed a suitable automated ultrasonic testing system that can inspect the partial joint-weld of header to stub-tube of power plant. Finally, we showed the efficiency of the automated ultrasonic-testing-system from the application.
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임호섭(Hosub Lim),임성진(Seong Jin Lim),이진기(Jinkee Lee) 한국가시화정보학회 2014 한국가시화정보학회지 Vol.12 No.2
Although many studies have been done on an open-end capillary, the invasion into a closed end capillary is still novel in its investigation. In this research we have explored the fluid invasion in closed-end capillaries where the shape of the meniscus and the height of invasion were accompanied by gas compression inside the capillary. Theoretically, the one dimensional momentum balance equation shows the fluid oscillation. In the experiments, we have found the different phenomena, either the fluid oscillation with low frequency or no oscillation. This discrepancy is mostly caused by two factors. First, a continuous decrease of the advancing contact angle due to decreasing invasion velocity as increasing pressure inside the closed-end capillary reduces the invasion velocities. Second, the high shear stress within the entrance length region was generated by the plug like velocity profile.
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