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원주 방향 두께가 불균일한 배관의 진동 모드 특성을 이용한 배관 감육 검사 기법 연구
한순우(Soon-Woo Han),서정석(Jeong-Seok Seo),박진호(Jin-Ho Park) 한국가스학회 2017 한국가스학회지 Vol.21 No.1
현재의 초음파 두께 측정에 기반한 배관 감육 검사 속도를 개선하기 위해 배관 쉘 진동 모드의 고유 진동수 변화를 이용한 감육 검사 기법을 제안하였다. 감육이 발생한 부위의 축방향 수직 단면의 두께는 원주 방향을 따라 불균일하게 변화하는데, 두께가 균일한 경우에 비해 쉘 모드의 고유 진동수가 감소하거나 두 개 이상으로 분기됨을 확인하였다. 배관의 고유 진동수는 한 번의 측정으로도 평가할 수 있으므로, 제안한 방법을 이용하면 축방향 수직 단면의 평균 두께 변화를 빠르게 확인할 수 있어 초음파 두께 측정 방식에 비해 신속한 감육 검사가 가능하다. 본 논문에서는 제안 기법의 원리를 설명하고, 2차원과 3차원 감육 배관 모델 및 시편을 이용한 전산해석과 실험을 통해 제안한 기법의 적용성을 검증하였다. This work proposes an alternative pipe wall-thinning inspection method based on change of eigenfrequencies of shell vibration modes in wall-thinned pipes. It takes much time to detect wall-thinning of pipes using ultrasonic thickness gauge and only a limited number of pipes are under regular inspection. In a pipe with locally decreased thickness, stiffness varies along circumferential direction and natural frequencies of shell vibration modes of the pipe change or frequencies of same modes bifurcate into two different values. Therefore, one can monitor pipe wall-thinning by measuring change of natural frequencies or estimate wall-thinning shape qualitatively. The feasibility of the proposed method was studied by FE vibration analysis for wall-thinned pipes. Modal testing was also carried out for the pipes with artificial wall-thinned section to verify the working performance of the suggested technique.
철도 레일 결함 탐상기술 현황 (Review of Rail Inspection Technology)
한순우(Soon-Woo Han),조승현(Seung-Hyun Cho) 한국철도학회 2011 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2011 No.5
Rail inspection is very important as damages in rail can bring about a serious railway accident. In this paper, several real-time non-destructive technologies applied or considered to be applied to damage detection of rails are described. Some limits of existing ultrasonic testing method which has been widely used for rail inspection are discussed. Non-contact type NDE methods for rail inspection and their technical problems are also described.
주기형 솔레노이드 기반 봉 위치 측정 센서 개념 모델 개발 및 적용성 검토
한순우(Soon-Woo Han),이재선(Jae-Seon Lee) 대한기계학회 2022 大韓機械學會論文集A Vol.46 No.3
고온 고압 등의 극한 환경 내에서 동작하는 봉 부재의 위치를 같은 환경에서 측정할 수 있고 이중화가 가능한 센서의 개념 모델을 제시하고 전산 해석과 축소 모형 시험을 통해 적용 가능성을 검토하였다. 개념 모델은 극한 환경에서의 파손 방지를 위해 구조가 단순한 솔레노이드를 이용하여 자성체봉의 위치를 측정하며, 장기간의 안정적인 기능 수행을 위해 측정 채널을 이중화할 수 있도록 주기형으로 연결된 솔레노이드로 구성되어 있다. 개념 모델에 대한 유한요소 해석을 통해 봉 위치에 따른 솔레노이드의 인덕턴스 변화를 파악하였고, 축소 모형을 제작하여 인덕턴스 측정 시험을 수행하였다. 해석과 시험을 통해 개념 모델을 활용한 극한 환경 내 봉 부재 이중 위치 측정 센서의 개발 가능성을 확인하였다. This study proposes a conceptual model of a rod position sensor under a high temperature and pressure and checks the feasibility of the suggested sensor model by FE analysis and tests on a scale sensor model. The suggested sensor model works on the basis of the inductance change of a solenoid according to the axial displacement of a ferromagnetic rod inside the solenoid. A solenoid has a simple structure and low possibility of damage under extreme operating conditions. Periodically-spaced and connected small solenoids are designed in this work to build a two-channel solenoid rod position sensor that ensures robust measurement. FE analysis for the inductance of the conceptual design of periodic-solenoid according to rod position is conducted. Tests measuring the inductance of a small-scale sensor model is also carried out. The analysis and test results show the feasibility of developing a built-in two-channel position sensor for rods under high temperature and pressure based on the proposed solenoid model.