배관 용접부 결함 탐지 및 감시를 위한 자기변형 유도초음파 기술 개발 (Development of a Magnetostrictive Guided Wave Technique for Defect Detection and Monitoring in a Pipe Weld)

서지정보

· 발행기관 : 한국비파괴검사학회
· 수록지 정보 : 비파괴검사학회지 / 37권 / 4호 / 230 ~ 238페이지
· 저자명 : 오세범, 정용무, 이덕현, 김경모

초록

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.

영어초록

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.

참고자료

· 없음