Ultrasonic Testing Simulation in Austenitie Stainless Steel Weld by Ray Tracing Technique

선추적기법을 활용한 오스테나이트계 스텐레스강 용접부 초음파탐상 모의

Crack detection technique by ultrasonics in structures and components made of austenitic stainless steel often loses its reliability due to the material characteristics during inservice inspection of nuclear power plants, especially in the area of detection and sizing in centrifugally cast stainless steel pipings. In order to understand and overcome this problem, computer program for tracing the ultrasonic rays within material has been developed to simulate the process of defect detection within weld. The program simulates through transmission and reflection technique in crack detection of austenitic stainless steel as well as ultrasonic beam propagation through multiple media including stainless steel cladding interface.

원자력 발전소의 주요 계통 재료로 사용되는 오스테나이트계 스텐레스강에 대한 초음파탐상은 초음파 에너지가 전파될 경우 재질 자체가 갖는 여러 문제점으로 인하여 결함 위치나 크기 측정에 많은 문제점을 야기한다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 이해하기 위하여 여러가지 경우를 가정하여 선 추적(ray tracing) 기법을 사용한 컴퓨터 모의(simulation)를 실시하였다. 우선 종파를 사용하여 모재에 초음파가 입사하여 진행할 시 어느정도의 휘어짐이 발생하는지를 계산하였으며 재질 특성상 용접부와 모재가 큰 차이를 보이지 않는 경우와 원자로 노즐 부위와 같이 서로 다른 금속으로 용접된 경우에 결함이 존재한 경우를 가정하여 계산하였다.