음향방출을 이용한 복합재 압력용기의 건전성 평가

The Structural Integrity Evaluation of Composite Pressure Vessel Using Acoustic Emission

본 연구에서는 음향방출법을 활용한 복합재 연소관의 구조적 건전성 평가 방법을 개발하기 위하여 표준 평가용 시험 시편의 수압 시험 중, 압력용기로부터 방출되는 음향방출 신호를 측정함으로써 시편이 파괴되기 전, 대략적인 시편의 파열 위치 예측 및 일정 압력 유지 상태에서 hit rate(hit/sec) 양상에 의한 시편의 건전성 평가 방법을 제시하였다. 데이터 분석 기법의 향상을 위하여 음향방출 데이터를 시간 및 센서별로 분류하는 프로그램을 개발하였다. 수압 시험을 낮은 압력 단계부터 높은압력 단계까지 일정 압력 유지 상태에서 발생한 hit 수와 1분간 유지한 후, 발생되는 hit rate의 값의 크고 작음이 복합재 압력 용기의 결함수의 증감으로 나타났으며, 이로부터 복합재 압력 용기의 파열 압력과의 상관 관계 및 건전성을 예측할 수 있었다. 복합재 압력 용기의 파열 위치는 energy rate(energy/sec) 측정값을 분석하여 예측하였으며, 시편 파열 압력의 25∼36％에서 가능하였다.

During hydroproof test of composite pressure vessel, acoustic emission signal was measured and analyzed to evaluate structural integrity of composite motor case. When pressure was held for 1 min. at constant pressure from low pressure level to high pressure level, the pattern of hit rate of good composite pressure vessel is increased with higher value than that of bad composite pressure vessel. This report also presents detection possibility of burst location approximately in the range of 25∼36％ of burst pressure using energy rate. In case that it is difficult to detect burst location of composite motor case, it is possible to detect burst location, i.e. structurally weak location of composite pressure vessel with applying same pressure lower than maximum expected operating pressure(MEOP) repeatedly.