Numerical Analysis of Magnetic Flux Leakage Inspection

누설자속탐상의 수치해석

In this paper, electro-magnetic numerical analysis of MFL(magnetic flux leakage) method is presented. For the electromagnetic numerical analysis, 2-D FEM(finite element method) is used. The magnetic vector potential is used as a variable. The analysis of the magnetic field considering the magnetic nonlinearity is performed for the effect of the magnetic salutation. For the verification of the validity of the numerical simulation results, by using the lab-made experimental setup, non-destructive inspection is performed. The SM 45C carbon steel is used as a specimen and the artificial defects are made on the specimen. The non-destructive testing for the detection of the defect is performed. The results according to the variation oi the defect depth and the defect shape are obtained. The experimental results are compared to the numerical ones, and we conclude that the numerical results are similar to the experimental ones. So the possibility of simulation of the MFL by using the numerical analysis is shown in this paper.

본 논문에서는 누설자속탐상에 대한 전자기 수치해석을 수행하였다. 수치해석방법으로 2차원 유한요소법을 이용하였다. 자기벡터포텐셜을 미지수호 사용하였으며, 자기비선형(磁氣非線型)을 고려한 자장해석을 수행하여 자기포화에 의한 영향을 고려하였다. 수치해석 결과를 검증하기 위하여 실험장치를 자체 제작하여 실험을 수행하였다 시료로는 SM 45C 탄소강을 사용하였으며, 표면에 몇 가지 결함을 생성하였다. 시편과 실험장치를 이용하여 결함을 검출하는 비파괴검사를 수행하였다. 결함의 깊이 변화 및 결함의 형상변화에 대하여 결과를 비교 검토하였다. 수치해석 및 실험에서 유사한 결과를 얻었으며, 수치해석을 통하여 누설자속탐상의 시뮬레이션이 가능함을 보였다.