• 비파괴검사학회지
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• 제33권4호
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• pp.361-367
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• 2013

원자력 발전소의 많은 배관들은 고온, 고압 환경에서 사용되고 있으며, 부식에 의한 감육 손상이 빈번하게 발생하고 있다. 이러한 배관의 감육 손상은 원전 설비가 노후화됨에 따라 점차 증가할 것으로 예상된다. 따라서, 배관 부식에 의한 원전 설비의 사고를 예방하기 위해 배관부의 감육 손상 및 부식 결함을 비파괴적인 방법으로 평가할 필요가 있다. 특히, 원자력 발전소의 배관에서 발생하는 감육 손상을 실시간으로 평가하기 위한 레이저 초음파 기술은 기존의 접촉식 방법이 가지는 한계를 넘어 접근이 어려운 부위에서도 측정이 가능하다. 본 연구에서는 비파괴, 비접촉식 평가를 위해 레이저를 이용한 광학적 방법을 적용하였다. 펄스 레이저로 초음파를 발생시키고 레이저 간섭계를 이용하여 초음파 신호를 획득하였으며, 먼저 감육 손상이 없는 배관에서의 초음파 신호를 검출하여 배관 내에서의 종파 속도를 측정하였다. 그리고, 배관의 두께대비 20, 30, 40, 50%의 인위적인 감육 배관을 제작하여 종파 속도를 측정하였다. 측정된 종파 속도를 이용하여 감육 배관의 두께를 계산할 수 있고, 감육 손상 부분(내부결함 깊이)의 정량적 평가도 가능하였다.

• 에너지공학
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• 제28권3호
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• pp.1-9
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• 2019

화력발전소에서 사용되는 급수 가열기 튜브에서는 사용중에 두께 감육이 발생하여 수명이 소진된다. 감육에 의한 파열 우려가 있으면 수명이 종료되는데, 파열조건을 결정하는 튜브 벽의 응력은 내압에 의한 원주방향 응력의 영향이 가장 큰 것으로 알려져 있지만, 튜브 내외부 온도차이에 의한 열응력에 대한 고려 또한 필요하다. 튜브 두께 방향의 온도차이는 열응력을 발생시켜 튜브의 잔여수명을 단축시키는 영향을 준다. 본 논문에서는 급수가열기 내에서 튜브 내표면과 외표면에 온도 차이가 가장 큰 과열저감구역(de-superheating zone)을 대상으로 열응력을 연구하였다. 원주방향으로 균일하게 감육된 튜브에서 두께방향의 온도차 때문에 발생하는 원주방향 응력, 반경방향 응력 및 온도분포를 평가하기 위한 해석적 수식을 제시하였다. 제시된 해석식의 정확도와 효과를 검증하기 위해 식으로부터의 계산된 결과를 유한요소해석으로 평가한 정확한 결과와 비교하였다. 또한, 유한요소해석으로 편심 감육된 튜브에 대한 응력도 평가하였다. 열응력 해석 및 온도 분포 해석에서 대류열전달 계수의 영향을 분석하기 위해 튜브 내표면 및 외표면에 여러 값의 열대류 계수를 적용하여 해석 결과를 비교하였다. 해석 결과 튜브 내표면보다 외표면의 열대류 계수가 응력 발생에 더 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 열하중만 고려된 경우, 균일 감육과 편심 감육 상태 모두에서 원주방향 응력이 반경방향 응력보다 크게 평가되었다.

• 한국가스학회지
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• 제9권3호
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• pp.1-8
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• 2005

배관은 사용기간 중에 여러 가지 열화에 의해 손상을 받으며, 그 중 감육(두께감소)이 발생하게 되면 심각한 결과를 초래할 수 있다. 따라서, 배관시스템의 보전유지를 위해서는 감육되어진 배관의 강도를 평가하는 것이 중요하다. 어떤 재료가 외부 응력 등에 의해 파괴 혹은 변형된다면 그 특징적인 탄성파가 변형메카니즘에 따라 여러 가지로 다르게 나타날 수 있다. 본 연구에서는 감육을 가지는 배관에서 감육결함의 길이 및 깊이를 다르게 상정하였을 때 나타나는 AE신호들에 대해 Wavelet Transform시스템을 이용하여 평가하였다. 또한,실배관의 굽힘시험을 통하여 기계적인 강도를 평가하였다. 결과로부터, 감육의 깊이비(d/t)의 정도에 따라 주파수 성분을 구별하는 것이 가능하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.647-657
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• 2012

원자력 배관 시스템은 엄격한 설계기준에 따라 제작 되었음에도 불구하고, 장기 사용에 따라 발생하는 감육 및 균열에 의한 파손 사례가 보고되고 있다. 이에 본 연구에서는 스테인리스강 배관 시험체의 단조하중 및 반복하중 재하실험을 실시하여 국부 감육과 균열의 손상유무 및 0%, 35%, 75%의 손상정도가 배관의 파괴거동에 미치는 영향을 실험적으로 검토하였다. 본 실험에서는 실제 원자력 발전소에서 사용되고 있는 직경 3인치 TP316 스테인리스강 엘보우와 직관 배관을 대상으로 하여, 인위적으로 곡관부와 용접부에 0%, 35%, 75%의 국부적인 감육과 균열을 도입하고 20MPa의 내압을 가한 후 재하실험을 실시하였다. 그 결과, 국부 감육 및 균열의 손상정도가 파괴모드, 최대하중, 반복회수 및 에너지흡수율에 미치는 영향을 정량적으로 평가하였다. 그리고 휨 모멘트를 이용하여 ASME의 결함 허용기준을 평가하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권11호
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• pp.1675-1680
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• 2010

캐나다형 중수로에서 피더관은 가동 중에 유동 가속 부식에 의해 감육이 발생한다. 피더관에 감육이 발생하면 배관 건전성이 떨어진다. 본 논문은 원형 감육이 발생한 피더관에서의 기기신뢰성 평가를 위한 한계 하중을 연구하였다. 유한요소 해석을 통하여 면내 굽힘 하중과 내압을 받는 경우에 대하여 연구하였다. 재료는 대변형 효과를 고려하고 탄성-완전소성 재료로 가정하였다. 원형 감육이 발생한 피더관에 대하여 내압과 닫힘 방향, 열림 방향 굽힘 하중에 대하여 한계하중해를 제시하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권9호
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• pp.1175-1182
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• 2013

위상잠금모드가 적용된 적외선열화상 시험법은 열전도도가 큰 재료에서 결함의 검출능력을 향상시키기 위해 개발되었으며, 기존의 적외선열화상 기법에 비해 우수한 결함 검출능력을 보이는 것으로 알려져 있다. 따라서, 본 연구에서는 원전 배관 감육결함 검출에서 위상잠금모드 기법의 적용 효과를 살펴보기 위해서, 감육결함이 가공된 배관 시편을 대상으로 위상잠금모드를 적용하여 적외선열화상 시험을 수행하였다. 시험 결과로부터 감육결함에 대한 위상이미지를 얻고, 이것을 기존의 적외선열화상시험법으로 구한 열화상이미지와 비교하였다. 비교 결과, 위상잠금모드의 적용이 감육결함에 대한 형상 결정 능력을 향상시키는 것을 확인하였다. 이러한 개선 효과는 폭과 길이가 작거나 경계가 경사진 감육결함에서 뚜렷하였다. 그러나, 깊이가 얕은 감육결함의 검출능력은 크게 향상되지 않았다.

• 비파괴검사학회지
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• 제25권4호
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• pp.287-293
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• 2005

유도초음파는 박판이나 봉재와 같은 구조를 효율적으로 검사할 수 있는 초음파로 주목받고 있으며, 더불어 시험체를 비접촉으로 검사할 수 있는 기법이 개발되면서 다양한 분야에 응용하기 위해 연구되고 있다. 본 연구에서는 비접촉식 초음파기법과 유도초음파의 장점을 결합하여 기존의 검사기법에 비해 효율적인 검사기법을 제안하고자 하였으며, 실험적인 검증을 위해 알루미늄 박판에 모의 부식결함을 가공하여 두께감육을 검출하고 평가하였다. 제안된 비접촉식 초음파기법으로는 EMAT을 이용하여 유도초음파를 발생 및 수신하였다. 선택된 유도초음파 모드의 분산거동특성에서 모드 컷-오프는 두께 감육을 검출할 수 있는 정성적인 파라미터이며, 군속도 변화는 두께 감육의 깊이를 정량적으로 평가할 수 있는 파라미터로 나타났다.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.31-39
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• 2015

Pipe wall-thinning by flow-accelerated corrosion (FAC) and various types of erosion is a significant and costly damage phenomenon in secondary piping systems of nuclear power plants (NPPs). Most NPPs have management programs to ensure pipe integrity due to wall-thinning that includes periodic measurements for pipe wall thicknesses using ultrasonic tests (UTs). Nevertheless, thinning evaluations are not easy because the amount of thickness reduction being measured is often quite small compared to the accuracy of the inspection technique. U.S. Electric Power Research Institute (EPRI) had proposed Total Point Method (TPM) as a thinning occurrence evaluation method, which is a very useful method for detecting locally thinned pipes or fittings. However, evaluation engineers have to discern manually the measurement data because there are no numerical algorithm for TPM. In this study, numerical algorithms were developed based on non-parametric and parametric statistical method.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2005년도 창립60주년 기념 추계 학술대회
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• pp.115.1-115.1
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• 2005

• 비파괴검사학회지
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• 제32권2호
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• pp.170-176
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• 2012

원자력 산업에 있어서 파이프의 감육결함은 수명평가 및 안전평가에 막대한 손실을 발생 할 수 있다. 비파괴검사 기법을 이용하여 변형, 진동, 결함 평가를 수행하고 있지만, 넓은 면적의 결함을 평가하는 기법이 적으며, 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 원자력 발전소의 2차계통에서 주로 사용되는 탄소강 배관을 대상으로 내부에 인공 감육결함을 가공하고 두께를 서로 다르게 하여 제작하여 Shearography를 이용하여 감육결함부의 변형을 측정하였다. 또한 광 계측을 통하여 변형, 진동, 결함 평가뿐만 아니라 압력용기의 결함깊이를 정량적으로 평가하고자 한다. 본 논문은 전단간섭계를 이용하여 파이프의 내부 감육 결함을 측정하고, 압력에 따른 변형을 제시한 기법을 이용하여 정량적인 결함의 잉여두께를 평가하고자 한다. 변형량을 이용하여 잉여두께 예측결과 실제 결함깊이와 약 7%의 오차로 신뢰성을 확보하였으며, 압력에 따른 변형량과 잉여두께의 DB구축을 통하여 원전 배관의 감육부 건전성 평가에 활용될 수 있을 것이다. 따라서, 본 연구에서 제안하는 압력용기 결함깊이 측정법은 원자력배관의 감육결함 예측 및 건정성 평가 기술 개발 등 이론과 실험이 결함된 기초연구로서 압력용기의 안정성, 건전성, 보수성을 증진시킬 수 있는 기반확립에 기여할 것으로 기대한다.