• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.868-869
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• 2015

지하 매설된 가스배관을 정기적으로 검사하기 위해서 가스 공급 및 용역업체에서는 주로 비피과검사 탐상장비인 MFL(Magnetic Flux Leakage) PIG(Pipeline Inspection Gauge)를 사용한다. 기존의 MFL PIG는 배관 내 유체(가스,오일 등)의 전후차단 압력의 흐름을 이용해 별도의 구동장치 없이 피그를 진행시켜 배관의 결함 유무를 평가하는 시스템이다. 하지만 10기압 이하의 낮은 운영압력과 T 분기관과 같이 급격한 곡관부가 존재하는 직경 16인치 이하의 도시가스 배관에는 기존의 시스템을 적용하기 어렵다. 이처럼 기존 MFL PIG의 적용이 불가한 도시가스 배관(직경 16인치 이하)을 활주하기 위해서는 우선 비파괴검사 시스템을 견인할 수 있는 추진 로봇이 필요하고 추진로봇에 적합한 자기누설 비파괴검사 시스템의 개발이 필요하다. 또한 비파괴검사 장비의 센서 시스템은 결함신호를 탐지하여 결함의 발생유무 및 결함의 형상을 판별하는 성능도 중요하다. 본 논문에서는 16인치 도시가스 배관의 검사를 위한 자기누설 비파괴검사 시스템의 기초설계와 대상 시스템의 자기적 특성을 분석한다. 또한 배관 외벽의 결함 발생 유무에 따른 자기누설 신호의 크기 및 분포변화를 3차원 유한요소법을 이용해 해석하여, 결함 검출 신호의 특성을 분석하는데 초점을 둔다.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권3호
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• pp.261-266
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• 2002

현재까지 검사를 목적으로 하는 배관 검사용 로봇에 관한 많은 연구가 소개되어 왔다. 그러나 지하매설 배관의 복합한 배관 요소 내에서 주행 할 수 있는 충분한 이동성을 갖추고 있는 로봇을 개발한다는 것은 여전히 어려운 것처럼 보인다. 배관 검사에 사용하기 위한 로봇은 수평관 및 수직관과 같은 기본적인 배관요소 내에서 자유롭게 주행해야 한다. 더불어 축소관이나 곡관에서 주행 할 수 있고 특히 분기관에서 조향 능력은 필수적이다. 본 논문에서는 배관 검사 로봇의 개발에 있어 필수적인 요소와 기술이 소개되며 지난 수년간 연구를 통하여 개발한 배관검사 로봇이 소개된다.

• 한국자기학회지
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• 제23권1호
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• pp.18-25
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• 2013

배관용 비파괴 검사에서 자기누설방식을 이용하여 배관의 결함을 검출하도록 개발된 탐상 시스템 장비를 MFL PIG(Magnetic Flux Leakage Pipeline Inspection Gauge)라 한다. 이 장비는 투자율이 큰 금속 배관의 길이 방향인 축방향으로 자기장을 형성하고, 결함이 있는 부분에 발생하는 누설 자속 신호를 홀센서를 이용하여 검출한다. 하지만 MFL PIG는 배관에 축방향으로 발생한 미소결함에 대해서는 누설 자속의 발생량이 미세하여 결함 유무를 판별하기 어렵다. 본 논문에서는 배관에 발생한 축방향 미소결함을 검출하기위해 CMFL(Circumferential MFL) PIG를 적용하였고, 결함 주위에 발생한 누설 자속 신호의 크기 및 분포를 3차원 정자계 유한요소법을 이용하여 검출 및 분석하였다. 이러한 검출 신호로부터 길이, 폭, 깊이와 같은 결함의 형상을 판정하는 기법을 제안하였고 이를 CMFL PIG 모의 성능 실험을 통하여 비교 및 검증하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권1호
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• pp.91-99
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• 2001

에너지 수송배관은 경제성과 실용성으로 인해 총 설치 길이가 크게 증가하고 있으며, 최근에는 대륙관통 배관망 등의 건설이 지구촌 곳곳에서 진행되고 있다. 이러한 수송용 배관은 운송대상인 오일이나 가스의 폭발특성이나 환경오염 위험성으로 인해 무엇보다 철저한 안전관리가 이루어져야 한다. 선진 각 국에서는 이미 1960년대부터 배관파손의 원인을 분석하고 원인별 대책마련을 위해 부단한 노력을 기울이고 있다. 본고에서는 에너지 수송배관에 발생하는 대표적 결함 종류들에 대해, 선진 각 국에서 사용중인 안전성평가 방법을 정리함으로써, 국내 수송배관 안전성평가 대책 마련을 위한 기초자료로 제시하고자 한다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권2호
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• pp.136-141
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• 2004

배관에서의 균열 탐지를 위해서 비틀림 모드 유도초음파 검사법을 적용하였다. 배관에서 비틀림 모드의 생성 및 수신을 위하여 배열형 전자기음향 탐촉자 (EMAT, electromagnetic acoustic transducer)를 설계, 제작하였다. 직경 2.5 인치의 배관에 대해 주파수 2000kHz의 비틀림 모드 유도초음파를 적용하였으며 가진용으로 4개의 배열형 EMAT를 제작하였으며, 별도의 수신용 EMAT를 설계 제작하였다. 실제 중수로 피더관 mock-up에 대해 곡관부에 다양한 깊이의 인공 결함을 가공한 뒤 약 2 hi 거리에서 각각의 탐지능을 실험하였다. 결함 깊이가 관 두께 대비 5% 인 경우에도 결함 신호를 탐지할 수 있었으나 결함의 깊이와 신호 진폭과의 관계성은 나타나지 않았다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권3호
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• pp.275-281
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• 2004

대구경 배관에서 소구경 배관으로 연결하는 부위 및 배관의 방향 전환을 위해 사용하는 소켓용접부는 용입불량 및 사용시간이 경과되면서 내부로부터 진전될 수 있는 균열 등의 결함을 가질 수 있다. 그러나 지금까지 적용하고 있는 비파괴검사법인 액체침투탐상과 방사선투과검사로는 내부에 존재하는 균열성 결함의 검출이 어렵다. 본 연구에서는 소켓용접부 내부의 균열성 결함 검출을 위한 초음파 검사 기법을 확립하였고, 검사를 수행할 수 있는 초음파 탐촉자를 설계 제작하였으며, 자동으로 검사할 수 있는 검사 장비와 제어용 운영 프로그램을 개발하였다. 개발된 장비는 컴퓨터를 기반으로 하고 있으며, pulser/receiver를 내장하고 100 MHz 고속 A/D board를 사용하여 초음파 탐상기 역할을 프로그램으로 구현하였으며, ISA interface type으로 4축 제어용 motion controller를 개발하여 자동 검사를 수행하는 scanner를 제어하도록 하였으며, 검사 결과는 소켓용접부 단면을 실시간 영상으로 나타내도록 되어 있다. 인공결함 시험편의 결함을 평가한 결과 결함의 깊이가 1mm인 결함의 평가 길이는 실제 크기보다 작게 나타내고 있으며, 결함의 깊이가 증가할수록 결함의 길이가 더 크게 평가되었다. 본 연구로 개발한 장비는 원자력 발전소나 화학플랜트에 많이 널려 있는 소켓용접부 내의 용입불량, 피로 균열 등을 검출하여 객관적인 검사 결과를 제시할 수 있으므로 설비 안전 관리 및 보수 부위 결정에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권5호
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• pp.474-482
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• 2002

필름을 사용하지 않는 방사선투과검사 시스템인 1차원 Radiometric scanning system을 개발하여 부식 및 침적물이 있는 배관의 두께평가에 적용해 보았다. 개발된 시스템은 단일 방사성 동위원소에서 나오는 방사선을 선형으로 접속하여 시험체를 투과시킨 방사선을 한개의 섬광형 검출기언 BGO를 사용하여 검출하는 single source-single detector alignment system을 제어하는 기계주사 시스템과 제어 프로그램을 개발하였다. 개발된 시스템의 성능을 GEMANT4 프로그램을 사용하여 예측하여 보았다. 그리고, 인공결함을 제작하여 넣은 시편과 두께 변화를 준 시편에 적용하여 실제 성능을 평가하였다. 이 시스템은 방사성 동위원소를 이용하여 배관의 부식과 침적물에 의한 두께 변화에 대하여 실시간으로 필름을 사용하지 않고 평가할 수 있는 가능성을 알 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제24권6호
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• pp.171-178
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• 2014

전자기를 이용하여 배관의 비파괴검사를 적용하는 방법 중 하나인 Remote Field Eddy Current Testing (RFECT)는 큰 마찰력이 발생하고 잔류자화성분이 남는 Magnetic Flux Leakage (MFL) 방식과 외벽의 결함을 측정하는데 곤란한 일반 Eddy Current Testing (ECT) 방식의 단점들을 보완할 수 있는 기법으로 50여 년 전부터 다양한 기관에서 연구되어왔다. 그러나 배관 내에서 발생하는 와전류와 자기장에 대한 연구와 RFECT Exciter Coil의 설계에 대한 논의가 부족한 실정이다. 본 논문에서는 유한요소법을 이용한 전자기 해석을 통해 배관 내에서 발생하는 와전류와 자기장의 분포를 확인하고 변수 변화에 따른 영향을 분석하였다. 또한 Exciter Coil에 대한 최적 설계 알고리즘을 제시하고, 결함 형상과 기타 변수 변화가 결함신호에 미치는 영향을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권1호
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• pp.32-38
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• 2001

재료의 손상을 평가하기 위하여 초음파법에 대한 많은 연구가 진행되었고 널리 사용되고 있으나 대부분 균열의 성장 또는 두께의 감소와 같은 문제에 집중되고 있다. 본 연구에서는 2.25Cr-1Mo 강을 이용하여 반복하중에 의해 재료내부에 발생하는 미시균열을 조기에 감지하고, 피로에 의한 파괴를 미연에 방지할 수 있도록 초음파 표면파의 감쇠와 속도변화를 이용하여 균열길이 측정의 정량적인 평가방법을 제시하였다. 중심주파수 5MHz의 탐촉자를 이용하여 파단수명비 약 60%, 균열길이 약 2mm 정도에서 표면파의 속도 및 감쇠 변화를 탐지할 수 있었다. 고주파 탐촉자를 이용함으로써 미시균열의 발생을 조기에 탐지할 수 있으며, 파단수명을 예측하는 기초자료로 활용할 수 있다.

• 한국가스학회지
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• 제6권1호
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• pp.10-16
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• 2002

본 논문에서는 자기해석을 기초로 배관의 결함을 검사할 수 있는 자기인가장치를 개발하져다. 자기인가장치는 영구자석(Nd-Fe-B계열) 및 Linear Hall Effect 센서를 이용하여 배관을 충분히 자화시킬 수 있도록 설계되었으며, 센서 어레이는 8인치 크기로 설계, 제작하였다. 제작된 자기인가장치는 5개의 yoke와 45개의 Linear Hall Effect 센서로 구성된다. 자기회로법을 이용하여 설계된 자기장 인가장치가 배관을 포화시킬 수 있는가를 확인하였고. 또한 8인치 탄소강관(두께 : 5.85mm)에 인공 결함을 제작하여 누설 자속을 측정하였다. 시험 배관에 만들어진 두께 $10\%{\~}80\%$의 결함은 제작된 MFL 모듈을 이용하여 모두 검출하였으며 결함의 깊이가 가장 얇은 0.5mm까지 검출이 가능함을 확인하였다.