• 제목/요약/키워드: 열-음향방출법

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열충격 응력세기계수와 파괴실험 (Thermal Shock Stress Intensity Factor and Fracture Test)

  • 이강용;심관보
    • 대한기계학회논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.130-137
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    • 1990
  • 본 연구에서는 Bueckner의 가중함수법을 열충격 문제에 도입하여 열충격 응력 세기계수를 구하고, 평면변형을 파괴인성치와 비교하여 재료가 열충격을 받은 후 파괴 되는 시간을 이론적으로 계산한다. 또한 음향 방출법을 이용하여 파괴시간을 측정하 고 이론치와 비교한다.

열하중을 받는 복합재료 적층판의 손상에 대한 열-음향방출해석 (Analysis of Thermo-Acoustic Emission from Damage in Composite Laminates under Thermal Cyclic Loading)

  • 김영복;민대홍;이덕보;최낙삼
    • 비파괴검사학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.261-268
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    • 2001
  • 열-음향방출(thermo-AE) 기법을 이용하여 두께 3mm, $[+45_6/-45_6]_s$ 복합재료 적층판의 열응력 유기 손상에 대한 비파괴평가의 유효성을 연구하였다. 반복적인 열부하 사이클에 의해서 thermo-AE 사상수가 감소하는 경향이 뚜렷하게 나타나서 열부하에 따른 카이저효과가 관찰되었다. 열부하사이클중의 thermo-AE거동을 분석하여 복합재료의 응력자유온도를 결정할 수 있었다. 초음파 C스캔, 광학현미경, 주사형 전자현미경을 통해 섬유파단과 모재파손이 관찰되었으며, 이들 파손 인자는 thermo-AE 신호의 단시간 퓨리에 변환처리에 의해 생성된 3종류의 서로 다른 시간-주파수 특성과 대응하였나 이 특성을 이용하여 복합재료의 냉각열처리 및 반복 열부하사이클시의 손상발생과정 및 내부 마찰거동 내역을 추적할 수 있었다.

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음향방출을 이용한 보일러튜브 누설평가 (Leak Detection and Evaluation for Power Plant Boiler Tubes Using Acoustic Emission)

  • 이상국
    • 비파괴검사학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.45-51
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    • 2004
  • 발전소 보일러튜브는 장시간 동안 고온고압하의 기혹한 조건으로 운전됨에 따라 크리프, 열피로와 같은 각종 열화에 의해 누설손상이 발생하고 있다. 이러한 누설손상을 실시간 감시하고 진단하기 위하여 음향방출기술을 이용한 현장적용 연구를 수행하였다. 또한 고장예측 진단기술, 튜브의 수명관리 및 설비 감시에 활용할 수 있도록 음향방출 진단시스템을 개발하여 현장에 설치하고, 보일러 운전상태에 따른 신호측정 및 평가, 누설위치 판별 등에 대해 고찰하였다. 누설감지는 저주파 및 고주파대역의 누설로 구분하여 음향방출신호를 각각 측정 및 평가하였다. 현장적용 연구결과로부터 실시간으로 보일러튜브 상태감시와 누설위치 추적이 가능하였으며, 향후 본 기술을 이용하면 발전설비 안전운전과 발전소 정지에 따른 경제적 손실 예방에 크게 기여할 것으로 기대된다.

원전 구조물 결함 탐지를 위한 음향방출 신호 처리 방안에 대한 기초 연구 (The Basic Study on the Method of Acoustic Emission Signal Processing for the Failure Detection in the NPP Structures)

  • 김종현;김재성;이정;곽노권;이보영
    • 비파괴검사학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.485-492
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    • 2009
  • 열피로균열은 원자력발전소의 운영 과정에서 구조물의 수명을 결정짓는 문제로 정량적인 탐지가 어렵다. 현재 산업현장에서 구조물에 대한 건전성을 정량적으로 평가하기 위해서 radiographic탐상 및 초음파탐상, eddy current 등 다양한 종류의 비파괴검사 기술이 사용되고 있지만, 위에 열거한 비파괴탐상법의 경우 균열이 일정부분 진행된 이후에나 검출이 가능하다는 제한 사항이 있다. 이러한 이유로 구조물에 대한 연속적인 모니터링이 가능한 장점을 가진 음향방출탐상법(acoustic emission testing)이 대안적인 검사방법으로 제시되고 있다. 일반적으로 구조물이나 장비의 건전성에 영향을 미치는 모든 요인들이 음향방출 신호의 발생을 일으키기 때문에, 음향방출을 이용한 결함 탐상시 함께 발생하는 노이즈를 구분하는 일은 음향방출을 연구하는 대부분의 연구원의 주요 업무중 하나라고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 열피로 사이클 조건에서의 배관에 대한 음향방출 신호를 수집하여 유효한 균열 신호를 노이즈로부터 구분하고자 하는 목적으로 진행되었다. 그 방법으로 유사한 조건에서 실시한 결과를 이용하여 노이즈 필터링 조건을 설정하였으며, 균열의 신호를 찾아내기 위한 방법으로 음향파형(waveform) 구분법을 제시하였다. 이 실험에서 도출된 결과는 구조물의 결함을 탐지하는 실시간 연속적 모니터링 기술 개발에 대한 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

음향방출법에 의한 SM 490A 강의 복합용접성 평가 (3) (The Evaluation of Mixed Welded SM 490A Steel by Acoustic Emission (3))

  • 이장규;인승현;우창기;박성완;김봉각
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.289-294
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    • 2003
  • The object of this study is to investigate the effect of compounded welding by using acoustic emission (AE) signals fur weld heat affected zone (HAZ) in tensile testing. This study was carried out a SM 490A high tension steel for electronic shielded metal are welding (SMAW), $\textrm{CO}_2$ gas arc welding and TIG welding. And correspondingly, the root openings are 3, 4 and 2.8mm. Data displays are based on the measured parameters of the AE signals, along with environmental variables such as time and load. These history plots give us useful and powerful information to analyze the results of material evaluation testing.

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음향방출법에 의한 SM 490A 강의 복합용접성 평가 (2) (The Evaluation of Mixed Welded SM 490A Steel by Acoustic Emission (2))

  • 이장규;우창기;김봉각;윤종희;인승현
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.363-370
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    • 2003
  • The object of this study is to investigate the effect of compounded welding by using an acoustic emission (AE) signals and doing a source location for weld heat affected zone (HAZ) through tensile testing. This study was carried out a SM 490A high tension steel for electronic shielded metal arc welding (SMAW), $CO_2$ gas arc welding and TIG welding. Data displays are based on the measured parameters of the AE signals, along with environmental variables such as time and load. These history plots are displays showing the chronological course of the test. Also, source location gives the X- and Y-coordinates of the AE source.

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음향방출법에 의한 몰드형 전력변압기의 절연열화 진단 (Diagnosis of Insulation Deterioration in Cast-Resin Power Transformer using Acoustic Emission Techniques)

  • 이상우;김인식;이동인;이광식
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제14권6호
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    • pp.35-42
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    • 2000
  • 본 연구에서는 몰드형 전력변압기의 절연열화 상태를 진단하기 위해 에폭시 수지의 보이드방전에 의한 절연열 화의 상태를 트리의 길이에 따라 열화 초기, 중기 및 말기로 구분하고 이때 방출된 음향선호흘 분석하였다. 또한 보이드방전에 의한 음향선호를 측정할 때 몰드변압기의 철심에서 발생되는 자기적 음향 노이즈가 중첩됨으로 이를 구분하기 위해 용량 500[kVA]인 실용 몰드변압기를 배전 계통 22.9[kV]의 선로에 접촉하였을 때, 자화전류 및 부하전류에 의해 각 상에서 발생되는 음향 노이즈 신호의 주파수 스펙트럼올 분석하였다. 실행 결과, 에폭시수지의 보이드방전애 의해 발생된 음향방출신호의 주파수 스펙트럼은 열화상태에 따라 약 50-230[kHz] 범위에서 측정되었으나, 배잔계동에 접속된 실용 몰드변압기의 자화전류 및 부하전류에 의해 발생된 자기회로의 음향 노이즈에 대한 주파수 스펙드럼은 약 4O-120[kHz] 대역인 것으로 나타났다.

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음향방출법을 이용한 발전용 보일러 튜브 미세누설 조기 탐지 시스템 개발 및 성능 검증 (Developing an Early Leakage Detection System for Thermal Power Plant Boiler Tubes by Using Acoustic Emission Technology)

  • 이상범;노선만
    • 비파괴검사학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.181-187
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    • 2016
  • 화력발전용 보일러 내부에는 연소열을 고온 고압의 스팀으로 변환하기 위한 열교환 튜브가 복잡한 형태로 배치되어 있다. 이 튜브에서 누설이 발생할 경우 고압의 스팀에 의해 치명적인 고장과 발전 정지를 초래하며, 누설 발생 여부를 조기에 검출하지 못할 경우 인근 튜브의 손상까지 연쇄적으로 발생하여 조기에 튜브 누설을 검출할 수 있는 기술 확립이 필요하다. 본 논문에서는 기존 보일러 튜브 누설 감시 설비(BTLD)에 음향방출(AE) 기술을 적용하여 기존 시스템 대비 미세누설을 검출하고 조기에 경보를 발생시킬 수 있는 시스템에 대해 개발을 하였다. 또한 이 시스템을 검증하기 위해 실제 운전 중인 560 MW급 화력발전소 보일러에서 다양한 크기(ⵁ2, ⵁ5, ⵁ10 mm)의 모의 누설시험을 실시하였으며, 그 결과 기존 시스템에서는 검출하지 못하였던 미세누설(ⵁ2 mm, ⵁ5 mm)에 대해 개발된 시스템은 조기에 경보를 발생(18 dB 이상 신호 상승)시킬 수 있음을 확인하였다.

미세역학적시험법과 음향방출을 이용한 Jute 및 Hemp 섬유/폴리프로필렌 복합재료의 내구성 및 계면 평가 (Interfacial and Durability Evaluation of Jute and Hemp Fiber/Polypropylene Composites Using Micromechanical Test and Acoustic Emission)

  • 김평기;장정훈;김성주;황병선;박종만
    • Composites Research
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    • 제20권3호
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    • pp.55-62
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    • 2007
  • Jute와 Hemp 섬유/폴리프로필렌 (PP)의 내구성 및 계면 평가는 끓는 물 실험 전 후로 해서 조사되었고 끓는 물 실험 전 후에 따른 Jute와 Hemp 섬유의 수분함량은 TCA를 통해 측정되었다. 끓는 물 실험 후, Jute, Hemp섬유와 폴리프로필렌 기지재 사이의 계면전단강도와 기계적 물성은 감소하였다. 반면에 물에 의해 부풀어 오른 미소섬유에 의해 미처리경우와 비교해서 접착일은 증가를 하였다. 그리고 끓는 물 실험 전·후의 Jute, Hemp섬유와 폴리프로필렌의 표면에너지는 동 접촉각을 통해 얻어졌다. 계면전단강도는 항상 열역학의 접착일과 일치하지는 않는다. 끓는 물 내에서, Jute와 Hemp 섬유는 물에 의해 부풀어지게 된다. 그래서 표면적과 수분 침투공간이 증가한다. 끓는 물 실험 전 후의 Jute와 Hemp 섬유 미세파괴 경향은 명백하게 다르다. Jute와 Hemp 섬유/폴리프로필렌 복합재의 환경적 영향에 의한 미세파괴 형태는 광학 현미경을 통한 관찰과 음향 방출 수와 에너지에 의해 상호 일치함을 보여주었다. 끓는 물 실험 이후, Jute 섬유는 Hemp 섬유와 달리 부풀어진 피브릴에 의한 낮은 인장강도에서 나타나는 미세파괴 형태를 보여주었다. 또한, 부풀어진 피브릴에 의해 미세파괴시 음향 방출 수는 증가를 하였으며, AE 진폭과 에너지는 감소하였다.

국부 열손상을 받은 복합재료의 탄성파특성 (Characteristics of Elastics Waves of Fiber-Reinforced Plastic with Localized Heat Damage)

  • 남기우;김영운
    • 한국해양공학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.48-53
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    • 2002
  • Fiber-reinforced composites are extensively used in electronic, ship and aerospace applications due to their high strength and high toughess. In these applications, they are often subjected to localized heat damage due to various sources. In order to ensure their reliability, it is important to predict their residual properties using nondestructive evaluation thchniques. Fabric fiber composite specimens were manufactured with six layers of the glass-fiber prepreg and the carbon-fiber prepreg, respectively. The specimens were subjected to a localized heat damage using a heated copper tip with a diameter of 10mm at 35$0^{\circ}C$(CFRP) and 30$0^{\circ}C$(GFRP), respectively. The specimens were then subjected to tension tests while acoustic emission (AE) activities of specimens were collected. The AE activity of all specimens showed three types of distinct frequency regions. Those are matrix cracking, failure of the fiber/matrix interface and fiber breakage.