• 제목/요약/키워드: Ultrasonic/Nondestructive Evaluation

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초음파를 이용한 원자력발전소 증기발생기 전열관의 정략적 결함 평가에 관한 연구 (A Study on Quantitative Flaw Evaluation of Nuclear Power Plant Steam Generator Tube by Ultrasonic Testing)

  • 윤병식;김용식;이희종;이영호
    • 비파괴검사학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.12-17
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    • 2006
  • 원자력발전소의 증기발생기는 수천 개의 매우 얇은 두께의 튜브로 구성되어 있다. 이러한 증기발생기의 튜브는 원자력발전소의 1차 계통과 2차 계통의 압력경계를 유지하는 데에 매우 중요한 역할을 하고 있으며, 고온 고압의 열 수력적 상호작용으로 인한 가혹한 운전조건으로 인하여 손상되기 쉽다. 따라서 증기발생기의 구조적 건전성을 평가하기 위하여 많은 시간과 노력이 투입되고 있다. 와전류 검사 방법이 증기발생기 튜브의 건전성을 평가하기 위한 가장 보편적인 비파괴 방법이지만, 와전류 검사의 특성상 결함의 전체 체적에 의하여 신호의 특성이 나타나게 되어 정확한 결함의 크기를 평가하기에는 한계가 있다. 본 연구에서는 증기발생기 튜브의 결함 검출과 정확한 측정을 위하여 초음파 검사기법의 적용 가능성을 확인하였으며, 연구결과를 증기발생기 튜브 검사에 적용 할 경우 검사결과가 크게 향상 될 것으로 기대된다.

초음파를 이용한 저압 터빈 로타 디스크 검사 기술 개발 (Development of an Ultrasonic Inspection Technique for LP Turbine Rotor Disc)

  • 장홍근;조경식;원순호;정민화;조용상;허광범
    • 비파괴검사학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.174-183
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    • 1997
  • 터빈 로타 디스크는 디스크, keyway, bore surface, hub, rim 등으로 구성되고 이들 부분이 전형적인 균열 발생 부위이다. 이러한 부위는 기하학적 형상이 복잡해 적절한 탐촉자의 선정, wedge 설계 및 가공, 검사체의 형상과 크기에 따른 정상신호와 결함신호의 분류 및 평가가 필요하다. 본 연구에서는 디스크 keyway 및 bore surface에 인공결함을 갖는 디스크 대비 시험편을 제작하여 구조, 형상별 초음파 신호를 수집하여 분석하였고 디스크 곡률에 따른 wedge를 설계, 제작하였다. 본 연구를 통하여 형상별 신호를 정의할 수 있었고 디스크부에 발생되는 결함을 검출하고 평가할 수 있는 초음파검사 기술을 확립하였다. 또한 현장 적용에 있어서 성공적인 결과를 입증하였다.

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Applicability of nonlinear ultrasonic technique to evaluation of thermally aged CF8M cast stainless steel

  • Kim, Jongbeom;Kim, Jin-Gyum;Kong, Byeongseo;Kim, Kyung-Mo;Jang, Changheui;Kang, Sung-Sik;Jhang, Kyung-Young
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제52권3호
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    • pp.621-625
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    • 2020
  • Cast austenitic stainless steel (CASS) is used for fabricating different components of the primary reactor coolant system of pressurized water reactors. However, the thermal embrittlement of CASS resulting from long-term operation causes structural safety problems. Ultrasonic testing for flaw detection has been used to assess the thermal embrittlement of CASS; however, the high scattering and attenuation of the ultrasonic wave propagating through CASS make it difficult to accurately quantify the flaw size. In this paper, we present a different approach for evaluating the thermal embrittlement of CASS by assessing changes in the material properties of CASS using a nonlinear ultrasonic technique, which is a potential nondestructive method. For the evaluation, we prepared CF8M specimens that were thermally aged under four different heating conditions. Nonlinear ultrasonic measurements were performed using a contact piezoelectric method to obtain the relative ultrasonic nonlinearity parameter, and a mini-sized tensile test was performed to investigate the correlation of the parameter with material properties. Experimental results showed that the ultrasonic nonlinearity parameter had a correlation with tensile properties such as the tensile strength and elongation. Consequently, we could confirm the applicability of the nonlinear ultrasonic technique to the evaluation of the thermal embrittlement of CASS.

용접열사이클 재현에 의한 SS400강 및 STS304강의 특성 평가 - 제3보: 잔류응력과 초음파 파라미터 (Evaluation of Characteristic for SS400 and STS304 Steel by Weld Thermal Cycle Simulation - 3rd Report: Residual Stress and Ultrasonic Parameter)

  • 안석환;최문오;정정환;김성광;남기우
    • 한국해양공학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.27-34
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    • 2008
  • The temperature distribution in the weldment is not uniform because a weldment is locally heated. Thermal plastic deformation results from the local expansion and shrinkage by the heating and cooling of metal. Therefore, residual stresses and distortion occur in the weldment. In this study, we had conducted on the weld thermal cycle simulation that is supposed as the HAZ on SS400 steel and STS304 steel. The residual stresses that were obtained from the drawing and the weld thermal cycle simulation were estimated by X-ray diffraction. We also carried out ultrasonic test for the weld thermal cycle simulated specimens, and then conducted on nondestructive evaluation by the ultrasonic parameters obtained ultrasonic test. From the results, residual stresses of weld thermal cycle simulated specimens after the residual stress removal heat treatment are lower than that of the drawing.

초음파(超音波)의 수직탐상법(垂直探傷法)에 의한 경사(傾斜)를 갖는 원형평면결함(圓形平面缺陷)의 크기 평가(評價)에 관한 연구(硏究) (A Study on the Size Evaluation of Circular Flat Flaw with Indication by Straight Beam Inspection of Ultrasonic Wave)

  • 한응교;김기중;이국환
    • 비파괴검사학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.11-22
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    • 1984
  • In the straight beam inspection of ultrasonic wave, the method for evaluating flaw size by AVG diagram is useful as a method for the quantitative evaluation of results of ultrasonic flaw detection. This study was carried out the measure the size of circular flat flaw with the inclination by straight beam inspection and could be decreased the error of application due to the inclination of flaw by AVG diagram in consideration of correction coefficient. From the result of the experiment, the error by means of the application of experimental values to AVG diagram was increased as the inclination angle grows. Also, it n s increased the error of application as the detecting frequency and diameter of flaw grows in the same inclination angle. In case of diameter of flaw 6mm, AVG diagram could be applied to the inclination angle $3^{\circ}$ for 5 MHz, $7^{\circ}$ for 2.25 MHz, $15^{\circ}C$ for 1 MHz in the range of 20% error and the theory was concided with the experiment to $5^{\circ}C$ for 5 MHz, $10^{\circ}C$ for 2.25 MHz, $15^{\circ}C$ for 1 MHz in the range of 10% error by correction eq. (45) due to the inclination angle. Therefore, it is considered that the results obtained from this study will be somewhat helpful informations for the size evaluation of circular flat flaw with the inclination.

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초음파와 Barkhausen Noise에 의한 강의 연.취성천이온도 예측 (Prediction of Fracture Appearance Transition Temperature(FATT) to Steel by Ultrasonic and Barkhausen Noise Method)

  • 남영현;성운학
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제23권7호
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    • pp.1215-1222
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    • 1999
  • It is advantageous to use an NDE method to assess the mechanical properties of materials since the conventional method is time-consuming and sometimes requires cutting of sample from the material/component. This paper shows that the ultrasonic and the Barkhausen noise(BHN) methods can be used to accurately characterize forged reactor vessels. The attenuation coefficient of the ultrasonic wave was changed with heat treatment temperature and condition[as-quenched, tempered, PWHT]. The RMS[root mean square] voltage of Barkhausen noise depended on heat treatment temperature and conditions. The fracture appearance transition temperature(FATT) can be predicted using nondestructive evaluation methods.

초음파 Spectroscopy에 의한 박막두께 측정

  • 박익근;한응교;최만용;한두교
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1992년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.190-199
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    • 1992
  • Ultrasonic Spectroscopy technique, covering a wide frequency range, is one of the powerful Nondestructive Evaluation method for detection of microdefects and thickness measurement of thin film below the linit of ultrasonic distance resolution in various types of masterials and composites, provides a useful information that connot be obtained by a conventional measuring system using a single frequency. Results of computer simulation of multiple reflection wave were applied for particular cases : measurements of thickness and Ultrasonic wave velocities propagating normal to the surface in Acryle thin films can be evaluted by using the interference phenomenon, even dimensions of interest are smaller than the ultrasonic wavelength. The repeatability of the thickness measurement in 0.28 mm thin film was 10$\^$-3/.

초음파 판파와 신경회로망 기법을 적용한 리뱃홀 부위의 균열 크기 평가 (Evaluation of Size for Crack around Rivet Hole Using Lamb Wave and Neural Network)

  • 최상우;이준현
    • 비파괴검사학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.398-405
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    • 2001
  • 리벳이음은 응력집중 등에 의한 피로균열 발생 가능성이 높은 구조특성을 가지므로 구조물의 안전성 확보를 위하여 비파괴 평가 방법에 의하여 리벳홀 주위 균열에 대한 평가가 요구되고 있다. 유도 초음파의 일종인 Lamb파는 판형상의 구조물의 비파괴 평가에 적합하며, 신경회로망은 비파괴 평가 기술에서 결합의 크기 및 종류 인식에 관하여 가장 효율적인 기법으로 많은 연구자들에 의해 적용되어 왔다. 본 연구에서는 항공기의 스킨재료로 적용되는 A12024-T3판재에 대하여 유도초음파의 일종인 판파를 적용하여 리벳홀 주위 균열 신호를 검출하였으며, 또한 리벳홀 주위 균열의 크기 평가를 위하여 백프로퍼게이션 알고리즘을 적용한 신경회로망을 적용하였다. 이때, 초음파 트랜스듀서와 시험편 사이의 불균일 접촉에 의한 오차를 줄이기 위하여 초음파 파형에서 시간 및 주파수 성분의 특성을 추출하여 신경회로망에 적용하였다. 그리고 이들 판파신호에서 추출한 시간 및 주파수 성분의 특성은 균열 크기 결정에 유용하게 적용될 수 있음을 증명하였다.

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이종재료 접합면의 초음파 비파괴평가기법 (Ultrasonic Nondestructive Evaluation Technique of Dissimilar Metal Transition Joints)

  • 박익근;박은수
    • 비파괴검사학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.194-205
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    • 1994
  • 이종재료 접합재의 연구개발(R&D)이나 품질보증(QA)분야에서 최적 접합조건의 신속한 결정과 사용중 접합재의 접합강도에 결정적으로 영향을 미치는 접합계면의 박리 미접합부등의 비파괴진단 평가기법에 적극 활용되고 있는 초음파비파괴평가(UNDE)기법의 주된 특징과 적용한계, 향후 연구되어야할 과제등을 최근의 특징적인 연구경향과 적용예를 중심으로 소개하고자 한다. 본고(本稿)에서 기술하는 초음파비파괴평가기법은 부분적으로는 기술의 안정화단계에 까지 상당히 접근하여, 현재 국내 반도체산업의 품질보증분야에서는 접합재료 접합계면의 비파괴적해석에 그 유용성이 어느정도 확인되고 있으나 정량적비파괴평가(QNDE)와 검사시스템의 꽃이라 불리는 전문가시스템화에의 접근에는 아직 해결되어야할 문제가 많다. 따라서, 저자들은 앞으로 접합재료 접합계면의 비파괴적해석에 관련한 연구사례와 결과를 정량적비파괴평가의 중요성과 방향성에 초점을 두고 본학회지를 통하여 계속 연재할 계획이다.

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Using Lamb Waves to Monitor Moisture Absorption in Thermally Fatigued Composite Laminates

  • Lee, Jaesun;Cho, Younho
    • 비파괴검사학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.175-180
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    • 2016
  • Nondestructive evaluation for material health monitoring is important in aerospace industries. Composite laminates are exposed to heat cyclic loading and humid environment depending on flight conditions. Cyclic heat loading and moisture absorption may lead to material degradation such as matrix breaking, debonding, and delamination. In this paper, the moisture absorption ratio was investigated by measuring the Lamb wave velocity. The composite laminates were manufactured and subjected to different thermal aging cycles and moisture absorption. For various conditions of these cycles, not only changes in weight and also ultrasonic wave velocity were measured, and the Lamb wave velocity at various levels of moisture on a carbon-epoxy plate was investigated. Results from the experiment show a linear correlation between moisture absorption ratio and Lamb wave velocity at different thermal fatigue stages. The presented method can be applied as an alternative solution in the online monitoring of composite laminate moisture levels in commercial flights.