• 제목/요약/키워드: phased array ultrasonic technique

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원자력발전소 배관 용접부 위상배열 초음파검사 절차서 개발 및 기량검증 (Procedure Development and Qualification of the Phased Array Ultrasonic Testing for the Nuclear Power Plant Piping Weld)

  • 윤병식;양승한;김용식;이희종
    • 비파괴검사학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.317-323
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    • 2010
  • 원자력발전소 배관 용접부에 대한 수동 초음파검사는 KPD(Korean Performance Demonstration)의 일반 절차서를 사용하여 기량 검증을 인정받고 있으나, 자동 초음파검사의 경우에는 일반 절차서가 없으며 해당 자동 검사 장비를 이용하여 절차서 기량 검증을 받아야 한다. 현재까지 국내에서 수행되고 있는 자동 초음파검사에 대한 절차서 기량검증은 대부분 펄스-반사기법을 적용한 절차서이나, 최근에 각광받고 있는 위상배열 초음파검사 기법을 이용한 절차서 기량검증은 국내에서 시행된 사례가 전무하다. 본 연구에서는 원자력발전소 가동중검사에 위상배열 초음파검사 기법을 적용하기 위하여 위상배열 초음파 신호취득 및 평가 소프트웨어를 개발하고 위상배열 초음파 탐촉자 및 웨지를 설계 하였다. 개발된 절차서에 대하여 결함 검출, 길이 및 크기 측정에 대한 기량검증을 수행하였으며, 검증된 위상배열 초음파탐상검사 절차서는 향후 원자력발전소 배관 용접부 검사에 적용할 예정이다.

폴리에틸렌 가스배관 전기융착부 위상배열초음파검사 현장사례 연구 (Study for Field Inspection of Phase-Array Ultrasonic for Electro-fusion Joints of Polyethylene Gas Pipes)

  • 길성희;권정락;박교식
    • 한국가스학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.61-67
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    • 2006
  • 폴리에틸렌(PE) 배관 전기융착부에 대하여 위상배열초음파기술을 이용하여 전기융착부에 대한 비파괴검사를 실시하였다. 사례 1은 직경 300 mm의 PE배관 전기융착부에 대하여 3.5 MHz 배열초음파 센서를 이용하여 건전성 평가를 실시하였으며 사례 2는 직경 350 mm 3개의 새들융착부에 대하여 건전성을 평가하였고 사례 3은 400 mm 전기융착부에 대하여 3.5 MHz 배열초음파 센서를 가지고 비파괴검사를 실시하였다. 그리고 검사한 결과를 절단시험 결과와 비교하였다. 사례 4는 도시가스의 공급압력이 300 kPa인 400 mm PE배관 전기융착부를 탐상하고 그 결과를 살펴보았다.

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위상 배열 초음파 기법을 이용한 Straddle Mount형 저압 터빈 디스크 결함 평가에 관한 연구 (A Study on the Flaw Evaluation in the Straddle Mount Type Low Pressure Turbine Disc Using Phased Array Ultrasonic Technique)

  • 양승한;윤병식;김용식
    • 비파괴검사학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.231-238
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    • 2006
  • 위상 배열 초음파 기법을 이용한 국내 표준형 윈전 저압 터빈의 디스크 검사에 대하여 연구하였다. 이를 위하여 디스크 mockup을 제작하고 결함을 가공하였으며 결함에 대한 검출과 길이 측정 방법에 따른 결과를 고찰하였다. 깊이 측정에서 릴은 결함은 AATT(absolute arrival time technique)방법 혹은 RATT (relative arrival time technique)방법을 사용하여 깊이를 측정할 수 있었으나, 조기에 발견하여야 할 깊이가 깊지 않은 결함은 이와 같은 방법으로 깊이를 측정할 수 없었다. 이 경우 결함 신호가 나타나는 각도 범위를 이용하여 결함 깊이를 측정하였으며 유용한 도구임을 확인하였다.

원전 주증기배관 웰더렛 용접부 위상배열초음파검사 적용연구 (A Study on the Application of Phased Array Ultrasonic Testing to Main Steam Line in Nuclear Power Plants)

  • 이승표;김진회
    • 한국압력기기공학회 논문집
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    • 제7권3호
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    • pp.40-47
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    • 2011
  • KSNPs(Korea Standard Nuclear Power Plant) have been applied the break exclusion criteria to the high energy lines passing through containment penetration area to ensure that piping failures would not cause the loss of containment isolation function, and to reduce the resulting dynamic effects. Systems with the criteria are the Main Steam system, Feed Water system, Steam Generator Blowdown system, and Chemical & Volume Control system. In accordance with FSAR(Final Safety Analysis Report), a 100% volumetric examination by augmented in-service inspection of all pipe welds appled the break exclusion criteria is required for the break exclusion application piping. However, it is difficult to fully satisfy the requirements of inspection because 12", 8" and 6" weldolet weldments of Main Steam pipe line have complex structural shapes. To resolve the difficulty on the application of conventional UT(Ultrasonic Testing) technique, realistic mock-ups and UT calibration blocks were made. Simulations of conventional UT were performed utilizing CIVA, a commercial NDE(Nondestructive Examination) simulation software. Phased array UT experiments were performed through mock-up including artificial notch type flaws. A phased array UT technique is finally developed to improve the reliability of ultrasonic test at main steam line pipe to 12", 8" and 6" branch connection weld.

음압 초점제어를 위한 초음파 위상배열의 전원 장치 (Power Supply of Ultrasonic Phased Array for Focus Control of Acoustic Pressure)

  • 정형존;김의영;유범재;최익
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.137-146
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    • 2019
  • 다수의 초음파 트랜스듀서를 이용한 초음파 위상 배열은 초점제어에 의해 인체 내 종양을 치료하는 목적 등으로 사용되고 있다. 초점제어에 의해 결정된 각 초음파 트랜스듀서 표면음압의 크기와 위상은 각 초음파 트랜스듀서에 인가되는 전압의 크기와 위상을 제어하여 구현 가능하다. 본 논문에서는 초음파 트랜스듀서의 인가전압과 표면음압 사이의 관계를 모델링하고, 요구되는 초음파 트랜스듀서의 표면음압을 생성하기 위한 인가전압을 PWM 기법으로 제어하는 방법을 제안한다. 제안한 방법의 타당성은 61개의 초음파 트랜스듀서로 구성된 초음파 위상배열의 초점제어를 예로 들어 시뮬레이션으로 검증하였다.

원자로냉각재계통 3" 분기관 용접부 위상배열초음파탐상검사(PAUT)기법 개발 (Development of the Phased Array Ultrasonic Test Technique for the Weld Inspection of Reactor Coolant System 3" Branch Connection Lines in Nuclear Power Plants)

  • 이승표;문용식;정남두;조용배;김창수
    • 한국압력기기공학회 논문집
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    • 제4권2호
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    • pp.40-45
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    • 2008
  • There exist many types of pipe and component fatigue through vibrations, thermal fatigues or shifting. In some cases of thermal stratification/thermal fatigue, pipes & components are receiving thermal stress by means of material expansion and shrinkage by continuous thermal repetitive variation. Small cracks initially occur on the inside surface by thermal stress. These cracks grow in depth the pipe wall and finally come to a rupture. Pipe parts of susceptibility to thermal stratification and thermal fatigue are now being examined by conventional UT(ultrasonic test) as volumetric examination. It is difficult to fully satisfy the code & standards requirements because 3" weldolet weldments of RCS 16" pipe to 3" branch connection lines have complex structural shape. To solve the problems of conventional UT examination, we made a realistic mock-up and UT calibration block. We performed a simulation of phased array UT utilizing CIVA as NDE(Non-Destructive Examination) simulation software. Also we designed phased array UT transducer and wedge, optimal frequency by using simulation data. We performed phased array UT experiment through mock-up including artificial flaws(notch). The phased array UT technique is finally developed to improve the reliability of ultrasonic test at RCS 16" pipe to 3" branch connection weld.

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Full Matrix Capture 기법을 통한 초음파신호 영상화 향상 연구 (Study on Enhancements to Ultrasonic Data Imaging Using Full Matrix Capture Technique)

  • 이태훈;윤병식;이정석
    • 비파괴검사학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.299-306
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    • 2015
  • 일반 위상배열 시스템에서는 다수의 압전소자를 가지는 탐촉자의 개별 소자에 인가하는 시간지연을 조절함으로써 초음파빔을 전자적으로 제어하고 초음파 영상을 획득한다. 반면, full matrix capture(FMC) 기술은 위상배열 탐촉자에 대해 하나의 소자에서 초음파를 입사시킨 신호를 모든 압전소자에서 수신하고, 이 방법으로 모든 가능한 송수신 조합의 신호 데이터를 수집하는 방법이다. 이 FMC 데이터는 후처리를 통해 초음파 영상으로 재구성될 수 있으며, 기존 위상배열 초음파 영상과 동등한 영상뿐만 아니라 가상적으로 관심영역의 모든 지점에 집속하여 분해능과 선명도가 향상된 total focusing method(TFM) 영상으로도 합성이 가능하다. 본 논문에서는 일반 위상배열장치를 이용하여 FMC가 가능하도록 시스템을 구현하고, 취득된 FMC 신호로부터 sector B-scan 및 TFM 이미지를 영상화하는 알고리즘에 대한 연구를 수행하였다.

위상배열 초음파를 이용한 터빈 블레이드 루트부내 결함평가 기법 연구 (A Study on a Crack Evaluation Technique for Turbine Blade Root Using Phased Array Ultrasonics)

  • 조용상;정계조;박상기;김재훈
    • 비파괴검사학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.151-157
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    • 2004
  • 초음파검사는 재료의 표면 또는 내부에 존재하는 불 연속부를 검출하기 위해, 초음파를 재료에 전달시켜 검사하는 비파괴검사법의 일종이다. 이러한 일반 초음파검사 방법 및 일반 결함평가 방법은 복잡한 형상에서 반사되는 신호로부터 결함을 구분하기가 어려워 결함의 평가 및 검사결과에 신뢰성이 떨어지고 있는 실정이다. 따라서 이러한 crack성 결함의 발생 가능성이 높으나 기존의 초음파검사 방법으로는 결함 판별에 어려움이 있는 설비에서의 검사방법 및 결함평가 방법의 제고가 필수 불가결한 실정이다. 본 연구에서는 위상배열 초음파를 사용하여 크랙 검출능력이 높고 길이 평가가 가장 정확한 방사각도를 규명하고, 주요발전설비중 하나인 터빈에 적용하였다. 기존의 초음파 검사 방식이 아닌 위상배열 초음파를 이용하여 결함의 크기를 평가할 수 있는 신 기법 및 이를 이용하여 터빈 블레이드 루트부 내에 존재하는 미세 결함에 대하여 크기평가 방법 및 결함탐지 방법에 대하여 고찰하였다.

FRP 박스부재의 결함평가를 위한 위상배열초음파 적용성 평가 (Phased Array Ultrasonic Application for Defects Estimation of FRP Box Member)

  • 곽계환;양동운;김호선;이호현;윤국현
    • 한국농공학회논문집
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    • 제52권5호
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    • pp.69-76
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    • 2010
  • The structural material with the highest possibility of new materials that will be used in the future construction field is fiber reinforced polymer. The current studies on FRP members by using such excellent material characteristics mostly focused on stability, composite problem, and durability of FRP members. The initially constructed FRP members secure excellent stability and durability compared to reinforced concrete and steel materials, but measures for defections during the periodical inspection, methods for detecting breakages, and maintenance and reinforcement are not insufficient. Accordingly, this study proposed a measurement system using the FRP sensor to evaluate the safety of the FRP modular box member, and applied the phased array ultrasonic technique to detect the defects and damage likely to occur during the performance period.

Simulation of Ultrasonic Beam Focusing on a Defect in Anisotropic, Inhomogeneous Media

  • Jeong, Hyun-Jo;Cho, Sung-Jong;Erdenetuya, Sharaa;Jung, Duck-Yong
    • 비파괴검사학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.635-641
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    • 2011
  • In ultrasonic testing of dissimilar metal welds, application of phased array technique in terms of incident beam focusing is not easy because of complicated material structures formed during the multi-pass welding process. Time reversal(TR) techniques can overcome some limitations of phased array since they are self-focusing that does not depend on the geometrical and physical properties of testing components. In this paper, we test the possibility of TR focusing on a defect within anisotropic, heterogeneous austenitic welds. A commercial simulation software is employed for TR focusing and imaging of a side-drilled hole. The performance of time reversed adaptive focal law is compared with those of calculated focal laws for both anisotropic and isotropic welds.