• 비파괴검사학회지
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• 제30권3호
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• pp.225-235
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• 2010

There are many types of the geometric transitions such as dent, bulge, protrusion, expansion, etc, on the inner and outer surfaces of heat exchanger tubes, steam generator tubes, and condenser tubes of nuclear power plants. Such geometric transition causes a local residual stress in heat exchanger tubes and acts as a structural factor accelerating the evolution of defects, in particular stress corrosion cracks. In the conventional eddy current test methods, the bobbin coil profilometry can provide 2-dimensional geometric information on the variation of the average inner diameter along the tube length, but the 3-dimensional distribution and the quantitative size of a local geometric transition existing in the tube cannot be measured. In this paper, a new eddy current probe, developed for the 3-dimensional profile measurement, is introduced and its superior performance is compared with that from the conventional bobbin coil profilometry for the various types of geometric transition. Also, the accuracy of the probe for the quantitative profile measurement is verified by comparing the results with that from the laser profilometry. It is expected that the new eddy current probe and techniques can be effectively used for an optimization of the tube expansion process, and the management of tubes with geometric transitions in service.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권1호
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• pp.47-54
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• 2013

본 논문에서는 Alloy 82/182를 용접재로 이용한 원자로 배관 이종금속 맞대기 용접부(Dissimilar Metal Butt Weld)에서의 PWSCC에 의한 균열성장 거동을 평가하였다. 이를 위해 먼저 유한요소 응력해석을 수행하여 이종금속용접부에서의 응력분포를 결정하였으며, 이때 이종금속용접 및 동종금속용접에 의한 용접잔류응력 외에 수압시험과 정상운전 조건도 고려하여 기계적 하중에 의한 응력 재분배를 고려하였다. 최종적으로 이와 같이 구한 응력 분포를 바탕으로 PWSCC에 의한 축방향 및 원주방향 가상 균열의 균열성장 거동을 평가하여 PWSCC 균열 성장량을 계산하였다. 본 논문의 결과는 향후 PWSCC에 의한 원자로 배관 이종금속 맞대기 용접부의 균열성장 거동 예측에 적용될 수 있다.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권2호
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• pp.153-161
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• 2009

2002년 미국 Davis Besse 원전에서 원자로 압력용기의 상부헤드 관통관 부위의 손상이 발견되고, 2002년 벨기에 Tihange 2호기 및 2003년 일본 쓰루가 원전의 가압기 노즐에서 균열이 발견되어 세계적으로 니켈합금기기의 일차 수응력 부식균열(PWSCC; primary water stress corrosion cracking)이 원자력안전에 상당히 위협적임을 인식하게 되었다. 이에 따라 2005년부터 4년간 계획으로 미국 NRC를 중심으로 니켈합금기기의 검사에 관한 국제공동연구(PINC; program for the inspection of nickel alloy components, 이하 PINC라 함)를 시작하였고 본 논문에는 2005년부터 수행된 PINC 국제공동연구의 수행현황에 대해서 소개한다. PINC 국제공동연구의 목적은 일차 수응력 부식균열의 형상(morphology)을 규명하고, 일차 수응력 부식균열에 대한 비파괴검사기법을 평가하는 것이다. 이 목적을 위하여 한국에서는 한국원자력안전기술원(Korea Institute of Nuclear Safety, KINS, 이하 KINS라 함)을 주축으로 한국원자력연구원, 성균관대, 원자력발전기술원, 한전KPS, (주)엔스코, (주)UMI, (주)세안, 두산중공업(주)이 참가하였고, PINC 수행 결과는 2009년 상반기에 NUREG 보고서로 발간될 예정이다. 이러한 국제공동연구를 수행함으로써 국내 기계재료분야의 결함 형성 및 분석기술이 선진국 수준임을 과시하고, 국내 비파괴검사 기술을 선진국 수준으로 끌어 올릴 수 있었으며, 이번 기회를 통하여 국내 산학연이 서로 협력하여 니켈합금기기의 건전성평가 기술을 한 단계 상승시킬 수 있었다.

• 토지주택연구
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• 제13권1호
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• pp.141-150
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• 2022

국내 대규모 지진 이후 구조물의 내진에 대한 연구 필요성이 커짐에 따라 행정안전부에서는 기존의 내진설계기준 공통적용사항을 개정하여 국가내진성능 목표치를 상향하였으며 새로 개정된 내진설계기준의 성능목표치에 대한 연구가 필요하게 되었다. 이에 본 논문에서는 실제 노후화된 Test-Bed의 댐 제체와 내부에 매립되어 있는 수압철관과 유체를 여러 변수를 도입하여 3차원 유한요소법으로 모델링 하였으며 수압철관 내부 유체의 동수압으로 인한 거동을 분석하고 개정된 현행 내진설계 기준법에 부합하는 지진파에 대한 댐 제체와 수압철관의 안전성을 확인하였다. 3차원 유한요소해석결과 수압철관의 수충격에 의한 응력변화가 매우 작았으며 이를 통해 지진상황에서 수충격 보다 동수압의 영향이 더 큰 것을 확인할 수 있었다. 동수압이 SPH 형태인 경우 지진동으로 인한 유체의 거동과 응력 발생 위치를 유효하게 나타낼 수 있으며 취약부 분석에 더욱 용이할 것으로 분석되었다. 부식을 고려한 해석결과 수압철관이 제체의 매립되어 있기 때문에 응력 분산의 정도가 작아져 강재 항복응력의 1% 이하로 매우 작은 응력결과를 보였다. 또한 콘크리트 댐 제체의 상류 유입부의 미소 인장균열 발생 가능성이 있으나 수압철관의 응력증가에 큰 영향을 끼치지 않는 것으로 나타났으며 개정된 유효지반가속도의 지진상황에서 안전한 것으로 판단된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권4호
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• pp.374-382
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• 2009

원자력발전소의 1차측 및 2차측 냉각계의 장벽 역할을 하는 핵심 설비중 하나인 증기발생기(steam generator, SG) 전열관은 공공의 사회적 안전성과 효율적인 발전 용량을 유지하기 위해 구조적 건전성을 유지하여야 한다. 또한 결함을 함유하고 있는 전열관은 해당결함을 조기에 검출, 정량적으로 결함을 평가하여 필요한 경우에는 보수조치를 수행하여야 한다. 이러한 결함의 검출 및 정량화를 위해서 검사관련 고시 및 강화된 SG 관리프로그램(SGMP)에 근거하여 와전류탐상검사법(eddy current testing, ECT)을 적용, 검사를 수행하고 있다. SG 전열관에서 검출되고 있는 결함중 응력부식균열(stress corrosion cracking, SCC)은 미세한 경우 결함의 검출이 어려울 뿐 아니라 생성된 결함의 성장속도가 빠르기 때문에 SG 전열관의 건전성을 위협하는 주요결함 기구중 하나로 분류하고 있다. 본 논문에서는 다양한 결함 깊이 및 길이별로 방전가공(electric discharge machining, EDM)된 축방향 ODSCC에 대해 pancake, +point 및 shielded pancake 코일 등이 탑재된 3 coil형태의 +PT MRPC(motorized rotating pancake coils)를 적용하여 결함의 검출가능 여부 및 크기 측정을 위한 검사를 수행하였으며 본 실험결과를 통해 SG 전열관의 건전성 및 원전 운전의 안전성을 진단하는 공학적 평가 자료로써의 활용 가능성 뿐 아니라 와전류탐상검사의 신뢰도 향상을 도모하고자 하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제16권3호
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• pp.174-183
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• 1996

본 연구에서는 인코넬600 합금을 열처리 상태 및 변형속도 등이 서로 다른 SCC 발생 조건하에서 정변형 속도 시험법으로 인장시켜 그때 발생되는 AE신호와 균열 거동을 비교하므로서 SCC 발생 및 진전을 AE로서 적절히 탐지할 수 있는가를 연구하였고, AE로 탐지 가능한 초기의 최소 균열 크기를 측정하므로서 비파괴시험법으로서의 적용성을 평가하고자 하였다 실험 결과, IGSCC에서 발생되는 AE amplitude 준위는 연성파괴 및 기계적인 변형에서 발생되는 것들보다 큰 것으로 나타났으며, 이것은 AE amplitude준위가 AE발생원을 식별할 수 있는 중요한 변수가 될 수 있음을 의미한다. IGSCC 미소균열의 성장 및 주균열의 형성으로부터 주균열의 성장으로 전환되는 시점을 AE로 적절히 감시할 수 있음을 보였으며, AE로 탐지 가능한 최소 균열 크기는 길이 $200{\sim}400{\mu}m$, 깊이 $100{\mu}m$ 이하의 균열인 것으로 나타났다. 결론적으로 AE기술은 입계 응력 부식 균열의 진전을 조기 탐지할 수 있는 유용한 방법으로 평가되며 비파괴시험법으로서의 실제 적용 가능성도 높을 것으로 판단된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권1호
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• pp.38-44
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• 2003

원자력발전소의 안전성등급 기기에 적용되는 비파괴검사는 실제 결함을 실현한 시험편을 사용하여 결함탐지능력을 검증하도록 하는 기량검증이 요구되고 있다. 가동중인 원전에서 발생 가능한 균열으로는 기계적 피로균열, 열 피로균열 및 입계부식균열 등이 있으나 본 연구에서는 기계적 피로균열을 대상으로 하였다. 인장 피로하중을 사용하여 기계적 피로결함을 제조하기 위해서 시험편을 설계하였고 원하는 피로결함 파면의 조도를 얻기 위해서 인가하중의 크기 및 사이클 수를 조절하여 피로결함을 발생시켰다. 발생된 결함에 대한 정확한 크기와 위치에 대한 물리적 정보를 얻은 후에 결함이 설계된 크기와 위치에 존재하도록 기밀용접을 실시하였다. 기밀용접 후 잔여 용접 흠은 가스 텅스텐 아크용접 및 플럭스 코어드 아크용접으로 채워졌다. 최종 완성된 피로결함 시험편을 방사선투과검사 및 초음파탐상검사를 통하여 검사한 결과, 설계된 길이와 깊이로 피로결함이 형성되었음을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권3호
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• pp.212-219
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• 2003

본 연구의 목적은 음향방출법을 이용하여 고 장력강 용접부의 응력부식균열특성을 평가하는데 있다. 이를 위해 용접재와 후열처리재를 대상으로 인공해수에서 저 변형률로 하중을 가하면서 응력부식균열을 일으키고, 동시에 음향방출법에 의해 손상과정을 감시하였다. 부식환경은 전위계에 의해 제어되었으며, 시험편에는 각각 -0.8V와 -1.1V의 전위 값을 가하였다. -0.8V인 부식환경 하에서 일층 용접부는 후열처리재에 비해 단위 시간당 AE counts수가 훨씬 많이 발생하였으며, 응력부식균열과정에서 균열의 발생 및 합체가 가장 활발하게 이뤄지고 있음을 누적 AE counts의 결과로부터 확인할 수 있었다. 가해진 전위 값이 -1.1V인 경우, 일층 용접재의 파단시간은 이층 용접재에 비해 줄었고, AE counts수는 이층 용접재에 비해 현저히 많이 발생하였다 AE진폭 범위는 -0.8V 일층 용접재에서 가장 높았고, -1.1V 일층 용접재에서 가장 작은 값을 보였는데, fractography분석결과 AE 진폭 범위는 균열의 크기 및 폭과 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.293-298
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• 2006

The reinforced concrete(RC) structures strengthened with fiber reinforced plastic(FRP) has been accepted by the construction engineering community for rehabilitation. FRP composites can present many advantages like a corrosion resistance, strength-weight ratio, relatively short application time, and cost effectiveness. The beams under design load, however, are cracked and result in degrading the strength. It is difficult to recognize cracks and deflections on the surface of the concrete members retrofitted with FRP through the life cycle. For these reasons, if they result in the effects, which were below the expected strength, we must monitor the state of concrete structures all the time in order to take an appropriate measure. Fiber Bragg Grating(FBG) sensor excel as monitoring of investigating the stress state of the retrofitted beams with FRP. The main objective of this study is to measure strain by experiment and analyze the behavior of RC beams retrofitted with FRP using FBG sensor. The kinds of FRP which were used in research are carbon, glass and improved hybrid FRP(IFRP) that has capacity than any other FRP. Other variables are the length of FRP, the number of sheet.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제5권2호
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• pp.313-323
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• 2018

The presence of water inside concrete structures is an essential condition for the deterioration of the structures. The free water in the concrete pores and micro-cracks is the culprit for the durability related problems, such as alkali-aggregate reaction, carbonation, freeze-thaw damage, and corrosion of steel reinforcement. To ensure the integrity and safe operation of the concrete structures, it is very important to monitor water seepage inside the concrete. This paper presents the experimental investigation of water seepage monitoring in a concrete slab using piezoelectric-based smart aggregates. In the experimental setup, an $800mm{\times}800mm{\times}100mm$ concrete slab was fabricated with 15 SAs distributed inside the slab. The water seepage process was monitored through interrogating the SA pairs. In each SA pair, one SA was used as actuator to emit harmonic sine wave, and the other was used as sensor to receive the transmitted stress wave. The amplitudes of the received signals were able to indicate the water seepage process inside the concrete slab.