• Smart Structures and Systems
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• 제3권3호
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• pp.357-372
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• 2007

Parametric density concept is proposed for a long-range pipeline health monitoring. This concept is designed to obtain the attenuation of ultrasonic guided waves propagating in underwater pipelines without complicated calculation of attenuation dispersion curves. For the study, three different pipe materials such as aluminum, cast iron, and steel are considered, ten different transporting fluids are assumed, and four different geometric pipe dimensions are adopted. It is shown that the attenuation values based on the parametric density concept reasonably match with the attenuation values obtained from dispersion curves; hence, its efficiency is proved. With this concept, field engineers or inspectors associated with long-range pipeline health monitoring would take the advantage of easier capturing wave attenuation value, which is a critical variable to decide sensor location or sensors interval.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2006년도 춘계 학술대회 개요집
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• pp.307-309
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• 2006

For efficient NDE of pipes, essential components of power plant facilities, ultrasonic guided waves were generated and received applying an air-coupled transducer and comb one as non-contact technology, Mode generation and selection were predicted based on theoretical dispersive curve and the element spaceof a comb transducer. In addition, a receiving angle of the air-coupled transducer was determined to acquire the predicted modes by theoretical phase velocity of each mode. Theoretical dispersive curve was compared with the results of the time-frequency spectroscopes based on the wavelet transform and 2D-FFT to identify the characteristics of the received mode. The received modes show a good agreement with the predicted ones.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권1호
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• pp.1-6
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• 2003

배관 내의 스케일은 통수비를 감소시키므로 배관을 적절히 관리하기 위해서는 스케일량에 대한 정량적인 평가가 필수적이다. 상수도 급수관내의 스케일량을 평가하기 위해서 유도초음파를 사용하였다. 가변각 ??지를 사용하여 유도 초음파의 여러 모드를 발생시키고, 노후 배관을 따라서 전파하는 특성을 분석하였다. 실험적으로 관내의 스케일이 증가함에 따라서 $f{\times}d=1.5MHz\;mm$인 경우에 F(M,2) 모드들의 진폭이 크게 감소하는 것을 알 수 있었다. 본 연구의 결과로 상수도 급수관의 스케일량 평가에 적합한 유도 초음파는 F(M,2) 모드들임을 알 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.47-56
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• 2009

록볼트는 숏크리트와 함께 지하구조물의 주지보재로써 중요한 역할을 수행한다. 따라서 록볼트에 발생된 공동결함은 지하구조물의 안정성에 영향을 줄 수 있다. 최근 록볼트 건전도 평가를 위한 비파괴 검사 방법들 중 피에조 디스크 엘리먼트와 음향방출센서를 사용하는 유도초음파의 투과법과 반사법이 우수한 결과를 보여 주었다. 하지만 피에조 디스크 엘리먼트에서 발생되는 파는 현장에 적용하기에 부족한 에너지의 크기를 가진다. 또한 투과법의 경우 현장에서 록볼트 시공시 피에조 디스크 엘리먼트를 철근 끝단에 설치하여 시공하여야 한다. 본 연구의 목적은 충분한 에너지를 발생시킬 수 있는 유도초음파의 반사법을 개발하고 이를 현장에 시공된 록볼트의 건전도를 경가에 적용하는 것이다. 본 연구는 실내실험과 현장실험으로 수행되었다. 충분한 에너지를 갖는 유도초음파를 록볼트 두부에 자국정을 대고 해머로 타격하여 발생시켰으며, 이를 음향방출센서로 수신하였다. 측정된 신호의 분석을 위해 웨이브렛 변환을 이용하였다. 웨이브렛 변환의 최고점으로부터 에너지 속도를 산정하여 록볼트의 건전도를 평가하였다. 유도초음파의 에너지 속도는 실내에 설치된 록볼트 실험체와 현장에 시공된 록볼트의 결함비율이 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 해머 타격방법이 현장에서 록볼트 건전도 평가에 유용한 방법이 될 수 있음을 보여 준다.

• 비파괴검사학회지
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• 제31권4호
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• pp.367-373
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• 2011

유도초음파를 활용한 진단 기술은 기존의 체적파를 이용한 진단 기법과 달리 장거리 진단의 장점 때문에 널리 사용된다. 대부분의 산업현장에서는 배관이 코팅되어 있거나 땅속이 묻혀있다. 이러한 경우 감쇠의 영향으로 기존의 방식으로는 진단에 어려움이 있다. 본 연구에서는 배관에서 전파되는 유도초음파 전파 모드별 음장을 직교모드확장기법을 이용하여 계산하였다. 단일 탐촉자에 의해 전파되는 유도초음파의 음장과 다중 탐촉자 모델링을 바탕으로 배관에서 전파되는 음장 특성을 해석하기 위해 유도초음파 모드별 집속 기술이 사용되었다. 추가적으로 배관에서 전파되는 유도초음파를 가진하는 탐촉자의 개수에 따른 집속 민감도가 종형 모드와 휨형 모드를 이용하여 계산되었다. 본 연구를 통하여 단일 탐촉자에 의해 가진된 유도초음파와 집속 알고리즘을 적용한 다중 탐촉자에 의해 가진된 음장을 비교하여 높은 에너지가 접속 되는 것을 확인 하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제50권6호
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• pp.890-898
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• 2018

Nondestructive inspection (NDI) is an integral part of structural integrity analyses of dry storage casks that house spent nuclear fuel. One significant concern for the structural integrity is stress corrosion cracking in the heat-affected zone of welds in the stainless steel canister that confines the spent fuel. In situ NDI methodology for detection of stress corrosion cracking is investigated, where the inspection uses a delivery robot because of the presence of the harsh environment and geometric constrains inside the cask protecting the canister. Shear horizontal (SH) guided waves that are sensitive to cracks oriented either perpendicular or parallel to the wave vector are used to locate welds and to detect cracks. SH waves are excited and received by electromagnetic acoustic transducers (EMATs) using noncontact ultrasonic transduction and pulse-echo mode. A laboratory-scale canister mock-up is fabricated and inspected using the proposed methodology to evaluate the ability of EMATs to excite and receive SH waves and to locate welds. The EMAT's capability to detect notches from various distances is evaluated on a plate containing 25%-through-thickness surface-breaking notches. Based on the results of the distances at which notch reflections are detectable, NDI coverage for spent nuclear fuel storage canisters is determined.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2004년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.429-436
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• 2004

For the in-situ health monitoring of critical members in civil infra-structures, ultrasonic guided Lamb waves-based non-destructive evaluation (NDE) is very suitable. However, a chief drawback of the Lamb wave techniques is that multiple modes exist at all frequencies and the modes are generally dispersive, which means that the received signals may be very complicated. To overcome these complications, selective transmitting and receiving of a single A/sub 0/ mode within a frequency range can be adopted. Furthermore, a wavelet technique can be utilized to decompose the Lamb wave response into wavelet coefficients as a tool for signal processing. The changes in the Lamb waves interacting with damages in the steel plates are successfully characterized by this wavelet technique, through the amplitude change of the wavelet coefficients. In this paper, the feasibility of detecting a line crack on the surface of a steel plate and loosened bolts in a joint steel specimen using the Lamb waves and the wavelet technique is investigated.

• 한국가스학회지
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• 제20권6호
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• pp.50-57
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• 2016

배관은 석유화학플랜트에서 가장 많은 구성요소이며, 주요설비들에서 생산된 물질을 수송하는 매우 중요한 역할을 수행한다. 특히, 저온 또는 고온의 물질을 수송하는 배관들의 경우 물질의 온도변화를 최소화하기 위해 보온재를 배관의 외면에 덮어 사용하는 경우가 다수이다. 그러나 이러한 보온재에 덮인 배관들에서 부식이 발생할 경우 보온재를 제거하지 않고서는 확인하기 어렵기 때문에 현장검사시 유도초음파를 이용한 비파괴적 방법이 사용되고 있다. 본 논문에서는 보온재 내부에서 발생하는 보온재하 부식(CUI : Corrosion Under Insulation)을 유도초음파를 사용하여 효과적으로 검출하기 위해서 유도초음파의 위상속도 분산선도와 파형구조의 이론적 해석을 통해 최적 발생조건을 선정하고자 하였다. 본 연구의 결과는 다양한 석유화학플랜트 배관의 보온재하 부식에 대한 유도초음파를 이용한 현장검출에 적용할 경우 매우 유용할 것이다.

• 한국음향학회지
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• 제22권1호
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• pp.61-68
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• 2003

유도초음파는 얇은 판재와 다층재료를 평가하는데 널리 사용되는데, 이를 정량적으로 이용하기 위해서는 위상 및 군속도의 분산 곡선은 필수적이다. 본 연구에서는 누수 램파의 후방복사 신호를 측정하기 위한 측정장치를 개발하였다. 시험편을 회전시켜서 입사각을 변화시켰으며, 2차원 평면에서 움직이면서 입사 위치를 바꾸었다. 광대역 초음파 탐촉자를 사용하여 탄성판에서 발생하는 누수 램파 후방복사 신호를 측정하였다. 입사각으로부터 위상속도가 결정되며, 이에 해당하는 램파의 특정모드가 판재 내에 강하게 발생되고, 이 램파는 시험편의 앞뒤로 진행하면서 물속으로 에너지를 방출한다. 동일한 탐촉자를 사용하여 누수 램파의 후방복사 신호를 검출하고, 이 신호의 주파수 성분은 분산곡선에 대한 정보를 지닌다. 입사각도와 수신된 파형의 주파수 분석을 통하여 램파의 위상속도 분산곡선을 구하였다. 또한 특정한 입사각에서 입사점을 변화시키면서 초음파 신호의 시간대역 이동으로부터 군속도를 측정하였다.

• 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.