• Smart Structures and Systems
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• 제1권2호
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• pp.185-215
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• 2005

Advanced signal processing techniques have been long introduced and widely used in structural health monitoring (SHM) and nondestructive evaluation (NDE). In our research, we applied several signal processing approaches for our embedded ultrasonic structural radar (EUSR) system to obtain improved damage detection results. The EUSR algorithm was developed to detect defects within a large area of a thin-plate specimen using a piezoelectric wafer active sensor (PWAS) array. In the EUSR, the discrete wavelet transform (DWT) was first applied for signal de-noising. Secondly, after constructing the EUSR data, the short-time Fourier transform (STFT) and continuous wavelet transform (CWT) were used for the time-frequency analysis. Then the results were compared thereafter. We eventually chose continuous wavelet transform to filter out from the original signal the component with the excitation signal's frequency. Third, cross correlation method and Hilbert transform were applied to A-scan signals to extract the time of flight (TOF) of the wave packets from the crack. Finally, the Hilbert transform was again applied to the EUSR data to extract the envelopes for final inspection result visualization. The EUSR system was implemented in LabVIEW. Several laboratory experiments have been conducted and have verified that, with the advanced signal processing approaches, the EUSR has enhanced damage detection ability.

• 에너지공학
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• 제25권4호
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• pp.103-109
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• 2016

폴리에틸렌(Polyethylene) 배관은 가요성이 좋고 부식이 되지 않는 등의 장점으로 가스배관 뿐만 아니라 원자력 발전소의 배수관, 석유화학 및 정유사 공정배관 등으로 그 사용범위가 점차 확대되고 있다. 그러나 폴리에틸렌 배관의 연결부를 직접적으로 검사할 수 있는 검사방법이 개발되지 않아서 사용범위를 확대하는데 제한을 받고 있다. 폴리에틸렌 배관의 연결방법은 전기융착 방법과 버트융착 방법으로 구분할 수 있는데 이 중에서 가장 많이 사용하는 방법은 버트융착이다. 버트융착은 배관과 배관을 열판에 맞닿게 하고 일정한 온도 및 압력을 가한 후 열판을 제거하고 용융된 배관의 말단부를 서로 연결하는 방법으로서 별도의 연결구가 필요하지 않아 가장 많이 사용하고 있는 연결방법이다. 버트융착 시에 열판으로부터 열이 용융된 후 압력을 가하면 용융부는 비드를 형성하는 부분과 연결부를 형성하는 부분으로 분리되고 냉각과정을 거쳐 버트융착부가 된다. 본 연구는 연결부를 형성하는 부분에서 열판으로부터 열이 전파되어 용융된 거리를 측정하고 이 결과를 연결부에 대한 건전성 평가 방법 중의 하나로 제시하고자 한다. 외경 225mm, 두께 20.5mm의 중밀도 폴리에틸렌 가스용 1호관의 초음파 속도를 측정한 결과 2,200m/s 였다. 열용융 거리를 측정하기 위하여 열판으로부터 열이 전파되어 폴리에틸렌을 가열하는 시간을 0%~130%까지 변화시켜 시험편을 제작하였다. 또한 정상적인 가열시간(100%의 가열)을 제공하고 스크레핑 처리를 하지 않은 시험편과 토양을 삽입한 시험편 그리고 자갈을 삽입한 시험편과 비닐류를 삽입한 시험편을 제작하였다. 총 20개의 시험편에 대한 열용융 거리를 측정하기 위하여 3.5MHz 및 5.0MHz 센서를 이용하였으며 1개의 시험편에 대하여 총 3곳에서 초음파 탐상을 실시하였다. 열용융 신호를 명확하게 구분하기 위하여 모든 탐상 결과에 대하여 동일한 post image processing을 수행하였고 이미지 레벨, contrast, sharpen 및 threshold를 적용하였으며 결과 탐상은 가장 직관적으로 파악할 수 있는 gray scale로 표현하였다. 탐상 결과 가열시간이 짧은 시험편일수록 융착이 이루어지지 않아 멀티플 에코가 반사되는 영역이 증가하였으며 이 부분을 최대한 배제할 수 있는 위치에서 데이터를 획득하였다. 정상적인 가열시간의 80%인 168초의 시간을 가한 시험편부터 열용융 거리에 대한 반사신호가 뚜렷이 구분되었으며 이 시험편부터 거리 측정을 실시하였다. 가열시간이 정상가열시간의 7%인 15초의 가열시간을 가한 시험편부터 더 낮은 가열시간을 가한 시험편의 경우 융착이 이루어지지 않아서 3곳 모두 데이터 영상을 획득할 수 없었다. 위 실험 결과로 위상배열초음파를 통해 폴리에틸렌 배관 버트융착부에서 열이 용융되어 전파된 거리 측정이 가능함을 확인하였으며 또한 열이 용융되어 전파된 거리 측정을 통해 정상적인 융착과 불완전 융착을 구분할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국생산제조학회지
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• 제25권1호
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• pp.48-53
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• 2016

An EMAT can be used to reliably detect defects as it serves as a non-contact transducer with the ability to transmit ultrasonic waves into specimens without couplant. Moreover, an EMAT can easily generate desired waves by altering the design of the coil and magnet. This study proposes an SH-EMAT to evaluate the integrity of the TIG welding part. A stainless steel was welded using the TIG welding method. The welding current was varied to create artificial defects. Both the PA-UT and the RT were applied to verify the defect size. The experimental results generated by using the EMAT were compared with those methods. The amplitude was observed to decrease with an increase in the defect size. These results confirmed that the presence of defects can be reliably detected by attenuation of signal amplitude. The results demonstrated that the proposed method is suitable for evaluating the integrity of TIG welding.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.490-490
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• 2023

위상배열초음파검사(PAUT)는 기존 초음파검사에서 획득할 수 있었던 A-scan의 결과와 달리, 관로 내부로 진입하지 않고도 부식에 의한 강관 손상 정도를 정량적인 시각적 데이터로 파악할 수 있는 검사 기술이다. 관내부 직접조사가 가능한 상수도 강관을 대상으로 직접조사와 PAUT를 비교한 결과, PAUT는 높은 정확도와 신뢰성을 보여주었다. 또한, 강관 내부의 부식검사에서는 PAUT를 적용함으로써 관체의 부식 면적, 부식 최대 깊이, 부식 위치를 넓은 범위에서 신뢰성 높은 검사 및 결과 도출이 가능하였다. 이러한 결과는 PAUT 기술이 강재 구조물의 다양한 부식 문제를 신속하게 파악하고 해결하는 데 기여할 수 있음을 의미한다. 따라서, 본 검사 기법은 상수도 관로의 강재 진단 및 점검에 있어 높은 신뢰성 및 효율성을 보여 주는 진단기법으로써 다양한 강재 시설물의 평가에 활용성이 클 것으로 판단된다. 이에 따라 PAUT는 상수도 시설물뿐만 아니라 다양한 시설물에서도 높은 활용 가능성을 가질 것으로 예상된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권9호
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• pp.3342-3351
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• 2023

High-density polyethylene (HDPE) pipelines in nuclear power plants (NPPs) have to meet high requirements for seismic performance. HDPE pipes have been proved to have good seismic performance, but joints are the weak links in the pipelines, and pipeline failures usually initiate from the defects inside the joints. Limited data are available on the seismic performance of butt-fusion joints of HDPE pipelines in NPPs, especially in terms of defects changes inside the joints after earthquakes. In this paper, full-scale shaking table tests were performed on a test section of suspended HDPE pipelines in an NPP, which included straight pipes, elbows, and 10 butt-fusion joints. During the tests, the seismic load-induced strain of the joints was analyzed by strain gauges, and it was much smaller than the internal pressure and self-weight-induced strain. Before and after the shaking table tests, phased array ultrasonic testing (PA-UT) was conducted to detect defects inside the joints. The locations, numbers, and dimensions of the defects were analyzed. It was found that defects were more likely to occur in elbows joints. No new defect was observed after the shaking table tests, and the defects showed no significant growth, indicating the satisfactory seismic performance of the butt-fusion joints.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권3호
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• pp.248-255
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• 2009

After several damages by PWSCC were found in the world, USNRC and PNNL(Pacific Northwest National Laboratory) started the research on PWSCC under the project name of PINC. The aim of the project was 1) to fabricate representative NDE mock-ups with flaws to simulate PWSCCs, 2) to identify and quantitatively assess NDE methods for accurately detecting, sizing and characterizing PWSCCs, 3) to document the range of locations and morphologies of PWSCCs and 4) to incorporate results with other results of ongoing PWSCC research programs, as appropriate. Korea nuclear industries have also been participating in the project. Thermally and mechanically cracked-four mockups were prepared and phased array and manual ultrasonic testing(UT) techniques were applied. The results and lessons learned from the preliminary RRT are summarized as follows: 1) Korea RRT teams performed the RRT successfully. 2) Crack detection probability of the participating organizations was an average 87%, 80% and 80% respectively. 3) RMS error of the crack sizing showed comparatively good results. 4) The lessons learned may be helpful to perform the PINC RRT and PSI /ISI in Korea in the future.

• 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.