선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구에서는 알루미늄 관의 건전성을 지속적으로 감시하기 위해 여러 개의 외삽형 코일을 관을 따라 배열하고 관의 주변을 차폐시킨 펄스와 전류 탐촉자를 설계하였으며, 수치해석 모사를 통해 센서코일에 유도되는 펄스와전류 신호들을 계산하고, 이 신호들로부터 피크치와 피크(도달) 시간 정보를 추출하여 구성되는 배열형 신호들을 제안하였다.
제안 방법
- 그래서 Fig. 3(b)와 같이 결함이 없거나 50% 깊이의 내부결함을 갖고 있는 관의 세 센서 위치에서 각각 계산된 펄스와전류 신호들의 피크 발생시간을 비교해 보았다. 그 결과, 코일간의 거리가 1.
- 금속배관의 지속적인 감시를 위하여 먼저 차폐된 외삽형 코일들을 관을 따라 배열하였다. 여자 코일과 센서코일의 위치는 하나의 펄스와전류 신호가 얻어지는 시간이 지난 후, Fig.
- 내부에서는 접근하기 어려운 금속배관의 건전성을 지속적으로 감시하기 위하여 차폐된 외삽형, 보내고 받는 형태의 펄스와전류 배열형 탐촉 자를 설계하고, 수치해석 방법을 사용하여 펄스와전류 신호들을 계산하였으며 이들로부터 배열형 피크치 신호와 배열형 피크시간 신호들을 작성하였다. 탐촉자는 배관을 따라 외삽형 코일들을 등간격으로 배열하고, 코일들의 외부는 페라이트로 차폐하는 형태로 설계되었다.
- 와전류탐상에서는 피검사체내에 와전류가 유도되도록 하고 피검사체의 이상으로 인한 와전류 분포변화가 유도자계의 변화를 발생시키면 이를 센서로 감지하여 피검사체의 이상여부를 판단하는 신호로 사용하므로, 센서에서는 여자코일의 자계보다는 와전류에 의해 발생되는 결함정보를 가진 유도자계가 더 감지될 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 센서코일에 미치는 여자코일의 직접적인 자계의 영향이 최소화 되도록 모든 코일의 외부를 페라이트로 차폐하였다. 그 결과, 결함이 없는 관의 경우 Fig.
- 배열신호들의 특성을 파악하기 위하여, 결함의 깊이와 길이, 위치를 변화시켜 가며 배열신호들에 나타나는 변화를 조사하였다.
- 14 OD로 하였고, 이들은 동시에 연속적으로 위치가 이동되도록 하였다. 위치 이동 중 한 위치에서 센서코일에 유도되는 펄스와전류 신호를 구하여 피크치와 피크시간 정보를 추출하고, 이들을 모든 센서코일 위치에서 수집하여 배열형 피크치 신호와 배열형 피크시간 신호로 개발하였다. 수치 모사를 통해 제안된 배열신호들의 특성을 조사해 본 결과, 배열신호들은 결함의 깊이나 길이 변화뿐만 아니라 결함의 위치를 반영하는데에도 매우 탁월하다는 것을 알수 있었다.
- 한편, 최근에는 내삽형 탐촉자 표면에 여러 개의 팬케익 코일을 원주를 따라 배열해 놓고 순차적으로 코일의 역할을 바꿔가면서 센서코일에 유도되는 임피던스를 신호로 가공하여 사용하는 배열탐촉자가 개발되어 증기발생기 전열관의 건전성 평가에 탁월한 성능을 보인 바 있다[7,8]. 이는 오랜 시간이 걸리는 원주방향의 기계적인 회전 스캐닝을 코일의 배열과 역할 스위칭으로 대체하고 검사속도를 높인 것인데, 본 논문에서 다루는 축방향 외삽형 배열탐촉자와는 검사 대상과 용도 면에서 차이가 있기는 하지만 외부에서의 스캐닝이 어려운 부위에 같은 원리를 적용하여 스캐닝을 대체할 수 있도록 설계에 참조하였다.
- 내부에서는 접근하기 어려운 금속배관의 건전성을 지속적으로 감시하기 위하여 차폐된 외삽형, 보내고 받는 형태의 펄스와전류 배열형 탐촉 자를 설계하고, 수치해석 방법을 사용하여 펄스와전류 신호들을 계산하였으며 이들로부터 배열형 피크치 신호와 배열형 피크시간 신호들을 작성하였다. 탐촉자는 배관을 따라 외삽형 코일들을 등간격으로 배열하고, 코일들의 외부는 페라이트로 차폐하는 형태로 설계되었다. 여자코일과 센서코일간의 간격은 1.
- 탐촉자의 스캐닝이 어려운 금속배관의 외부에서 배관의 벽에 축방향으로 길게 발생하는 결함이나 두께감육 등을 검출하기 위하여 본 연구에서는 일부 취약부위에 설치할 외삽형 배열 펄스와전류 탐촉자를 설계하고, 그 효율성을 수치해석 모사를 통해 검증하였다. 펄스는 여러 개의주파수 성분을 가지고 있으므로 일반 와전류탐상에 비해 침투깊이가 더 깊고 좀 더 다양한 정보를 제공해 줄 것으로 기대된다[1,2].
대상 데이터
- 1에 보였으며, 펄스 폭은 4 ms이다. 관 벽의 두께와 외경이 각각 1.27 mm와 22.225 mm인 알루미늄 관을 대상으로 하였다. 차폐되지 않은 외삽형 여자코일을 사용하였을 때, 4 ms에서의 자속 분포를 Fig.
이론/모형
- 다만, 일반와전류탐상에서는 정현파를 사용하므로 페이져 표현을 사용하여 시간에 대한 미분항을 jω로 대치하여 계산하지만, 펄스와전류탐상에서는 변수의 시간에 따른 변화를 그대로 사용하므로 시간에 대한 미분항을 차분 형태로 계산한다. 본 연구에서는 시간에 대하여 후향차분법을 사용하였고, 공간에 대해서는 유한요소법을 사용하여 해석하였다[3-6].
성능/효과
- 3(b)와 같이 결함이 없거나 50% 깊이의 내부결함을 갖고 있는 관의 세 센서 위치에서 각각 계산된 펄스와전류 신호들의 피크 발생시간을 비교해 보았다. 그 결과, 코일간의 거리가 1.14 OD 이상인 경우에는 피크시간이 변화하지 않음을 볼 수 있었다.
- 9에 보였다. 두 코일의 위치가 결함부위를 지나 이동해감에 따라 배열형 피크치 신호는 신호의 세기가 커졌다가 작아지며, 반대로 배열형 피크 시간 신호는 신호의 세기가 작아졌다가 커지는 형태로 나타난다는 것을 알 수 있다.
- 위치 이동 중 한 위치에서 센서코일에 유도되는 펄스와전류 신호를 구하여 피크치와 피크시간 정보를 추출하고, 이들을 모든 센서코일 위치에서 수집하여 배열형 피크치 신호와 배열형 피크시간 신호로 개발하였다. 수치 모사를 통해 제안된 배열신호들의 특성을 조사해 본 결과, 배열신호들은 결함의 깊이나 길이 변화뿐만 아니라 결함의 위치를 반영하는데에도 매우 탁월하다는 것을 알수 있었다. 이러한 배열신호들은 결함에 대한 정보를 매우 잘 반영하고, 결함신호의 해석도 무척 간편하고 쉬우며, 또한 신호들을 채취하기 위해 사람이 직접 탐촉자를 주사할 필요도 없어, 지속적으로 금속배관의 건전성을 감시하는데 매우 유용할 것이다.
- 배열신호들은 결함의 위치도 쉽게 추정할 수 있게 해준다는 것을 알 수 있다. 이러한 결과들을 종합해 볼 때 배열신호들은 결함에 대한 정보를 매우 잘 반영하고 있으며, 결함신호의 해석도 무척 간편하고 쉽다는 것을 알 수 있다.
후속연구
- 탐촉자의 스캐닝이 어려운 금속배관의 외부에서 배관의 벽에 축방향으로 길게 발생하는 결함이나 두께감육 등을 검출하기 위하여 본 연구에서는 일부 취약부위에 설치할 외삽형 배열 펄스와전류 탐촉자를 설계하고, 그 효율성을 수치해석 모사를 통해 검증하였다. 펄스는 여러 개의주파수 성분을 가지고 있으므로 일반 와전류탐상에 비해 침투깊이가 더 깊고 좀 더 다양한 정보를 제공해 줄 것으로 기대된다[1,2].
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.