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MFL 비파괴 검사 시스템에서 다중 결함에 의한 신호 왜곡과 신호 보정에 관한 연구
A Study on the Signal Correction for Multiple Defects in MFL Type Nondestructive Testing System 원문보기

韓國磁氣學會誌 = Journal of the Korean Magnetics Society, v.26 no.1, 2016년, pp.24 - 30  

박정훈 (부산대학교 전기공학과) ,  김희민 (부산대학교 전기공학과) ,  박관수 (부산대학교 전기공학과)

초록
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지하에 매설된 가스배관에 발생한 결함 유무를 판별하는 방법으로는 자기누설 신호를 탐지하는 비파괴검사 기법이 사용되어져 왔다. 지하 매설된 배관은 높은 가스 운용압력과 습기와 같은 외부환경에 노출되어 있어 금속부식과 같은 결함들이 군집하여 발생한다. 군집 결함들에 의해 발생한 자기누설 신호는 단일결함 신호와 비교하여 왜곡된 형태를 가지며, 왜곡된 결함 신호의 분포는 최종적으로 결함의 형상 추정을 어렵게 한다. 본 논문에서는 30인치 직경의 배관을 기준으로 다중 결함의 배치 형태와 거리를 달리하며 신호 패턴을 분석하고, 인접한 결함의 분리 가능 여부와 신호 보정을 고려한 개선된 결함 판정 알고리즘을 제안하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

MFL (Magnetic flux leakage) type nondestructive testing has been used for inspection of underground gas pipelines to find metal defects by detecting magnetic leakage signal. Because the underground gas pipeline is exposed by environment such as high pressure with great humidity, external defects are...

주제어

#비파괴검사   #배관결함탐상   #다중 결함   #유한요소해석  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 기존의 자기 누설 방식의 비파괴 검사 시스템에서는 단일 결함에 의한 결함 신호 검출 방법에 집중 해왔는데 실제 배관에서 인접한 다수의 결함이 형성하는 신호는 상호 간섭으로 왜곡되어 결함 판정 과정 중에 치명적인 오류가 발생할 수 있다는 문제점을 가진다. 그렇기 때문에 본 논문에서는 인접한 두 결함의 위치에 따른 결함 신호의 왜곡 현상을 분석하였다.
  • 본 논문에서는 자기 누설 방식의 비파괴 검사 시스템에서 다중 결함에 의한 자기 신호의 왜곡 현상을 확인하기 위해 결함의 배치를 축방향과 원주 방향으로 달리하고 결함간의 거리를 결함 직경의 배수로 변화시키면서 신호 패턴을 분석하였다. 이를 바탕으로 인접한 결함간의 영향을 고려한 개선된 결함 판정법에 대한 기초 알고리즘을 제안하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
자기누설 피그는 어떻게 운용되는가? 자기누설 기법을 적용한 비파괴검사 탐상 시스템을 MFL PIG(Pipeline Inspection Gauge)라고 부른다. 일반적으로 직경이 30 inch 이상인 가스배관 내부는 20기압 이상의 높은 압력을 유지하고 있고, 이로 인해 자기누설 피그(MFL PIG)는 별도의 추진 장치 없이 배관 내벽에 붙은 상태에서 약 4 m/s의 속도로 이동하며 운용된다. 국내외에서 운용되고 있는 자기누설 피그 (MFL PIG)는 배관 외벽에 발생한 단일결함의 유무 판별과 결함의 형상 추정 성능은 뛰어나며, 이를 위해 효율적인 결함 신호 측정 방법 및 신호처리 방법에 관한 연구가 지속적으로 진행되어 왔다[4-6].
비파괴 검사는 어떤 경우에 사용되는가? 따라서 이러한 배관의 부식으로 인한 사고를 미연에 방지하기 위해 배관의 정기적인 검사를 통한 유지 · 보수가 필요하다. 배관의 손상, 균열, 용접부의 형태, 피로와 부식 정도를 측정하기 힘든 경우에 사용되는 검사 방법으로 비파괴 검사(Non-destructive Testing)가 사용된다[3].
자기누설 비파괴검사 시스템은 어떻게 구성되어 있는가? 1은 자기누설 비파괴검사 시스템의 기본적인 구조와 동작원리를 나타낸다. 이 시스템의 구조는 가스배관을 강력하게 착자시키기 위한 자계 인가 시스템과 결함에 의해 발생하는 누설 자기장 신호를 측정하기 위한 센서 시스템으로 구성된다. 배관에 자계를 인가할 때 높은 자기 효율을 얻기 위하여 강자성체인 백요크(Back-yoke)를 피그(PIG) 몸체로 사용하며, 그 위에 영구자석을 설치한 후 판형 브러시(Brush)를 배치하여 영구자석에서 발생한 자속이 최대한 배관으로 전달될 수 있도록 자기회로를 구성한다.
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참고문헌 (7)

  1. G. S. Park, Korea Energy Economics Institute Research Report 2005-13 (2005). 

  2. A. E. Crouch, Gas Research Institute Topical Report GRI-91/0365, 12 (1993). 

  3. G. S. Park, S. Y. Hahn, K. S. Lee, and H. K. Jung, IEEE Trans. Magn. 29, 1542 (1993). 

    상세보기 crossref

  4. K. K. Tandon, Materials Selection & Design 36, 75 (1997). 

  5. H. Haines, P. C. Porter, and L. Barkdull, Pipeline & Gas Industry 82, 49 (1999). 

    상세보기

  6. H. M. Kim, H. R. Yoo, Y. W. Rho, and G. S. Park, Int. Conf. URAI 734 (2013). 

  7. K. Seo, D. G. Kim, J. M. Han, and G. S. Park, Trans. KIEE 56, 876 (2007). 

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