초록 ▼

연차별 연구내용
1. 1차 년도(1998)
- TOFD 기법의 적용 알고리즘 확립
- 결함 종류판별 알고리즘의 확립
- 의료용 위상 배열 초음파 탐상 시스템을 대형 구조물의 결함 탐상에 적용하도록 개조·제작

2. 2차 년도(1999)
- 1차년도에 개조.제작된 위상배열 초음파 탐상 시스템에 Transmit /Receive 기능 및 실시간 탐상을 위한 운영 S/W
를 추가하고 성능 평가
- 정량적 결함 평가 알고리즘이 구현된 결함 평가 S/W와 위상 배열 초음파 탐상 시스템, 컴퓨

연차별 연구내용
1. 1차 년도(1998)
- TOFD 기법의 적용 알고리즘 확립
- 결함 종류판별 알고리즘의 확립
- 의료용 위상 배열 초음파 탐상 시스템을 대형 구조물의 결함 탐상에 적용하도록 개조·제작

2. 2차 년도(1999)
- 1차년도에 개조.제작된 위상배열 초음파 탐상 시스템에 Transmit /Receive 기능 및 실시간 탐상을 위한 운영 S/W
를 추가하고 성능 평가
- 정량적 결함 평가 알고리즘이 구현된 결함 평가 S/W와 위상 배열 초음파 탐상 시스템, 컴퓨터 기반 실시간 초음
파 탐상 시스템을 하나의 시스템으로 통합

3. 3차 년도(2000)
- 결함에 대한 정량적 정보를 알고 있는 시험편을 이용하여 시스템의 성능평가 및 미비점 개선
- 개선된 시스템을 실제 산업현장에 투입하여 현장 적용성 검증
- 실제 현장에서 획득한 다양한 형태의 결함에 대한 결함신호 데이터 베이스 구축

Abstract ▼

The nondestructive testing (NDT) of flaws of flaws in large steel structures is one of the essential tasks to maintain important infrastructures safely and to prevent unexpected accidents. Ultrasound NDT has been applied in many steel structures and known the usefulness for the evaluation of flaws.

The nondestructive testing (NDT) of flaws of flaws in large steel structures is one of the essential tasks to maintain important infrastructures safely and to prevent unexpected accidents. Ultrasound NDT has been applied in many steel structures and known the usefulness for the evaluation of flaws. However, the evaluation of the ultrasound NDT using current flaw detectors relies very strongly on subjective experience of human inspectors, which reduces the reliability of the inspection, especially when the quantitative measurement of flaws is required.
To take care of this difficulty, an intelligent phased array ultrasonic inspection system for the quantitative evaluation of flaws in large steel structures has been developed in the present work. The developed system has the outstanding capabilities of intelligent classification, quantitative sizing and precise location of flaws, together with realtime display of ultrasonic images of inside of steel structures.
The development strategy of the phased array ultrasonic inspection system was to modify a medical ultrasound imaging apparatus that is equipped with advanced hardware components. The modification included the optimization of the selected medical system for the steel structure inspection and the addition of a RF data acquisition board. The modified phased array system could provide real time images of inside of specimens and RF signals for the structure inspection has been successfully achieved by ultrasound radiation field simulation using the boundary diffraction wave model.
For the intelligent flaw classification, additional signal processing PC was connected to the phased array system and an intelligent algorithm was developed. The intelligent algorithm using features extracted from RF signals could classify horizontal cracks, vertical cracks, and holes. The phased array system could size flaws from the obtained images. An automatic scanner was developed and connected to the signal processing PC and provide the location of flaws. Therefore, the Quantitative evaluation of Flaws, which is classification, sizing and location, was possible using the developed system in this research. To demonstrate the performance of the developed system, the images of inside of machined specimens and weld specimens were obtained. And a database of flaw images was constructed for the future reference. Finally, the capability of the system was demonstrated in real field inspection of steel structure bridges.

목차 Contents

• 제 1 장 서론...19
• 제 1 절 연구의 필요성...19
• 1. 기술적 측면...19
• 2. 경제 및 산업적 측면...20
• 3. 사회적 측면...20
• 제 2 절 연구개발의 목표 및 내용...22
• 1. 연구개발 최종목표 및 세부목표...22
• 2. 연구개발 내용...23
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...27
• 제 1 절 지능형 결함평가 기술현황...27
• 제 2 절 위상배열 초음파탐상 기술 현황...30
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...32
• 제 1 절 위상배열 초음파 탐상 시스템 개조·제작...32
• 1. 기초조사...32
• 2. 시스템 사양 및 전체 시스템 개념 결정...39
• 3. 시스템 개조 제작...41
• 4. 강구조물 탐상용 위상배열 탐촉자개발...58
• 제 2 절 지능형 결함평가 기법 확립...79
• 1. 결함 종류판별 알고리즘...79
• 2. 결함 크기산정 알고리즘...90
• 3. 영상을 이용한 결함평가기법...95
• 제 3 절 실시간 초음파 탐상 시스템 개발...112
• 1. 초음파 신호 분석 시스템...112
• 2. 탐촉자 위치표정 Scanner 개발...120
• 제 4 절 지능형 위상배열 초음파 탐상 시스템 개발...122
• 1. 시편내부 실시간 영상...122
• 2. 스캐너와 연계한 결함 탐상...124
• 3. 결함 크기산정방법...124
• 4. 결함 종류판별방법...125
• 제 5 절 지능형 위상배열 초음파 탐상 시스템 성능평가...127
• 1. 기계가공결함에 대한 성능평가...127
• 2. 용접결함에 대한 성능평가...132
• 제 6 절 현장 적용성 평가...135
• 1. 강 교량 등 실 구조물에 적용...135
• 2. Mock-up 시편에 적용...137
• 제 7 절 초음파 결함신호 데이터베이스 구축...139
• 1. 인공결함 시편에 대한 데이터...139
• 2. 용접결함에 대한 데이터...144
• 제 8 절 당초 계획서 이외의 초과 연구 개발 수행 내용 및 결과...155
• 1. 현장 적용형 PAULI 시스템 개발...155
• 2. Pitch-catch용 자동 scanner...156
• 3. 강교량 Mock-up 제작...158
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도...161
• 제 1 절 연구개발목표의 달성도...161
• 제 2 절 평가의 착안점에 따른 자체 평가...165
• 제 3 절 관련분야의 기술발전에의 기여도...166
• 1. 강 구조물 결함의 정량적 평가에 기여한 점...166
• 2. 대형구조물의 정밀안전진단에 기여한 점...166
• 3. 국내 비파괴안전진단 기술발전에 기여한 점...167
• 4. 시스템 및 탐촉자의 국산개발이 국내 산업에 기여한 점...168
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...169
• 제 6 장 참고문헌...171