초록 ▼

원자력 발전설비 안전진단 기술은 발전설비 내에 존재하는 결함에 대한 정량적 평가로부터 출발한다. 왜냐하면, 발전설비에 존재하는 결함이 발전설비의 안전성 에 미치는 영향을 파괴역학적 관점에서 평가하기 위해서는 결함에 대한 정량적 정보인 결함의 위치, 종류, 크기 등에 관한 정확한 정보가 필요하기 때문이다. 기계나 설비들의 조립을 위해 널리 사용되는 용접(welding)은 모재(base material)의 재질변화와 열화(degradation)를 동반하여 재료가 반복하중이나 충격하중에 취약한 성질을 가지게 하며, 용접공정 중에 발생할

원자력 발전설비 안전진단 기술은 발전설비 내에 존재하는 결함에 대한 정량적 평가로부터 출발한다. 왜냐하면, 발전설비에 존재하는 결함이 발전설비의 안전성 에 미치는 영향을 파괴역학적 관점에서 평가하기 위해서는 결함에 대한 정량적 정보인 결함의 위치, 종류, 크기 등에 관한 정확한 정보가 필요하기 때문이다. 기계나 설비들의 조립을 위해 널리 사용되는 용접(welding)은 모재(base material)의 재질변화와 열화(degradation)를 동반하여 재료가 반복하중이나 충격하중에 취약한 성질을 가지게 하며, 용접공정 중에 발생할 수 있는 균열(crack), 슬래그 혼입(slag inclusion), 기공(porosity) 등의 결함은 부품의 수 명을 급속히 단축시키는 요인으로 작용할 수 있다. 따라서 용접부에 존재하는 결함을 검출하고 그 영향을 정량적으로 평가하는 것이 설비나 부품의 기계적 성능 보장을 위해 필수적인 단계로 인식되고 있다． 재료나 용접부의 건전성평가에는 파괴역학적 해석이 주로 이용되는데 해석을 위해 필요한 정량적 정보로는 재료의 물성치, 작동조건, 결함정보 등이 있다. 이 중 결함의 위치(location), 종류(type), 크기(size) 등의 결함정보는 비파괴시험을 통해 얻는 것이 일반적인데， 비파괴 시험 방법 중에서 검사의 안전성과 결함검출능력을 인정받아 최근 그 수요가 늘어가고 있는 것이 초음파 탐상 시험(ultrasonic testing)이다．

Abstract ▼

Welding has been widely used for jointing parts and members. The heat during welding causes the micro- structural change and the degradation of the base material. Flaws such as crack, inclusion and void could be present in the welded joints. Therefore the welded joints are very sensitive to fracture

Welding has been widely used for jointing parts and members. The heat during welding causes the micro- structural change and the degradation of the base material. Flaws such as crack, inclusion and void could be present in the welded joints. Therefore the welded joints are very sensitive to fractures and should be inspected in order to retain structural integrity. Radiography testing has been widely used for the inspection of the thinner welding whereas ultrasonic testing has been used for the thicker welding.
It is quite often very difficult in the angle beam ultrasonic testing of welded joints due to the presence of geometric reflectors, such as weld roots and counter bores, which are generating non-relevant signal. In general, the flaw signals are discriminated from the geometric reflection signals wi th the beforehand information on the testing location and the geometry of welded joints. Echo dynamic pattern with the scanning transducer arnold the indication are also used for the identification of flaw signal. However, the traditional methods have ambiguities since the decisions are based on the subjective experience and knowledge of inspectors． B-scan and C-scan obtained by an automated ultrasonic testing could glue information on the identification of flaw signals. However, those require expensive equipment and the identification of flaw signals is possible only after the scanning. Moreover, discrimination is very difficulty if the geometry is complex.

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 15
• 제 1 절 연구개발의 목적 ... 15
• 제 2 절 연구개발의 경제$\cdot$사회$\cdot$기술적 필요성 ... 17
• 1.2.1. 기술적 측면 ... 17
• 1.2.2. 경제$\cdot$산업적 측면 ... 18
• 1.2.3. 사회$\cdot$문화적 측면 ... 18
• 제 2 장 국내$\cdot$외 기술개발 현황 ... 20
• 제 1 절 국내$\cdot$외 기술개발 현황 ... 20
• 2.1.1. 연구사례의 조사 ... 20
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 28
• 제 1 절 연구개발수행 내용 ... 28
• 3.1.1. 초음파 정보 수집부 개발 ... 29
• 3.1.2. 결함신호 식별 알고리즘 개발 ... 29
• 3.1.3. 결함분류 Software 개발 ... 29
• 3.1.4. 크기산정 알고리즘 및 프로그램 개발 ... 29
• 제 2 절 6축 포터블 초음파 탐상 시스템 ... 30
• 3.2.1. 6축 스캐너 및 PC 기반 초음파 시험장치 개발 ... 30
• 3.2.2. 6축 스캐너 제어 프로그램 및 초음파 시험 결과의 영상화 개발 ... 34
• 제 3 절 결함여뷰 판정 알고리즘 개발 ... 36
• 3.3.1. Convolution과 Deconvolution ... 37
• 3.3.2. Deconvolution을 이용한 결함신호 식별기법 (TIFD) ... 38
• 3.3.3. Deconvolution에 의한 유사신호 분류 ... 39
• 3.3.4. Deconvolution에 의한 결함신호 분류 ... 41
• 3.3.5. 모델링을 이용한 결함여부 판정 알고리즘 개발 ... 45
• 3.3.6. 실험적 검증 ... 50
• 제 4 절 결함 종류판별 알고리즘 갭라 ... 52
• 3.4.1. 초음파 특징 ... 52
• 3.4.2. 결함신호 데이터베이스 ... 54
• 3.4.3. 특징추출 ... 55
• 3.4.4. 분류 ... 56
• 3.4.5. 특징 선택 ... 59
• 제 5 절 결함 크기산정 알고리즘 및 프로그램 개발 ... 70
• 3.5.1. TE (Tip Echo) ... 70
• 3.5.2. TOFD (Time of Flight Diffraction) ... 70
• 3.5.3. MCTD (Mode Converted Tip Diffraction) ... 71
• 3.5.4. 결함의 정량적 평가 기법 확립을 위한 실험 수행 ... 72
• 제 6 절 초음파 신호 분석 기술 성능 평가 ... 75
• 3.6.1. 결함 시편에 대한 초음파 신호 획득 ... 76
• 3.6.2. 결함 여부 판정 알고리즘 적용 ... 79
• 3.6.3. 결함의 종류 분류 알고리즘 적용 ... 82
• 3.6.4. 결함의 크기 산정 알고리즘 적용 ... 83
• 제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 85
• 제 1 절 연구개발목표의 달성도 ... 85
• 제 2 절 관련분야의 기술발전에의 기여도 ... 86
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 87
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 88