초록 ▼

최종목표
본 연구에서는 극저주파 자계를 이용한 배관 결함 검사 방법을 개발 하려한다. 먼저 배관의 자기적 특성을 파악하고, 주파수에 따라 배관에 발생되는 유도전류 분포 변화를 확인한다. 그리고 배관의 두께와 감육 탐지 방법을 개발한다. 탐지코일의 전압과 전류를 측정하고 등가 임피던스 변화를 측정하는 방법을 개발한다. 결과적으로 측정 데이터를 통하여 배관의 두께와 감육을 판별한다.
개발내용 및 결과
본 연구는 극저주파 자계를 강자성체 배관에 적용하여 배관 내부에와전류를 유도한다. 그리고 등가 임피던스의 변화를 감지하여

최종목표
본 연구에서는 극저주파 자계를 이용한 배관 결함 검사 방법을 개발 하려한다. 먼저 배관의 자기적 특성을 파악하고, 주파수에 따라 배관에 발생되는 유도전류 분포 변화를 확인한다. 그리고 배관의 두께와 감육 탐지 방법을 개발한다. 탐지코일의 전압과 전류를 측정하고 등가 임피던스 변화를 측정하는 방법을 개발한다. 결과적으로 측정 데이터를 통하여 배관의 두께와 감육을 판별한다.
개발내용 및 결과
본 연구는 극저주파 자계를 강자성체 배관에 적용하여 배관 내부에와전류를 유도한다. 그리고 등가 임피던스의 변화를 감지하여 배관 내부에 결함이 있는지 그리고 그 결함의 형상 및 크기가 어느 정도인지등을 추정할 수 있는 기술을 개발했다. 기본적으로 강자성체는 투자율과 도전율이 높아 주어진 주파수에서 다른 금속 재질에 비해 그 표피 깊이가 매우 작다. 자계가 그 내부에 침투하여 와전류를 발생시키려면 주파수를 낮춰야 한다. 이에 따라 0.1 - 1 Hz의 낮은 주파수를 인가하면 강자성체가 5 - 30 mm의 두껍더라도 그 내부를 탐상할 수 있다. 이런 주파수를 이용하고 탐상이 제대로 이루어지려면 배관과 결합되어 자계를 인가할 자기 센서의 설계가 적절히 이루어져야 하고 자기 시스템의 등가 임피던스 변화의 해석을 정확히 할 필요가 있다. 따라서 등가회로 모델 해석 및 수치해석, 그리고 실험을 통해 이러한 시스템의 동작을 분석하고 탐상 방법에 대해 확인했다. 먼저, 1차년도에는 기본적인 동작을 확인하기 위해 평판시편을 이용했다. 그래서 시편의 두께의 변화를 통한 등가 임피던스 변화에 대해 확인했다. 그리고 결함이 있는 시편을 시험하면서 자기 센서의 위치에 따라 등가 임피던스의 변화를 측정하고 결함에 따른 등가 임피던스 변화 패턴을 확인했다. 2차년도에는 실제 사용되고 있는 배관과 같은 치수의 시편을 이용해 측정 시험을 진행했다. 결과적으로 결함의 크기와 형상에 따라 등가 임피던스 변화가 달라짐을 확인하여 본 연구에서 개발한 기술로 배관 내부 결함을 측정할 수 있음을 증명했다.
기술개발배경
기존의 배관 탐상 방법은 원자력 발전소 2차 배관 등의 뜨거운 유체를 수송하는 부분에서는 적용하기 힘들다. 예를 들어 초음파 탐상법은 표면 상태를 개선하기 위한 접촉물질이 온도에 취약하다. 그리고 와전류 탐상법은 높은 주파수 이용에 의해 두께가 있는 강자성체 내부 결함 탐지에 적절치 않다. 그러나 상기의 배관 시스템에 대한 예방 진단이 매우 중요하므로 본 연구를 통해 기술개발을 했다.
핵심개발기술의 의의
본 연구의 극저주파를 이용한 탐상 방법은 새로운 것이다. 이는 전 세계에서도 이제껏 시도되지 않았고, 탐상의 정밀도가 높으므로 그 의의가 크다고 할 수 있다.
적용분야
원자력 발전소의 2차 배관 등 뜨거운 유체를 수송하는 배관은 물론 그렇지 않은 금속 배관 및 구조물에 모두 적용 가능.

목차 Contents

• 원전기술혁신사업 최종보고서 제출서 ... 1
• 제출문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 4
• <기술개발사업 주요 연구성과> ... 12
• 목차 ... 16
• 제 1 장 서 론 ... 18
• 제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 18
• 1. 기술개발 개요 ... 18
• 2. 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 19
• 제 2 절 국내.외 관련 기술의 현황 ... 21
• 1. 국내 기술 동향 및 수준 ... 21
• 2. 국외 기술 동향 및 수준 ... 21
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적.경제적 파급 효과 ... 22
• 1. 기술적 측면 ... 22
• 2. 경제적.산업적 측면 ... 22
• 3. 산업적 측면 ... 22
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 23
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 23
• 1. 최종 목표 ... 23
• 2. 개발기술의 평가방법 ... 23
• 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 24
• 1. 1차년도 ... 24
• 2. 2차년도 ... 64
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 84
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 84
• 1. 연구개발 추진 일정 ... 84
• 2. 연구개발 추진 실적 ... 86
• 3. 기술개발 결과의 성과 ... 87
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 104
• 1. 연구개발 추진방법.전략 ... 104
• 2. 연구개발팀 편성도 ... 104
• 3. 연구개발 추진체계 ... 105
• 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 106
• 제 4 장 결 론 ... 107
• 끝페이지 ... 109