KR100311773B1 - 경사진용접부의초음파검사를위한스캐너 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초음파를 이용하여 용접부 내의 결함을 검출해 내기 위한 초음파 검사용 스캐너에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원자력 발전소에서 사용하는 증기발생기의 콘(Cone)과 같이 경사진 용접부 내의 결함도 용이하게 검출해 낼수 있도록 한 것이다.
이를 위해 본 발명은 경사진 용접부의 제작도면과 현장답사를 통하여 기울어진 각도를 측정한 뒤 종래의 암 블록에 작용하는 힘의 균형을 분석하여 용접부의 경사도와 같은 기울기를 갖는 암 블록을 완성하였다.
상기와 같이 구성된 암 블록을 사용하게 되면 경사면을 갖는 용접부에 대해서도 자동검사를 실시할수 있다.

Description

경사진 용접부의 초음파 검사를 위한 스캐너
본 발명은 초음파를 이용하여 용접부 내의 결함을 검출해 내기 위한 초음파 검사용 스캐너에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 원자력 발전소에서 사용하는 증기발생기의 콘(Cone)과 같이 경사진 용접부 내의 결함도 용이하게 검출해 낼수 있도록 한 경사진 용접부의 초음파 검사를 위한 스캐너에 관한 것이다.
일반적으로 원자력 발전소의 증기발생기는 발전에 직접적인 영향을 주는 매우 중요한 기기로서 그 구성체인 전열관에 결함이 생기면 안전성 및 가동률에 치명적인 손상을 입게 된다.
또한, 증기발생기의 전열관은 다수의 금속조각 들을 용접으로 접합하여 만든 것이기 때문에 정기적으로 또는 수시로 용접부위의 결함을 검사해야 한다.
그러나, 증기발생기의 내부와 그 주위는 고방사선 구역이므로 인력을 통한 직접적인 검사 보다는 비파괴 검사방법의 일종인 스캐닝 작업을 통하여 검사하게 된다.
스캐너란 통상 피검물체의 표면을 따라서 초음파 탐촉자(Transducer)를 일정한 속도와 방향으로 움직여 주는 기기를 말하며, 자동 초음파 검사란 HP-UNIX 컴퓨터 시스템과 VME 아퀴지션 시스템(Aqusition System), 그리고 스캐닝 시스템을 이용하여 금속내부의 결함을 초음파로서 검사하는 방법의 일종이다.
이 방법은 스캐닝 시스템에 탐촉자라는 초음파 발진기를 부착하여 일정거리를 스캐닝하면 금속내부의 정보들이 컴퓨터의 화면에 화상처리된 자료로서 나타나게 되는데, 이를 분석하여 금속내부의 건전성을 진단하는 기법이다.
특히, 자동검사는 한 번에 여러개의 탐촉자를 사용하여 검사를 수행하는 것으로 검사속도와 검출능력이 매우 뛰어나다.
그런데, 종래의 스캐너는 암 블록이 평면 일자형으로 형성되어 있어 이 암 블록에 고정되는 암도 수평으로 설치될수 밖에 없고, 또한 상기 암에 설치되는 초음파 발진기도 지면과 수직하게 설치되어 있었다.
이로 인해, 도 1의 증기발생기(10)에 W80으로 표시된 용접부(11)와 같이 기하학적인 형상(약 -25°의 경사면을 갖음)을 갖는 용접부(11)의 결함을 검사하고자 할 때는 상기 암의 각도가 조절되지 않아 이 부위를 자동검사 제한영역으로 설정한 뒤 수동검사로 대체하여 왔다.
따라서, 수동검사를 실시할 경우 동일한 검사부분에 대해서 0°, 45°, 45°T, 60°, 60°T, 70°, 70°T 등의 탐촉자를 번갈아 가면서 수행해야 하는 어려움이 따르고, 또한 과다한 검사물량으로 인해 인적오류의 확률이 높으며, 검사공정의 지연으로 대외 신뢰도가 저하되는 문제점이 있었다.
아울러, 가동전 검사시에는 방사선의 피폭량이 문제시 되어 왔던 것이다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 기술적인 과제는 스캐너의 암 블록을 용접부의 형상에 맞는 기울기로 형성하여 경사진 용접부에 대해서도 자동검사를 실시할수 있도록 함에 있다.
도 1은 원자력 발전소용 증기발생기의 정면도
도 2는 본 발명의 조립 정면도
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 증기발생기 11 : 용접부
110 : 스캐너 암 120 : 암 블록
130 : 탐촉자 140 : 보조 암 블록
150 : X축 모터 160 : Y축 모터
상기의 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 경사진 용접부의 제작도면과 현장답사를 통하여 기울어진 각도를 측정한 뒤 종래의 암 블록에 작용하는 힘의 균형을 분석하여 용접부의 경사도와 같은 기울기를 갖는 암 블록을 완성하였다.
상기와 같이 구성된 암 블록을 사용하게 되면 경사면을 갖는 용접부에 대해서도 자동검사를 실시할수 있다.
이하에서 본 발명을 첨부된 도면에 의거 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 스캐너를 나타낸 조립 정면도이다.
도시한 바와 같이 본 발명은 용접부의 결함을 검출하기 위하여 탐촉자(130)를 Y축으로 주사하는 암(110)과, 상기 암을 0°∼45°의 각도로 조절하는 가변형의 암 블록(120)과, 상기 암의 저면에 부착되는 초음파 발진기(130)와, 상기 암을 X축 및 Y축으로 구동하기 위한 모터(150,160)로 구성되는 용접부의 초음파 검사를 위한 스캐너에 있어서,
상기 암(110)과 X축 모터(150) 사이에 용접부(11)의 기울기와 같은 각도로 절곡된 또다른 보조 암 블록(140)을 설치하여서 된 것이다.
상기 보조 암 블록(140)의 절곡각도는 검사하고자 하는 용접부(11)의 기울기와 같으며 각도가 변하지 않는 고정형이다.
또한, 상기 보조 암 블록은 스캐너의 높이와 탐촉자(130) 간의 힘의 균형을 고려하여 무게중심이 하측에 위치하도록 형성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 스캐너는 기존의 암 블록이 일자형이면서 가변형인데 비하여 일정한 기울기를 갖는 고정형으로서 원자력 발전소에 설치된 증기발생기(10)의 W80 용접부(11)와 같이 경사진 용접부의 결함도 용이하게 검사할수 있다.
즉, 본 발명의 보조 암 블록(140)에 의해 스캐너 암(110)이 용접부(11)의 경사진 각도만큼 경사지게 설치되어 있으므로 상기 암(110)을 용접부의 표면을 따라 이동시키면 상기 암에 설치된 탐촉자(130)가 용접부의 표면과 수직하게 된다.
따라서, 탐촉자로 부터 주사된 초음파가 용접부를 투과하여 그 내부의 결함을 화면에 표시하므로 용접부의 경사여부와 관계없이 그 내부의 결함을 손쉽게 찾아낼수 있는 것이다.
이로 인해, 평면 뿐만 아니라 경사진 용접부도 자동검사가 가능하여 수작업이 필요없고, 용접부의 검사속도와 결함의 검출능력이 휠씬 뛰어나게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 경사진 용접부의 제작도면과 현장답사를 통하여 기울어진 각도를 측정하고, 상기 용접부의 경사도와 같은 기울기를 갖는 보조 암 블록을 형성하므로서 경사면을 갖는 용접부에 대해서도 자동검사가 가능하여 검사작업이 손쉽고, 고정이 간단하며, 대외 신뢰도의 향상 및 피폭량을 대폭 감소시킬수 있는 것이다.

Claims (1)

  1. 경사진 용접부 내의 결함을 검출하기 위하여 초음파 발진기(130)의 탐촉자를 Y축으로 주사하는 암(110)과, 상기 암을 0°~45°의 각도로 조절하는 가변형의 암블록(120)과, 상기 암의 저면에 부착되는 초음파 발진기(130)와, 상기 암을 X축 및 Y축으로 구동하기 위한 모터(150,160)로 구성되는 용접부의 초음파 검사를 위한 스캐너에 있어서, 상기 암(110)과 X축 모터(150) 사이에 용접부(11)의 기울기와 같은 각도로 절곡된 고정형의 보조 암 블록(140)을 선택적으로 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 경사진 용접부의 초음파 검사를 위한 스캐너.
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