KR100592635B1 - Eddy Current Testing Apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탐촉자를 연결하는 케이블을 서로 차폐(Shielding)하여 제작중인 복수기 튜브의 와전류 검사시 발생하는 노이즈를 감쇠시킬 수 있도록 하는 와전류 검사 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an eddy current inspection apparatus for shielding the cables connecting the transducers to each other to attenuate noise generated during the eddy current inspection of the condenser tube being manufactured.
종래 와전류 검사 장치는 외부 환경에 민감하여 제작중인 복수기 튜브를 검사하는 경우, 제작중이라는 환경적 요인들로 인해, 신호 수집시 노이즈가 발생하게 되어, 검사의 반복, 지연을 초래하여 검사기간 및 노동력 등의 증가로 경제적 손실을 가져오게 되는 문제점이 있다.Conventional eddy current inspection device is sensitive to the external environment, when inspecting the condenser tube under construction, due to environmental factors during manufacturing, noise occurs when collecting the signal, it causes the repetition, delay of the inspection, inspection period and labor There is a problem that the economic loss is caused by the increase.
본 발명은 제작중인 복수기 세관에 대한 와전류 검사의 신호 수집시 탐촉자를 연결하는 케이블을 서로 차폐하여 검사를 수행함으로서, 제작중인 복수기 튜브의 와전류 검사시 발생하는 노이즈를 감쇠시킬 수 있게 된다.The present invention can attenuate the noise generated during the eddy current test of the plural tube is manufactured by shielding the cables connecting the transducer to each other during the signal collection of the eddy current test for the manifold tube under construction.
Description
도 1은 평형유지회로인 브릿지회로에서 노이즈 발생 원리를 나타내는 도, 1 is a diagram showing a noise generation principle in a bridge circuit which is a balance maintaining circuit;
도 2는 본 발명에 따른 와전류 검사 장치에 구비되는 차폐된 케이블의 구성을 보인 도.Figure 2 is a view showing the configuration of the shielded cable provided in the eddy current inspection apparatus according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 와전류 검사 장치를 이용한 와전류 검사시 노이즈의 감쇠를 확인하기 위한 실험 장치의 구성을 보인 도.Figure 3 is a view showing the configuration of an experimental apparatus for confirming the attenuation of noise during eddy current test using the eddy current test apparatus according to the present invention.
도 4 내지 도 9는 본 발명에 따른 와전류 검사 장치를 이용하여 주파수가 600, 300, 150㎑일 때 케이블의 차폐 여부에 따른 노이즈 감쇠 현상을 나타내는 도.4 to 9 is a view showing the noise attenuation phenomenon according to whether the cable is shielded when the frequency is 600, 300, 150 kHz using the eddy current test apparatus according to the present invention.
도 10 및 도 11은 외부 노이즈가 존재하는 상황에서 케이블의 차폐 여부에 따른 노이즈 감쇠 현상을 나타내는 도.10 and 11 are diagrams illustrating noise attenuation depending on whether cables are shielded in the presence of external noise.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***
10. 주파수 발생기, 20. 차폐된 케이블,10. frequency generator, 20. shielded cable,
30. 오실로스코프30. Oscilloscope
본 발명은 와전류 검사 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 탐촉자를 연결하는 케이블을 서로 차폐(Shielding)하여 제작중인 복수기 튜브의 와전류 검사시 발생하는 노이즈를 감쇠시킬 수 있도록 하는 와전류 검사 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an eddy current inspection apparatus, and more particularly, to an eddy current inspection apparatus for shielding the cables connecting the transducers to each other to attenuate noise generated during the eddy current inspection of the condenser tube being manufactured.
일반적으로 와전류 탐상 검사라 함은, 금속 등의 도체에 시간적으로 변화하는 자속을 적용시킨 후, 도체 내부에 유도되는 와전류의 변화를 이용하여 결함의 검출을 행하는 것으로, 와전류는 도체 중에 균열 등의 불연속이 있으면 그 크기와 분포가 변화하게 된다.In general, the eddy current flaw inspection is to detect defects by applying a magnetic flux that changes in time to a conductor such as a metal and then to change the eddy current induced inside the conductor. The eddy current is a discontinuity such as cracking in the conductor. If present, its size and distribution will change.
전술한 바와 같은, 와전류 탐상 검사는 검사 대상체에 대한 신호 수집과 신호 평가 부분으로 나누어지는 데, 결함 검출의 용이성을 위해서는 노이즈가 적은 양질의 신호를 수집해야 한다.As described above, the eddy current inspection test is divided into signal collection and signal evaluation parts for the test object. For ease of defect detection, high quality signals with low noise should be collected.
그러나, 와전류 탐상 검사는 다양한 장비가 서로 연결되어 하나의 시스템을 구성하고 있고, 외부 환경에 민감하기 때문에 부분적인 이상이나 외부로부터의 작은 충격이라도 신호 수집시 노이즈를 발생시키는 원인으로 작용한다.However, the eddy current flaw test is a system that is connected to each other to form a system, and because it is sensitive to the external environment, even a partial abnormality or a small shock from the outside causes noise to be generated when collecting signals.
특히, 제작중에 와전류 탐상 검사를 실시하여 결함을 검출해야 하는 복수기(Steam Condenser)의 경우에는, 공기압을 이용하여 튜브 속으로 탐촉자를 삽입한 후, 검사자가 수동으로 탐촉자를 인출하면서 신호를 수집하게 되는 데, 제작중이라는 환경적인 요인들인 전원의 공유, 용접 및 그라인딩 등의 작업은 시스템의 전압 변화 및 외부 잡음에 민감한 와전류 탐상 검사 특성상 노이즈를 발생시키는 원인이 된다. In particular, in the case of a steam condenser that needs to perform eddy current inspection to detect defects during manufacturing, after inserting the transducer into the tube using air pressure, the inspector manually extracts the transducer while collecting the signal. However, environmental factors such as power supply sharing, welding and grinding, which are being manufactured, cause noise due to eddy current flaw detection characteristics sensitive to voltage changes and external noise of the system.
와전류 검사 장치의 원리는 결함에 의한 임피던스의 영향으로 브릿지 회로의 평형변화가 깨짐으로서 발생하는 와전류를 검사하여 결함을 검출하는 것이다. 구체적으로 와전류 검사시에는 브릿지 회로에 코일을 연결한 후, 코일에 전류를 가하여 자기장에 의해 금속에 와전류가 발생하게 되면, 이러한 와전류의 변화를 이용하여 결함을 검출하는 것이다. 이러한 와전류는 매우 민감하기 때문에 노이즈 발생시 브릿지 회로의 평형을 파괴하여 결함에 따른 임피던스 차이를 감지하기 어렵게 된다.The principle of the eddy current inspection apparatus is to detect the defect by inspecting the eddy current caused by breaking the balance change of the bridge circuit due to the impedance caused by the defect. Specifically, in the eddy current test, if a coil is connected to the bridge circuit and an eddy current is generated in the metal by a magnetic field by applying a current to the coil, defects are detected using the change of the eddy current. Since these eddy currents are very sensitive, it is difficult to detect the impedance difference due to a defect by breaking the balance of the bridge circuit when noise occurs.
도 1에 도시하는 바와 같이, 외부 환경의 영향에 의해 L2가 L2-dL2로 변하게 되면, 이는 와전류 신호를 크게 변화시켜 노이즈를 발생시키게 된다. 즉, R1jwL4=R3jwL2가 같을 때 평형상태이지만, R1jwL4와 R3jw(L2-dL 2)는 평형이 아니므로 노이즈가 발생하게 된다. 또한, L2와 L4가 긴 케이블로 연결되어 있어 주변 환경에 영향을 많이 받아 노이즈 발생 확률이 높아진다.As shown in Figure 1, when under the influence of the external environment changes to the L 2 L 2 -dL 2, which greatly changes in the eddy current signal to thereby generate noise. That is, when R1jwL 4 = R3jwL 2 is equal, but R1jwL 4 and R3jw (L 2 -dL 2 ) is not balanced, so noise occurs. In addition, since L 2 and L 4 are connected by a long cable, the noise is more likely to occur due to the influence of the surrounding environment.
이상에서 살펴본 바와 같이, 와전류 탐상 검사시에는 결함 검출의 용이성을 위해서 노이즈가 적은 양질의 신호를 수집해야 하는 데, 외부 환경에 민감한 와전류 탐상 검사의 특성상 제작중인 복수기 튜브를 검사하는 경우에는, 제작중이라는 환경적 요인들로 인해, 신호 수집시 노이즈가 발생하게 되어, 검사의 반복, 지연을 초래하여 검사기간 및 노동력 등의 증가로 경제적 손실을 가져오게 되는 문제점이 있다.As described above, in the eddy current inspection, it is necessary to collect a high quality signal with low noise for ease of defect detection.In the case of inspecting the condenser tube under construction due to the characteristics of the eddy current inspection which is sensitive to the external environment, Due to environmental factors such as noise, noise is generated during signal collection, causing repetition and delay of inspection, resulting in an economic loss due to an increase in inspection period and labor.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 탐촉자를 연결하는 케이블을 서로 차폐함으로서, 제작중인 복수기 튜브의 와전류 검사시 발생하는 노이즈를 감쇠시킬 수 있도록 하는 와전류 검사 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to provide an eddy current inspection apparatus capable of attenuating noise generated during eddy current inspection of a multiplier tube being manufactured by shielding cables connecting the transducers to each other. have.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 와전류 검사 장치는, 서로 차폐되어 있는 케이블에 상기 탐촉자를 연결하여 와전류 검사를 수행하는 것을 특징으로 한다.The eddy current test apparatus of the present invention for achieving the above object is characterized in that the eddy current test is performed by connecting the transducer to the cables shielded from each other.
그리고, 상기 탐촉자를 일정한 속도로 이송하는 에어 건을 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.And, characterized by further comprising an air gun for transporting the transducer at a constant speed.
나아가, 공기압이 약할 경우 상기 탐촉자를 상기 튜브의 끝단까지 이송시키는 모터를 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Further, when the air pressure is weak, characterized in that it further comprises a motor for transferring the transducer to the end of the tube.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 따른 와전류 검사 장치에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, an eddy current inspection apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
우선, 본 발명에 따른 와전류 검사 장치는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 서로 차폐(Shielding)되어 있는 케이블에 탐촉자를 연결하여 외부 환경의 영향에 의 해 dL2가 발생되지 않도록 함으로서, 노이즈를 방지한다.First, the eddy current inspection device according to the present invention, as shown in Figure 2, by connecting the transducer to the shielded cables to each other to prevent dL 2 is generated by the influence of the external environment, thereby preventing noise do.
즉, L2와 L4에 영향을 주는 요인을 L2와 L4를 연결하는 케이블을 서로 차폐함으로서 제거한다.In other words, to remove the cable to the factors that affect the L 2 and L 4 L 2 and L 4, by connecting together the shielding.
그리고, 와전류 검사 대상체인 제작중인 복수기 세관은 티타늄(Titanium) 튜브와 슈퍼 서스(Super sus) 튜브가 있고, 외경은 모두 22.2mm로 동일하며 내경은 20.4mm, 20.8mm일 경우, 탐촉자 헤드의 직경을 대략 20mm로 제작하고, 충진율은 대략 티타늄 85%, 슈퍼 서스 86%로 한다.In addition, the condenser tubular tube being manufactured as an eddy current test object has a titanium tube and a super sus tube, and the outer diameter is the same as 22.2 mm, and the inner diameter is 20.4 mm and 20.8 mm. Made of about 20mm, the filling rate is about 85% titanium and 86% super sus.
제작중인 복수기의 와전류 검사는 공기압을 이용하여 탐촉자를 튜브 속으로 이송하므로, 탐촉자가 튜브 끝단에 도달하면 탐촉자의 축방향으로 공기가 세어 나가도록 하여 가해지는 충격을 완화시킨다.The eddy current test of the condenser under construction uses air pressure to transfer the transducer into the tube, so that when the transducer reaches the end of the tube, air is counted in the axial direction of the transducer to mitigate the impact.
그리고, 탐촉자와 시스템을 연결하는 케이블의 길이를 대략 30m로 하고, 앞서 설명한 바 있듯이 와전류 검사에 필요한 신호의 수집시 외부 및 내부 환경 요인에 의해 발생하는 노이즈를 감쇠시키기 위하여 탐촉자를 연결하는 케이블을 서로 차폐시킨다.The length of the cable connecting the transducer to the system is approximately 30m, and as described above, the cables connecting the transducer to each other to attenuate noise generated by external and internal environmental factors when collecting signals necessary for eddy current inspection are described. Shield.
또한, 탐촉자를 일정한 속도로 이송하여 발생 신호의 균일한 수집을 위해 에어 건(air gun)을 사용하는 데, 공기압이 약할 경우 탐촉자를 튜브의 끝단까지 이동시킬 수 있도록 모터 구동력을 추가할 수도 있다.In addition, an air gun is used to uniformly collect the generated signal by transferring the transducer at a constant speed. When the air pressure is low, a motor driving force may be added to move the transducer to the end of the tube.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 와전류 검사 장치는 탐촉자를 연결하는 케이블을 서로 차폐함으로써, 외부 환경에 의한 노이즈 발생을 방지시키 는 데, 이하에서는 본 발명에 따른 와전류 검사 장치를 이용하여 제작중인 복수기 세관의 와전류 검사시 노이즈 감쇠를 확인해보기로 한다.As described above, the eddy current inspection apparatus according to the present invention prevents noise generated by an external environment by shielding the cables connecting the transducers to each other, which is being manufactured using the eddy current inspection apparatus according to the present invention. Let's check the noise attenuation during the eddy current inspection of the multiplier customs.
우선, 노이즈 감쇠를 확인하기 위한 실험에 적용되는 와전류 검사 대상체인 복수기는 6개의 번들(Bundle)(A-Left, A-Right, B-Left, B-Right, C-Left, C-Right)로 구성되며, 각각의 번들은 10,872개의 튜브를 구비하여 이루어지는 데, 표 1은 실험에 적용되는 복수기 세관의 주요 재원을 나타낸다.First, the pluralizer, an eddy current test object applied to an experiment to check noise attenuation, is divided into six bundles (A-Left, A-Right, B-Left, B-Right, C-Left, and C-Right). Each bundle consists of 10,872 tubes, with Table 1 showing the main sources of condenser tubules applied to the experiment.
여기서, 두께 0.89mm의 슈퍼 서스 튜브는 복수기 튜브의 상단 2열, 그외 상단부는 두께 0.71mm의 슈퍼 서스 튜브가 위치하고, 두께 0.71mm의 티타늄 튜브는 하단에 위치한다.Here, the 0.89 mm thick Super Sus tube is located in the top two rows of the multiplier tube, and the other upper part is provided with a Super Sus tube having a thickness of 0.71 mm, and the titanium tube 0.71 mm thick is located at the bottom.
표 2는 실험에 적용되는 복수기 튜브의 재질에 따른 튜브 시트(tube sheet)의 접합 형상 및 비파괴 검사(Nondestructive) 방법을 나타낸다.Table 2 shows the joint shape and nondestructive testing method of the tube sheet according to the material of the condenser tube applied to the experiment.
표 3 및 표 4는 실험에 적용되는 와전류 검사를 수행하는 탐촉자와 이송 장치(에어 건)의 사양을 나타낸다.Tables 3 and 4 show the specifications of the transducer and the transfer device (air gun) to perform the eddy current test applied to the experiment.
도 3은 본 발명에 따른 와전류 검사 장치를 이용한 와전류 검사시 노이즈의 감쇠를 확인하기 위한 실험 장치의 구성을 보인 도로, 주파수 발생기(10), 차폐된 케이블(20), 오실로스코프(30)를 구비하여 이루어진다.3 is provided with a road, a
이와 같은 구성에 있어서, 주파수 발생기(10)는 차폐된 케이블에 연결된 탐촉자를 이용한 와전류 검사시 노이즈 감쇠를 확인할 수 있도록 하기 위하여 10㎑~1㎒의 주파수 대역을 갖고, 64개의 채널을 갖는다.In such a configuration, the
케이블 차폐의 여부에 따라 노이즈가 감쇠하는 현상을 확인하기 위해 검사 주파수는 튜브의 재질에 따라 티타늄의 경우 600, 300, 150, 20㎑, 슈퍼 서스의 경우 700, 350, 170, 20㎑로 차별을 두어 사용하고, 각각의 주파수에서 자기 비교형 차동법(Self differential Method)와 표준 비교형 절대법(Absolute Method)을 사용하여 와전류 검사를 수행한다.To check the noise attenuation depending on the cable shielding, the inspection frequency is differentiated into 600, 300, 150, 20 Hz for titanium and 700, 350, 170, 20 Hz for supersuspend, depending on the material of the tube. At each frequency, eddy current tests are performed using the Self differential method and the standard Absolute method.
여기서, 자기 비교형 차동법은 두 개의 코일이 인접하여 감겨져 있는 상태에서, 두 코일 모두 시험체의 건전 부위에 있으면 임피던스가 평형을 이루고, 하나의 코일이 결함의 위치에 있으면 두 코일의 임피던스 차이가 생겨서 와전류 신호가 나타나는 방법이며, 표준 비교형 절대법은 둘 중 한 코일은 시험체의 건전 부위에 고정되어 있고 다른 하나의 코일이 시험체를 이동하면서 임피던스의 차이를 감지하는 방법이다.Here, in the self-comparison differential method, when two coils are wound adjacent to each other, the impedances are balanced when both coils are in the healthy region of the test object, and when one coil is in a defective position, the impedance difference between the two coils is generated. The eddy current signal is represented, and the standard comparative absolute method is to detect the difference in impedance while one of the coils is fixed to the healthy part of the specimen and the other coil moves through the specimen.
그리고, 각각의 튜브를 지지하고 있는 서포트(Support) 부분에서도 잔류 응력 등으로 인하여 노이즈가 발생하기 때문에 순수하게 케이블의 차폐 여부에 따른 노이즈의 신호대잡음비를 비교하기 위하여 서포트 사이의 구간인 프리 스판(free span) 구간에서 신호를 수집하여 분석하기로 한다.In addition, since a noise is generated due to residual stress in the support portion that supports each tube, a free span, which is a section between the supports, is used to compare the signal-to-noise ratio of the noise according to whether the cable is shielded. In the span section, we collect and analyze the signal.
도 4 내지 도 9는 티타늄 재질의 튜브 스판 부분에서 주파수가 600, 300, 150㎑일 때 차폐 여부에 따른 노이즈 감소 현상을 주파수 발생기(10)를 이용하여 신호 수집한 자료를 나타내는 것으로, 도 4는 검사 주파수가 600㎑일 때 케이블을 차폐시키지 않은 경우이며, 도 5는 검사 주파수가 600㎑일 때 케이블을 차폐시킨 경우이며, 도 6은 검사 주파수가 300㎑일 때 케이블을 차폐시키지 않은 경우이며, 도 7은 검사 주파수가 300㎑일 때 케이블을 차폐시킨 경우이며, 도 8은 검사 주파수가 150㎑일 때 케이블을 차폐시키지 않은 경우이며, 도 9는 검사 주파수가 150㎑일 때 케이블을 차폐시킨 경우이다.4 to 9 illustrate data collected by using the
도 4 내지 도 9를 통해 알 수 있듯이, 탐촉자를 연결하는 케이블을 서로 차폐시킨 경우 전체적으로 부드러운 신호를 획득할 수 있음을 확인할 수 있게 된다.As can be seen from Figures 4 to 9, it is possible to confirm that the overall smooth signal can be obtained when shielding the cables connecting the transducer to each other.
특히, 자기 비교형 차동법에서보다 표준 비교형 절대법에서 보다 확연한 노이즈의 감소를 파악할 수 있게 된다. 이는 비교형 절대법에 의한 검사방법이 외부 환경의 영향을 많이 받기 때문에 노이즈에 더 민감하다는 기존 내용과도 일치함을 알 수 있다.In particular, it is possible to grasp the reduction of noise more pronounced in the standard comparative absolute method than in the self-comparative differential method. It can be seen that the comparison method using the comparative absolute method is consistent with the existing content that it is more sensitive to noise because it is affected by the external environment.
한편, 외부 노이즈의 dB값을 일정하게 유지하고 케이블의 차폐 여부에 따라 신호 수집시에 포함되는 노이즈 정도를 시험편을 이용하여 취득할 수 있는 데, 차폐된 탐촉자 케이블을 사용하여 내삽형 코일로 ASME(American Society of Mechanical Engineers) 표준 교정 대비시험편(190 SUS-19.9 ×1.65 TI)을 와전류 검사하고, 차폐 여부에 따른 S/N비를 비교한다.On the other hand, the dB value of the external noise is kept constant and the degree of noise included in the signal collection can be obtained using the test piece according to whether the cable is shielded or not. The shielded probe cable is used to insert the ASME ( American Society of Mechanical Engineers) Standard eddy test specimen (190 SUS-19.9 × 1.65 TI) is eddy current tested and the S / N ratio according to the shielding is compared.
즉, 외부 소음을 인공적으로 발생시키고 일정하게 유지한 후 결함이 없는 시험편에 대하여 와전류 검사시 노이즈의 정도를 전압값으로 확인한다.That is, after artificially generating external noise and keeping it constant, check the voltage level of the noise during the eddy current test on the specimen without defect.
이때, 인공적인 외부 소음은 40W의 모터 구동시 발생되는 잡음을 이용할 수 있다.At this time, the artificial external noise may use the noise generated when driving the motor of 40W.
도 10 및 도 11은 인공적으로 외부 노이즈를 생성하고 그러한 환경에서 케이블의 차폐 여부에 따른 노이즈 감소 현상을 주파수 발생기(10)를 이용하여 신호 수집한 자료를 나태는 것으로, 도 10에 도시하는 바와 같이, 케이블을 차폐시키지 않은 경우에는 외부 환경 요건에 의한 영향으로 0.04Vpp~0.06Vpp의 전압값이 감지되고, 도 11에 도시하는 바와 같이, 케이블을 차폐시킨 경우에는 동일한 조건의 외부 환경 요건에 의한 영향으로 0.01Vpp~0.02Vpp의 전압값이 감지되어 약 16dB의 노이즈가 감쇠되었음을 확인할 수 있게 된다.10 and 11 artificially generate external noise and represent the data collected by using the
본 발명의 와전류 검사 장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.The eddy current inspection apparatus of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be variously modified and implemented within the range permitted by the technical idea of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 와전류 검사 장치에 따르면, 제작중인 복수기 세관에 대한 와전류 검사의 신호 수집시 탐촉자를 연결하는 케이블을 서로 차폐하여 검사를 수행함으로서, 제작중인 복수기 튜브의 와전류 검사시 발생하는 노이즈를 감쇠시킬 수 있게 된다.According to the eddy current inspection apparatus of the present invention as described above, by performing the shielding inspection of the cables connecting the transducer to each other during the collection of the signal of the eddy current test for the condenser tubules being manufactured, Noise can be attenuated.
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- 2002-10-31 KR KR1020020066886A patent/KR100592635B1/en active IP Right Grant
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