KR101198992B1 - 와전류 탐상검사에서의 다중채널 와전류신호 표시 및 평가방법 - Google Patents

와전류 탐상검사에서의 다중채널 와전류신호 표시 및 평가방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다채널 와전류 탐상 신호의 채널별 신호 진폭값 및 위상값 중 비교하고자 하는 채널을 선택하는 제 1 단계(S100); 선택된 채널의 신호 진폭값과 위상값을 저장하는 제 2 단계(S200); 상기 선택된 채널의 신호 진폭값과 위상값을 각 채널별로 원형 화면에 표시하는 제 3 단계(S300); 각 채널별 신호 진폭값의 위상값의 최대값과 최소값을 입력받고, 상기 최대값과 최소값 사이의 허용범위를 나타내는 부채꼴 창을 상기 원형 화면에 생성하는 제 4 단계(S400); 및 상기 선택된 채널의 신호 진폭값과 위상값이 상기 허용범위를 벗어나는지 평가하는 제 5 단계(S500);를 갖추어 이루어진 와전류 탐상검사에서의 다중채널 와전류신호 표시 및 평가방법을 제공한다.

Description

와전류 탐상검사에서의 다중채널 와전류신호 표시 및 평가방법{DISPLAY AND ANALYSIS METHOD FOR THE MULTI-CHANNEL EDDY CURRENT SIGNAL IN EDDY CURRENT TEST}
본 발명은 열교환기 와전류탐상검사에서 다중채널 와전류신호를 표시하고 평가하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열교환기 전열관의 건전성을 평가하는 와전류검사 탐촉자의 다중 주파수를 갖는 다중채널의 신호를 평가하는데 있어서 전열관 내부의 특정신호의 변화 추세를 쉽게 확인하기 위해 전 채널의 신호를 동시에 나타내는 방법에 관한 것이다.
도 1은 원자력발전소 열교환기 중 하나인 증기발생기의 구조를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 열교환기(100)는 고온의 물 또는 증기가 전열관(101) 내부를 통하여 흐름으로써 전열관(101) 외부의 급수와 열교환이 이루어지며, 각 전열관(101)은 관판(103)에 고정되며, 길이 방향으로 관지지판(102)이 그 간격을 유지하는 구조로 되어 있다. 관지지판(102)은 전열관(101) 길이에 따라 일정길이 간격으로 수개가 배치되어 전열관(101)을 지지한다.
도 2는 일반적인 열교환기 와전류탐상에 적용되는 검사 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 열교환기는 주기적으로 전열관의 건전성을 평가하기 위하여 와전류검사 탐촉자(201)를 이용한 검사를 수행한다. 와전류검사는 와전류를 발생하는 주파수발진기(200)를 탐촉자(201)를 통해 시험체인 전열관에 인가한 후 결함 유무에 의해 변화하는 와전류 신호변화를 탐촉자(201)를 통해 다시 수신하며, 이를 제어하는 신호수집용 컴퓨터(201)와 데이터 저장장치(202), 그리고 수집된 신호를 평가하는 신호평가용 컴퓨터(204), 출력장치(205)로 구성된다.
도 3은 종래의 와전류탐상검사에 있어서 와전류 신호평가 화면을 나타낸 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 와전류 신호평가는 수평방향 스트립 챠트(300)와 수직방향 스트립 챠트(301), 그리고 평면적인 신호 모양을 나타내는 리사쥬 화면(302)에서 8자형태의 신호(303)를 평가하여 수행된다. 건전한 전열관은 와전류 신호에 변화가 없으나, 결함을 비롯한 특이 신호는 와전류 신호에 영향을 미치게 되며, 이에 따라 특징있는 신호형태를 나타내게 된다. 따라서 결함을 검출하기 위해서 일반적으로 4개 이상의 주파수를 사용하며, 와전류신호를 각 채널별로 전압과 위상각을 이용하여 평가하게 된다.
도 4는 일반적인 와전류탐상검사에서 신호평가 결과를 나타낸 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 평가결과는 전열관 횡번호(400)와 종번호(401)별로 전열관의 축방향 특정위치(405)에서 각 채널별(404)로 신호 전압값(402)과 위상값(403)으로 평가된다.
하지만 여러 결함이나 특이신호로 인해 평가 결과가 많아질수록 평가자가 직관적으로 평가할 수 없으며, 여러 신호 중 전반적인 신호 추세를 근거로 특이한 값을 추려내기가 어렵게 된다.
따라서 다중채널을 이용한 와전류 신호를 표시하고 평가하는 새로운 방법을 통하여 평가자가 쉽게 특이신호를 분류하고 전반적인 신호 추세를 알기 쉽도록 하는 방법을 제안하고자 한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2010-0044504호(2010.4.30.)
Young Bae Kong, Sung-Jin Song, Chang-Hwan Kim, Hyung-Ju Yu, Min Woo Nam, Dong Hyun Jee, Hee Jong Lee, Simulation of ECT Bobbin Coil Probe Signals to Determine Optimum Coil Gap, 한국비파괴검사학회 논문지, v.26, no.6, 2006, pp403-410
본 발명에 따른 열교환기 와전류 탐상검사에 있어서 다중채널 와전류신호 표시 및 평가방법은 열교환기 전열관의 건전성을 평가하는데 사용하는 다중채널 와전류 신호의 추세를 전체 채널에 대해 도표로 파악할 수 있도록 함으로써 결함이 없는 부분과의 시각적인 신호 비교가 가능하고 이를 통해 결함을 보다 손쉽게 검출할 수 있으며, 정기적인 검사를 통해 일정 수준 이하의 특정 신호에 대한 지속적인 추적관리를 기초로 일정량 이하고 관리할 수 있는 수단을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 열교환기 와전류 탐상검사에 있어서 다중채널 와전류신호 표시 및 평가방법은 평가자가 손쉽게 신호 전 채널을 살펴볼 수 있도록 함으로써, 보다 빠른 신호평가를 할 수 있으며, 이로 인해 전반적인 검사공기를 단축하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 와전류탐상검사에서의 다중채널 와전류 신호 표시 및 평가방법은 다채널 와전류 탐상 신호의 채널별 신호 진폭값 및 위상값 중 비교하고자 하는 채널을 선택하는 제 1 단계(S100); 선택된 채널의 신호 진폭값과 위상값을 저장하는 제 2 단계(S200); 상기 선택된 채널의 신호 진폭값과 위상값을 각 채널별로 원형 화면에 표시하는 제 3 단계(S300); 각 채널별 신호 진폭값의 위상값의 최대값과 최소값을 입력받고, 상기 최대값과 최소값 사이의 허용범위를 나타내는 부채꼴 창을 상기 원형 화면에 생성하는 제 4 단계(S400); 및 상기 선택된 채널의 신호 진폭값과 위상값이 상기 허용범위를 벗어나는지 평가하는 제 5 단계(S500);를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 와전류탐상검사에서의 다중채널 와전류 신호 표시 및 평가방법은 제 3 단계(S300)에서, 일정 시간 동안 상기 선택된 채널의 신호 진폭값과 위상값의 궤적을 확인할 수 있도록 상기 선택된 채널의 신호 진폭값과 위상값의 궤적을 중첩하여 상기 원형 화면에 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 와전류탐상검사에서의 다중채널 와전류 신호 표시 및 평가방법은 상기 선택된 채널의 신호 진폭값과 위상값을 주파수별로 평가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 와전류탐상검사에서의 다중채널 와전류 신호 표시 및 평가방법은 주파수별로 대역 조건을 설정하여 상기 선택된 채널의 신호 진폭값과 위상값이 상기 대역 조건을 벗어나는 경우, 벗어난 신호를 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 열교환기 전열관의 건전성을 평가하는데 사용하는 다중채널 와전류 신호의 추세를 전체 채널에 대해 도표로 파악할 수 있도록 함으로써 결함이 없는 부분과의 시각적인 신호 비교가 가능하고 이를 통해 결함을 보다 손쉽게 검출할 수 있으며, 정기적인 검사를 통해 일정 수준 이하의 특정 신호에 대한 지속적인 추적관리를 기초로 일정량 이하고 관리할 수 있는 수단을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 평가자가 손쉽게 신호 전 채널을 살펴볼 수 있도록 함으로써, 보다 빠른 신호평가를 할 수 있으며, 이로 인해 전반적인 검사공기를 단축할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 원자력발전소 열교환기 중 하나인 증기발생기의 구조를 도시한 도면,
도 2는 일반적인 열교환기 와전류탐상에 적용되는 검사 시스템을 개략적으로 도시한 도면,
도 3은 종래의 와전류탐상검사에 있어서 와전류 신호평가 화면을 나타낸 도면,
도 4는 일반적인 와전류탐상검사에서 신호평가 결과를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 와전류 탐상검사에서의 다중채널 와전류신호 표시 및 평가방법을 개략적으로 나타낸 플로우차트,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 와전류 탐상검사에서의 다중채널 와전류신호 표시 및 평가방법의 와전류탐상결과 신호 표시 방법을 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 와전류 탐상검사에서의 다중채널 와전류신호 표시 및 평가방법의 와전류탐상결과 신호 표시 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 예시도면을 참조하면서 본 발명에 따른 각 실시예를 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 와전류 탐상검사에서의 다중채널 와전류신호 표시 및 평가방법을 개략적으로 나타낸 플로우차트이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 방법은 다채널 와전류 탐상 신호의 채널별 신호 진폭값 및 위상값 중 비교하고자 하는 채널을 선택하는 단계(S100), 선택된 채널의 신호 진폭값과 위상값을 저장하는 단계(S200), 선택된 채널의 신호 진폭값과 위상값을 각 채널별로 원형 화면에 표시하는 단계(S300), 원형 화면에 각 채널별 신호 진폭값의 위상값의 허용범위를 나타내는 부채꼴 창을 생성하는 단계(S400) 및 선택된 채널의 신호 진폭값과 위상값이 허용범위를 벗어나는지 평가하는 단계(S500)를 갖추어 이루어진다.
먼저, 방법은 다채널 와전류 탐상 신호는 여러 채널의 신호 진폭값 및 위상값을 포함하고 있기 때문에 평가자가 비교하고자 하는 채널을 선택해야 한다. 선택되는 채널은 복수 개가 될 수 있다.
이후 선택된 채널의 신호 진폭값과 위상값을 메모리에 저장한다. 이때, 일정 시간 동안 선택된 채널의 신호 진폭값과 위상값의 궤적을 중첩해서 확인할 수 있도록 이전 지점의 신호를 특정 시간 동안 나타낼 수 있다. 지속시간 조정 수단이 이러한 기능을 수행할 수 있다. 평가자는 지속시간 조정 수단을 이용하여 신호 궤적이 중첩되는 시간을 조정할 수 있다.
다음으로, 선택된 채널의 신호 진폭값과 위상값을 원형 화면에 표시한다. 신호 진폭값을 선의 길이로 나타내고, 위상값은 선의 각도로서 나타낼 수 있다. 이를 통해 원형 좌표의 하나의 직선이 정의되고 직선은 신호 진폭값과 위상값을 포함한다. 각 채널의 신호를 각각 다른 색으로 표시하여 전체 채널 신호의 형태를 한눈에 알 수 있도록 한다.
다음으로, 각 채널의 신호진폭값과 위상값의 최대/최소값 구역을 평가자로부터 입력받고 최대값과 최소값 사이의 값들을 허용범위로 정의한다. 신호가 허용범위를 벗어나는지 판단하고 이를 평가자에게 제공할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 와전류 탐상검사에서의 다중채널 와전류신호 표시 및 평가방법의 와전류탐상결과 신호 표시 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 도면의 검정색 점은 각각 채널 1, 4, 7, 13 및 16의 신호 진폭값과 위상값을 반영하여 원형 화면에 표시된 것이다. 도면의 흰색 점은 채널 10의 신호 진폭값과 위상값을 반영한다. 채널 10의 신호 진폭값은 대략 0.8 정도이고, 위상값은 약 40°정도인 것을 알 수 있다. 이처럼 평가자는 원형 화면에 표시된 선의 길이와 각도를 통해 채널의 신호 진폭값과 위상값을 쉽게 비교하고 평가할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 와전류 탐상검사에서의 다중채널 와전류신호 표시 및 평가방법의 와전류탐상결과 신호 표시 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 점선으로 표시된 구역이 채널 10에 혀용범위로 정의된 구역이다. 평가자는 허용범위를 채널별로 입력할 수 있다. 본 발명에 일 실시예에 있어서, 채널 10의 신호는 허용 범위 내에 위치하고 있으므로, 결함이 없음을 알 수 있다.
본 발명에 따른 와전류 탐상검사에서의 다중채널 와전류신호 표시 및 평가방법은 주파수별로 신호의 거동을 평가할 수 있다. 각 신호는 결함, 재질 변화, 외부 환경 등의 요인으로 인해 주파수별로 신호의 거동, 즉 신호 진폭값 및 위상값이 달라질 수 있다. 따라서, 각 주파수별로 신호를 평가할 수 있어야 한다. 또한, 각 주파수 대역 신호에 구역조건을 설정하여 신호를 걸러내는 기능을 갖는다.
본 발명에 따른 방법을 통해 열교환기의 건전성 평가를 위해, 현재 결함뿐 아니라 향후 결함을 야기할 수 있는 신호, 예컨대, 제작중 연삭마모신호 또는 덴트와 같은 신호를 검출할 수 있다. 이를 위해 다중 주파수 평가를 통해 일괄적인 평가가 가능해지고, 검사속도도 향상할 수 있다. 또한, 반복 평가를 통해 신호 놓침을 방지할 수 있다. 또한 다중 채널을 이용한 다양한 계측 및 평가에 활용할 수도 있다.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100 : 원자력발전소 증기발생기 101 : 전열관
102 : 관지지판 (전열관의 길이방향에 걸쳐 흔들림을 막기 위한 판)
103 : 관판 (전열관을 밑에서 고정하는 판)
200 : 주파수 발진기 201 : 와전류 검사 탐촉자
202 : 신호수집용 컴퓨터 203 : 신호저장장치
204 : 신호평가용 컴퓨터 205 : 출력장치
300 : 수평방향 스트립 차트 (신호의 수평방향 성분의 변화를 나타냄)
301 : 수직방향 스트립 차트 (신호의 수직방향 성분의 변화를 나타냄)
302 : 리사주 화면 (신호의 평면적인 변화형태를 나타내는 화면)
303 : 와전류 신호형태
400 : 전열관의 열교환기 내에서 횡방향 좌표번호
401 : 전열관의 열교환기 내에서 횡방향 좌표번호
402 : 신호의 진폭값 403 : 신호의 위상각 값
404 : 신호 채널 405 : 신호의 해당 전열관에서 축방향 위치
600 : 신호 진폭값 601 : 신호 위상값
602 : 채널 10번 신호의 진폭값 및 위상값
700 : 해당 채널의 신호 구역

Claims (4)

  1. 다채널 와전류 탐상 신호의 채널별 신호 진폭값 및 위상값 중 비교하고자 하는 채널을 선택하는 제 1 단계(S100);
    선택된 채널의 신호 진폭값과 위상값을 저장하는 제 2 단계(S200);
    상기 선택된 채널의 신호 진폭값과 위상값을 각 채널별로 원형 화면에 표시하는 제 3 단계(S300);
    각 채널별 신호 진폭값의 위상값의 최대값과 최소값을 입력받고, 상기 최대값과 최소값 사이의 허용범위를 나타내는 부채꼴 창을 상기 원형 화면에 생성하는 제 4 단계(S400); 및
    상기 선택된 채널의 신호 진폭값과 위상값이 상기 허용범위를 벗어나는지 평가하는 제 5 단계(S500);를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 와전류 탐상검사에서의 다중채널 와전류신호 표시 및 평가방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 3 단계(S300)에서,
    일정 시간 동안 상기 선택된 채널의 신호 진폭값과 위상값의 궤적을 확인할 수 있도록 상기 선택된 채널의 신호 진폭값과 위상값의 궤적을 중첩하여 상기 원형 화면에 표시하는 것을 특징으로 하는 와전류 탐상검사에서의 다중채널 와전류신호 표시 및 평가방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 제 5 단계(S500)는,
    상기 선택된 채널의 신호 진폭값과 위상값이 상기 허용범위를 벗어나는지 여부를 주파수별로 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 와전류 탐상검사에서의 다중채널 와전류신호 표시 및 평가방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 선택된 채널의 신호 진폭값과 위상값이 상기 허용범위를 벗어나는지 여부를 주파수별로 평가하는 단계는,
    주파수별로 대역 조건을 설정하여 상기 선택된 채널의 신호 진폭값과 위상값이 상기 대역 조건을 벗어나는 경우, 벗어난 신호를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 와전류 탐상검사에서의 다중채널 와전류신호 표시 및 평가방법.


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