KR101639186B1 - 저장 탱크 라이닝의 초음파 검사 방법 - Google Patents

저장 탱크 라이닝의 초음파 검사 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기밀용기의 벽체(11) 내측 표면에 합성수지 라이닝(lining)(12)이 형성되어 각종 액상 화공약품이 적재되는 저장 탱크에 대한 초음파 검사 방법에 관한 것으로, 초음파를 발진하고 반사파를 수진하는 탐촉자(25) 및 수발진기(20), AD변환기(30), 컴퓨터(40) 등이 구성되어, 반사파에 대한 기준진폭이 설정되는 단계와, 탐촉자(25)에서 초음파가 지속적으로 발진됨과 동시에 반사파가 수진되는 단계와, 반사파의 파형이 정상상태(定常狀態)에 도달하면 반사파의 진폭과 기준진폭을 비교하여 라이닝(12)의 이상 유무를 파악하는 단계로 구성되는 것이다.
본 발명을 통하여, 검사과정에서 발생될 수 있는 라이닝(12)에 대한 불필요한 외력 작용을 근본적으로 차단하면서도, 저장 탱크 벽체(11)와 라이닝(12)간 부착상태에 대한 정밀한 검사가 가능하며, 특정 지점이 아닌 저장 탱크 벽체(11)와 라이닝(12)간 부착면 전반에 대한 신속하고 정확한 검사가 가능하여, 저장 탱크 라이닝(12)의 성능을 지속적으로 파악하고 저장 탱크의 부식 및 화공약품의 누출을 근본적으로 방지함으로써, 화공약품 저장 탱크의 운용 안전성을 크게 개선할 수 있다.

Description

저장 탱크 라이닝의 초음파 검사 방법{TANK LINING CHECK METHOD USING ULTRASONIC}
본 발명은 기밀용기의 벽체(11) 내측 표면에 합성수지 라이닝(lining)(12)이 형성되어 각종 액상 화공약품이 적재되는 저장 탱크에 대한 초음파 검사 방법에 관한 것으로, 초음파를 발진하고 반사파를 수진하는 수발진기(20), 수발진기(20)와 연결되고 발진자(22) 및 수진자(23)가 내장된 탐촉자(25), 수발진기(20)에서 송출되는 신호를 디지털신호로 변환하는 AD변환기(30) 및 AD변환기(30)에서 출력된 신호를 처리하는 컴퓨터(40)가 구성되어, 반사파에 대한 기준진폭이 설정되는 단계와, 탐촉자(25)에서 초음파가 지속적으로 발진됨과 동시에 반사파가 수진되는 단계와, 반사파의 파형이 정상상태(定常狀態)에 도달하면 반사파의 진폭과 기준진폭을 비교하여 라이닝(12)의 이상 유무를 파악하는 단계로 구성되는 것이다.
강산 또는 강알칼리 액상 화공약품이 적재되는 저장 탱크는 통상 금속제 또는 고강도 합성수지제 기밀용기로 제작되며, 기밀용기의 내부 표면은 방식(防蝕) 처리되어 적재된 화공약품으로 인한 저장 탱크의 부식을 방지하게 된다.
도 1은 일반적인 화공약품 저장 탱크를 예시한 것으로, 도시된 바와 같이 화공약품 저장 탱크는 기밀용기의 구조체인 금속제 벽체(11)와 벽체(11) 내측 표면에 부착된 내식성 합성수지 라이닝(12)으로 구성된다.
화공약품 저장 탱크는 최초 출하시는 물론 사용 기간 중 고도의 기밀성 및 내식성이 요구되는데, 전술한 라이닝(12) 처리 저장 탱크의 경우 벽체(11) 및 라이닝(12)이 각각 압력 및 부식에 저항하게 되므로, 결국 벽체(11)와 라이닝(12)의 기밀성이 화공약품 저장 탱크의 성능을 결정한다 할 수 있다.
통상 금속으로 제작되는 저장 탱크 벽체(11)의 기밀성 즉, 균열여부는 최초 제작시 수압시험 등을 실시함으로써 비교적 용이하게 파악할 수 있으며, 일단 결점이 발견되지 않은 저장 탱크 벽체(11)는 심각한 충격이 가해지지 않는 이상, 가용 연한내 비교적 안정적인 구조를 유지할 수 있다.
탱크 벽체(11) 내측 표면에 적층 형성되는 라이닝(12)은 내식성 합성수지제 필름 또는 시트로 구성되는 바, 그 자체가 가요성 연질소재이므로 라이닝(12) 자체에 대한 수압시험은 불가능하고 탱크 벽체(11)에 라이닝(12)이 부착된 상태에서 탱크 전체 대한 수압시험만이 가능하며, 따라서 탱크의 사용중 즉, 화공약품이 적재된 상태에서는 라이닝(12)의 이상 유무를 수압시험 등을 통하여 직접적으로 확인할 수는 없다.
특히, 화공약품 저장 탱크의 라이닝(12)은 기본적으로 내식성 소재가 적용되기는 하지만, 사용 기간이 경과됨에 따라 저장된 화공약품이 라이닝(12)에 침투되어 라이닝(12)이 열화(劣化)될 수 밖에 없는 바, 라이닝(12)의 가용 여부에 대한 지속적인 점검이 필요한데, 종래의 검사법은 화공약품이 적재된 상태에서는 적용이 불가능하므로, 라이닝(12)의 열화 및 균열에 따른 화공약품의 과다 침투와 그로 인한 벽체(11)의 부식이 발생되어 결국 화공약품이 누출되는 심각한 사고가 빈발할 수 밖에 없었다.
이에, 탱크의 벽체(11)에 벽체(11) 내외부를 연통하는 니플(nipple)을 형성하고 진공펌프를 연결하여 흡입함으로써 누출 가스를 감지하는 점검 방법이 개발되었으며, 관련 종래기술로서 특허 제1331194호를 들 수 있다.
특허 제1331194호를 비롯한 종래의 탱크 점검 방법은 탱크 벽체(11)의 내부와 라이닝(12) 외부간 접촉부에 흡입압을 가하는 것으로서, 점검과정에서 라이닝(12)에 직, 간접적인 외력이 작용하는 바, 라이닝(12)의 구조 및 조직 안정성에 불필요한 영향을 줄 수 있다.
또한, 벽체(11) 내외부를 연통하는 니플 인근에 발생된 라이닝(12) 균열 또는 박리에 대한 검사에는 효과적일 수 있으나, 니플과 멀리 떨어진 지점에 발생된 라이닝(12) 균열 또는 박리의 검측에는 한계가 있을 수 밖에 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창안된 것으로, 기밀용기의 벽체(11) 내측 표면에 합성수지 라이닝(lining)(12)이 형성되어 각종 액상 화공약품이 적재되는 저장 탱크에 대한 초음파 검사 방법에 있어서, 초음파를 발진하고 반사파를 수진하는 수발진기(20), 수발진기(20)와 연결되고 발진자(22) 및 수진자(23)가 내장된 탐촉자(25), 수발진기(20)에서 송출되는 신호를 디지털신호로 변환하는 AD변환기(30) 및 AD변환기(30)에서 출력된 신호를 처리하는 컴퓨터(40)가 구성되고, 반사파에 대한 기준진폭이 설정되는 설정단계(S10)와, 저장 탱크의 벽체(11) 표면에 접촉된 탐촉자(25)에서 초음파가 지속적으로 발진됨과 동시에 반사파가 수진되는 탐촉단계(S20)와, 반사파의 파형이 정상상태(定常狀態)에 도달하면 반사파의 진폭과 기준진폭을 비교하여 해당 지점 라이닝(12)의 박리 여부를 파악하는 검측단계(S30)로 이루어짐을 특징으로 하는 저장 탱크 라이닝의 초음파 검사 방법이다.
또한, 기밀용기의 벽체(11) 내측 표면에 합성수지 라이닝(lining)(12)이 형성되어 각종 액상 화공약품이 적재되는 저장 탱크에 대한 초음파 검사 방법에 있어서, 초음파를 발진하고 반사파를 수진하는 수발진기(20), 수발진기(20)와 연결되고 발진자(22) 및 수진자(23)가 내장된 탐촉자(25), 수발진기(20)에서 송출되는 신호를 디지털신호로 변환하는 AD변환기(30) 및 AD변환기(30)에서 출력된 신호를 처리하는 컴퓨터(40)가 구성되고, 검사대상 저장 탱크의 표면에 탐촉자(25)가 접촉되고 초음파가 지속적으로 발진됨과 동시에 반사파가 수진되며, AD변환기(30)로부터 출력된 반사파 파형 정보가 컴퓨터(40)에 탑재된 검사프로그램에 지속적으로 입력되고 검사프로그램이 반사파의 진폭을 지속적으로 추출하되, 반사파 진폭의 시간변화율이 기 설정된 기준시간 동안 기 설정된 허용치 이하일 경우 검사프로그램이 해당 기준시간의 대표진폭을 사전진폭으로 설정하여 컴퓨터(40)의 기억장치에 저장하는 사전감지단계(S11)와, 상기 사전감지단계(S11)를 저장 탱크 표면의 다수 지점에 대하여 반복하여 다수의 사전진폭을 컴퓨터(40)의 기억장치에 수록한 후 수록된 다수의 사전진폭을 인출하고 평균하여 기준진폭으로 설정하고 컴퓨터(40)의 기억장치에 저장하는 기준산정단계(S12)와, 저장 탱크의 벽체(11) 표면에 접촉된 탐촉자(25)에서 초음파가 지속적으로 발진됨과 동시에 반사파가 수진되어 수발진기(20) 및 AD변환기(30)를 거쳐 컴퓨터(40)로 송출되는 검사치송출단계(S21)와, 송출된 반사파 파형 정보가 컴퓨터(40)에 탑재된 검사프로그램에 지속적으로 입력되고 검사프로그램이 반사파의 진폭을 지속적으로 추출하되, 반사파 진폭의 시간변화율이 기 설정된 기준시간 동안 기 설정된 허용치 이하일 경우 검사프로그램이 해당 기준시간의 대표진폭을 측정진폭으로 설정하고, 기억장치에서 기준진폭을 인출하여 측정진폭과 기준진폭을 비교하는 대조단계(S31)와, 검사프로그램이 측정진폭이 기준진폭에 근접할 경우 정상신호를 출력하고, 측정진폭이 기준진폭을 상회할 경우 이상신호를 출력하는 출력단계(S32)로 이루어짐을 특징으로 하는 저장 탱크 라이닝의 초음파 검사 방법이다.
또한, 기밀용기의 벽체(11) 내측 표면에 합성수지 라이닝(lining)(12)이 형성되어 각종 액상 화공약품이 적재되는 저장 탱크에 대한 초음파 검사 방법에 있어서, 초음파를 발진하고 반사파를 수진하는 수발진기(20), 수발진기(20)와 연결되고 발진자(22) 및 수진자(23)가 내장된 탐촉자(25), 수발진기(20)에서 송출되는 신호를 디지털신호로 변환하는 AD변환기(30) 및 AD변환기(30)에서 출력된 신호를 처리하는 컴퓨터(40)가 구성되고, 검사대상 저장 탱크의 벽체(11)와 동일한 재질 및 두께의 판체(13) 이면(裏面)에 저장 탱크 라이닝(12)과 동일한 재질 및 두께의 라이닝(12)이 긴밀하게 부착된 정상대조체의 판체(13) 표면에 탐촉자(25)가 접촉되고 초음파가 지속적으로 발진됨과 동시에 반사파가 수진되는 대조감지단계(S13a)와, AD변환기(30)로부터 출력된 반사파 파형 정보가 컴퓨터(40)에 탑재된 검사프로그램에 지속적으로 입력되고 검사프로그램이 반사파의 진폭을 지속적으로 추출하되, 반사파 진폭의 시간변화율이 기 설정된 기준시간 동안 기 설정된 허용치 이하일 경우 검사프로그램이 해당 기준시간의 대표진폭을 기준진폭으로 설정하여 컴퓨터(40)의 기억장치에 저장하는 기준저장단계(S14)와, 저장 탱크의 벽체(11) 표면에 접촉된 탐촉자(25)에서 초음파가 지속적으로 발진됨과 동시에 반사파가 수진되어 수발진기(20) 및 AD변환기(30)를 거쳐 컴퓨터(40)로 송출되는 검사치송출단계(S21)와, 송출된 반사파 파형 정보가 컴퓨터(40)에 탑재된 검사프로그램에 지속적으로 입력되고 검사프로그램이 반사파의 진폭을 지속적으로 추출하되, 반사파 진폭의 시간변화율이 기 설정된 기준시간 동안 기 설정된 허용치 이하일 경우 검사프로그램이 해당 기준시간의 대표진폭을 측정진폭으로 설정하고, 기억장치에서 기준진폭을 인출하여 측정진폭과 기준진폭을 비교하는 대조단계(S31)와, 검사프로그램이 측정진폭이 기준진폭에 근접할 경우 정상신호를 출력하고, 측정진폭이 기준진폭을 상회할 경우 이상신호를 출력하는 출력단계(S32a)로 이루어짐을 특징으로 하는 저장 탱크 라이닝의 초음파 검사 방법 또는, 상기 대조감지단계(S13)는 검사대상 저장 탱크의 벽체(11)와 동일한 재질 및 두께의 판체(13)인 이상대조체의 표면에 탐촉자(25)가 접촉되고 초음파가 지속적으로 발진됨과 동시에 반사파가 수진되는 단계(S13b)이고, 출력단계(S32)는 검사프로그램이 측정진폭이 기준진폭을 하회할 경우 정상신호를 출력하고, 측정진폭이 기준진폭에 근접할 경우 이상신호를 출력하는 단계(S32b)임을 특징으로 하는 저장 탱크 라이닝의 초음파 검사 방법이며, 이러한 저장 탱크 라이닝의 초음파 검사 방법을 수행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체이다.
본 발명을 통하여, 검사과정에서 발생될 수 있는 라이닝(12)에 대한 불필요한 외력 작용을 근본적으로 차단하면서도, 저장 탱크 벽체(11)와 라이닝(12)간 부착상태에 대한 정밀한 검사가 가능하며, 특정 지점이 아닌 저장 탱크 벽체(11)와 라이닝(12)간 부착면 전반에 대한 신속하고 정확한 검사가 가능하여, 저장 탱크 라이닝(12)의 성능을 지속적으로 파악하고 저장 탱크의 부식 및 화공약품의 누출을 근본적으로 방지함으로써, 화공약품 저장 탱크의 운용 안전성을 크게 개선할 수 있다.
도 1은 일반적인 저장 탱크 부분절단 사시도
도 2는 본 발명의 수행상황 설명도
도 3은 본 발명을 수행하는 검사장치 구성도
도 4는 본 발명의 검사 방식 설명도
도 5는 정상지점에 대한 본 발명의 반사파 파형도
도 6은 박리지점에 대한 본 발명의 반사파 파형도
도 7은 본 발명의 흐름도
도 8은 사전진폭이 적용된 본 발명의 일 실시예 흐름도
도 9는 본 발명의 대조체 사용방식 설명도
도 10은 정상대조체를 활용한 본 발명의 일 실시예 흐름도
도 11은 이상대조체를 활용한 본 발명의 일 실시예 흐름도
본 발명의 상세한 구성 및 수행과정을 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.
우선 도 2는 본 발명의 수행 상황과 본 발명을 수행하는 장치의 물리적 구성을 도시한 것으로, 본 발명은 기밀용기의 벽체(11) 내측 표면에 합성수지 라이닝(lining)(12)이 형성되어 각종 액상 화공약품이 적재되는 저장 탱크에 대한 초음파 검사 방법으로서, 동 도면에서와 같이 초음파를 발진하고 반사파를 수진하는 수발진기(20), 수발진기(20)와 연결되고 발진자(22) 및 수진자(23)가 내장된 탐촉자(25), 수발진기(20)에서 송출되는 신호를 디지털신호로 변환하는 AD변환기(30) 및 AD변환기(30)에서 출력된 신호를 처리하는 컴퓨터(40)로 구성된 검사 장비를 통하여 수행된다.
도 3은 본 발명을 수행하는 검사 장비의 구성 및 기능을 보다 상세히 도시한 블럭도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명 검사 장비의 탐촉자(25)에는 수발진기(20)에 내장된 발진회로(21)와 전기적으로 연결되어 초음파를 발진하는 발진자(22)와, 수발진기(20)에 내장된 수진회로(24)와 전기적으로 연결되고 반사파를 수신하는 수진자(23)가 내장되며, 수발진기(20)와 컴퓨터(40)는 AD변환기(30)를 통하여 연결되어 수발진기(20)에서 아날로그신호로 송출되는 반사파 정보가 디지털신호로 변환되어 컴퓨터(40)로 입력된다.
또한, 수진자(23)와 연결되는 수발진기(20)내 수진회로(24)는 증폭회로 및 필터 등의 파형 신호 처리회로로 구성되어, 수진자(23)로 입사한 반사파를 가용한 신호로 변환한 후 AD변환기(30)로 송출하게 된다.
이러한 구성을 통하여 수행되는 본 발명의 검사 방법은 도 7에서와 같이, 반사파에 대한 기준진폭이 설정되는 설정단계(S10)로 개시되는데, 여기서 기준진폭이란 저장 탱크의 벽체(11)로 입사된 초음파가 벽체(11) 또는 라이닝(12)을 매질로 전파된 후 고체-유체(流體)간 경계면에서 반사됨에 있어서, 입사파 및 반사파의 감쇄 정도를 판단하는 기준진폭을 의미한다.
도 4에서와 같이, 탐촉자(25)의 발진자(22)에서 발진된 초음파는 저장 탱크의 벽체(11) 또는 라이닝(12)을 매질로 전파되다가, 매질의 물성이 급변하는 고체-유체간 경계면에서 반사되어 반사파를 형성하고, 이 반사파가 다시 라이닝(12) 또는 벽체(11)를 매질로 상기 입사파의 역경로로 전파되어 탐촉자(25)의 수진자(23)로 수진되는데, 이때 반사파의 라이닝(12) 경유 여부에 따라 입사파 및 반사파의 감쇄량이 변화된다.
즉, 도 4의 상측 타원내 확대부에서와 같이, 벽체(11)와 라이닝(12)이 긴밀하게 밀착된 정상부위에서는 탐촉자(25)에서 발진된 초음파가 고체 매질인 벽체(11)를 통과한 후, 역시 고체 매질인 라이닝(12)을 통과하고, 이후 라이닝(12)과 탱크 내부의 적재 공간내 유체(流體)간 경계면에서 반사되어 반사파를 형성하며, 반사파는 상기 입사파의 역경로로서 라이닝(12) 및 벽체(11)를 경유하여 탐촉자(25)로 수진되는 반면, 도 4의 하측 타원내 확대부에서와 같이, 벽체(11)에서 라이닝(12)이 박리된 이상부위에서는 탐촉자(25)에서 발진된 초음파가 고체 매질인 벽체(11)를 통과한 직후 유체 매질인 라이닝(12) 박리부에 직면하여 입사파의 대부분이 곧바로 반사되며, 입사파 에너지가 대부분 보존된 상태의 반사파가 탐촉자(25)로 수진되는 것이다.
따라서, 도 4의 상측 타원내 확대부에서와 같은 정상부위의 반사파가 동 도면의 하측 타원내 확대부에서와 같은 이상부위의 반사파보다 전파 거리가 클 뿐 아니라, 특히 정상부위의 반사파는 입사파가 음파 전파상 감쇄량이 큰 연질 매질인 라이닝(12)을 통과한 후 반사되어 반사파를 형성하고 형성된 반사파가 연질 매질인 라이닝(12)을 재차 통과하게 되는 바, 이상부위 반사파에 비하여 현격한 감쇄현상을 나타내게 된다.
이러한 이상부위와 대비한 정상부위의 반사파 감쇄 현상은 각각 정상지점 및 이상지점에 대한 정상상태 반사파 파형을 도시한 도 5 및 도 6을 통하여도 확인할 수 있는데, 이들 도면에 도시된 바와 같이, 탐촉자(25)의 검사 지점 접촉 유지 및 초음파 수발진이 일정 시간 이상 지속되어 반사파의 파형이 정상상태(定常狀態, steady state)에 도달하면, 반사파의 진폭에 있어서 라이닝(12)이 박리된 이상부위가 정상부위에 비하여 현격하게 큰 진폭을 나타내며, 이를 통하여 해당 지점 라이닝(12)의 상태를 파악할 수 있다.
본 발명에서 있어서, 초음파의 발진 및 수진은 탐촉자(25)가 검사 지점에 정지된 상태에서 일정 시간 이상 지속될 필요가 있으며, 이로써 반사파의 파형이 일정한 형태를 유지하는 정상상태가 달성될 수 있는데, 이렇듯 반사파의 정상화(定常化)를 통하여 박리부를 포함하여 저장 탱크를 구성하는 이종 재질의 다층체에 대한 적층 상태를 명확하게 파악할 수 있다.
이는 본 발명이 결함 부위에서의 반사파 수진 시간을 측정하여 해당 결함 부위의 위치 파악에 주안점을 둔 종래의 초음파탐상(超音波探傷) 기법을 탈피하여, 반사파의 전체 전파과정에서의 감쇄는 물론 연질 매질 통과여부에 따른 감쇄 경향을 파악함으로써, 시간이 아닌 정상상태의 진폭을 판단 기준으로 활용함에서 기인하는 것으로, 종래 초음파탐상에서와 같이 단발성 펄스 또는 비지속 펄스의 간헐적 반복 발진을 통한 발진-수진간 시간 측정으로는 비교적 얇은 벽체(11)에 연질 매질인 라이닝(12) 부착된 저장 탱크와 같은 검사체의 라이닝(12) 박리 여부를 정확하게 파악할 수 없기 때문이다.
즉, 본 발명이 적용되는 저장 탱크는 탱크를 구성하는 경질체인 벽체(11) 자체의 두께도 여타 산업분야의 검사체에 비하여 얇을 뿐 아니라, 벽체(11)의 이면에 부착된 라이닝(12)은 두께가 더욱 얇음은 물론 신축성 및 가요성이 풍부하여, 초음파의 전파 속도가 변화하게 되는 바, 발진-수진간 시간 측정을 요건으로 하는 종래의 초음파탐상기법으로는 유의(有意)한 검사효과를 기대할 수 없는 것이다.
이렇듯 본 발명은 반사파의 진폭을 분석하여 검사 지점 벽체(11) 이면의 라이닝(12) 상태를 파악하게 되는 바, 검사 대상 저장 탱크의 제원에 따라 기준진폭을 설정하는 설정단계(S10)를 수행한 후, 이후 후술할 탐촉단계(S20) 및 검측단계(S30)를 수행하여, 검사 지점의 라이닝(12) 이상 여부를 파악하게 되는데, 기준진폭이 벽체(11)와 라이닝(12)이 긴밀하게 부착된 상태에서의 반파사 즉, 감쇄량이 큰 상태의 반사파 진폭으로 설정될 경우 기준진폭을 월등히 상회하는 진폭의 반사파가 검출될 시 해당 지점 라이닝(12)의 박리를 추정할 수 있으며, 기준진폭이 벽체(11)와 라이닝(12)이 박리된 상태에서의 반파사 즉, 감쇄량이 작은 상태의 반사파 진폭으로 설정될 경우 기준진폭에 근접한 진폭의 반사파가 검출될 시 해당 지점 라이닝(12)의 박리를 추정할 수 있다.
도 7에서와 같이, 설정단계(S10)가 완료되면, 실제 검사 단계로서 저장 탱크의 벽체(11) 표면에 접촉된 탐촉자(25)에서 초음파가 지속적으로 발진됨과 동시에 반사파가 수진되는 탐촉단계(S20)가 수행되며, 이후 반사파의 파형이 정상상태(定常狀態)에 도달하면 반사파의 진폭과 기준진폭을 비교하여 해당 지점 라이닝(12)의 박리 여부를 파악하는 검측단계(S30)가 수행됨으로써, 1개 검사 지점에 대한 본 발명을 통한 저장 탱크 검사가 완료된다.
이러한 본 발명을 통한 일련의 검사 과정에 있어서, 신호의 처리 및 분석은 컴퓨터(40)에 탑재된 검사프로그램에 의하여 수행될 수 있으며, 그 구체적인 과정이 도 8 내지 도 11에 도시되어 있다.
우선 도 8은 라이닝(12)의 박리 여부를 판단하는 기준진폭을 설정함에 있어서, 본검사 이전에 사전 측정을 통하여 저장 탱크 표면상 다수의 임의의 지점에 대한 정상상태 반사파를 측정하고, 측정된 정상상태 반사파의 진폭을 평균하여 기준진폭으로 활용하는 것으로서, 이를 통하여, 검사 대상 저장 탱크의 정확한 제원을 확보하지 않고도 비교적 정확한 검사가 가능하게 된다.
이러한 도 8의 실시예는 우선, 검사대상 저장 탱크의 표면에 탐촉자(25)가 접촉되고 초음파가 지속적으로 발진됨과 동시에 반사파가 수진되며, AD변환기(30)로부터 출력된 반사파 파형 정보가 컴퓨터(40)에 탑재된 검사프로그램에 지속적으로 입력되고 검사프로그램이 반사파의 진폭을 지속적으로 추출하되, 반사파 진폭의 시간변화율이 기 설정된 기준시간 동안 기 설정된 허용치 이하일 경우 검사프로그램이 해당 기준시간의 대표진폭을 사전진폭으로 설정하여 컴퓨터(40)의 기억장치에 저장하는 사전감지단계(S11)로 개시된다.
여기서 검사프로그램이란 AD변환기(30)에서 송출된 반사파의 파형정보를 입력정보로 활용하여, 반사파의 파형을 파악하고 진폭 등 유의한 수치를 추출하며, 추출된 수치를 분석하여 출력하는 프로그램으로서, 컴퓨터(40)의 응용프로그램 형태로 탑재될 수 있다.
또한, 반사파 진폭의 시간변화율이란 반사파의 정상상태 도달 여부를 파악하기 위한 수단으로서, 기 설정된 미소(微少) 단위시간(Δt)당 진폭의 변화량(ΔA)를 의미하며 ΔA/Δt의 형태로 표현 및 산출될 수 있고, 기준시간이란 해당 시간동안 상기 진폭의 시간변화율(ΔA/Δt)이 일정하게 유지될 경우 정상상태에 도달하였다고 판단할 수 있는 시간으로서, 측정 감도 또는 현장여건을 고려하여 수초 내외로 설정될 수 있다.
이렇듯, 반사파의 정상상태 여부를 판단하여 정상상태로 판단될 경우, 해당 기준시간 동안의 반사파 진폭을 대표할 수 있는 대표진폭을 산출할 수 있는데, 이상적(理想的) 조건이라면 정상상태의 시각별 진폭은 모두 동일하게 되는 바, 임의 시각의 진폭을 대표진폭으로 선택하여도 동일한 수치가 도출될 수 있으나, 전술한 바와 같이, 본 발명에 있어서 정상상태란 반사파 진폭의 시간변화율이 기 설정된 기준시간 동안 기 설정된 허용치(C) 이하인 상태를 의미하므로, 해당 기준시간내 시각별 진폭을 평균하거나, 시점 또는 종점 등 특정 시각의 진폭을 선택하여 대표진폭으로 설정하는 것이 바람직하다.
사전감지단계(S11)가 완료되면, 상기 사전감지단계(S11)를 저장 탱크 표면의 다수 지점에 대하여 반복하여 다수의 사전진폭을 컴퓨터(40)의 기억장치에 수록한 후 수록된 다수의 사전진폭을 인출하고 평균하여 기준진폭으로 설정하고 컴퓨터(40)의 기억장치에 저장하는 기준산정단계(S12)가 수행된다.
이렇듯 사전감지단계(S11)의 반복 및 측정치 평균을 통하여 기준산정단계(S12)를 수행하는 것은 검사대상 저장 탱크 벽체(11)에 라이닝(12)이 정상적으로 부착된 정상부위가 라이닝(12)이 박리된 이상부위에 비하여 현저하게 많은 부분을 차지한다는 전제에서 성립되는 것이며, 따라서, 저장 탱크 표면상 임의의 다수의 지점에 대한 사전감지단계(S11)를 수행함에 있어서는 수행 지점을 가급적 광범위하게 분포시키는 것이 유리한데, 이는 일단 라이닝(12)의 박리가 발생되면 박리 부위가 인근으로 점차 확대되는 특성이 있기 때문이다.
또한, 상기와 같이 다수의 지점에 대한 사전감지단계(S11)를 실시함에 있어서, 라이닝(12) 박리 부위에 대한 의도하지 않은 사전감지단계(S11) 실시가 이루어질 수도 있으므로, 기준산정단계(S12)에서 다수의 사전진폭을 평균함에 있어서는 최대치 등의 이상치(異常値)를 배제하는 것이 바람직하다.
기준산정단계(S12)가 완료되면, 저장 탱크의 벽체(11) 표면에 접촉된 탐촉자(25)에서 초음파가 지속적으로 발진됨과 동시에 반사파가 수진되어 수발진기(20) 및 AD변환기(30)를 거쳐 컴퓨터(40)로 송출되는 검사치송출단계(S21)가 수행되며, 이후 연속하여, 송출된 반사파 파형 정보가 컴퓨터(40)에 탑재된 검사프로그램에 지속적으로 입력되고 검사프로그램이 반사파의 진폭을 지속적으로 추출하되, 반사파 진폭의 시간변화율이 기 설정된 기준시간 동안 기 설정된 허용치 이하일 경우 검사프로그램이 해당 기준시간의 대표진폭을 측정진폭으로 설정하고, 기억장치에서 기준진폭을 인출하여 측정진폭과 기준진폭을 비교하는 대조단계(S31)가 수행된다.
전술한 바와 같이, 반사파 진폭의 시간변화율이란 반사파의 정상상태 도달 여부를 파악하기 위한 수단으로서, 기 설정된 미소(微少) 단위시간(Δt)당 진폭의 변화량(ΔA)를 의미하며 ΔA/Δt의 형태로 표현 및 산출될 수 있고, 기준시간이란 해당 시간동안 상기 진폭의 시간변화율(ΔA/Δt)이 일정하게 유지될 경우 정상상태에 도달하였다고 판단할 수 있는 시간으로서, 측정 감도 또는 현장여건을 고려하여 수초 내외로 설정될 수 있다.
대조단계(S31)의 수행 이후, 검사프로그램이 측정진폭이 기준진폭에 근접할 경우 정상신호를 출력하고, 측정진폭이 기준진폭을 상회할 경우 이상신호를 출력하는 출력단계(S32)가 수행됨으로써, 1개 검사 지점에 대한 본 발명의 도 8 실시예가 완료되는데, 이상신호의 출력은 컴퓨터(40) 화면상에 경고 문구, 수치 또는 기호를 출력하거나 경고음을 출력하는 등의 방식으로 수행될 수 있다.
한편, 저장 탱크 라이닝(12)의 열화가 심각하게 진행되어 광범위한 박리가 발생되었거나, 전술한 바와 같이 사전감지단계(S11)가 라이닝(12) 박리지점에 대하여 다회 수행되는 경우, 기준진폭이 정확하게 설정될 수 없으므로 도 8의 실시예를 통하여는 유의한 검사결과가 도출될 수 없다.
이에 본 발명에서는 도 9에서와 같이, 검사대상 저장 탱크의 벽체(11)와 동일한 재질 및 두께의 판체(13) 이면(裏面)에 저장 탱크 라이닝(12)과 동일한 재질 및 두께의 라이닝(12)이 긴밀하게 부착된 정상대조체 또는 라이닝(12)이 생략된 판체(13)로서 검사대상 저장 탱크의 벽체(11)와 동일한 재질 및 두께의 판체(13)인 이상대조체를 활용하여 기준진폭을 설정함으로써, 검사 정밀도를 확보할 수 있도록 하였다.
즉, 도 9의 좌측 상단에 예시된 바와 같은 정상대조체는 충분한 감쇄가 발생된 반사파의 정상상태 진폭을 기준진폭으로 설정하여, 해당 진폭을 월등하게 초과하는 진폭의 반사파 측정시 라이닝(12) 박리를 추정하고, 동 도면의 우측 상단에 예시된 바와 같은 이상대조체는 감쇄가 미미한 반사파의 정상상태 진폭을 기준진폭으로 설정하여, 해당 진폭에 근접한 진폭의 반사파 측정시 라이닝(12) 박리를 추정하는 것이다.
도 10 및 도 11은 각각 정상대조체 및 이상대조체를 활용한 본 발명 검사 방법 실시예의 흐름도로서, 우선 정상대조체를 활용하는 실시예는 도 10에 도시된 바와 같이, 검사대상 저장 탱크의 벽체(11)와 동일한 재질 및 두께의 판체(13) 이면(裏面)에 저장 탱크 라이닝(12)과 동일한 재질 및 두께의 라이닝(12)이 긴밀하게 부착된 정상대조체의 판체(13) 표면에 탐촉자(25)가 접촉되고 초음파가 지속적으로 발진됨과 동시에 반사파가 수진되는 대조감지단계(S13a)로 개시된다.
이후, AD변환기(30)로부터 출력된 반사파 파형 정보가 컴퓨터(40)에 탑재된 검사프로그램에 지속적으로 입력되고 검사프로그램이 반사파의 진폭을 지속적으로 추출하되, 반사파 진폭의 시간변화율이 기 설정된 기준시간 동안 기 설정된 허용치 이하일 경우 검사프로그램이 해당 기준시간의 대표진폭을 기준진폭으로 설정하여 컴퓨터(40)의 기억장치에 저장하는 기준저장단계(S14)가 수행되며, 이는 정상대조체의 반사파가 정상상태에 도달하면 해당 대표진폭을 기준진폭으로 설정하는 것으로 요약될 수 있다.
기준저장단계(S14)가 완료되면, 실제 검사 단계로서, 저장 탱크의 벽체(11) 표면에 접촉된 탐촉자(25)에서 초음파가 지속적으로 발진됨과 동시에 반사파가 수진되어 수발진기(20) 및 AD변환기(30)를 거쳐 컴퓨터(40)로 송출되는 검사치송출단계(S21)가 수행된다.
이어서, 송출된 반사파 파형 정보가 컴퓨터(40)에 탑재된 검사프로그램에 지속적으로 입력되고 검사프로그램이 반사파의 진폭을 지속적으로 추출하되, 반사파 진폭의 시간변화율이 기 설정된 기준시간 동안 기 설정된 허용치 이하일 경우 검사프로그램이 해당 기준시간의 대표진폭을 측정진폭으로 설정하고, 기억장치에서 기준진폭을 인출하여 측정진폭과 기준진폭을 비교하는 대조단계(S31)가 수행되며, 이 역시 정상상태 반사파를 측정한 후 이를 기준진폭과 비교하는 것이라 할 수 있다.
대조단계(S31)가 완료되면, 검사프로그램이 측정진폭이 기준진폭에 근접할 경우 정상신호를 출력하고, 측정진폭이 기준진폭을 상회할 경우 이상신호를 출력하는 출력단계(S32a)가 수행됨으로써, 1개 검사 지점에 대한 본 발명의 도 10 실시예가 완료되는데, 전술한 바와 같이, 이상신호의 출력은 컴퓨터(40) 화면상에 경고 문구, 수치 또는 기호를 출력하거나 경고음을 출력하는 등의 방식으로 수행될 수 있다.
한편, 도 11은 이상대조체를 활용한 본 발명 검사 방법 실시예의 흐름도로서, 도 11에 도시된 실시예는 검사대상 저장 탱크의 벽체(11)와 동일한 재질 및 두께의 판체(13)로서 라이닝(12)은 생략된 판체(13)인 이상대조체의 표면에 탐촉자(25)가 접촉되고 초음파가 지속적으로 발진됨과 동시에 반사파가 수진되는 대조감지단계(S13b)로 개시되며, 전술한 도 10 실시예의 출력단계(S32)가, 검사프로그램이 측정진폭이 기준진폭을 하회할 경우 정상신호를 출력하고, 측정진폭이 기준진폭에 근접할 경우 이상신호를 출력하는 출력단계(S32b)로 교체 수행됨으로써, 1개 검사 지점에 대한 본 발명의 도 11 실시예가 완수된다.
11 : 벽체
12 : 라이닝
13 : 판체
20 : 수발진기
21 : 발진회로
22 : 발진자
23 : 수진자
24 : 수진회로
25 : 탐촉자
30 : AD변환기
40 : 컴퓨터
S10 : 설정단계
S11 : 사전감지단계
S12 : 기준산정단계
S13 : 대조감지단계
S14 : 기준저장단계
S20 : 탐촉단계
S21 : 검사치송출단계
S30 : 검측단계
S31 : 대조단계
S32 : 출력단계

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 기밀용기의 벽체(11) 내측 표면에 합성수지 라이닝(lining)(12)이 형성되어 각종 액상 화공약품이 적재되는 저장 탱크에 대한 초음파 검사 방법에 있어서,
    초음파를 발진하고 반사파를 수진하는 수발진기(20), 수발진기(20)와 연결되고 발진자(22) 및 수진자(23)가 내장된 탐촉자(25), 수발진기(20)에서 송출되는 신호를 디지털신호로 변환하는 AD변환기(30) 및 AD변환기(30)에서 출력된 신호를 처리하는 컴퓨터(40)가 구성되고;
    검사대상 저장 탱크의 표면에 탐촉자(25)가 접촉되고 초음파가 지속적으로 발진됨과 동시에 반사파가 수진되며, AD변환기(30)로부터 출력된 반사파 파형 정보가 컴퓨터(40)에 탑재된 검사프로그램에 지속적으로 입력되고 검사프로그램이 반사파의 진폭을 지속적으로 추출하되, 반사파 진폭의 시간변화율이 기 설정된 기준시간 동안 기 설정된 허용치 이하일 경우 검사프로그램이 해당 기준시간의 대표진폭을 사전진폭으로 설정하여 컴퓨터(40)의 기억장치에 저장하는 사전감지단계(S11)와;
    상기 사전감지단계(S11)를 저장 탱크 표면의 다수 지점에 대하여 반복하여 다수의 사전진폭을 컴퓨터(40)의 기억장치에 수록한 후 수록된 다수의 사전진폭을 인출하고 평균하여 기준진폭으로 설정하고 컴퓨터(40)의 기억장치에 저장하는 기준산정단계(S12)와;
    저장 탱크의 벽체(11) 표면에 접촉된 탐촉자(25)에서 초음파가 지속적으로 발진됨과 동시에 반사파가 수진되어 수발진기(20) 및 AD변환기(30)를 거쳐 컴퓨터(40)로 송출되는 검사치송출단계(S21)와;
    송출된 반사파 파형 정보가 컴퓨터(40)에 탑재된 검사프로그램에 지속적으로 입력되고 검사프로그램이 반사파의 진폭을 지속적으로 추출하되, 반사파 진폭의 시간변화율이 기 설정된 기준시간 동안 기 설정된 허용치 이하일 경우 검사프로그램이 해당 기준시간의 대표진폭을 측정진폭으로 설정하고, 기억장치에서 기준진폭을 인출하여 측정진폭과 기준진폭을 비교하는 대조단계(S31)와;
    측정진폭과 기준진폭이 같을 경우 검사프로그램이 정상신호를 출력하고, 측정진폭이 기준진폭을 상회할 경우 이상신호를 출력하는 출력단계(S32)로 이루어짐을 특징으로 하는 저장 탱크 라이닝의 초음파 검사 방법.
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