KR101646498B1 - 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템 및 방법 - Google Patents

고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템 및 방법 Download PDF

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조윤호
이용희
이재선
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부산대학교 산학협력단
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    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids

Abstract

고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템은, 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템에 있어서, 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관의 외주면을 이동하면서 초음파를 가진하여 내부의 신호를 탐상하는 탐상장치; 및 상기 탐상장치에서 탐상된 신호의 패턴을 통해 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하는 검출장치를 포함하되, 상기 탐상장치는, 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관의 깊이에 대한 포커스를 변경하여 탐상한다.

Description

고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템 및 방법{System for detection of defects on high density poly-ethylene pipe and method thereof}
본 발명은 고밀도 폴리에틸렌(High Density Poly-Ethylene: HDPE) 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파를 이용한 위상 배열 검사를 통해 고밀도 폴리에틸렌 배관 내부에 존재하는 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템 및 방법에 관한 것이다.
유도초음파는 구조물의 기하학적인 형상을 따라 길이방향으로 전파하는 파로써, 많은 종파와 횡파가 반사 및 중첩되어 형성된다. 이러한 유도초음파를 이용한 탐상 방법은 광범위 비파괴 탐상에 효율적으로 사용될 수 있으며, 시험 방법이 안전하고 비용이 비교적 많이 들지 않는 장점이 있다.
일반적으로 폴리에틸렌(Poly-Ethylene: PE) 배관은 내식성이 있어 염분이나 수분의 영향으로 부식되지 아니하고, 화학적으로 안정되어 있어 산성 또는 알칼리성 등의 약품에 의해 침해를 받지 않는다. 또한, 유연성, 내충격성, 내한성과 함께 시공시에는 경제성이 있어 현재 도시가스 공급을 위한 가스배관으로 많이 사용되고 있으며 그 수요는 날로 증가하고 있다.
특히, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 배관은 폴리에틸렌(PE) 배관 중 분지가 적고 결정성이 높은 밀도 0.95 이상의 폴리에틸렌을 포함하여 강도는 우수하므로 원자력발전소의 배관에 사용되고 있는 실정이다.
이와 같은 고밀도 폴리에틸렌 배관은 폭발성이 있는 가스를 수송하거나 안전과 밀접한 관련이 있는 원전에 사용되므로 강관과 마찬가지로 시공시와 시공후에 주기적 또는 비주기적으로 안전점검을 하는것은 매우 중요한 일이다. 특히, 고밀도 폴리에틸렌 배관의 연결부위는 안전에에 있어 취약부위로써 시공시에 검사를 하여 안전성을 확보하는 것이 매우 중요하다.
이러한 고밀도 폴리에틸렌 배관은 열을 이용하여 연결하는데, 크게 "맞대기융착(Butt Fusion)법" 과 "소켓융착(Socket Fusion)법"으로 나눌 수 있다. 맞대기융착법은 두 개의 고밀도 폴리에틸렌 배관의 끝 단면에 열을 가하여 용융접합하는 방법이고, 소켓융착법은 연결하고자하는 배관을 소켓 내부에 삽입하여 용융접합을 하는 방법이다. 이러한 연결부위는 융착 전후에 배관에 가해진 부적절한 힘과 열, 그리고, 결합부위의 먼지, 기름 등의 불순물 때문에 결함을 내포하거나 불완전한 융착이 되는 경우가 있다. 이는 차후 위험한 가스누출사고의 원인이 되므로 시공시에 반드시 검출되어야한다.
최근 미국에서는 융착부의 불량여부를 판단하는 자동 초음파시스템을 개발하였고, 이를 이용하면 맞대기 융착부의 결함검출을 더욱 효율적으로 수행할 것이라 예측하고 있으나 아직까지 활발한 현장적용은 되고 있지 않다. 그리고, 소 켓융착 중의 하나인 이음관을 이용하는 전기융착부(Electrofusion Joints)에 대해서는 현재 육안검사를 하고 경우에 따라 기밀시험을 통한 간접적인 검사만 하고 있는 실정이며, 이에 대한 적합한 비파괴검사 기법 및 장치가 개발되지 않아 직접적인 검사를 적용하고 있지 않고 있는 문제점이 있었다.
또한, 배관 및 부품의 수명은 결함의 발생 및 성장, 파괴의 과정으로 결정되는데 균열 탐지의 한계 때문에 이미 사용수명이 일정부분 경과한 뒤에서야 결함이 탐지되고 있어 상기 배관 및 부품의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.
한국공개특허 2012-0034111호(2012. 04. 09) 한국공개특허 2011-0121329호(2011. 11. 07)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 초음파를 이용해 폴리에틸렌(PE) 배관, 특히 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함 검출율을 향상시키기 위한 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
그리고 결함을 조기에 발견함으로써 고밀도 폴리에틸렌 배관의 사용수명을 연장할 수 있는 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템은, 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템에 있어서, 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관의 외주면을 이동하면서 초음파를 가진하여 내부의 신호를 탐상하는 탐상장치; 및 상기 탐상장치에서 탐상된 신호의 패턴을 통해 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하는 검출장치를 포함하되, 상기 탐상장치는, 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관의 깊이에 대한 포커스를 변경하여 탐상한다.
상기 탐상장치는, 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관의 주축 방향 및 상기 주축에 수직인 원주면을 이동하면서 상기 신호를 탐상한다.
상기 탐상장치는, 초음파를 생성하는 생성부, 상기 생성부된 초음파를 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관 내에 전달하기 위한 전달부 및 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관 내에서 상기 전달된 초음파가 반사되는 상기 초음파의 신호를 측정하는 측정부를 포함한다.
상기 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템은 상기 탐상장치에 의해 검출된 검출 신호에 기초하여 영상화하는 영상장치를 더 포함한다.
상기 초음파는 가이드파와 등가일 수 있다.
상기 고밀도 폴리에틸렌 배관의 초음파 감쇠계수는 0.7과 0.8사이일 수 있다.
상기 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함은, 시공과정 및 운전과정에서 발생하는 결함과 융착부 결함을 포함한다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 방법은, 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 방법에 있어서, 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관의 주축 방향 및 상기 주축에 수직인 원주면을 이동하면서 초음파를 가진하는 단계; 상기 가진된 초음파를 통해 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관 내부의 신호를 탐상하는 단계; 및 상기 탐상된 신호의 패턴을 통해 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하는 단계를 포함하되, 상기 신호를 탐상하는 단계는, 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관의 깊이에 대한 포커스를 변경하여 탐상한다.
상기 초음파를 가진하는 단계는, 초음파를 생성하는 단계, 상기 생성된 초음파를 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관 내에 전달하는 단계를 포함한다.
상기 신호를 탐상하는 단계는, 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관 내에서 상기 전달된 초음파가 반사되는 상기 초음파의 신호를 측정하는 단계를 포함한다.
상기 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 방법은 상기 탐상된 신호를 영상화 하는 단계를 더 포함한다.
상기 고밀도 폴리에틸렌 배관의 초음파 감쇠계수는 0.7과 0.8 사이일 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기와 같은 본 발명의 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템 및 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
본 발명에 따르면, 초음파를 이용하여 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출할 수 있다.
또한, 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함 검출율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
그리고 결함을 조기에 발견함으로써 고밀도 폴리에틸렌 배관의 사용수명을 연장할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템의 블록도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 탐상장치의 블록도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 탐상장치의 작동도이다.
도 3a는 본 고밀도 폴리에틸렌 배관 내에 결함을 나타내는 도면이다.
도 3b 및 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템으로 도 3a의에 도시된 결함을 탐상한 신호 패턴을 도시하는 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 고밀도 폴리에틸렌 배관 내의 결함 및 본 발명의 일 실시예에 따른 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사시스템으로 상기 결함을 탐상한 신호 패턴을 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작 이외에 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템의 블록도이고, 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 탐상장치의 블록도이며, 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 탐상장치의 작동도이다.
또한, 도 3a는 본 고밀도 폴리에틸렌 배관 내에 결함을 나타내는 도면이고, 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템으로 도 3a의에 도시된 결함을 탐상한 신호 패턴을 도시하는 도면이다.
도 1 내지 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템(10)은 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템에 있어서, 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 외주면을 이동하면서 초음파를 가진하여 내부의 신호를 탐상하는 탐상장치(100) 및 탐상장치(100)에서 탐상된 신호의 패턴을 통해 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 결함을 검출하는 검출장치(200)를 포함한다. 이 때, 탐상장치(100)는, 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 깊이에 대한 포커스를 변경하여 탐상한다. 여기에서 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 깊이란 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 주축과 수직인 평면을 기준으로 하였을 때 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 두께를 의미하며 자세한 작동원리는 후술한다.
또한, 탐상장치(100)는, 초음파를 생성하는 생성부(110), 생성부된 초음파를 고밀도 폴리에틸렌 배관(300) 내에 전달하기 위한 전달부(120) 및 고밀도 폴리에틸렌 배관(300) 내에서 상기 전달된 초음파가 반사되는 상기 초음파의 신호를 측정하는 측정부(130)를 포함한다.
따라서, 생성부(110)에서 생성되고 전달된 초음파가 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)에 가진되어 고밀도 폴리에틸렌 배관(300) 내에서 반사된 초음파의 신호를 측정하고, 상기 측정된 신호의 패턴 즉, 위상 배열을 통해 고밀도 폴리에틸렌 배관(300) 내의 결함을 검출할 수 있다.
이 때, 본 발명에서 사용되는 상기 초음파는 가이드파와 등가일 수 있고, 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 초음파 감쇠계수는 0.7과 0.8사일 수 있어 다른 탄성재료보다 비교적 큰 감쇠특성을 가지는 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)에 존재하는 결함을 검출하는데 있어 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 여기에서 가이드파란 배관 속을 길이 방향으로 전파하는 초음파 진동 형태를 의미하는 것으로써, 배관 내의 결함을 측정하기에 용이하다.
또한, 용이한 결함 측정을 위한 고밀도 폴리에틸렌 베관(300) 내부에 가진되는 초음파의 종파 속도는 2.254
Figure 112014037707339-pat00001
, 가이드파 속도는 2.240
Figure 112014037707339-pat00002
인 것이 바람직하다.
다만, 본 발명에서 사용되는 상기 초음파 감쇠계수, 상기 종파 속도 및 상기 가이드파의 속도는 상기 값으로 제한되지 않는다.
또한, 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 결함은, 시공과정 및 운전과정에서 발생하는 결함과 융착부 결함을 포함한다. 이 때, 상기 결함은 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 교체시공에서 발생되는 결함도 포함된다. 따라서, 본 발명은 가동 전 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 결함 유무 상태, 가동 중 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 결함 유무 상태 및 융착부 결함의 유무 상태를 확인하기 위해 적용가능하며, 종래의 육안 검사로만 융착부 결함의 유무를 확인할 수 있었던 것에 비해 융착부 결함의 검출이 용이한 이점이 있다.
도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탐상장치(100)는, 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 주축 방향 및 상기 주축에 수직인 원주면을 이동하면서 상기 신호를 탐상한다. 즉, 상기 원주면을 이동하면서(P1) 상기 신호를 탐상하고, 소정 거리 주축 방향으로 이동한 후(P2) 다시 상기 원주면을 이동하면서(P3) 상기 신호를 탐상 할 수 있다. 따라서, 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 전체 영역에 대한 검사를 시행할 수 있는 장점이 있다.
또한, 탐상장치(100)에 의해 검출된 검출 신호에 기초하여 영상화하는 영상장치를 더 포함한다. 이 때, 상기 영상장치는 상기 검출 신호를 영상신호로 변환시키는 영상화모듈과 상기 변환된 영상을 디스플레이하기 위한 표시부를 포함하여 영상화된 검출 신호를 직접 확인 할 수 있다.
다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템(10)은 탐상장치(100)와 검출장치(200) 및 상기 영상장치를 포함하고, 탐상장치(100)는 생성부(110), 전달부(120) 및 측정부(130)를 포함하지만, 이외 추가적인 구성을 배제하지 않는다.
도 3a은 4mm 크기의 결함이 형성된 고밀도 폴리에틸렌 배관(310)을 나타내고, 도 3b는 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 깊이에 대한 포커스가 10mm와 20mm인 경우의 신호 패턴(315)이며, 도 3c는 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 깊이에 대한 포커스가 30mm인 경우의 신호 패턴(317)을 나타낸다. 이 때, 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 깊이에 대한 포커스가 10mm와 20mm인 경우에 시편 저면부와 근접한 결함의 신호를 식별하기 힘들지만, 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 깊이에 대한 포커스가 30mm인 경우 크고 확실한 결함 신호를 획득할 수 있는 이점이 있다. 따라서 탐상장치(100)가 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 깊이에 대한 포커스를 변경하여 탐상함으로써 뚜렷한 탐상 결과를 얻어 결함의 검출율을 향상시킬 수 있다. 다만, 상기 값은 예시적인 값에 불과하고 이제 제한되지 않음은 통상의 기술자에게 자명하다.
도 4a 내지 도 4c는 고밀도 폴리에틸렌 배관 내의 결함 및 본 발명의 일 실시예에 따른 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사시스템으로 상기 결함을 탐상한 신호 패턴을 도시한 도면이다.
고밀도 폴리에틸렌 배관(300) 내벽에 방생한 크랙은 내벽 반사 신호와 결함 신호와의 신호차이를 통해서 구분할 수 있는데, 이하 4a 내지 도 4c를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 다른 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템에 의한 결함 패턴을 통해 결함을 검출하는 방법을 설명한다.
도 4a는 종방향 크랙이 형성된 고밀도 폴리에틸렌 배관(320)과 그에 대한 신호 패턴(325)을 나타낸다. 고밀도 폴리에틸렌 배관(320)에 3개의 종방향 크랙이 형성된 경우 3개의 종방향 신호 패턴(325)이 형성됨을 확인 할 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템(10)에 의해 탐상된 신호 패턴(325)이 종방향으로 형성되어 있는 경우 고밀도 폴리에틸렌 배관(320)에 종방향 크랙이 있음을 알 수 있고, 상기 종방향으로 형성된 신호 패턴(325)의 개수에 따라 종방향 크랙의 개수를 알 수 있다.
또한 도 4b는 복수의 원형 크랙이 형성된 고밀도 폴리에틸렌 배관(330)과 그에 대한 신호 패턴(335)을 나타낸다. 고밀도 폴리에틸렌 배관(330)에 복수의 원형 크랙이 형성된 경우 복수의 원형 신호 패턴(335)이 형성됨을 확인할 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템(10)에 의해 탐상된 신호 패턴(335)이 원형으로 형성되어 있는 경우 고밀도 폴리에틸렌 배관(330)에 원형 크랙이 있음을 알 수 있고, 상기 원형으로 형성된 신호 패턴(335)의 개수에 따라 원형 크랙의 개수를 알 수 있다. 다만, 도시된 바와 같이 복수의 원형 크랙이 3mm이하의 간격을 가져 소정 범위안에 형성된 경우 본래 결함보다 직경이 큰 하나의 큰 결함 신호 패턴으로 나타나므로 정확한 원형 크랙의 개수를 검출하기는 어려운 단점이 있다.
도 4c는 한점을 기준으로 복수의 방향으로 종방향 크랙이 형성된 고밀도 폴리에틸렌 배관(340)과 그에 대한 신호 패턴(345)을 나타낸다. 고밀도 폴리에틸렌 배관(340)에 한점을 기준으로 복수의 방향으로 배치된 종방향 크랙이 형성된 경우 복수의 방향으로 종방향 신호 패턴(345)이 형성됨을 알 수 있다. 이 때, 복수의 방향으로 배치된 종방향 신호 패턴(345)은 배관 내벽 신호(347)와 색과 강도의 차이가 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템(10)에 의해 탐상된 신호 패턴(345)이 복수의 방향으로 형성되어 있는 경우 고밀도 폴리에틸렌 배관(340)에 복수의 방향으로 종방향 크랙이 형성되어 있음을 알 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템(10)의 탐상장치(100) 의해 탐상된 신호 패턴을 분석하여 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 결함을 검출할 수 있다. 다만, 본 발명에서는 원통형, 종방향 및 원형 크랙에 대하여 설명하였지만 탐상된 신호 패턴을 통해 이외 형태의 크랙도 검출 할 수 있음은 물론이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 방법의 순서도이다.
도 2b, 도 5 및 도 6을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 방법은 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 방법에 있어서, 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 주축 방향 및 상기 주축에 수직인 원주면을 이동하면서 초음파를 가진하는 단계(S510), 상기 가진된 초음파를 통해 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관 내부의 신호를 탐상하는 단계(S520), 상기 탐상된 신호를 영상화 하는 단계(S530) 및 상기 탐상된 신호의 패턴을 통해 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 결함을 검출하는 단계(S540)를 포함한다. 이 때, 상기 신호를 탐상하는 단계(S520)는, 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 깊이에 대한 포커스를 변경하여 탐상한다.
또한, 상기 초음파를 가진하는 단계(S510)는, 초음파를 생성하는 단계(S512), 상기 생성된 초음파를 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관 내에 전달하는 단계(S514)를 포함하고, 상기 신호를 탐상하는 단계(S520)는, 고밀도 폴리에틸렌 배관(300) 내에서 상기 전달된 초음파가 반사되는 상기 초음파의 신호를 측정하는 단계(S522)를 포함한다.
따라서 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 주축 방향(P2) 및 상기 주축 방향에 수직인 원주면을 이동(P1, P3)하면서 초음파를 가진 및 측정하여 폴리에틸렌 배관(300)내 결함을 파악하고, 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 깊이에 대한 포커스를 변경하여 신호 패턴을 탐상함으로써 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)내 결함을 검출율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)내 결함을 검출율을 향상시켜 고밀도 폴리에틸렌 배관(300)의 사용수명을 연잘할 수 있다.
다만, 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 방법의 일부 단계가 추가 또는 배제되는 것은 제한되지 않음은 당업자에게 자명하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템
100: 탐상장치
200: 검출장치
300: 고밀도 폴리에틸렌 배관

Claims (12)

  1. 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템에 있어서,
    상기 고밀도 폴리에틸렌 배관의 외주면을 이동하면서 초음파를 가진하여 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관 내부의 신호를 탐상하는 탐상장치; 및
    상기 탐상장치에서 탐상된 신호의 패턴을 통해 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관의 상기 외주면과 대향하는 내주면을 따라 형성된 종방향의 결함 패턴을 검출하는 검출장치를 포함하되,
    상기 탐상장치는, 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관의 깊이에 대한 포커스를 변경하여 탐상하는, 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탐상장치는,
    상기 고밀도 폴리에틸렌 배관의 주축 방향 및 상기 주축에 수직인 원주면을 이동하면서 상기 신호를 탐상하는, 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 탐상장치는,
    초음파를 생성하는 생성부, 상기 생성부된 초음파를 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관 내에 전달하기 위한 전달부 및 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관 내에서 상기 전달된 초음파가 반사되는 상기 초음파의 신호를 측정하는 측정부를 포함하는, 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 탐상장치에 의해 검출된 검출 신호에 기초하여 영상화하는 영상장치를 더 포함하는, 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 초음파는 가이드파와 등가인, 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 고밀도 폴리에틸렌 배관의 초음파 감쇠계수는 0.7과 0.8사이인, 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함은, 시공과정 및 운전과정에서 발생하는 결함과 융착부 결함을 포함하는, 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 시스템.
  8. 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 방법에 있어서,
    상기 고밀도 폴리에틸렌 배관의 주축 방향 및 상기 주축에 수직인 원주면을 이동하면서 초음파를 가진하는 단계;
    상기 가진된 초음파를 통해 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관 내부의 신호를 탐상하는 단계; 및
    상기 탐상된 신호의 패턴을 통해 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관의 내주면을 따라 형성된 종방향의 결함 패턴을 검출하는 단계를 포함하되,
    상기 신호를 탐상하는 단계는, 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관의 깊이에 대한 포커스를 변경하여 탐상하는, 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 초음파를 가진하는 단계는,
    초음파를 생성하는 단계, 상기 생성된 초음파를 상기 고밀도 폴리에틸렌 배관 내에 전달하는 단계를 포함하는, 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 신호를 탐상하는 단계는,
    상기 고밀도 폴리에틸렌 배관 내에서 상기 전달된 초음파가 반사되는 상기 초음파의 신호를 측정하는 단계를 포함하는, 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 탐상된 신호를 영상화 하는 단계를 더 포함하는, 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 고밀도 폴리에틸렌 배관의 초음파 감쇠계수는 0.7과 0.8 사이인, 고밀도 폴리에틸렌 배관의 결함을 검출하기 위한 초음파 검사방법.
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