KR102159306B1 - Replaceable centering device and manufacturing apparatus and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전열관의 검사를 위한 결함탐상장치에서 센서와 전열관의 내주면 사이의 거리를 일정하게 유지하기 위한 센터링 디바이스가 교체 가능하도록 형성된 교체 가능한 결함탐상장치용 센터링 디바이스 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 교체 가능한 결함탐상장치용 센터링 디바이스 제조장치는 탄소섬유복합재를 외주면에 권취할 수 있도록 소정직경의 원통형상으로 형성되는 섬유복합재 권취부와, 상기 섬유복합재 권취부의 일측 단부에 형성되며, 상기 섬유복합재 권취부보다 상대적으로 큰 외경을 갖는 제1 몰딩커버를 포함하는 제1 몰드와, 상기 섬유복합재 권취부의 타측 단부에 체결될 수 있도록 상기 섬유복합재 권취부의 타측 단부가 인입될 수 있는 체결부와, 상기 체결부의 단부에 형성되는 제2 몰딩커버를 포함하는 제2 몰드와, 상기 제1 몰딩커버와 제2 몰딩커버의 사이에서 상기 섬유복합재 권취부를 감싸 소정의 캐비티를 형성할 수 있도록 중공원통형상이며, 일측에 내부로 에폭시 수지를 주입할 수 있는 수지주입홀이 형성된 제3 몰드를 포함한다. The present invention relates to a centering device for a replaceable defect detection apparatus and a method of manufacturing the same, in which a centering device for maintaining a constant distance between a sensor and an inner circumferential surface of a heat transfer tube in a defect detection apparatus for inspection of a heat transfer tube is replaceable.
The centering device manufacturing apparatus for a replaceable defect detection device of the present invention includes a fiber composite winding portion formed in a cylindrical shape of a predetermined diameter so that the carbon fiber composite can be wound on an outer circumferential surface, and is formed at one end of the fiber composite winding portion, A first mold including a first molding cover having an outer diameter relatively larger than that of the fiber composite winding part, and the other end of the fiber composite winding part so that it can be fastened to the other end of the fiber composite winding part. A second mold including a fastening part and a second molding cover formed at an end of the fastening part, and the fiber composite winding part between the first molding cover and the second molding cover to form a predetermined cavity. It has a hollow cone shape and includes a third mold having a resin injection hole through which an epoxy resin can be injected into one side.
Description
본 발명은 교체 가능한 결함탐상장치용 센터링 디바이스와 이의 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전열관의 검사를 위한 결함탐상장치에서 센서와 전열관의 내주면 사이의 거리를 일정하게 유지하기 위한 센터링 디바이스가 교체 가능하도록 형성된 교체 가능한 결함탐상장치용 센터링 디바이스 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a centering device for a replaceable defect detection device, an apparatus and a manufacturing method thereof, and more particularly, a centering for maintaining a constant distance between a sensor and an inner peripheral surface of a heat transfer tube in a defect detection device for inspection of a heat transfer tube. It relates to a centering device for a replaceable defect detection apparatus and a method of manufacturing the same.
전열관은 얇은 금속벽을 경계로 고온 및 저온 매질이 유동함으로써 열에너지를 전달하는 목적으로 사용된다. 이때 고온, 고압, 이물질, 매질의 유동 및 화학 반응에 의하여 전열관의 금속벽에 균열, 부식결함 또는 마모가 발생할 수 있다.The heat transfer tube is used for the purpose of transferring heat energy by flowing high and low temperature media across a thin metal wall. At this time, cracks, corrosion defects, or wear may occur in the metal wall of the heat transfer pipe due to high temperature, high pressure, flow of foreign substances, medium, and chemical reaction.
이러한 전열관은 일반적으로 소구경이면서 다발로 이루어져 있으므로 결함탐상장치를 전열관의 외부에서 접근하여 검사하기 곤란하다. 따라서, 전열관의 내부로부터 결함탐상장치를 삽입하여 검사하는 것이 일반적이다.Since these heat transfer tubes are generally small-diameter and composed of bundles, it is difficult to access and inspect the defect detection device from the outside of the heat transfer tube. Therefore, it is common to insert and inspect a defect detection device from the inside of the heat transfer tube.
한편, 전열관의 부식 및 마모는 전열관의 두께가 일정 부분 남아 있기 때문에 허용치 이하인 경우에는 다음 검사 주기까지 사용할 수 있다. 그러나 전열관의 피로 균열의 경우에는 교체 등의 정비를 수행해야 한다. 따라서, 전열관의 부식, 마모 및 피로 균열을 정확하게 판정하기 위해 정량적으로 평가해야 할 필요가 있다.On the other hand, corrosion and abrasion of the heat transfer tube can be used until the next inspection cycle if the thickness of the heat transfer tube remains below the allowable value. However, in the case of fatigue cracks in the heat transfer pipe, maintenance such as replacement must be performed. Therefore, it is necessary to evaluate quantitatively in order to accurately determine corrosion, abrasion, and fatigue cracking of the heat transfer pipe.
이를 해결하기 위한 종래 기술로서, 보빈형 코일이나 환형 배열 자기센서 또는 원통형 배열 자기센서를 이용한 전열관 비파괴검사법이 개발되었다.As a conventional technique for solving this problem, a heat transfer tube non-destructive test method using a bobbin type coil, an annular array magnetic sensor, or a cylindrical array magnetic sensor has been developed.
전열관의 소재가 강자성체인 경우에는 측정하고자 하는 상기 전열관의 측정영역을 자화시키고, 결함 주변에서 발생하는 누설자속의 분포를 측정함으로써 결함을 검출하고 평가하는 방법이 일반적이다.In the case where the material of the heat transfer tube is ferromagnetic, a method of detecting and evaluating a defect by magnetizing the measurement area of the heat transfer tube to be measured and measuring the distribution of the leakage magnetic flux generated around the defect is common.
도 1은 종래의 누설자속 탐상시스템을 이용한 비파괴검사 방법에 대한 개념도이다. 1 is a conceptual diagram of a non-destructive inspection method using a conventional leak detection system.
도 1을 참조하면, 검사 대상인 소구경 전열관의 내부에 삽입할 수 있도록 결함탐상장치의 외경은 전열관의 내경보다 작도록 구비된다.Referring to FIG. 1, the outer diameter of the defect detection device is provided to be smaller than the inner diameter of the heat transfer tube so that it can be inserted into the inside of the small diameter heat transfer tube to be inspected.
결함탐상장치의 내부에는 상기 전열관에 자기장을 인가하여 자화시키기 위한 자석이 내장되어 있으며, 결함으로부터 누설되는 자속을 측정하기 위한 자기센서(30)가 환형으로 배열되어 있다.A magnet for magnetizing by applying a magnetic field to the heat transfer tube is built inside the defect detection device, and a magnetic sensor 30 for measuring a magnetic flux leaking from the defect is arranged in an annular shape.
한편, 전열관의 소재가 상자성체 금속의 전열관 검사를 위하여 와전류 탐상을 적용하는 경우에는, 측정하고자 하는 전열관의 측정영역에 유도전류를 발생시키고, 결함 주변에서 발생하는 와전류의 분포를 측정함으로써 결함을 검출하고 평가하는 방법이 일반적이다.On the other hand, when the material of the heat transfer tube is to apply an eddy current test to inspect the heat transfer tube of a paramagnetic metal, an induced current is generated in the measurement area of the heat transfer tube to be measured, and the defect is detected by measuring the distribution of the eddy current generated around the defect. The method of evaluation is common.
도 2는 종래의 와전류 탐상시스템을 이용한 비파괴검사 방법에 대한 개념도이다. 2 is a conceptual diagram of a non-destructive inspection method using a conventional eddy current detection system.
도 2를 참조하면, 소구경 배관인 전열관의 내부에 삽입할 수 있도록 결함탐상장치의 외경은 전열관의 내경보다 작으며, 결함탐상장치의 내부에는 전열관에 유도전류를 발생시키기 위한 코일이 내장된다. 아울러 결함으로부터 왜곡되는 와전류에 기인한 자속밀도의 분포를 측정하기 위한 자기센서가 환형으로 배열되어 있다.Referring to FIG. 2, the outer diameter of the defect detection device is smaller than the inner diameter of the heat transfer tube so that it can be inserted into the inside of the heat transfer tube, which is a small-diameter pipe, and a coil for generating an induced current in the heat transfer tube is embedded inside the defect detection device. In addition, magnetic sensors for measuring the distribution of magnetic flux density due to the eddy current distorted from the defect are arranged in an annular shape.
이와 다른 방법으로서 국부적인 자화를 가지는 상자성체 금속, 또는 강자성체 재질의 전열관 검사를 위하여 와전류 탐상을 적용하는 경우에는, 투자율이 높아서 시험편의 내부까지 와전류가 침투하기 곤란하기 때문에 부분적으로 자기 포화시킨 후 와전류 탐상을 수행한다.As an alternative method, in the case of applying an eddy current test to inspect a heat transfer tube of a paramagnetic metal or ferromagnetic material having a local magnetization, it is difficult to penetrate the eddy current into the inside of the test piece due to the high magnetic permeability. Perform.
도 3은 이러한 종래의 부분포화식 와전류탐상시스템을 이용한 비파괴검사 방법에 대한 개념도이다. 3 is a conceptual diagram of a non-destructive inspection method using such a conventional partially saturating eddy current detection system.
도 3을 참조하면, 결함탐상장치의 내부에는 전열관에 자기장을 인가하여 자화시키기 위한 자석이 내장되어 있으며, 자화된 영역에 교류전류를 인가하기 위한 와전류탐상용 코일이 각각의 자극의 중심부에 구비되어 있다.Referring to FIG. 3, a magnet for magnetizing by applying a magnetic field to the heat transfer tube is built into the defect detection device, and an eddy current detection coil for applying an AC current to the magnetized region is provided in the center of each magnetic pole. have.
상기 자석에 의하여 상기 시험편을 자화시키면 시험편의 투자율이 0에 가깝게 되어서 상자성체 금속의 성질을 가진다. 이때, 상기 코일에 교류전류를 인가하면, 부분포화 와전류탐상을 적용할 수 있다.When the test piece is magnetized by the magnet, the magnetic permeability of the test piece becomes close to zero, thereby having the property of a paramagnetic metal. At this time, when an AC current is applied to the coil, a partial saturation eddy current test can be applied.
한편, 자속밀도의 세기는 Biot-Savart 법칙에 의하여 센서와의 거리(리프트오프)의 제곱에 반비례하기 때문에 상술한 종래 기술들에 의한 센서 배열은 상기 전열관과 센서들이 일정한 거리(리프트오프)를 유지해야만, 결함 유무 및 크기에 따른 정확한 평가를 내릴 수 있다.On the other hand, since the intensity of magnetic flux density is inversely proportional to the square of the distance (lift-off) to the sensor according to the Biot-Savart law, the sensor arrangement according to the above-described conventional techniques maintains a constant distance (lift-off) between the heat transfer tube and the sensors. Only then can an accurate evaluation according to the presence and size of defects be made.
그래서 리프트오프의 유지를 위해 결함탐상장치에는 통상 센터링 디바이스가 마련되어 있는데, 이러한 센터링 디바이스가 마모되면 센터링 디바이스를 교체하기 위해 전원을 공급하는 전원선과 신호를 전송하는 신호선을 절단해야만 하는 구조이므로 지금까지는 센터링 디바이스가 마모되었을 때 교체하지 않고 센서 프로브를 폐기처분했었다. Therefore, in order to maintain lift-off, a centering device is usually provided in the defect detection device. When such a centering device is worn, the power supply line that supplies power and the signal line that transmits signal must be cut to replace the centering device. When the device was worn, the sensor probe was discarded without replacement.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 탄소섬유 강화 플라스틱을 이용해 전열관의 부식이나 마모 또는 피로 균열을 검사하는 결함탐상장치의 센서가 전열관으로부터 일정한 거리를 유지하게 하는 센터링 디바이스를 제조함으로, 물성이 우수하고, 마모 발생 시 교체할 수 있도록 된 교체 가능한 결함탐상장치용 센터링 디바이스와 이의 제조장치 및 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention was created to solve the above problems, by manufacturing a centering device that allows a sensor of a defect detection device to inspect corrosion, abrasion or fatigue cracks of a heat transfer tube using carbon fiber reinforced plastic to maintain a certain distance from the heat transfer tube, It is an object of the present invention to provide a centering device for a defect detection apparatus that is excellent in physical properties and can be replaced when abrasion occurs, and a manufacturing apparatus and manufacturing method thereof.
본 발명에 따른 교체 가능한 결함탐상장치용 센터링 디바이스는 배관의 내부로 삽입되어 배관의 결함을 탐지하는 결함탐상장치의 센서프로브에 장착되는 것으로, 상기 센서프로브의 외주면을 감싸도록 결합되는 센서결합부와, 상기 센서결합부로부터 상기 배관의 내주면을 향해 방사상의 방향으로 확장되어 상기 배관의 내주면과 접촉함으로써 상기 센서프로브가 상기 배관과 일정 간격을 유지하도록 하는 간격유지부를 포함하되, 상기 간격유지부는 상기 센서프로브의 길이방향을 따라 연장되고 원주방향을 따라 상호 이격된 복수개의 절개선이 형성되어 있다. The centering device for a replaceable defect detection apparatus according to the present invention is inserted into a pipe and mounted on a sensor probe of a defect detection apparatus that detects a defect in the pipe, and includes a sensor coupling part coupled to surround the outer peripheral surface of the sensor probe. , A gap maintaining part extending in a radial direction from the sensor coupling part toward the inner circumferential surface of the pipe to contact the inner circumferential surface of the pipe so that the sensor probe maintains a predetermined distance from the pipe, wherein the gap maintaining part A plurality of incision lines extending along the longitudinal direction of the probe and spaced apart from each other along the circumferential direction are formed.
상기 간격유지부는 상기 절개선의 단부에 상기 절개선의 폭보다 상대적으로 크게 형성되며 원형으로 타공되어 상기 절개선의 연장을 차단하는 크랙스토퍼(Crack stopper)가 형성되는 것이 바람직하다.It is preferable that the gap maintaining part is formed at an end of the incision line and is relatively larger than the width of the incision line and is perforated in a circular shape to form a crack stopper that blocks the extension of the incision line.
상기 센서결합부 및 간격유지부는 탄소섬유강화플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastic, CFRP)로 형성되는 것이 바람직하다.It is preferable that the sensor coupling portion and the gap maintaining portion are formed of carbon fiber reinforced plastic (CFRP).
본 발명의 교체 가능한 결함탐상장치용 센터링 디바이스 제조장치는 탄소섬유복합재를 외주면에 권취할 수 있도록 소정직경의 원통형상으로 형성되는 섬유복합재 권취부와, 상기 섬유복합재 권취부의 일측 단부에 형성되며, 상기 섬유복합재 권취부보다 상대적으로 큰 외경을 갖는 제1 몰딩커버를 포함하는 제1 몰드와, 상기 섬유복합재 권취부의 타측 단부에 체결될 수 있도록 상기 섬유복합재 권취부의 타측 단부가 인입될 수 있는 체결부와, 상기 체결부의 단부에 형성되는 제2 몰딩커버를 포함하는 제2 몰드와, 상기 제1 몰딩커버와 제2 몰딩커버의 사이에서 상기 섬유복합재 권취부를 감싸 소정의 캐비티를 형성할 수 있도록 중공원통형상이며, 일측에 내부로 에폭시 수지를 주입할 수 있는 수지주입홀이 형성된 제3 몰드를 포함한다.The centering device manufacturing apparatus for a replaceable defect detection device of the present invention includes a fiber composite winding portion formed in a cylindrical shape of a predetermined diameter so that the carbon fiber composite can be wound on an outer circumferential surface, and is formed at one end of the fiber composite winding portion, A first mold including a first molding cover having an outer diameter relatively larger than that of the fiber composite winding part, and the other end of the fiber composite winding part so that it can be fastened to the other end of the fiber composite winding part. A second mold including a fastening part and a second molding cover formed at an end of the fastening part, and the fiber composite winding part between the first molding cover and the second molding cover to form a predetermined cavity. It has a hollow cone shape and includes a third mold having a resin injection hole through which an epoxy resin can be injected into one side.
상기 제1 몰딩커버와 섬유복합재 권취부의 사이에는 상기 섬유복합재 권취부의 외경보다 상대적으로 큰 직경의 제1 확장부가 형성되어 있으며, 상기 제1 확장부와 섬유복합재 권취부의 사이에는 상기 제1 확장부로부터 섬유복합재 권취부를 향해 연장될수록 외경이 점점 작아지는 제1 테이퍼부가 형성되어 있으며, 상기 체결부도 상기 섬유복합재 권취부와 연결되는 일측 단부로부터 제2 몰딩커버를 향해 연장될수록 외경이 점점 커지는 제2 테이퍼부와, 제2 테이퍼부의 단부와 제2 몰딩커버를 연결하며 상기 제1 확장부에 대응하는 제2 확장부를 포함하는 것이 바람직하다. Between the first molding cover and the fiber composite winding portion, a first expansion portion having a diameter relatively larger than the outer diameter of the fiber composite winding portion is formed, and the first expansion portion is formed between the first expansion portion and the fiber composite winding portion. A first tapered portion is formed whose outer diameter gradually decreases as it extends from the expansion portion toward the fiber composite winding portion, and the fastening portion also increases as the outer diameter extends from one end connected to the fiber composite winding portion toward the second molding cover. It is preferable that the second tapered portion includes a second extended portion that connects the end portion of the second tapered portion and the second molding cover and corresponds to the first extended portion.
상기 제1 몰딩커버 및 제2 몰딩커버에는 에폭시수지가 배출될 수 있는 수지배출홀이 형성되어 있고, 상기 수지배출홀을 연결하는 이동홈이 원주방향을 따라 연장되도록 형성되는 것이 바람직하다. It is preferable that a resin discharge hole through which the epoxy resin can be discharged is formed in the first molding cover and the second molding cover, and a moving groove connecting the resin discharge hole is formed to extend along the circumferential direction.
본 발명의 교체 가능한 결함탐상장치용 센터링 디바이스의 제조방법에 따르면 탄소섬유복합재로 된 프리프레그의 단부에 길이방향을 따라 소정간격 이격되고 폭방향을 따라 가장자리로부터 내측으로 소정길이 연장되는 절개홈을 형성하는 프리프레그 준비단계와, 상기 프리프레그를 상기 청구항 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 섬유복합재 권취부에 권취하는 섬유복합재권취단계와, 상기 섬유복합재 권취부에 프리프레그가 권취된 상태에서 상기 제1 몰드와 제2 몰드 및 제3 몰드를 결합하는 몰드결합단계와, 상기 제3 몰드의 수지주입홀을 통해 에폭시 수지를 제3 몰드의 내부로 주입하는 수지주입단계와, 상기 에폭시 수지가 상기 프리프레그에 함침되면 가열하여 경화시키는 가열경화단계와, 가열 경화 후 상기 제1 내지 제3 몰드를 분리하고 제품을 취출하는 취출단계를 포함한다.According to the manufacturing method of the centering device for a replaceable defect detection device of the present invention, an incision groove is formed at an end of a prepreg made of a carbon fiber composite material, spaced at a predetermined distance along the length direction and extending inward from the edge along the width direction. A prepreg preparation step, a fiber composite winding step of winding the prepreg to the fiber composite winding portion of any one of claims 4 to 6, and a prepreg wound on the fiber composite winding portion A mold bonding step of combining the first mold, the second mold and the third mold, a resin injection step of injecting an epoxy resin into the third mold through the resin injection hole of the third mold, and the epoxy resin When the prepreg is impregnated, a heat curing step of heating and curing, and a takeout step of separating the first to third molds and taking out a product after heat curing are included.
상기 프리프레그 준비단계에서는 상기 절개홈의 형성 후 절개홈의 단부에 원형의 크랙스토퍼(Crack stopper)를 더 형성하는 것이 바람직하다.In the prepreg preparation step, it is preferable to further form a circular crack stopper at the end of the cut groove after the formation of the cut groove.
그리고 상기 수지주입단계 후 상기 제3 몰드의 내부로 유입된 에폭시 수지 중 함침되지 않은 에폭시 수지를 상기 제1 내지 제3 몰드의 외측으로 인출하는 수지인출단계를 더 구비하는 것이 바람직하다.And after the resin injection step, it is preferable to further include a resin withdrawal step of withdrawing an unimpregnated epoxy resin out of the first to third molds among the epoxy resins introduced into the third mold.
상기 프리프레그에 형성되는 절개홈은 상기 프리프레그의 양측 가장자리에 각각 형성되며, 상기 취출단계 후 취출된 제품을 절단하는 제품절단단계를 더 포함할 수 있다. The cutout grooves formed in the prepreg are respectively formed at both side edges of the prepreg, and may further include a product cutting step of cutting the product taken out after the taking out step.
본 발명의 교체 가능한 결함탐상장치용 센터링 디바이스는 센서와 검사대상의 전열관 사이의 거리 즉, 리프트오프가 일정하게 하여 센서 출력이 결함의 존재 유무 및 크기에 따라서 변화되는 전자기량을 정량적으로 측정함으로써 검사의 정확도를 높일 수 있다. In the centering device for a replaceable defect detection device of the present invention, the distance between the sensor and the heat transfer tube to be inspected, that is, the lift-off is made constant, and the sensor output is inspected by quantitatively measuring the amount of electromagnetic change depending on the presence or size of the defect. Can increase the accuracy of
또한 센터링 디바이스가 충분한 탄성을 가져 검사대상의 전열관에 손상을 주지 않으면서 결함 검사가 이루어질 수 있다. In addition, since the centering device has sufficient elasticity, defect inspection can be performed without damaging the heat transfer tube to be inspected.
그리고 센터링 디바이스의 마모 발생시 신호선이나 전원선을 절단하지 않고도 센터링 디바이스를 교체할 수 있어, 센서프로브의 사용 수명이 증가할 수 있는 이점이 있다. And when the centering device wears out, the centering device can be replaced without cutting the signal line or the power line, so there is an advantage that the service life of the sensor probe can be increased.
도 1은 종래의 누설자속 탐상시스템을 이용한 비파괴검사 방법에 대한 개념도,
도 2는 종래의 와전류 탐상시스템을 이용한 비파괴검사 방법에 대한 개념도,
도 3은 종래의 부분포화식 와전류탐상시스템을 이용한 비파괴검사 방법에 대한 개념도,
도 4는 본 발명에 따른 교체 가능한 결함탐상장치용 센터링 디바이스를 포함하는 센서프로브의 일 실시예의 사시도,
도 5는 본 발명의 교체 가능한 결함탐상장치용 센터링 디바이스를 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 교체 가능한 결함탐상장치용 센터링 디바이스 제조장치를 도시한 분리사시도,
도 7은 도 6의 교체 가능한 결함탐상장치용 센터링 디바이스 제조장치의 단면도,
도 8은 본 발명의 교체 가능한 결함탐상장치용 센터링 디바이스를 제조하기 위한 프리프레그를 도시한 사시도,
도 9는 도 8의 프리프레그가 제1 몰드에 권취된 상태를 도시한 사시도,
도 10은 프리프레그가 제1 몰드에 권취된 상태에서 제1 내지 제3 몰드가 결합된 상태의 단면도,
도 11은 몰드의 내부로 에폭시수지가 유입된 후 함침되지 않은 에폭시수지를 몰드의 외부로 인출하는 상태를 개략적으로 표시한 개념도,
도 12는 본 발명의 교체 가능한 결함탐상장치용 센터링 디바이스 제조장치를 통해 교체 가능한 결함탐상장치용 센터링 디바이스를 제조하는 방법을 도시한 순서도이다. 1 is a conceptual diagram of a non-destructive inspection method using a conventional leak detection system,
2 is a conceptual diagram for a non-destructive inspection method using a conventional eddy current flaw detection system,
3 is a conceptual diagram of a non-destructive inspection method using a conventional partially saturating eddy current detection system,
4 is a perspective view of an embodiment of a sensor probe including a centering device for a replaceable defect detection apparatus according to the present invention;
5 is a perspective view showing a centering device for a replaceable defect detection apparatus of the present invention;
6 is an exploded perspective view showing an apparatus for manufacturing a centering device for a replaceable defect detection apparatus according to the present invention;
7 is a cross-sectional view of the apparatus for manufacturing a centering device for the replaceable defect detection apparatus of FIG. 6;
8 is a perspective view showing a prepreg for manufacturing a centering device for a replaceable defect detection device of the present invention;
9 is a perspective view showing a state in which the prepreg of FIG. 8 is wound in a first mold;
10 is a cross-sectional view of a state in which the first to third molds are coupled while the prepreg is wound around the first mold;
FIG. 11 is a conceptual diagram schematically showing a state in which an epoxy resin is introduced into a mold and then an epoxy resin that is not impregnated is drawn out of the mold;
12 is a flow chart showing a method of manufacturing a centering device for a replaceable defect detection apparatus through the apparatus for manufacturing a centering device for a replaceable defect detection apparatus of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 교체 가능한 결함탐상장치용 센터링 디바이스와 이의 제조장치 및 제조방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, a centering device for a replaceable defect detection apparatus and a manufacturing apparatus and manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present invention, various modifications may be made and various forms may be applied, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form of disclosure, it is to be understood as including all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals have been used for similar elements. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown to be enlarged than the actual size for clarity of the present invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance the possibility of being added.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.
도 4 및 도 5에는 본 발명에 따른 교체 가능한 결함탐상장치용 센터링 디바이스(100)(이하 '센터링 디바이스'라 함) 및 이를 포함하는 센서프로브(10)가 도시되어 있다. 4 and 5 illustrate a centering device 100 (hereinafter referred to as a “centering device”) for a replaceable defect detection apparatus according to the present invention and a
도시된 것처럼 센서프로브(10)는 전열관의 내부로 삽입될 수 있는 본체(11)에 보빈코일(12)이 형성되어 있는데, 상기 보빈코일(12)은 검사대상의 전열관에 유도전류를 발생시키기 위함이고, 결함부위의 왜곡되는 와전류에 기인한 자속밀도의 분포를 측정하기 위한 자기센서(13)가 본체(11)에 원주방향을 따라 배치되도록 형성된다. As shown, the
상기 자기센서(13)와 보빈코일(12)의 전방과 후방에 각각 본 발명의 센터링 디바이스(100)가 설치되는데, 센터링 디바이스(100)는 본체(11)에 결합되는 센서결합부(110)와, 상기 센서결합부(110)로부터 연장되는 간격유지부(120)를 포함한다.The centering
상기 센서결합부(110)는 본체(11)의 외주면을 둘러싸며, 상기 본체(11)에 장착 및 탈거가 가능하도록 형성된다. The
상기 간격유지부(120)는 센서결합부(110)로부터 연장되며, 가장자리로부터 센서결합부(110)를 향해 연장되고 원주방향을 따라 상호 소정간격 이격된 절개선(121)들에 의해 복수개의 날개들이 연장된 형태가 된다. The
상기 간격유지부(120)는 센서결합부(110)로부터 방사상의 방향을 따라 검사대상의 전열관 내주면을 향해 연장되어 있으며, 상기 간격유지부(120)가 전열관의 내주면에 접촉함으로써 센서프로브(10)와 전열관 사이의 이격거리가 일정하게 유지된다. The
상기 간격유지부(120)에 형성되어 있는 절개선(121)들의 단부에는 절개선(121)의 연장을 막도록 원형으로 타공된 크랙스토퍼(Crack stopper, 122)가 형성되어 있다. Crack
상기 센터링 디바이스(100)는 CFRP 즉, 탄소섬유 강화플라스틱으로 형성된다. 탄소섬유복합재에 에폭시수지를 함침하여 탄소섬유 강화플라스틱을 형성하며 탄소섬유복합재와 에폭시 수지의 결합을 통해 마찰이 많이 발생하는 센터링 디바이스(100)의 기계적 성질을 향상시킨다. The centering
도 6 및 도 7에는 본 발명의 센터링 디바이스(100)를 제조하기 위한 제조장치의 일 실시예가 사시도 및 단면도로 도시되어 있다. 6 and 7 show an embodiment of a manufacturing apparatus for manufacturing the centering
본 발명의 센터링 디바이스 제조장치(200)는 탄소섬유복합재를 권취할 수 있도록 섬유복합재 권취부(211)를 포함하는 제1 몰드(210)와, 제1 몰드(210)의 단부에 결합되는 제2 몰드(220)와, 제1 몰드(210)와 제2 몰드(220)의 사이에서 섬유복합재 권취부(211)를 감싸도록 결합되는 제3 몰드(230)를 포함한다.The centering
상기 제1 몰드(210)는 섬유복합재 권취부(211)와, 섬유복합재 권취부(211)의 단부에 연결되는 제1 몰딩커버(214)와, 제1 몰딩커버(214)와 섬유복합재 권취부(211)의 사이에 형성되는 제1 확장부(213) 및 제1 테이퍼부(212)를 포함한다. The
섬유복합재 권취부(211)는 후술하는 프리프레그(130)를 감을 수 있도록 소정 직경의 원통 형상으로 형성되는데, 상기 섬유복합재 권취부(211)의 직경은 상기 센서프로브(10)의 본체(11)의 외경에 대응하도록 형성되어 상기 섬유복합재 권취부(211)를 감싸도록 형성되는 센터링 디바이스(100)의 센서결합부(110)가 본체(11)에 용이하게 장착되도록 한다. The fiber
상기 섬유복합재 권취부(211)의 일측단부에는 제1 테이퍼부(212)가 연결되어 있는데, 제1 테이퍼부(212)는 섬유복합재 권취부(211)로부터 제1 몰딩커버(214)를 향해 연장될수록 외경이 점점 커지도록 경사지게 형성되어 있다. 그리고 제1 테이퍼부(212)의 단부에는 제1 확장부(213)가 형성되어 있는데, 제1 확장부(213)는 섬유복합재 권취부(211)에 비해 상대적으로 큰 외경을 가지며, 센터링 디바이스(100)의 간격유지부(120)가 제1 테이퍼부(212)와 제1 확장부(213)에 의해 센서결합부(110)보다 외경이 더 크도록 벌어지게 된다. A first
상기 제1 몰딩커버(214)는 제1 확장부(213)에 연결되어 있으며, 몰드의 내부로 주입된 에폭시 수지를 외부로 배출시킬 수 있는 수지배출홀(215)들이 형성되어 있고, 이 수지배출홀(215)로 에폭시 수지가 이동하도록 이동경로를 가이드하는 이동홈(216)이 형성되어 있다. The
상기 제2 몰드(220)는 섬유복합재 권취부(211)와 연결되는 체결부(221)와, 체결부(221)의 단부에 형성되는 제2 몰딩커버(224)를 포함한다. The
체결부(221)는 전단부에 상기 섬유복합재 권취부(211)의 단부가 인입될 수 있는 체결홈이 형성되어 있어서 몰드들이 상호 결합될 때 섬유복합재 권취부(211)가 체결홈으로 삽입됨으로써 결합이 이루어진다. 그리고 체결부(221)도 섬유복합재 권취부(211)와 연결되는 단부로부터 후방으로 연장될수록 외경이 점점 커지는 제2 테이퍼부(222)와, 제2 테이퍼부(222)의 단부에 연결되는 제2 확장부(223)를 포함하며, 상기 제2 테이퍼부(222)와 제2 확장부(223)는 제1 테이퍼부(212) 및 제1 확장부(213)와 대칭이 되도록 형성되는 것이 바람직하다.The
상기 체결부(221)의 외측에는 제2 몰딩커버(224)가 형성되어 있는데, 제2 몰딩커버(224)에는 제1 몰딩커버(214)와 마찬가지로 수지배출홀(215)과 이동홈(216)이 형성되어 있다. A
상기 제3 몰드(230)는 제1 몰딩커버(214)와 제2 몰딩커버(224) 사이에서 섬유복합재 권취부(211)를 감싸도록 형성된다. The
제3 몰드(230)는 센터링 디바이스(100)의 성형공간을 제공할 수 있도록 제1 몰드(210) 및 제2 몰드(220)와 함께 소정의 캐비티를 형성할 수 있도록 중공원통형상으로 형성된다. The
제3 몰드(230)에는 에폭시 수지를 내부로 주입할 수 있게 수지주입홀(231)이 형성되어 있다. A
상기 센터링 디바이스 제조장치(200)를 통해 본 발명의 센터링 디바이스(100)를 제조하는 과정을 도 12의 순서도와 도 8 내지 도 11의 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. A process of manufacturing the centering
먼저 도 8에 도시된 것처럼 프리프레그(130)를 준비한다. First, as shown in FIG. 8, a
프리프레그(130)는 탄소섬유복합재로 형성되어 있으며, 길이가 섬유복합재 권취부(211)의 원주길이에 대응한다. 프리프레그(130)의 양측 단부에 가장자리로부터 내측으로 소정길이 연장되고 길이방향을 따라 상호 소정간격 이격되는 절개선(121)들을 형성하며, 이 절개선(121)의 단부에는 절개선(121)의 연장을 방지하도록 원형의 구멍을 뚫어 크랙스토퍼(122)를 형성한다. The
프리프레그(130)가 준비되면, 도 9에 도시된 것처럼 프리프레그(130)를 몰드에 장착하는데, 제1 몰드(210)의 섬유복합재 권취부(211)를 감싸도록 설치한다. 이때 프리프레그(130)에 형성된 절개선(121)들은 섬유복합재 권취부(211)의 길이방향 양측에 위치하도록 권취한다. When the
프리프레그(130)를 권취한 다음 제1 몰드(210)와 제2 몰드(220) 및 제3 몰드(230)를 상호 결합한다. 도 10에 도시된 것처럼 제1 몰드(210)의 섬유복합재 권취부(211)를 감사도록 제3 몰드(230)를 끼우고, 섬유복합재 권취부(211)의 단부를 제2 몰드(220)의 체결부(221)에 끼워 결합하면 몰드의 결합이 완료된다.After winding the
이 상태에서 제3 몰드(230)의 수지주입부를 통해 에폭시수지를 몰드의 내부로 주입하며, 에폭시수지가 탐소섬유복합재에 함침된다. In this state, the epoxy resin is injected into the inside of the mold through the resin injection portion of the
에폭시수지가 함침되도록 시간이 경과하면 도 11에 도시된 것처럼 몰드의 내부 공기를 흡입하여 함침되지 않은 에폭시수지가 수지배출홀(215)을 통해 외부로 배출되도록 한 다음 몰드를 구워 센터링 디바이스(100)가 몰드의 내부에서 성형되도록 한다.When the time elapses so that the epoxy resin is impregnated, as shown in FIG. 11, the internal air of the mold is sucked so that the unimpregnated epoxy resin is discharged to the outside through the
성형이 완료되면 제1 몰드(210)와 제2 몰드(220) 및 제3 몰드(230)를 분리하고, 성형된 센터링 디바이스(100)를 취출한다. 본 실시예처럼 한 번의 성형으로 두 개의 센터링 디바이스(100)가 결합된 상태로 제품이 성형되면 이를 절단하는 과정을 더 거칠 수 있다. When the molding is completed, the
본 실시예의 경우 몰드가 한번에 두 개의 센터링 디바이스(100)를 결합된 상태로 성형하도록 되어 있으나, 이와는 달리 한번에 하나의 센터링 디바이스(100)를 성형하도록 몰드가 형성될 수도 있다. In the present embodiment, the mold is designed to form two centering
이상에서 설명한 본 발명에 따른 센터링 디바이스(100)는 센서프로브(10)에 교체가 가능하도록 장착되기 때문에 센서프로부의 마모로 인해 센서프로브(10) 전체를 폐기하는 문제를 해소할 수 있으며, 탄소섬유 강화플라스틱을 적용하여 기계적 성질이 우수해짐에 따라 사용수명을 늘어나고 센서와 전열관의 안정적인 간격유지가 가능하게 됨에 따라 정확한 결함 탐상이 이루어질 수 있다. Since the centering
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.Description of the presented embodiments is provided to enable any person skilled in the art to use or practice the present invention. Various modifications to these embodiments will be apparent to those of ordinary skill in the art, and the general principles defined herein can be applied to other embodiments without departing from the scope of the present invention. Thus, the present invention is not to be limited to the embodiments presented herein, but is to be construed in the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.
10: 센서프로브
11: 본체 12: 보빈코일
13: 자기센서
100: 교체 가능한 결함탐상장치용 센터링 디바이스
110: 센서결합부 120: 간격유지부
121: 절개선 122: 크랙스토퍼
130: 프리프레그
200: 센터링 디바이스 제조장치
210: 제1 몰드 211: 섬유복합재 권취부
212: 제1 테이퍼부 213: 제1 확장부
214: 제1 몰딩커버 215: 수지배출홀
216: 이동홈 220: 제2 몰드
221: 체결부 222: 제2 테이퍼부
223: 제2 확장부 224: 제2 몰딩커버
230: 제3 몰드 231: 수지주입홀10: sensor probe
11: main body 12: bobbin coil
13: magnetic sensor
100: Centering device for replaceable defect detection device
110: sensor coupling part 120: gap maintaining part
121: incision line 122: crack stopper
130: prepreg
200: centering device manufacturing apparatus
210: first mold 211: fiber composite winding portion
212: first tapered portion 213: first extended portion
214: first molding cover 215: resin discharge hole
216: moving groove 220: second mold
221: fastening portion 222: second tapered portion
223: second extension part 224: second molding cover
230: third mold 231: resin injection hole
Claims (7)
상기 섬유복합재 권취부의 타측 단부에 체결될 수 있도록 상기 섬유복합재 권취부의 타측 단부가 인입될 수 있는 체결부와, 상기 체결부의 단부에 형성되는 제2 몰딩커버를 포함하는 제2 몰드와;
상기 제1 몰딩커버와 제2 몰딩커버의 사이에서 상기 섬유복합재 권취부를 감싸 소정의 캐비티를 형성할 수 있도록 중공원통형상이며, 일측에 내부로 에폭시 수지를 주입할 수 있는 수지주입홀이 형성된 제3 몰드를 포함하며,
상기 제1 몰딩커버 및 제2 몰딩커버에는 상기 탄소섬유복합재에 함침되고 남은 에폭시수지가 외부로 배출될 수 있는 수지배출홀이 형성되어 있고, 상기 수지배출홀을 연결하는 이동홈이 원주방향을 따라 연장되도록 형성된 것을 특징으로 하는
교체 가능한 결함탐상장치용 센터링 디바이스 제조장치.
A fiber composite winding part formed in a cylindrical shape of a predetermined diameter so that the prepreg formed of a carbon fiber composite material can be wound on the outer circumferential surface, and formed at one end of the fiber composite winding part, and is relatively larger than the fiber composite winding part. A first mold including a first molding cover having an outer diameter;
A second mold including a fastening portion into which the other end of the fiber composite winding portion can be inserted so as to be fastened to the other end of the fiber composite winding portion, and a second molding cover formed at an end of the fastening portion;
The third has a hollow cone shape to form a predetermined cavity by wrapping the fiber composite winding part between the first molding cover and the second molding cover, and having a resin injection hole through which epoxy resin can be injected into the third Including a mold,
The first molding cover and the second molding cover have a resin discharge hole through which the epoxy resin remaining after being impregnated with the carbon fiber composite material can be discharged to the outside, and a moving groove connecting the resin discharge hole is formed along the circumferential direction. Characterized in that it is formed to extend
Centering device manufacturing equipment for replaceable defect detection equipment.
상기 제1 몰딩커버와 섬유복합재 권취부의 사이에는 상기 섬유복합재 권취부의 외경보다 상대적으로 큰 직경의 제1 확장부가 형성되어 있으며, 상기 제1 확장부와 섬유복합재 권취부의 사이에는 상기 제1 확장부로부터 섬유복합재 권취부를 향해 연장될수록 외경이 점점 작아지는 제1 테이퍼부가 형성되어 있으며,
상기 체결부도 상기 섬유복합재 권취부와 연결되는 일측 단부로부터 제2 몰딩커버를 향해 연장될수록 외경이 점점 커지는 제2 테이퍼부와, 제2 테이퍼부의 단부와 제2 몰딩커버를 연결하며 상기 제1 확장부에 대응하는 제2 확장부를 포함하는 것을 특징으로 하는
교체 가능한 결함탐상장치용 센터링 디바이스 제조장치.
The method of claim 1,
Between the first molding cover and the fiber composite winding portion, a first expansion portion having a diameter relatively larger than the outer diameter of the fiber composite winding portion is formed, and the first expansion portion is formed between the first expansion portion and the fiber composite winding portion. A first tapered portion whose outer diameter gradually decreases as it extends from the expanded portion toward the fiber composite winding portion is formed,
The fastening part also connects a second tapered part whose outer diameter gradually increases as it extends from one end connected to the fiber composite winding part toward the second molding cover, and connects the end of the second tapered part to the second molding cover, and the first expansion part It characterized in that it comprises a second extension corresponding to
Centering device manufacturing equipment for replaceable defect detection equipment.
상기 프리프레그를 상기 청구항 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항의 섬유복합재 권취부에 권취하는 섬유복합재권취단계와;
상기 섬유복합재 권취부에 프리프레그가 권취된 상태에서 상기 제1 몰드와 제2 몰드 및 제3 몰드를 결합하는 몰드결합단계와;
상기 제3 몰드의 수지주입홀을 통해 에폭시 수지를 제3 몰드의 내부로 주입하는 수지주입단계와;
상기 에폭시 수지가 상기 프리프레그에 함침되면 가열하여 경화시키는 가열경화단계와;
가열 경화 후 상기 제1 내지 제3 몰드를 분리하고 제품을 취출하는 취출단계를 포함하는
교체 가능한 결함탐상장치용 센터링 디바이스의 제조방법.
A prepreg preparation step of forming incision grooves at an end of the prepreg made of carbon fiber composite material at predetermined intervals in the longitudinal direction and extending inward from the edge along the width direction by a predetermined length;
A fiber composite material winding step of winding the prepreg to the fiber composite material winding portion according to any one of claims 1 or 2;
A mold bonding step of combining the first mold, the second mold, and the third mold while the prepreg is wound on the fiber composite winding portion;
A resin injection step of injecting an epoxy resin into the third mold through the resin injection hole of the third mold;
A heat curing step of curing by heating when the epoxy resin is impregnated in the prepreg;
And a take-out step of separating the first to third molds and taking out the product after heat curing
A method of manufacturing a centering device for a replaceable defect detection device.
상기 프리프레그 준비단계에서는 상기 절개홈의 형성 후 절개홈의 단부에 원형의 크랙스토퍼(Crack stopper)를 더 형성하는 것을 특징으로 하는
교체 가능한 결함탐상장치용 센터링 디바이스의 제조방법.
The method of claim 4,
In the prepreg preparation step, after the formation of the cut groove, a circular crack stopper is further formed at the end of the cut groove.
A method of manufacturing a centering device for a replaceable defect detection device.
상기 수지주입단계 후 상기 제3 몰드의 내부로 유입된 에폭시 수지 중 함침되지 않은 에폭시 수지를 상기 제1 내지 제3 몰드의 외측으로 인출하는 수지인출단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는
교체 가능한 결함탐상장치용 센터링 디바이스의 제조방법.
The method of claim 4,
After the resin injection step, it characterized in that it further comprises a resin withdrawal step of drawing out the non-impregnated epoxy resin to the outside of the first to the third mold among the epoxy resin introduced into the inside of the third mold.
A method of manufacturing a centering device for a replaceable defect detection device.
상기 프리프레그에 형성되는 절개홈은 상기 프리프레그의 양측 가장자리에 각각 형성되며,
상기 취출단계 후 취출된 제품을 절단하는 제품절단단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
교체 가능한 결함탐상장치용 센터링 디바이스의 제조방법.
The method of claim 4,
The cut grooves formed in the prepreg are respectively formed at both side edges of the prepreg,
It characterized in that it further comprises a product cutting step of cutting the product taken out after the taking out step
A method of manufacturing a centering device for a replaceable defect detection device.
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