KR102328415B1 - 탄성계수 결정 장치, 방법, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

탄성계수 결정 장치, 방법, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 및 컴퓨터 프로그램 Download PDF

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Abstract

일 실시예에 따른 탄성계수 결정 장치는 금속들의 용접부에 대해 측정된 재질 연관 실측 정보 및 상기 용접부의 각 지점에 대해 측정된 방위각 정보를 입력받는 입출력 장치; 상기 방위각 정보 및 상기 용접부에 대한 후보 탄성계수를 입력받아서 시뮬레이션을 수행함으로써, 상기 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보를 생성하는 시뮬레이션 모델부; 상기 재질 연관 시뮬레이션 정보와 상기 측정된 재질 연관 실측 정보와의 차이를 산출하는 차이 산출부; 및 상기 차이와 소정의 오차를 비교한 결과에 기초해서 상기 용접부에 대한 최종 탄성계수를 결정하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

탄성계수 결정 장치, 방법, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 및 컴퓨터 프로그램{APPARATUS, METHOD, COMPUTER-READABLE STORAGE MEDIUM AND COMPUTER PROGRAM FOR DETERMINING ELASTIC MODULUS}
본 발명은 탄성계수 결정 장치, 방법, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
원자력 발전소의 주 기기와 배관을 용접하는데에는, 탄소강(Carbon Steel)과 스테인레스강(Stainless Steel)과 같은 서로 다른 금속을 이용한 이종금속 용접이 주로 이용 된다. 또는 인코넬(Inconel) 또는 Alloy 600(high-nickel alloys)가 사용될 수 도 있다.
이와 같은 이종금속을 이용해 생성된 이종금속 용접부는 높은 인장 응력이 작용하는 조건에서 일차 냉각재의 응력 부식 균열(Primary Water Stress Corrosion Cracking: PWSCC)에 취약하며, 구성 재료의 열적, 기계적 물성의 차이로 인하여 열하중에 대해 응력 및 변형률 집중 현상이 동종금속 용접부 대비 상대적으로 크게 발생하기 때문에 주기적 변동하중 하에서 피로균열 발생에 취약한 특성을 보인다.
또한, 이종금속 용접부는 이종금속 용접부의 결정립의 크기가 통상적으로 사용되는 2~5 MHz 주파수 초음파의 파장에 비해 크고, 이방성을 나타내며, 이러한 이종금속 용접부의 이방성으로 인해 파동 벡터(wave vector)와 에너지 흐름(energy flow) 방향이 일치하지 않을 수 있다.
이와 같은 성질로 인하여, 이종금속 용접부 내에 가진 탐촉자(예를 들어 송신 초음파 센서일 수 있음)가 초음파 빔을 가진(excitation)할 경우, 이종금속 용접부의 비균질 결정립 구조로 인해 초음파 빔의 전파 경로가 휘어지는 것을 감안해서 수신 탐촉자(예를 들어 수신 초음파 센서일 수 있음)가 초음파 빔을 정확하게 수신하도록 하는 기술이 요구되고 있다.
또한, 스테인리스스틸(stainless steel) 용접부 내에 존재하는 결함 검사에 대한 신뢰성을 확보하기 위해 이방성 재질 내에서의 초음파 전파현상 및 결함과의 상호작용을 시뮬레이션할 수 있어야 하며, 시뮬레이션 입력데이터로 사용되는 용접부 재질의 탄성계수 측정이 선행되어야 할 필요가 있다.
한국등록특허공보, 10-1719391호 (2017.03.17. 등록)
본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 금속들의 용접부 내에 존재하는 결함 검사에 대한 신뢰성을 확보하기 위해 이방성 재질 내에서의 초음파 전파현상 및 결함과의 상호작용 시뮬레이션 입력데이터로 사용되는 용접부의 탄성계수를 결정하는 탄성계수 결정 장치, 방법, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 및 컴퓨터 프로그램을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따른 탄성계수 결정 장치는, 금속들의 용접부에 대해 측정된 재질 연관 실측 정보 및 상기 용접부의 각 지점에 대해 측정된 방위각 정보를 입력받는 입출력 장치; 상기 방위각 정보 및 상기 용접부에 대한 후보 탄성계수를 입력받아서 시뮬레이션을 수행함으로써, 상기 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보를 생성하는 시뮬레이션 모델부; 상기 재질 연관 시뮬레이션 정보와 상기 측정된 재질 연관 실측 정보와의 차이를 산출하는 차이 산출부; 및 상기 차이와 소정의 오차를 비교한 결과에 기초해서 상기 용접부에 대한 최종 탄성계수를 결정하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 측정된 재질 연관 실측 정보와 상기 시뮬레이션 정보의 차이가 상기 소정의 오차 이하인 경우, 상기 후보 탄성계수를 상기 최종 탄성계수로서 결정할 수 있다.
또한, 상기 시뮬레이션 모델부는, 상기 차이가 상기 소정의 오차를 초과할 경우, 상기 후보 탄성계수와는 상이한 후보 탄성계수를 입력받아서 상기 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보를 생성하고, 상기 차이 산출부는 상기 상이한 후보 탄성계수에 기초해서 생성된 상기 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보와 상기 측정된 재질 연관 실측 정보와의 차이를 산출하고, 상기 제어부는, 상기 상이한 후보 탄성계수에 기초해서 생성된 상기 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보와 상기 측정된 재질 연관 실측 정보와의 차이가 상기 소정의 오차 이하인 경우, 상기 상이한 후보 탄성계수를 상기 용접부에 대한 최종 탄성계수로서 결정할 수 있다.
또한, 상기 입출력 장치는, 상기 용접부의 표면에 배치된 초음파 센서 어레이로부터, 상기 초음파 센서 어레이가 상기 용접부에 초음파 빔을 송신한 것에 따른 수신신호를 획득하고, 상기 재질 연관 실측 정보는, 상기 상기 획득된 수신신호의 시간에 따른 신호세기의 변화를 나타낼 수 있다.
일 실시예에 따른 용접부의 최종 탄성계수를 결정하는 방법은, 탄성계수 결정 장치에 의해 금속들의 용접부에 대한 최종 탄성계수를 결정하는 방법에 있어서, 금속들의 용접부에 대해 측정된 재질 연관 실측 정보 및 상기 용접부의 각 지점에 대해 측정된 방위각 정보를 입력받는 단계와, 상기 방위각 정보 및 상기 용접부에 대한 후보 탄성계수를 입력받아서 시뮬레이션을 수행함으로써, 상기 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보를 생성하는 단계와, 상기 재질 연관 시뮬레이션 정보와 상기 측정된 재질 연관 실측 정보와의 차이를 산출하는 단계와, 상기 차이와 소정의 오차를 비교한 결과에 기초해서 상기 용접부에 대한 최종 탄성계수를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 최종 탄성계수를 결정하는 단계는, 상기 측정된 재질 연관 실측 정보와 상기 시뮬레이션 정보의 차이가 상기 소정의 오차 이하인 경우, 상기 후보 탄성계수를 상기 최종 탄성계수로서 결정할 수 있다.
또한, 상기 시뮬레이션 정보를 생성하는 단계는, 상기 차이가 상기 소정의 오차를 초과할 경우, 상기 후보 탄성계수와는 상이한 후보 탄성계수를 입력받아서 상기 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보를 생성하고, 상기 차이를 산출하는 단계는 상기 상이한 후보 탄성계수에 기초해서 생성된 상기 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보와 상기 측정된 재질 연관 실측 정보와의 차이를 산출하고, 상기 최종 탄성계수를 결정하는 단계는, 상기 상이한 후보 탄성계수에 기초해서 생성된 상기 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보와 상기 측정된 재질 연관 실측 정보와의 차이가 상기 소정의 오차 이하인 경우, 상기 상이한 후보 탄성계수를 상기 용접부에 대한 최종 탄성계수로서 결정할 수 있다.
또한, 상기 입력받는 단계는, 상기 용접부의 표면에 배치된 초음파 센서 어레이로부터, 상기 초음파 센서 어레이가 상기 용접부에 초음파 빔을 송신한 것에 따른 수신신호를 획득하고, 상기 재질 연관 실측 정보는, 상기 획득된 수신신호의 시간에 따른 신호세기의 변화를 나타낼 수 있다.
일 실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는, 컴퓨터 프로그램을 저장하고 있는 컴퓨터 판독 가능 기록매체로서, 상기 컴퓨터 프로그램은, 용접부의 최종 탄성계수를 결정하는 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 컴퓨터 프로그램은, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터 프로그램은, 용접부의 최종 탄성계수를 결정하는 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이종금속 용접부(또는 금속들의 용접부) 내의 각 지점의 방위각을 고려하여 이종금속 용접부의 탄성계수를 결정하는 방법을 제공함으로써, 이종금속 용접부 내의 비균질 및 이방성 성질 변화를 고려한 이종금속 용접부의 탄성계수를 측정할 수 있다.
또한, 이종금속 용접부 내의 비균질 및 이방성 성질로 인한 변화를 고려하여 탄성계수를 측정할 수 있기 때문에 탄성계수 측정 데이터의 정확성이 높아질 수 있고, 이종금속 용접부의 결함을 판단하기 위한 시뮬레이션을 수행하는데 사용되는 물성 데이터인 탄성계수 측정 데이터의 정확성이 높아짐에 따라 이종금속 용접부의 결함판단을 위한 비파괴검사 시뮬레이션 수행 시, 시뮬레이션의 정확성이 증가될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄성계수 결정 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접부의 외부 표면의 특정 지점에 위치한 초음파 센서 어레이의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성계수 결정 장치의 입출력장치에서 입력받는 측정 정보에 대한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성계수 결정 장치의 입출력장치에서 입력받는 측정 정보 및 시뮬레이션 정보를 비교한 그래프이다.
도 5는 일 실시예에 따른 용접부의 최종 탄성계수를 결정하는 방법의 절차에 대한 예시적인 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄성계수 결정 장치(100)를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 탄성계수 결정 장치(100)는 입출력 장치(110), 시뮬레이션 모델부(120), 차이 산출부(130) 및 제어부(140)를 포함할 수 있다.
입출력 장치(110)는 금속들의 용접부에 대해 측정된 재질 연관 실측 정보 및 상기 용접부의 각 지점에 대해 측정된 방위각 정보를 입력받을 수 있다.
이때, 입출력 장치(110)는 배관의 용접부에 대한 형상정보를 더 입력 받을 수도 있다.
상기 배관의 용접부는 동일한 종류의 금속(예컨대, 스테인레스강)을 용접한 용접부일 수도 있고, 서로 다른 종류의 금속들(예컨대, 스테인레스강과 탄소강)을 용접한 용접부일 수도 있다.
상기 형상 정보는 배관의 용접부의 물성, 치수 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
상기 측정된 재질 연관 실측 정보는 용접부의 표면에 배치된 초음파 센서 어레이로부터, 상기 초음파 센서 어레이가 상기 용접부에 초음파 빔을 송신한 것에 따른 수신신호를 획득하고, 상기 획득된 수신신호의 시간에 따른 신호세기의 변화를 나타내는 정보일 수 있다.
이하, 상기 측정된 재질 연관 실측 정보에 관하여 도 2를 통해 상세히 후술하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접부의 외부 표면의 특정 지점에 위치한 초음파 센서 어레이의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 초음파 센서 어레이(ultrasonic sensor array, 210)는 가진 탐촉자(213, 예를 들어 송신 /수신 초음파 센서일 수 있음) 및 수신 탐촉자(210, 예를 들어 수신 초음파 센서일 수 있음)를 포함할 수 있으며, 배관의 외부 표면의 특정 지점에 위치한 가진 탐촉자(213)에 의해 배관의 용접부(200)에 가진(excitation)된 초음파 빔이 배관의 용접부(200)를 통과한 후 배관의 외부 표면의 다른 지점에 위치한 수신 탐촉자(210)에 의해 획득된 수신신호는 시간에 따른 신호세기의 변화를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 탄성계수 결정 장치(100)는, 배관의 용접부에 대한 측정 정보가 입출력 장치(120)를 통해 입력되는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 즉, 일 실시예에 따라, 프로세서(110)는 송수신기(미도시)를 통해 배관의 용접부에 대한 측정 정보를 수신할 수도 있다. 따라서, 본 명세서를 통해 설명하고자 하는 탄성계수 결정 방법은 배관의 용접부에 대한 측정 정보가 송수신기(미도시)를 통해 수신되는 경우도 동일하게 적용될 수 있다.
입출력 장치(110)는 하나 이상의 입력 장치 및/또는 하나 이상의 출력 장치를 포함할 수 있다. 예컨대, 입력 장치는 마이크, 키보드, 마우스, 터치 스크린 등을 포함하고, 출력 장치는 디스플레이, 스피커 등을 포함할 수 있다.
시뮬레이션 모델부(120)는 입출력 장치(110)에서 입력 받은 상기 용접부의 각 지점에 대해 측정된 방위각 정보 및 상기 용접부에 대해 후보 탄성계수를 입력받아서 상기 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보를 생성할 수 있다.
상기 후보 탄성계수는 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있으며, 시뮬레이션 모델부(120)에 입력되는 후보 탄성계수는 사용자가 예상하는 용접부의 최종 탄성계수 일 수 있으며, 후보 탄성계수는 사용자의 설정에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
Figure 112020048436359-pat00001
예를 들어, 후보 탄성계수는 C11, C33, C44, C12, C13 등 5개의 탄성계수가 설정될 수 있다.
일 실시예로서, 시뮬레이션 모델부(120)는 입출력 장치(110)로부터 배관의 용접부에 대한 형상 정보, 용접부의 각 지점에 대해 측정된 방위각 정보 및 용접부에 대한 후보 탄성계수에 기초하여 시뮬레이션 모델을 생성하고, 생성된 시뮬레이션 모델을 이용하여 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보를 생성할 수 있다.
상기 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보는 시뮬레이션 모델에 초음파 빔을 가진할 때 획득된 수신신호의 시간에 따른 신호세기의 변화를 나타내는 정보일 수 있다.
차이 산출부(130)는 시뮬레이션 모델부(120)로부터 입력 받은 재질 연관 시뮬레이션 정보와 입출력장치(110)로부터 입력 받은 재질 연관 실측 정보와의 차이를 산출할 수 있다.
제어부(140)는 차이 산출부(130)에서 산출한 차이와 소정의 오차(또는 기 설정된 오차 범위)를 비교한 결과에 기초해서 용접부에 대한 최종 탄성계수를 결정할 수 있다.
제어부(140)는 측정된 재질 연관 실측 정보와 시뮬레이션 정보의 차이가 기 설정된 오차 이하인 경우, 시뮬레이션 정보를 생성하는데 사용된 후보 탄성계수를 최종 탄성계수로서 결정할 수 있다.
한편, 시뮬레이션 모델부(120)는 차이 산출부(130)에서 산출한 차이가 소정의 오차(또는 기 설정된 오차 범위)를 초과할 경우, 후보 탄성계수와는 상이한 후보 탄성계수를 입력받아서 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보를 생성할 수 있다.
예를 들어, 후보 탄성계수와는 상이한 후보 탄성 계수는 사용자의 설정에 따라 후보 탄성계수를 임의로 변경한 탄성계수 또는 기 설정된 기준에 따라 변경된 탄성계수일 수 있으며, 상이한 후보 탄성계수는 사용자에 따라 다양한 방법으로 생성되어 시뮬레이션 모델부(120)에 입력될 수 있다.
이때, 차이 산출부(130)는 상기 상이한 후보 탄성계수에 기초해서 생성된 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보와 측정된 재질 연관 실측 정보와의 차이를 산출하고, 제어부(140)는 상기 상이한 후보 탄성계수에 기초해서 생성된 상기 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보와 상기 측정된 재질 연관 실측 정보와의 차이가 소정의 오차(또는 기 설정된 오차 범위) 이하인 경우, 상기 상이한 후보 탄성계수를 용접부에 대한 최종 탄성계수로서 결정할 수 있다.
한편, 제어부(140)는 용접부에 대한 최종 탄성계수를 결정할 경우, 최종 탄성계수 결정을 종료할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성계수 결정 장치의 입출력장치에서 입력받는 측정 정보에 대한 그래프이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 탄성계수 결정 장치(100)의 입출력장치(110)에서 입력받는 측정된 재질 연관 실측 정보는 초음파 센서 어레이(210, ultrasonic sensor array)에서 초음파 빔을 송신한 것에 따른 수신신호의 시간에 따른 신호세기의 변화를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 그래프에서 Reciver는 수신 탐촉자(110, 또는 수신 초음파 센서)를 나타내며, 예를 들어 Reciver 4는 초음파 센서 어레이(210) 중 4번째 수신 탐촉자를 나타내고, 그래프의 x축은 시간, y축은 수신 신호의 세기이며, 수신 탐촉자(210)에서 수신한 수신신호의 그래프를 통해 획득된 수신신호의 시간에 따른 신호세기의 변화에 대한 정보를 획득할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성계수 결정 장치(100)의 입출력장치(110)에서 입력받는 측정된 재질 연관 실측 정보 및 시뮬레이션 정보를 비교한 그래프이다.
도 4에 도시된 그래프에서, 주황색 선은 입출력장치(120)에서 입력받는 측정된 재질 연관 실측 정보에 관한 신호를 나타내고, 파랑색 선은 시뮬레이션 모델부(120)에서 시뮬레이션모델을 이용하여 생성된 시뮬레이션 정보에 관한 신호를 나타낸다.
이때, 제어부(140)는 입출력장치(110)에서 입력받는 측정된 재질 연관 실측 정보에 관한 신호(굵은 실선)와 시뮬레이션 모델부(120)에서 시뮬레이션 모델을 이용하여 생성된 시뮬레이션 정보에 관한 신호(실선)의 차이가 소정의 오차(또는 기 설정된 오차범위) 이하일 경우, 시뮬레이션 모델부(120)에서 생성한 시뮬레이션 모델의 입력데이터인 후보 탄성계수를 배관 용접부의 최종 탄성계수라고 결정할 수 있다.
하지만, 제어부(140)는 입출력장치(110)에서 입력받는 측정된 재질 연관 실측 정보에 관한 신호(굵은 실선)와 시뮬레이션 모델부(120)에서 시뮬레이션 모델을 이용하여 생성된 시뮬레이션 정보에 관한 신호(실선)의 차이가 소정의 오차(또는 기 설정된 오차범위)를 초과할 경우, 제어부(140)는 시뮬레이션 모델의 입력 데이터인 후보 탄성계수가 배관의 용접부에 대한 최종 탄성계수가 아니라고 판단할 수 있고, 사용자는 시뮬레이션 모델부(120)에 후보 탄성계수와는 상이한 후보 탄성계수를 입력할 수 있다.
이때, 시뮬레이션 모델부(120)는 후보 탄성계수와는 상이한 후보 탄성계수를 입력받아서 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보를 생성하고, 차이 산출부(130)는 상이한 후보 탄성계수에 기초해서 생성된 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보와 측정된 재질 연관 실측 정보와의 차이를 산출하고, 제어부(140)는 상이한 후보 탄성계수에 기초해서 생성된 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보와 측정된 재질 연관 실측 정보와의 차이가 소정의 오차(또는 기 설정된 오차 범위) 이하인 경우, 상이한 후보 탄성계수를 배관의 용접부에 대한 최종 탄성계수로서 결정할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 용접부의 최종 탄성계수를 결정하는 방법의 절차에 대한 예시적인 순서도이다. 도 5에 도시된 용접부의 최종 탄성계수를 결정하는 방법은 도 1에 도시된 탄성계수 결정 장치(100)에 의해 수행 가능하다. 아울러, 도 5에 도시된 용접부의 최종 탄성계수를 결정하는 방법은 예시적인 것에 불과하다.
도 5를 참조하면, 먼저 입출력 장치(110)는 금속들의 용접부에 대해 측정된 재질 연관 실측 정보 및 용접부의 각 지점에 대해 측정된 방위각 정보를 입력 받을 수 있다(단계 S10).
여기서 측정된 재질 연관 실측 정보는 용접부의 표면에 배치된 초음파 센서 어레이로부터, 상기 초음파 센서 어레이가 상기 용접부에 초음파 빔을 송신한 것에 따른 수신신호를 획득하고, 획득된 수신신호의 시간에 따른 신호세기의 변화를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
시뮬레이션 모델부(120)는 방위각 정보 및 용접부에 대한 후보 탄성계수를 입력받아서 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보를 생성할 수 있다(단계 S20).
차이 산출부(130)는 재질 연관 시뮬레이션 정보와 측정된 재질 연관 실측 정보와의 차이를 산출할 수 있다(단계 S30).
제어부(140)는 차이 산출부(130)에서 산출된 차이와 소정의 오차(또는 기 설정된 오차 범위)를 비교한 결과에 기초해서 배관의 용접부에 대한 최종 탄성계수를 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 제어부(140)는 측정된 재질 연관 실측 정보와 시뮬레이션 정보의 차이가 소정의 오차 이하인지 확인하고(단계 S40), 측정된 재질 연관 실측 정보와 시뮬레이션 정보의 차이가 소정의 오차 이하일 경우, 시뮬레이션 정보를 생성하는데 사용된 후보 탄성계수를 배관의 용접부에 대한 최종 탄성계수로 결정할 수 있다(S50).
하지만, 측정된 재질 연관 실측 정보와 시뮬레이션 정보의 차이가 소정의 오차 이하가 아닐 경우(또는 측정된 재질 연관 실측 정보와 시뮬레이션 정보의 차이가 소정의 오차를 초과할 경우), 시뮬레이션 모델부(120)는 후보 탄성계수와는 상이한 후보 탄성계수를 입력 받을 수 있다(단계 S60).
이때, 시뮬레이션 모델부(120)는 상이한 후보 탄성계수를 입력받아서 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보를 생성하고, 차이 산출부(130)는 상이한 후보 탄성계수에 기초해서 생성된 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보와 측정된 재질 연관 실측 정보와의 차이를 산출하고, 제어부(140)는 상이한 후보 탄성계수에 기초해서 생성된 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보와 측정된 재질 연관 실측 정보와의 차이가 소정의 오차(또는 기 설정된 오차 범위) 이하인 경우, 상이한 후보 탄성계수를 배관의 용접부에 대한 최종 탄성계수로서 결정할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이종금속 용접부(또는 금속들의 용접부) 내의 각 지점의 방위각을 고려하여 이종금속 용접부의 탄성계수를 결정하는 방법을 제공함으로써, 이종금속 용접부 내의 비균질 및 이방성 성질 변화를 고려한 이종금속 용접부의 탄성계수를 측정할 수 있다.
또한, 이종금속 용접부 내의 비균질 및 이방성 성질로 인한 변화를 고려하여 탄성계수를 측정할 수 있기 때문에 탄성계수 측정 데이터의 정확성이 높아질 수 있고, 이종금속 용접부의 결함을 판단하기 위한 시뮬레이션을 수행하는데 사용되는 물성 데이터인 탄성계수 측정 데이터의 정확성이 높아짐에 따라 이종금속 용접부의 결함판단을 위한 비파괴검사 시뮬레이션 수행 시, 시뮬레이션의 정확성이 증가될 수 있다.
본 발명에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방법으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 탄성계수 결정 장치
200: 탄성계수 결정 프로그램
210: 방위각 측정부
220: 시뮬레이션부
230: 비교부
240: 탄성계수 결정부

Claims (10)

  1. 금속들의 용접부에 대해 측정된 재질 연관 실측 정보 및 상기 용접부의 각 지점에 대해 측정된 방위각 정보를 입력받는 입출력 장치;
    상기 방위각 정보 및 상기 용접부에 대한 후보 탄성계수를 입력받아서 시뮬레이션을 수행함으로써, 상기 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보를 생성하는 시뮬레이션 모델부;
    상기 재질 연관 시뮬레이션 정보와 상기 측정된 재질 연관 실측 정보와의 차이를 산출하는 차이 산출부; 및
    상기 차이와 소정의 오차를 비교한 결과에 기초해서 상기 용접부에 대한 최종 탄성계수를 결정하는 제어부를 포함하고,
    상기 시뮬레이션 모델부는,
    상기 차이가 상기 소정의 오차를 초과할 경우, 상기 후보 탄성계수와는 상이한 후보 탄성계수를 입력받아서 상기 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보를 생성하고,
    상기 차이 산출부는 상기 상이한 후보 탄성계수에 기초해서 생성된 상기 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보와 상기 측정된 재질 연관 실측 정보와의 차이를 산출하고,
    상기 제어부는, 상기 상이한 후보 탄성계수에 기초해서 생성된 상기 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보와 상기 측정된 재질 연관 실측 정보와의 차이가 상기 소정의 오차 이하인 경우, 상기 상이한 후보 탄성계수를 상기 용접부에 대한 최종 탄성계수로서 결정하는
    탄성계수 결정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 측정된 재질 연관 실측 정보와 상기 시뮬레이션 정보의 차이가 상기 소정의 오차 이하인 경우, 상기 후보 탄성계수를 상기 최종 탄성계수로서 결정하는
    탄성계수 결정 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 입출력 장치는,
    상기 용접부의 표면에 배치된 초음파 센서 어레이로부터, 상기 초음파 센서 어레이가 상기 용접부에 초음파 빔을 송신한 것에 따른 수신신호를 획득하고,
    상기 재질 연관 실측 정보는,
    상기 획득된 수신신호의 시간에 따른 신호세기의 변화를 나타내는
    탄성계수 결정 장치.
  5. 탄성계수 결정 장치에 의해 금속들의 용접부에 대한 최종 탄성계수를 결정하는 방법에 있어서,
    금속들의 용접부에 대해 측정된 재질 연관 실측 정보 및 상기 용접부의 각 지점에 대해 측정된 방위각 정보를 입력받는 단계와,
    상기 방위각 정보 및 상기 용접부에 대한 후보 탄성계수를 입력받아서 시뮬레이션을 수행함으로써, 상기 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보를 생성하는 단계와,
    상기 재질 연관 시뮬레이션 정보와 상기 측정된 재질 연관 실측 정보와의 차이를 산출하는 단계와,
    상기 차이와 소정의 오차를 비교한 결과에 기초해서 상기 용접부에 대한 최종 탄성계수를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 시뮬레이션 정보를 생성하는 단계는,
    상기 차이가 상기 소정의 오차를 초과할 경우, 상기 후보 탄성계수와는 상이한 후보 탄성계수를 입력받아서 상기 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보를 생성하고,
    상기 차이를 산출하는 단계는 상기 상이한 후보 탄성계수에 기초해서 생성된 상기 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보와 상기 측정된 재질 연관 실측 정보와의 차이를 산출하고,
    상기 최종 탄성계수를 결정하는 단계는, 상기 상이한 후보 탄성계수에 기초해서 생성된 상기 용접부에 대한 재질 연관 시뮬레이션 정보와 상기 측정된 재질 연관 실측 정보와의 차이가 상기 소정의 오차 이하인 경우, 상기 상이한 후보 탄성계수를 상기 용접부에 대한 최종 탄성계수로서 결정하는
    용접부의 최종 탄성계수를 결정하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 최종 탄성계수를 결정하는 단계는,
    상기 측정된 재질 연관 실측 정보와 상기 시뮬레이션 정보의 차이가 상기 소정의 오차 이하인 경우, 상기 후보 탄성계수를 상기 최종 탄성계수로서 결정하는
    용접부의 최종 탄성계수를 결정하는 방법.
  7. 삭제
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 입력받는 단계는,
    상기 용접부의 표면에 배치된 초음파 센서 어레이로부터, 상기 초음파 센서 어레이가 상기 용접부에 초음파 빔을 송신한 것에 따른 수신신호를 획득하고,
    상기 재질 연관 실측 정보는,
    상기 획득된 수신신호의 시간에 따른 신호세기의 변화를 나타내는 용접부의 최종 탄성계수를 결정하는 방법.
  9. 컴퓨터 프로그램을 저장하고 있는 컴퓨터 판독 가능 기록매체로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은,
    제 5 항, 제 6 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하는
    컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
  10. 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램으로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은,
    제 5 항, 제 6 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하는
    컴퓨터 프로그램.
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