KR102632609B1 - Detecting system and detecting method for defect of buried pipe - Google Patents
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Abstract
본 개시에 따른 일 실시예는, 지하에 매설된 적어도 하나의 배관에 흐르는 전류에 의한 지표면 상의 전위 분포 데이터를 수신하고, 상기 지표면 상의 전위 분포 데이터를 이용하여 지표면 전위 분포 맵을 생성하는 전위 분포 맵 생성부, 상기 적어도 하나의 배관 중에서 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관을 포함하는 가상 평면을 특정하는 가상 평면 특정부, 상기 지하에 매설된 적어도 하나의 배관에 전류를 인가하는 양극과 관련된 데이터와 상기 지표면 전위 분포 맵을 이용하여 상기 가상 평면 상의 전위 분포, 전류밀도 분포 및 전류밀도벡터 분포를 포함하는 가상 평면 데이터 분포 맵을 생성하는 가상 평면 데이터 분포 맵 생성부, 상기 가상 평면 데이터 분포 맵을 분석하여 상기 가상 평면 상에 마련된 상기 적어도 하나의 배관의 결함의 위치를 판정하는 결함 위치 판정부, 상기 가상 평면 데이터 분포 맵에 포함된 상기 결함의 위치에 대한 제1 전류밀도와 상기 가상 평면 상에 마련된 상기 적어도 하나의 배관에 대한 실험을 통해 생성된 제2 전류밀도를 이용하여 상기 결함의 면적을 계산하는 결함 면적 산출부, 및 상기 제2 전류밀도에 관한 데이터를 저장하는 메모리를 포함하는, 매설 배관의 결함 탐상 시스템을 제공한다.One embodiment according to the present disclosure is a potential distribution map that receives potential distribution data on the ground surface by current flowing in at least one pipe buried underground and generates a ground surface potential distribution map using the potential distribution data on the ground surface. a generating unit, a virtual plane specifying unit that specifies a virtual plane including at least one pipe to be inspected among the at least one pipe, data related to an anode for applying a current to the at least one pipe buried underground; A virtual plane data distribution map generator that generates a virtual plane data distribution map including a potential distribution, current density distribution, and current density vector distribution on the virtual plane using the ground surface potential distribution map, and analyzes the virtual plane data distribution map. A defect location determination unit for determining the location of a defect in the at least one pipe provided on the virtual plane, a first current density for the location of the defect included in the virtual plane data distribution map, and a first current density provided on the virtual plane A defect area calculation unit that calculates the area of the defect using a second current density generated through an experiment on the at least one pipe, and a memory that stores data regarding the second current density, the buried pipe. Provides a defect detection system.
Description
본 개시 기술적 사상은 일반적으로 매설 배관의 결함 탐상 시스템 및 탐상 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지표면 상에서 측정된 전위 분포 데이터를 이용하여 매설 배관의 결함의 위치를 판정하고 매설 배관의 결함의 면적을 계산할 수 있는 매설 배관의 결함 탐상 시스템 및 탐상 방법에 관한 것이다.The technical idea of the present disclosure generally relates to a defect detection system and method for buried pipes, and more specifically, to determine the location of a defect in the buried pipe using potential distribution data measured on the ground surface and to determine the area of the defect in the buried pipe. It relates to a flaw detection system and method for detecting defects in buried pipes that can be calculated.
지하에 매설된 도시가스 배관, 원전 배관 등은 노출된 배관에 비하여 안전 점검 및 유지 보수가 어려워 지속적이고 철저한 사전 관리가 필요한 시설로, 해마다 안전관리를 위해 막대한 예산과 인력이 투입되고 있는 실정이다.City gas pipes and nuclear power plant pipes buried underground are facilities that require continuous and thorough proactive management because safety inspection and maintenance are more difficult than exposed pipes, and a huge amount of budget and manpower are invested every year for safety management.
매설 배관에서 발생하는 누출, 누수, 누유 등의 안전사고는 지진, 지반침하 등의 천재지변, 타공사, 부식으로 인한 손상이 주요 원인이다. 매설 배관에서 사고가 발생하는 경우 대형사고로 이어질 가능성이 있어 지속적인 안전진단 및 검사를 하고 있으나, 노후 배관의 증가와 인력 및 예산의 부족으로 전체 배관을 대상으로 현장 검사가 어려운 것이 실정이다.The main causes of safety accidents such as leaks, water leaks, and oil leaks that occur in buried pipes are natural disasters such as earthquakes and ground subsidence, damage caused by perforated construction, and corrosion. If an accident occurs in a buried pipe, there is a possibility that it could lead to a major accident, so continuous safety diagnosis and inspection are being conducted. However, due to the increase in the number of old pipes and a lack of manpower and budget, it is difficult to conduct on-site inspection of the entire pipe.
간접적으로 도시가스 매설 배관의 위치 탐상, 피복의 손상 부위 또는 방식(anticorrosion) 이상 등 부식 발생 가능성이 큰 지점을 찾기 위한 방법으로서, 직류전압 구배법(Direct current voltage gradient; DCVG), 근접간격 전위조사(Closed interval potential survey; CIPS)와 같은 간접 검사 방법이 알려져 있다. Direct current voltage gradient (DCVG) is a method to indirectly detect locations of buried city gas pipes and find points with a high possibility of corrosion, such as damage to the coating or anticorrosion abnormalities, and close-range potential surveys. Indirect testing methods such as closed interval potential survey (CIPS) are known.
일반적으로 직류전압 구배법(DCVG), 근접간격 전위조사(CIPS)와 같은 비굴착 간접 검사 방법은 방식 시스템이 설치되어 있는 배관에서 배관의 전위 및 전위구배를 측정하여 결함을 탐상한다. 하지만 직류전압 구배법(DCVG), 근접간격 전위조사(CIPS)와 같은 방법을 이용하여 배관의 전위 및 전위구배를 측정하는 경우, 측정 대상 전위에 대한 간섭원이 존재하거나, 배관이 다중으로 매설되어 있으면 측정 정확도가 매우 떨어지게 된다.In general, non-excavating indirect inspection methods such as direct current voltage gradient (DCVG) and close-interval potential survey (CIPS) detect defects by measuring the potential and potential gradient of the pipe in which the anti-corrosion system is installed. However, when measuring the potential and potential gradient of pipes using methods such as direct current voltage gradient (DCVG) or close-interval potential survey (CIPS), there may be interference sources for the potential to be measured or multiple pipes are buried. If there is, the measurement accuracy will be greatly reduced.
본 개시에 따른 예시적인 실시예를 통해 지표면 상의 전위 분포 데이터를 이용하여 매설 배관의 결함의 위치를 판정하고 결함의 면적을 계산할 수 있는 매설 배관의 결함 탐상 시스템 및 탐상 방법을 제공하고자 한다.Through exemplary embodiments according to the present disclosure, it is intended to provide a defect detection system and method for buried pipes that can determine the location of defects in buried pipes and calculate the area of the defects using potential distribution data on the ground surface.
일 실시예는,In one embodiment,
지하에 매설된 적어도 하나의 배관의 결함을 탐상하는 매설 배관의 결함 탐상 시스템을 제공한다.Provided is a defect detection system for buried pipes that detects defects in at least one pipe buried underground.
상기 매설 배관의 결함 탐상 시스템은,The defect detection system for the buried pipe,
상기 적어도 하나의 배관에 흐르는 전류에 의한 지표면 상의 전위 분포 데이터를 수신하고, 상기 지표면 상의 전위 분포 데이터를 이용하여 지표면 전위 분포 맵을 생성하는 지표면 전위 분포 맵 생성부, 상기 적어도 하나의 배관의 위치 정보를 기초로, 상기 적어도 하나의 배관 중에서 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관을 포함하는 가상 평면을 특정하는 가상 평면 특정부, 상기 지하에 매설된 적어도 하나의 배관에 전류를 인가하는 양극과 관련된 데이터와 상기 지표면 전위 분포 맵을 이용하여 상기 가상 평면 상의 전위 분포, 전류밀도 분포 및 전류밀도벡터 분포를 포함하는 가상 평면 데이터 분포 맵을 생성하는 가상 평면 데이터 분포 맵 생성부, 상기 가상 평면 데이터 분포 맵을 분석하여 상기 가상 평면 상에 마련된 탐상의 대상이 되는 상기 적어도 하나의 배관의 결함의 위치를 판정하는 결함 위치 판정부, 상기 가상 평면 데이터 분포 맵에 포함된 상기 결함의 위치에서의 제1 전류밀도와 상기 가상 평면 상에 마련된 탐상의 대상이 되는 상기 적어도 하나의 배관에 대한 실험을 통해 생성된 제2 전류밀도를 이용하여 상기 결함의 면적을 계산하는 결함 면적 산출부 및 상기 제2 전류밀도에 관한 데이터를 저장하는 메모리를 포함할 수 있다.A ground potential distribution map generator that receives potential distribution data on the ground surface due to the current flowing in the at least one pipe and generates a ground surface potential distribution map using the potential distribution data on the ground surface, and location information of the at least one pipe. Based on this, a virtual plane specification part that specifies a virtual plane including at least one pipe to be inspected among the at least one pipe, and data related to an anode for applying a current to the at least one pipe buried underground. and a virtual plane data distribution map generator that generates a virtual plane data distribution map including a potential distribution, current density distribution, and current density vector distribution on the virtual plane using the ground potential distribution map, and a virtual plane data distribution map. A defect location determination unit that analyzes and determines the location of a defect in the at least one pipe that is the target of inspection provided on the virtual plane, a first current density at the location of the defect included in the virtual plane data distribution map, and A defect area calculation unit that calculates the area of the defect using a second current density generated through an experiment on the at least one pipe that is the subject of flaw detection provided on the virtual plane, and data related to the second current density It may include a memory that stores .
상기 양극과 관련된 데이터는 상기 양극의 형상 및 위치, 상기 양극으로부터 상기 지하에 매설된 적어도 하나의 배관에 인가되는 전류의 밀도를 포함할 수 있다.Data related to the anode may include the shape and location of the anode and the density of current applied from the anode to at least one pipe buried underground.
상기 결함 위치 판정부는, 상기 가상 평면 데이터 분포 맵에서 복수 개의 전류밀도벡터가 수렴하는 영역을 상기 결함의 위치로 판정할 수 있다.The defect location determination unit may determine an area where a plurality of current density vectors converge in the virtual plane data distribution map as the location of the defect.
상기 결함 위치 판정부는, 상기 가상 평면 데이터 분포 맵에서 극소 전위값을 가지는 영역을 상기 결함의 위치로 판정할 수 있다.The defect location determination unit may determine an area with a minimum potential value in the virtual plane data distribution map as the location of the defect.
상기 결함 면적 산출부는, 상기 제1 전류밀도를 상기 결함의 위치에서의 상기 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관의 표면적에 대해 적분하고, 상기 제1 전류밀도의 적분값을 상기 결함의 위치에서의 상기 제2 전류밀도로 나누어 상기 결함의 면적을 계산할 수 있다.The defect area calculation unit integrates the first current density with respect to the surface area of at least one pipe that is the target of inspection at the position of the defect, and calculates the integrated value of the first current density with respect to the surface area of the at least one pipe that is the target of inspection at the position of the defect. The area of the defect can be calculated by dividing it by the second current density.
상기 결함 면적 산출부는, 상기 가상 평면 데이터 분포 맵에 포함된 상기 결함의 위치에서의 전위값에 대응되는 상기 제2 전류밀도로 상기 제1 전류밀도의 적분값을 나눌 수 있다.The defect area calculator may divide the integral value of the first current density by the second current density corresponding to the potential value at the location of the defect included in the virtual plane data distribution map.
상기 전위 분포 맵 생성부는, 상기 지표면 상의 임의의 복수 개의 지점과 이에 대응되는 복수 개의 전위 데이터 값을 매칭하는 프로그램을 이용하여 3차원 전위 분포 맵을 생성할 수 있다.The potential distribution map generator may generate a three-dimensional potential distribution map using a program that matches a plurality of arbitrary points on the earth's surface and a plurality of potential data values corresponding thereto.
상기 지표면 상의 전위 분포 데이터는 상기 양극으로부터 상기 지하에 매설된 적어도 하나의 배관으로 전류가 인가된 상태에서 측정되는 데이터일 수 있다.The potential distribution data on the ground surface may be data measured when current is applied from the anode to at least one pipe buried underground.
일 실시예는,In one embodiment,
지하에 매설된 적어도 하나의 배관의 결함을 탐상하는 매설 배관의 결함 탐상 방법을 제공한다.A method for detecting defects in buried pipes is provided, which detects defects in at least one pipe buried underground.
상기 매설 배관의 결함 탐상 방법은,The method for detecting defects in the buried pipe is,
상기 적어도 하나의 배관에 흐르는 전류에 의한 지표면 상의 전위 분포 데이터를 수신하고, 상기 지표면 상의 상기 전위 분포 데이터를 이용하여 지표면 전위 분포 맵을 생성하는 단계, 상기 적어도 하나의 배관의 위치 정보를 기초로, 상기 적어도 하나의 배관 중에서 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관을 포함하는 가상 평면을 특정하는 단계, 상기 지하에 매설된 적어도 하나의 배관에 전류를 인가하는 양극과 관련된 데이터와 상기 지표면 전위 분포 맵을 이용하여 상기 가상 평면 상의 전위 분포, 전류밀도 분포 및 전류밀도벡터 분포를 포함하는 가상 평면 데이터 분포 맵을 생성하는 단계, 상기 가상 평면 데이터 분포 맵을 분석하여 상기 가상 평면 상에 마련된 상기 적어도 하나의 제1 배관의 결함의 위치를 판정하는 단계 및 상기 가상 평면 데이터 분포 맵에 포함된 상기 결함의 위치에서의 제1 전류밀도와 상기 가상 평면 상에 마련된 상기 적어도 하나의 배관에 대한 실험을 통해 생성된 제2 전류밀도를 이용하여 상기 결함의 면적을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.Receiving potential distribution data on the ground surface based on a current flowing in the at least one pipe, and generating a ground surface potential distribution map using the potential distribution data on the ground surface, based on location information of the at least one pipe, Specifying a virtual plane including at least one pipe to be inspected among the at least one pipe, providing data related to an anode for applying current to the at least one pipe buried underground and a ground potential distribution map. Generating a virtual plane data distribution map including a potential distribution, a current density distribution, and a current density vector distribution on the virtual plane using the method, analyzing the virtual plane data distribution map to determine the at least one data distribution map provided on the virtual plane. 1 determining the location of a defect in a pipe and a first current density at the location of the defect included in the virtual plane data distribution map and a first current density generated through an experiment on the at least one pipe provided on the virtual plane 2 It may include calculating the area of the defect using the current density.
상기 양극과 관련된 데이터는 상기 양극의 형상 및 위치, 상기 양극으로부터 상기 지하에 매설된 적어도 하나의 배관에 인가되는 전류의 밀도를 포함할 수 있다.Data related to the anode may include the shape and location of the anode and the density of current applied from the anode to at least one pipe buried underground.
상기 결함의 위치를 판정하는 단계에서는, 상기 가상 평면 데이터 분포 맵에서 복수 개의 전류밀도벡터가 수렴하는 영역을 상기 결함의 위치로 판정할 수 있다.In the step of determining the location of the defect, an area where a plurality of current density vectors converge in the virtual plane data distribution map may be determined as the location of the defect.
상기 결함의 면적을 계산하는 단계에서는, 상기 제1 전류밀도를 상기 결함의 위치에서의 상기 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관의 표면적에 대해 적분하고, 상기 제1 전류밀도의 적분값을 상기 결함의 위치에서의 상기 제2 전류밀도로 나누어 상기 결함의 면적을 계산할 수 있다.In the step of calculating the area of the defect, the first current density is integrated with respect to the surface area of at least one pipe that is the target of inspection at the position of the defect, and the integrated value of the first current density is applied to the defect. The area of the defect can be calculated by dividing by the second current density at the location.
상기 결함의 면적을 계산하는 단계에서는, 상기 가상 평면 데이터 분포 맵에 포함된 상기 결함의 위치에서의 전위값에 대응되는 상기 제2 전류밀도로 상기 제1 전류밀도의 적분값을 나눌 수 있다.In calculating the area of the defect, the integral value of the first current density may be divided by the second current density corresponding to the potential value at the location of the defect included in the virtual plane data distribution map.
본 개시에 따른 예시적인 실시예를 통해 지표면 상의 전위 분포 데이터를 이용하여 매설 배관의 결함의 위치를 판정하고 결함의 면적을 계산할 수 있는 매설 배관의 결함 탐상 시스템 및 탐상 방법을 제공할 수 있다.Through exemplary embodiments according to the present disclosure, it is possible to provide a defect detection system and method for buried pipes that can determine the location of defects in buried pipes and calculate the area of the defects using potential distribution data on the ground surface.
본 개시에 따른 예시적인 실시예를 통해 지표면 상의 전위 분포 데이터를 이용하여 도출한 매설 배관이 마련된 영역의 가상 평면 데이터 분포 맵을 분석함으로써, 배관이 다중으로 매설되어 있거나, 배관 주변에 방식 전류에 대한 간섭원이 존재하는 경우에도 보다 정확히 매설 배관의 결함의 위치를 판정하고 결함의 면적을 계산할 수 있다.Through an exemplary embodiment according to the present disclosure, by analyzing a virtual plane data distribution map of an area where buried pipes are provided, derived using potential distribution data on the ground surface, it is possible to determine whether multiple pipes are buried or about corrosion current around the pipes. Even when interference sources exist, the location of defects in buried pipes can be determined more accurately and the area of the defect can be calculated.
도 1은 일 실시예에 따른 매설 배관의 결함 탐상 시스템의 예시적인 구성을 간략하게 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 매설 배관의 결함 탐상 시스템의 예시적인 구성을 간략하게 도시한 블록도이다.
도 3은 도 1의 매설 배관의 결함 탐상 시스템에 의해 생성된 지표면 상의 전위 분포 맵의 예시적인 구성을 간략하게 도시한 것이다.
도 4는 결함 탐상 시스템에 의해 생성된 제1 가상 평면 상의 제1 가상 평면 데이터 분포 맵의 예시적인 구성을 간략하게 도시한 것이다.
도 5는 결함 탐상 시스템에 의해 생성된 제2 가상 평면 상의 제2 가상 평면 데이터 분포 맵의 예시적인 구성을 간략하게 도시한 것이다.
도 6은 도 4의 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관에 대한 분극 실험을 통해 산출된 전위-전류밀도 그래프이다.
도 7은 결함 탐상 시스템에 의해 계산된 결함 위치에서의 배관에 흐르는 전류와 분극 실험을 통해 산출된 결함 위치에서의 전류밀도를 설명하는 표이다.
도 8은 결함 탐상 시스템에 의해 계산된 결함의 크기와 실제 결함의 크기를 비교한 표이다.
도 9는 일 실시예에 따른 매설 배관의 결함 탐상 방법을 설명하는 순서도이다.
도 10은 도 9의 매설 배관의 결함 탐상 방법에 포함되는 매설 배관의 결함의 면적을 계산하는 방법을 설명하는 순서도이다.Figure 1 briefly shows an exemplary configuration of a defect detection system for buried pipes according to an embodiment.
FIG. 2 is a block diagram briefly showing an exemplary configuration of a defect detection system for the buried pipe of FIG. 1.
FIG. 3 briefly shows an exemplary configuration of a potential distribution map on the ground surface generated by the defect detection system for the buried pipe of FIG. 1.
4 schematically illustrates an example configuration of a first virtual plane data distribution map on a first virtual plane generated by a defect detection system.
5 schematically illustrates an example configuration of a second virtual plane data distribution map on a second virtual plane generated by a defect detection system.
Figure 6 is a potential-current density graph calculated through a polarization experiment for at least one pipe subject to inspection in Figure 4.
Figure 7 is a table explaining the current flowing in the pipe at the defect location calculated by the defect detection system and the current density at the defect location calculated through the polarization experiment.
Figure 8 is a table comparing the size of the defect calculated by the defect detection system and the actual size of the defect.
Figure 9 is a flowchart explaining a method for detecting defects in buried pipes according to an embodiment.
FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of calculating the area of a defect in a buried pipe included in the defect detection method of a buried pipe of FIG. 9 .
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 다양한 실시예에 따른 매설 배관의 결함 탐상 시스템 및 탐상 방법에 대해 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예들은 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다.Below, a defect detection system and flaw detection method for buried pipes according to various embodiments will be described in detail with reference to the attached drawings. In the drawings, the same reference numerals refer to the same components, and the size or thickness of each component may be exaggerated for clarity of explanation. Meanwhile, the embodiments described below are merely illustrative, and various modifications are possible from these embodiments.
이하에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Hereinafter, the term “above” or “above” may include not only what is directly above in contact but also what is above without contact. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. When a part is said to "include" a certain component, this means that it may further include other components rather than excluding other components, unless specifically stated to the contrary.
“상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 한정되는 것은 아니다. The use of the term “above” and similar referential terms may refer to both the singular and the plural. Unless there is an explicit order or description to the contrary regarding the steps constituting the method, the steps may be performed in any suitable order. The order of description of the above steps is not necessarily limited.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 매설 배관의 결함 탐상 시스템 및 탐상 방법은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. Terms are used only to distinguish one component from another. The defect detection system and method for buried pipes may be implemented in various different forms and are not limited to the embodiments described herein.
도 1은 일 실시예에 따른 매설 배관(11, 12, 13)의 결함 탐상 시스템(100)의 예시적인 구성을 간략하게 도시한 것이다.Figure 1 briefly shows an exemplary configuration of a defect detection system 100 for buried pipes 11, 12, and 13 according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 매설 배관의 결함 탐상 시스템(100)과 전위 측정 장치(200)를 이용하여 지표면 하부에 매설된 복수 개의 배관(11, 12, 13)의 결함의 위치를 판정하고 결함의 면적을 계산할 수 있다. 매설 배관의 결함 탐상 시스템(100)과 전위 측정 장치(200)는 네트워크를 통해 서로 연결될 수 있다. Referring to FIG. 1, the location of defects in a plurality of pipes 11, 12, and 13 buried below the ground surface is determined using the defect detection system 100 and the potential measuring device 200 for buried pipes, and the area of the defect is determined. can be calculated. The defect detection system 100 for buried pipes and the potential measurement device 200 may be connected to each other through a network.
여기서, 네트워크는, 매설 배관의 결함 탐상 시스템(100)과 전위 측정 장치(200) 상호 간에 데이터 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 예를 들어, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network), 인터넷(WWW: World Wide Web), 유무선 데이터 통신망, 전화망, 유무선 텔레비전 통신망 등을 포함할 수 있다. 무선 데이터 통신망의 일례에는 3G, 4G, 5G, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), 5GPP(5th Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), WIMAX(World Interoperability for Microwave Access), 와이파이(Wi-Fi), 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), RF(Radio Frequency), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, NFC(Near-Field Communication) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.Here, the network refers to a connection structure that allows data exchange between the defect detection system 100 of buried pipes and the potential measurement device 200, for example, a local area network (LAN), a wide area communication network. It may include (WAN: Wide Area Network), Internet (WWW: World Wide Web), wired and wireless data communication network, telephone network, wired and wireless television communication network, etc. Examples of wireless data communication networks include 3G, 4G, 5G, 3rd Generation Partnership Project (3GPP), 5th Generation Partnership Project (5GPP), Long Term Evolution (LTE), World Interoperability for Microwave Access (WIMAX), and Wi-Fi. , Internet, LAN (Local Area Network), Wireless LAN (Wireless Local Area Network), WAN (Wide Area Network), PAN (Personal Area Network), RF (Radio Frequency), Bluetooth network, NFC ( It includes, but is not limited to, Near-Field Communication (Near-Field Communication) network, satellite broadcasting network, analog broadcasting network, and DMB (Digital Multimedia Broadcasting) network.
지표면 하부에는 적어도 하나의 배관(11, 12, 13)이 매설되어 있을 수 있다. 예를 들어, 지표면과 비교적 가까운 영역에 지표면과 나란한 방향으로 제1 배관(11)이 매설되어 있고, 제1 배관(11)이 매설된 영역보다 더 깊은 영역에 지표면과 나란한 방향으로 제2 배관(12)이 매설되어 있을 수 있다. 또한, 지표면과 수직한 방향으로 제3 배관(13)이 매설되어 있을 수 있다. 도 1에는 세 개의 배관(11, 12, 13)이 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로서, 지표면 하부에는 네 개 이상의 배관이 매설되어 있을 수 있다.At least one pipe (11, 12, 13) may be buried below the ground surface. For example, the first pipe 11 is buried in a direction parallel to the ground surface in an area relatively close to the ground surface, and the second pipe 11 is buried in a direction parallel to the ground surface in an area deeper than the area where the first pipe 11 is buried. 12) may be buried. Additionally, the third pipe 13 may be buried in a direction perpendicular to the ground surface. Three pipes 11, 12, and 13 are shown in FIG. 1, but this is an example, and four or more pipes may be buried below the ground surface.
적어도 하나의 배관(11, 12, 13)에는 적어도 하나의 배관(11, 12, 13)의 부식을 방지하기 위한 방식 전류(I1, I2, I3)가 흐를 수 있다. 지표면 하부에 매립된 양극(14)으로부터의 교류 전류가 정류기(15)를 통해 직류 전류로 변환되어 생성된 방식 전류(I1, I2, I3)가 적어도 하나의 배관(11, 12, 13)에 공급될 수 있다. 이 경우, 제1 방식 전류(I1)는 제1 배관(11)에 공급되고, 제2 방식 전류(I2)는 제2 배관(12)에 공급되며, 제3 방식 전류(I3)는 제3 배관(13)에 공급될 수 있다. Anticorrosion currents (I 1 , I 2 , I 3 ) may flow through at least one pipe (11, 12, 13) to prevent corrosion of the at least one pipe (11, 12 , 13). The alternating current from the anode 14 buried in the lower surface of the ground is converted to direct current through the rectifier 15, and the generated current (I 1 , I 2 , I 3 ) flows through at least one pipe (11, 12, 13). ) can be supplied. In this case, the first type current (I 1 ) is supplied to the first pipe 11, the second type current (I 2 ) is supplied to the second pipe 12, and the third type current (I 3 ) is supplied to the first pipe 11. It can be supplied to the third pipe 13.
양극(14) 및 정류기(15)를 통해 적어도 하나의 배관(11, 12, 13)에 공급되는 방식 전류(I1, I2, I3)의 영향으로 인해 지표면에서 전위 구배가 발생할 수 있다. 이 경우, 방식 전류(I1, I2, I3)의 크기, 지표면 하부의 기하 구조, 토양 특성 등의 다양한 요인에 의해 지표면에서의 전위 구배의 경향이 다양하게 나타날 수 있다. A potential gradient may occur on the ground surface due to the influence of method currents (I 1 , I 2 , I 3 ) supplied to at least one pipe (11, 12, 13) through the anode 14 and the rectifier 15. In this case, the tendency of the potential gradient on the ground surface may vary depending on various factors such as the size of the corrosion current (I 1 , I 2 , I 3 ), the geometry of the lower surface of the ground, and soil characteristics.
지표면에서의 전위 구배를 측정함으로써 지표면 상의 전위 분포 데이터를 획득할 수 있다. 지표면 상에서 전위 측정 장치(200)를 이동시키며 배관이 매설된 영역 내의 지표면 상의 전위 분포 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 지표면 상의 배관이 매설된 영역 내의 제1 지점, 제2 지점을 포함하는 임의의 복수 개의 지점에 순차적으로 전위 측정 장치(200)를 위치시켜가며 임의의 복수 개의 지점에 대응되는 복수 개의 전위 데이터를 측정할 수 있다. 이와 같은 방식으로, 지표면 상의 적어도 하나의 배관(11, 12, 13)이 매설된 영역에 대한 전위 분포 데이터가 획득될 수 있다. 전위 측정 장치(200)에 의해 획득된 전위 분포 데이터는 배관의 결함 탐상 시스템(100)으로 전송될 수 있다.By measuring the potential gradient on the ground surface, potential distribution data on the ground surface can be obtained. By moving the potential measuring device 200 on the ground surface, potential distribution data on the ground surface within the area where the pipe is buried can be obtained. For example, by sequentially positioning the potential measuring device 200 at a plurality of arbitrary points including a first point and a second point within an area where pipes on the ground surface are buried, a plurality of points corresponding to the arbitrary plurality of points are generated. Potential data can be measured. In this way, potential distribution data for the area where at least one pipe 11, 12, and 13 on the ground surface is buried can be obtained. Potential distribution data obtained by the potential measurement device 200 may be transmitted to the pipe defect detection system 100.
전위 측정 장치(200)는 두 개 이상의 전극봉을 이용하여 지표면 상의 전위를 측정하는 장치일 수 있다. 전위 측정 장치(200)의 구성 및 원리에 대해서는 익히 알려진 바, 이에 대한 보다 자세한 설명은 생략한다.The potential measuring device 200 may be a device that measures the potential on the ground surface using two or more electrodes. Since the configuration and principle of the potential measuring device 200 are well known, detailed description thereof will be omitted.
적어도 하나의 매설 배관(11, 12, 13)의 결함 탐상 시스템(100)은 전위 측정 장치(200)로부터 수신한 지표면 상의 전위 분포 데이터를 이용하여 적어도 하나의 배관(11, 12, 13)의 결함의 위치를 판정하고 면적을 계산할 수 있다.The defect detection system 100 of at least one buried pipe (11, 12, 13) detects defects of at least one buried pipe (11, 12, 13) using the potential distribution data on the ground surface received from the potential measurement device 200. You can determine the location and calculate the area.
도 2는 도 1의 매설 배관(11, 12, 13)의 결함 탐상 시스템(100)의 예시적인 구성을 간략하게 도시한 블록도이다. 도 3은 도 1의 매설 배관(11, 12, 13)의 결함 탐상 시스템(100)에 의해 생성된 지표면 상의 전위 분포 맵(80)의 예시적인 구성을 간략하게 도시한 것이다. 도 4는 결함 탐상 시스템(100)에 의해 생성된 제1 가상 평면 상의 제1 가상 평면 데이터 분포 맵(81)의 예시적인 구성을 간략하게 도시한 것이다. 도 5는 결함 탐상 시스템(100)에 의해 생성된 제2 가상 평면 상의 제2 가상 평면 데이터 분포 맵(82)의 예시적인 구성을 간략하게 도시한 것이다. 도 6은 도 4의 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관(p1, p2)에 대한 분극 실험을 통해 산출된 전위-전류밀도 그래프이다. 도 7은 결함 탐상 시스템(100)에 의해 계산된 결함 위치에서의 배관에 흐르는 전류와 분극 실험을 통해 산출된 결함 위치에서의 전류밀도를 설명하는 표이다. 도 8은 결함 탐상 시스템(100)에 의해 계산된 결함의 크기와 실제 결함의 크기를 비교한 표이다.FIG. 2 is a block diagram briefly showing an exemplary configuration of a defect detection system 100 for buried pipes 11, 12, and 13 of FIG. 1. FIG. 3 briefly shows an exemplary configuration of a potential distribution map 80 on the ground surface generated by the defect detection system 100 of the buried pipes 11, 12, and 13 of FIG. 1. FIG. 4 briefly illustrates an example configuration of a first virtual plane data distribution map 81 on a first virtual plane generated by the defect detection system 100. FIG. 5 schematically illustrates an example configuration of a second virtual plane data distribution map 82 on a second virtual plane generated by the defect detection system 100. FIG. 6 is a potential-current density graph calculated through a polarization experiment for at least one pipe (p1, p2) that is the subject of flaw detection in FIG. 4. FIG. 7 is a table explaining the current flowing in the pipe at the defect location calculated by the defect detection system 100 and the current density at the defect location calculated through a polarization experiment. Figure 8 is a table comparing the size of the defect calculated by the defect detection system 100 and the actual size of the defect.
도 2를 참조하면, 결함 탐상 시스템(100)은 전위 분포 맵 생성부(10), 가상 평면 특정부(20), 가상 평면 데이터 분포 맵 생성부(30), 결함 위치 판정부(40), 결함 면적 산출부(50), 메모리(60) 및 프로세서(70)를 포함할 수 있다. 프로세서(70)는 결함 탐상 시스템(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.Referring to FIG. 2, the defect detection system 100 includes a dislocation distribution map generating unit 10, a virtual plane specifying unit 20, a virtual plane data distribution map generating unit 30, a defect location determination unit 40, and a defect It may include an area calculation unit 50, a memory 60, and a processor 70. The processor 70 may control the overall operation of the defect detection system 100.
전위 분포 맵 생성부(10)는 전위 측정 장치(200)로부터 전송되는 지표면 상의 전위 분포 데이터를 수신할 수 있다. 이 경우, 지표면 상의 전위 분포 데이터는, 양극(14)으로부터 지하에 매설된 적어도 하나의 배관(11, 12, 13)으로 방식 전류(I1, I2, I3)가 인가된 상태에서 전위 측정 장치(200)에 의해 측정되는 데이터일 수 있다. 다시 말해, 전위 측정 장치(200)는 양극(14)이 'on' 상태일 때의 지표면 상의 전위 분포 데이터를 획득할 수 있다.The potential distribution map generator 10 may receive potential distribution data on the ground surface transmitted from the potential measurement device 200. In this case, the potential distribution data on the ground surface is measured by measuring the potential while the corrosion current (I 1 , I 2 , I 3 ) is applied from the anode 14 to at least one pipe 11, 12 , 13 buried underground. It may be data measured by the device 200. In other words, the potential measurement device 200 can acquire potential distribution data on the ground surface when the anode 14 is in the 'on' state.
전위 분포 맵 생성부(10)는 지표면 상의 전위 분포 데이터를 이용하여, 도 3에 도시된 것과 같은 지표면 상의 전위 분포 맵(80)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 전위 분포 맵 생성부(10)는 3차원 다물리 해석 프로그램을 이용하여 3차원의 전위 분포 맵(80)을 생성할 수 있다. 전위 분포 맵(80)은 지표면 상의 임의의 복수 개의 지점과 이에 대응되는 전위 데이터 값의 매칭 정보를 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고, 전위 분포 맵(80)은 2차원 형태로 생성될 수도 있다. 전위 분포 맵 생성부(10)에 의해 생성된 전위 분포 맵(80)과 관련된 데이터는 가상 평면 데이터 분포 맵 생성부(30)로 전달될 수 있다.The potential distribution map generator 10 may generate a potential distribution map 80 on the ground surface as shown in FIG. 3 using potential distribution data on the ground surface. For example, the potential distribution map generator 10 may generate a three-dimensional potential distribution map 80 using a three-dimensional multiphysics analysis program. The potential distribution map 80 may include matching information between a plurality of points on the earth's surface and potential data values corresponding thereto. However, it is not limited to this, and the potential distribution map 80 may be generated in a two-dimensional form. Data related to the potential distribution map 80 generated by the potential distribution map generator 10 may be transmitted to the virtual plane data distribution map generator 30.
가상 평면 특정부(20)는 지표면 하부에 매설된 적어도 하나의 배관(11, 12, 13) 중 탐상의 대상이 되는 적어도 어느 하나를 포함하는 가상 평면을 특정할 수 있다. 예를 들어, 가상 평면 특정부(20)는 지하에 매설된 적어도 하나의 배관(11, 12, 13)의 위치 정보를 기초로, 지하에 매설된 적어도 하나의 배관(11, 12, 13) 중에서 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관을 포함하는 가상 평면을 특정할 수 있다. The virtual plane specification unit 20 may specify a virtual plane including at least one of the at least one pipe 11, 12, and 13 buried below the ground surface that is the target of flaw detection. For example, the virtual plane specification unit 20 selects one of the at least one pipes 11, 12, and 13 buried underground, based on the position information of the at least one pipe 11, 12, and 13 buried underground. A virtual plane containing at least one pipe to be inspected can be specified.
지하에 매설된 적어도 하나의 배관(11, 12, 13)의 위치 정보는 메모리(60)에 미리 저장되어 있을 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 지표면으로부터 10m 깊이에 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관(p1, p2)이 지표면에 대해 수직하게 배치되어 있을 수 있고, 이러한 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관(p1, p2)의 위치 정보가 메모리(60)에 미리 저장되어 있을 수 있다. Location information of at least one pipe 11, 12, and 13 buried underground may be stored in advance in the memory 60. For example, as shown in FIG. 4, at least one pipe (p1, p2) subject to inspection at a depth of 10 m from the ground surface may be arranged perpendicular to the ground surface, and at least one pipe (p1, p2) subject to inspection is Location information of one pipe (p1, p2) may be previously stored in the memory 60.
이 경우, 가상 평면 특정부(20)는 도 4에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 배관(p1, p2)이 마련된 지표면과 수직한 평면을 제1 가상 평면(VS1)으로 특정할 수 있다. 또는, 가상 평면 특정부(20)는 도 5에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 배관(p1, p2)이 관통하고 지표면과 나란한 평면을 제2 가상 평면(VS2)으로 특정할 수 있다.In this case, as shown in FIG. 4, the virtual plane specification unit 20 may specify a plane perpendicular to the ground surface where at least one pipe (p1, p2) is provided as the first virtual plane (VS1). Alternatively, as shown in FIG. 5, the virtual plane specification unit 20 may specify a plane through which at least one pipe (p1, p2) passes and is parallel to the ground surface as the second virtual plane (VS2).
가상 평면 데이터 분포 맵 생성부(30)는 제1 가상 평면(VS1) 또는 제2 가상 평면(VS2) 상의 전위 분포, 전류밀도 분포, 및 전류밀도벡터 분포 등을 포함하는 가상 평면 데이터 분포 맵(81, 82)을 생성할 수 있다. 가상 평면 데이터 분포 맵 생성부(30)는 지하에 매설된 적어도 하나의 배관(11, 12, 13)에 전류를 인가하는 양극(14)과 데이터와 지표면 전위 분포 맵(80)을 이용하여 가상 평면(VS1, VS2) 상의 전위 분포, 전류밀도 분포 및 전류밀도벡터 분포에 관한 정보 등을 포함하는 가상 평면 데이터 분포 맵(81, 82)을 생성할 수 있다. The virtual plane data distribution map generator 30 generates a virtual plane data distribution map 81 including potential distribution, current density distribution, and current density vector distribution on the first virtual plane (VS1) or the second virtual plane (VS2). , 82) can be generated. The virtual plane data distribution map generator 30 generates a virtual plane using the anode 14 for applying current to at least one pipe 11, 12, and 13 buried underground, data, and the ground potential distribution map 80. A virtual plane data distribution map 81, 82 containing information about the potential distribution, current density distribution, and current density vector distribution on (VS1, VS2) can be generated.
예를 들어, 도 4를 참조하면, 가상 평면 데이터 분포 맵 생성부(30)에 의해 생성된 제1 가상 평면 데이터 분포 맵(81)에는 전위 분포가 수치로 표시되고, 복수 개의 전류밀도벡터가 표시될 수 있다. 또한, 도 5를 참조하면, 가상 평면 데이터 분포 맵 생성부(30)에 의해 생성된 또 다른 제2 가상 평면 데이터 분포 맵(82)에는 전위 분포가 수치로 표시되고, 영역별 전류밀도가 여러 가지 색깔로 표시될 수 있다. 제2 가상 평면 데이터 분포 맵(82)에도 제1 가상 평면 데이터 분포 맵(81)과 동일하게 전류밀도벡터가 더 표시될 수도 있다.For example, referring to FIG. 4, the potential distribution is displayed in numbers and a plurality of current density vectors are displayed in the first virtual plane data distribution map 81 generated by the virtual plane data distribution map generator 30. It can be. In addition, referring to FIG. 5, in another second virtual plane data distribution map 82 generated by the virtual plane data distribution map generator 30, the potential distribution is displayed in numbers, and the current density for each region is various. Can be displayed in color. A current density vector may also be further displayed in the second virtual plane data distribution map 82 in the same way as the first virtual plane data distribution map 81.
제1 가상 평면(VS1) 상의 전위 분포, 복수 개의 전류밀도벡터 분포 또는 제2 가상 평면(VS2) 상의 전위 분포, 전류밀도 분포는 탐상의 대상이 되는 제1 배관(p1) 및 제2 배관(p2)에 흐르는 방식 전류의 영향으로 인한 전위 구배에 의한 것일 수 있다. 제1 가상 평면(VS1)과 제2 가상 평면(VS2)은 지표면 하부에 존재하는 평면이므로, 전위 측정 장치(200)로 제1 가상 평면(VS1) 또는 제2 가상 평면(VS2) 상의 전위 분포, 전류밀도 분포, 전류밀도벡터 분포 등의 전위 데이터를 직접적으로 측정하기에는 어려움이 있다. 그러나, 제1 가상 평면(VS1)과 제2 가상 평면(VS2) 상의 전위 데이터를 직접적으로 측정하지 않고도, 지표면에서 측정한 전위 데이터를 이용하여 생성한 지표면 전위 분포 맵(80)을 기초로, 제1 가상 평면(VS1) 상의 제1 가상 평면 데이터 분포 맵 (81)과 제2 가상 평면(VS2) 상의 제2 가상 평면 데이터 분포 맵(82)을 역으로 생성할 수 있다. 이 경우, 지표면 전위 분포 맵(80)과 함께 지하에 매설된 제1 배관 및 제2 배관(p1, p2)에 전류를 인가하는 양극(14)과 관련된 데이터가 제1 가상 평면 데이터 분포 맵(81)과 제2 가상 평면 데이터 분포 맵(82)을 계산하기 위한 필요 데이터가 될 수 있다. 양극(14)과 관련된 데이터는 양극(14)의 형상 및 위치, 양극(14)으로부터 지하에 매설된 제1 배관 및 제2 배관(p1, p2)에 인가되는 전류의 밀도를 포함할 수 있다. 양극(14)으로부터 지하에 매설된 제1 배관 및 제2 배관(p1, p2)에 인가되는 전류의 밀도는 양극(14)의 설정값에 따라 미리 정해질 수 있다. The potential distribution on the first virtual plane (VS1), the plurality of current density vector distributions, or the potential distribution and current density distribution on the second virtual plane (VS2) are the first pipe (p1) and the second pipe (p2) that are subject to inspection. ) It may be due to a potential gradient due to the influence of the current flowing through the current. Since the first virtual plane (VS1) and the second virtual plane (VS2) are planes that exist below the ground surface, the potential distribution on the first virtual plane (VS1) or the second virtual plane (VS2) is measured by the potential measurement device 200, It is difficult to directly measure potential data such as current density distribution and current density vector distribution. However, without directly measuring the potential data on the first virtual plane (VS1) and the second virtual plane (VS2), based on the ground surface potential distribution map 80 generated using potential data measured on the ground surface, The first virtual plane data distribution map 81 on the 1 virtual plane (VS1) and the second virtual plane data distribution map 82 on the second virtual plane (VS2) can be inversely generated. In this case, together with the ground potential distribution map 80, data related to the anode 14 that applies current to the first and second pipes p1 and p2 buried underground are included in the first virtual plane data distribution map 81. ) and may be necessary data for calculating the second virtual plane data distribution map 82. Data related to the anode 14 may include the shape and position of the anode 14 and the density of current applied from the anode 14 to the first and second pipes p1 and p2 buried underground. The density of current applied from the anode 14 to the first and second pipes p1 and p2 buried underground may be predetermined according to the setting value of the anode 14.
다시 도 4를 참조하면, 제1 가상 평면 데이터 분포 맵(81)은 제1 가상 평면(VS1) 상에서의 전류밀도벡터의 방향에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 가상 평면 데이터 분포 맵(81)에는 제1 배관(p1)과 제2 배관(p2)의 일부 영역에 복수 개의 전류밀도벡터들이 수렴하는 제1 영역(a1)과 제2 영역(a2)이 표시될 수 있다.Referring again to FIG. 4, the first virtual plane data distribution map 81 may include information about the direction of the current density vector on the first virtual plane VS1. For example, the first virtual plane data distribution map 81 includes a first area (a1) and a second area where a plurality of current density vectors converge in some areas of the first pipe (p1) and the second pipe (p2). (a2) may be displayed.
다시 도 5를 참조하면, 제2 가상 평면 데이터 분포 맵(82)은 제2 가상 평면(VS2) 상에서의 전류밀도 분포에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 배관(p1)과 제2 배관(p2)의 단면의 둘레는 적색으로 표시될 수 있고, 이는 제1 배관(p1)의 둘레의 전류밀도가 주변의 청색으로 표시된 영역의 전류밀도에 비해 크다는 것을 의미한다. 도 5에는 도시되지 않았지만, 제2 가상 평면 데이터 분포 맵(82)에도 복수 개의 전류밀도벡터가 표시될 수도 있다.Referring again to FIG. 5 , the second virtual plane data distribution map 82 may include information about the current density distribution on the second virtual plane VS2. For example, the circumference of the cross section of the first pipe (p1) and the second pipe (p2) may be displayed in red, which means that the current density around the first pipe (p1) is the current density of the surrounding blue area. This means that it is larger than the density. Although not shown in FIG. 5, a plurality of current density vectors may also be displayed on the second virtual plane data distribution map 82.
결함 위치 판정부(40)는 제1 및 제2 가상 평면 데이터 분포 맵(81, 82) 중 어느 하나를 분석하여 제1 및 제2 가상 평면(VS1, VS2) 상에 마련된 제1 배관(p1, p2)의 결함의 위치를 판정할 수 있다. 예를 들어, 제1 가상 평면 데이터 분포 맵(81)에서 표현되는 복수 개의 전류밀도벡터들은 적어도 하나의 제1 배관(p1)과 제2 배관(p2)의 결함이 형성된 위치로 수렴하는 경향을 보일 수 있다. 이에 따라, 결함 위치 판정부(40)는 복수 개의 전류밀도벡터들이 수렴하는 제1 영역(a1)과 제2 영역(a2)을 제1 배관(p1)과 제2 배관(p2)의 결함의 위치로 각각 판정할 수 있다.The defect location determination unit 40 analyzes any one of the first and second virtual plane data distribution maps 81 and 82 to determine the first pipe p1, The location of the defect in p2) can be determined. For example, a plurality of current density vectors expressed in the first virtual plane data distribution map 81 tend to converge to the location where at least one defect in the first pipe (p1) and the second pipe (p2) is formed. You can. Accordingly, the defect location determination unit 40 determines the first area (a1) and the second area (a2) where the plurality of current density vectors converge as the location of the defect in the first pipe (p1) and the second pipe (p2). Each can be judged as:
또한, 제1 배관(p1)과 제2 배관(p2)의 결함이 형성된 위치는 제1 가상 평면 데이터 분포 맵(81) 또는 제2 가상 평면 데이터 분포 맵(82)에서 극소 전위값을 가지는 영역일 수 있다. 이에 따라, 결함 위치 판정부(40)는 제1 가상 평면 데이터 분포 맵(81) 또는 제2 가상 평면 데이터 분포 맵(82)에서 극소 전위값을 가지는 영역들을 제1 배관(p1)과 제2 배관(p2)의 결함의 위치로 각각 판정할 수 있다. 제1 가상 평면 데이터 분포 맵(81) 또는 제2 가상 평면 데이터 분포 맵(82)에서 극소 전위값을 가지는 영역은 복수 개의 전류밀도벡터들이 수렴하는 제1 영역(a1) 및 제2 영역(a2)과 실질적으로 동일할 수 있다.In addition, the location where the defect in the first pipe (p1) and the second pipe (p2) is formed is an area with a minimum potential value in the first virtual plane data distribution map 81 or the second virtual plane data distribution map 82. You can. Accordingly, the defect location determination unit 40 divides the areas with the minimum potential value in the first virtual plane data distribution map 81 or the second virtual plane data distribution map 82 into the first pipe p1 and the second pipe. Each can be determined based on the location of the defect in (p2). The area with the minimum potential value in the first virtual plane data distribution map 81 or the second virtual plane data distribution map 82 is the first area (a1) and the second area (a2) where a plurality of current density vectors converge. may be substantially the same as
결함 면적 산출부(50)는 제1 가상 평면(VS1) 또는 제2 가상 평면(VS2) 상에 마련된 제1 배관(p1), 제2 배관(p2)의 결함의 면적을 계산할 수 있다. 결함 면적 산출부(50)는 결함 위치 판정부(40)에 의해 판정된 결함의 위치, 제1 가상 평면 데이터 분포 맵(81) 또는 제2 가상 평면 데이터 분포 맵(82)과 제1 가상 평면(VS1) 또는 제2 가상 평면(VS2) 상에 마련된 탐상의 대상의 되는 제1 배관(p1), 제2 배관(p2)에 대한 실험을 통해 생성된 전류밀도를 기초로 제1 배관(p1), 제2 배관(p2)의 결함의 면적을 계산할 수 있다. The defect area calculation unit 50 may calculate the area of a defect in the first pipe (p1) and the second pipe (p2) provided on the first virtual plane (VS1) or the second virtual plane (VS2). The defect area calculation unit 50 determines the location of the defect determined by the defect position determination unit 40, the first virtual plane data distribution map 81 or the second virtual plane data distribution map 82, and the first virtual plane ( Based on the current density generated through an experiment on the first pipe (p1) and the second pipe (p2), which are the objects of inspection provided on the VS1) or the second virtual plane (VS2), the first pipe (p1), The area of the defect in the second pipe (p2) can be calculated.
예를 들어, 결함 면적 산출부(50)는 제2 가상 평면 데이터 분포 맵(82)을 기초로, 결함의 위치로 추정되는 제1 배관(p1)과 제2 배관(p2)의 단면의 둘레에 분포된 제1 전류밀도를 제1 배관(p1)과 제2 배관(p2)의 표면적에 대해 적분할 수 있다. 여기서, 제1 전류밀도에 관한 정보는 제2 가상 평면 데이터 분포 맵(82)에 포함된 정보이다. 제1 전류밀도의 적분값은, 결함의 위치로 추정되는 제1 배관(p1)과 제2 배관(p2)의 둘레에 흐르는 전류의 크기를 나타낸다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 배관(p1)의 둘레에 흐르는 전류의 크기는 약 0.0137A이고, 제2 배관(p2)의 둘레에 흐르는 전류의 크기는 약 0.0149A일 수 있다.For example, based on the second virtual plane data distribution map 82, the defect area calculation unit 50 measures the circumference of the cross sections of the first pipe p1 and the second pipe p2, which are estimated to be the location of the defect. The distributed first current density can be integrated with respect to the surface areas of the first pipe (p1) and the second pipe (p2). Here, information about the first current density is information included in the second virtual plane data distribution map 82. The integral value of the first current density represents the magnitude of the current flowing around the first pipe (p1) and the second pipe (p2), which are estimated to be the location of the defect. For example, as shown in FIG. 5, the magnitude of the current flowing around the first pipe (p1) may be about 0.0137A, and the magnitude of the current flowing around the second pipe (p2) may be about 0.0149A. there is.
한편, 제1 가상 평면(VS1) 또는 제2 가상 평면(VS2) 상에 마련된 탐상의 대상의 되는 제1 배관(p1), 제2 배관(p2)에 대한 실험을 통해 생성된 전류밀도는 분극 실험을 통해 생성된 '제2 전류밀도' 로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 제1 배관(p1) 및 제2 배관(p2)과 실질적으로 동일한 실험용 배관들을 제조하고, 이 실험용 배관들을 제1 배관(p1)과 제2 배관(p2)이 매설된 토양의 전도도와 실질적으로 동일한 전도도를 가지는 토양모사 용액 내에 위치시킨 뒤에 분극 실험을 수행할 수 있다. 토양모사 용액에 위치한 실험용 배관에 대해 가변 전위를 가해주면서 전류밀도의 변화를 측정할 수 있다. 이러한 분극 실험의 결과 데이터는 도 6에 도시된 바와 같이, 전위-전류밀도 그래프로 표현될 수 있다. 제2 전류밀도에 관한 데이터, 즉, 분극 실험의 결과 데이터는 메모리(60)에 미리 저장되어 있을 수 있다. 결함 면적 산출부(50)는 제1 또는 제2 가상 평면 데이터 분포 맵(81, 82)에 표시된 임의의 전위(v1)에 대응되는 임의의 제2 전류밀도(c1)를 전위-전류밀도 그래프를 통해 획득할 수 있다. Meanwhile, the current density generated through the experiment on the first pipe (p1) and the second pipe (p2) prepared on the first virtual plane (VS1) or the second virtual plane (VS2), which are the objects of flaw detection, is the polarization test. It can be referred to as the 'second current density' generated through. For example, experimental pipes that are substantially the same as the first pipe (p1) and the second pipe (p2) are manufactured, and these experimental pipes are tested to determine the conductivity of the soil in which the first pipe (p1) and the second pipe (p2) are buried. A polarization experiment can be performed after being placed in a soil simulating solution that has substantially the same conductivity as . Changes in current density can be measured by applying a variable potential to the experimental pipe located in the soil simulation solution. The resulting data of this polarization experiment can be expressed as a potential-current density graph, as shown in FIG. 6. Data on the second current density, that is, data on the results of the polarization experiment, may be previously stored in the memory 60. The defect area calculation unit 50 creates a potential-current density graph with an arbitrary second current density (c1) corresponding to an arbitrary potential (v1) displayed on the first or second virtual plane data distribution maps 81 and 82. It can be obtained through
예를 들어, 결함 면적 산출부(50)는 제1 배관(p1)의 둘레의 평균 전위에 대응되는 제2 전류밀도와 제2 배관(p2)의 둘레의 평균 전위에 대응되는 제2 전류밀도를 획득할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 결과(A2)에 따라, 제1 배관(p1)의 둘레에 흐르는 전류는 약 0.01372A이고, 제1 배관(p1)의 둘레의 평균 전위에 대응되는 제2 전류밀도는 약 9.262A/m2 일 수 있다. 또한, 제1 결과(A1)에 따라, 제2 배관(p2)의 둘레에 흐르는 전류는 약 0.01485A이고, 제2 배관(p2)의 둘레의 평균 전위에 대응되는 제2 전류밀도는 약 66.5A/m2 일 수 있다. 나아가, 도 5에 도시된 바와 같이, 제3 결과(A3)에 따라, 제1 배관(p1)과 제2 배관(p2) 이외의 제3의 배관의 둘레에 흐르는 전류는 약 0.0080A이고, 제3의 배관의 둘레의 평균 전위에 대응되는 제2 전류밀도는 약 65.8A/m2 일 수 있다.For example, the defect area calculation unit 50 calculates a second current density corresponding to the average potential around the first pipe p1 and a second current density corresponding to the average potential around the second pipe p2. It can be obtained. As shown in FIG. 7, according to the second result A2, the current flowing around the first pipe p1 is about 0.01372A, and the second electric potential corresponding to the average potential around the first pipe p1 The current density may be about 9.262A/m 2 . In addition, according to the first result (A1), the current flowing around the second pipe (p2) is about 0.01485A, and the second current density corresponding to the average potential around the second pipe (p2) is about 66.5A. It can be /m 2 . Furthermore, as shown in FIG. 5, according to the third result A3, the current flowing around the third pipe other than the first pipe p1 and the second pipe p2 is about 0.0080A, and the The second current density corresponding to the average potential around the pipe of 3 may be about 65.8 A/m 2 .
결함 면적 산출부(50)는 제1 전류밀도의 적분값을 제2 전류밀도로 나누어 줌으로써, 제1 배관(p1) 및 제2 배관(p2)의 결함의 면적을 계산할 수 있다. The defect area calculation unit 50 may calculate the defect area of the first pipe p1 and the second pipe p2 by dividing the integral value of the first current density by the second current density.
도 8을 참조하면, 제1 결과(A1)에 따라 계산된 제2 배관(p2)의 결함의 면적은 약 4.46cm2(=(0.01485A) ÷ (66.5A/m2) × (10000cm2/1m2) × 2)이다. 여기서, 2를 곱하는 이유는, 지표면 전위 분포 맵을 이용하여 가상 평면 데이터 분포 맵을 생성하는 과정에서, 지표면 전위 데이터가 가상 평면에 마련된 제2 배관(p2)의 반쪽 영역에 대해서만 투영됨에 따른 오차를 보정하기 위함이다. 이 경우, 실제로 측정된 제2 배관(p2)의 결함의 면적은 6cm2 이다.Referring to FIG. 8, the area of the defect in the second pipe (p2) calculated according to the first result (A1) is about 4.46cm 2 (=(0.01485A) ÷ (66.5A/m 2 ) × (10000cm 2 / It is 1m 2 ) × 2). Here, the reason for multiplying by 2 is to account for the error caused by the ground potential data being projected to only the half area of the second pipe (p2) provided on the virtual plane in the process of generating the virtual plane data distribution map using the ground potential distribution map. It is for correction. In this case, the actually measured defect area of the second pipe (p2) is 6cm 2 .
또한, 제2 결과(A2)에 따라 계산된 하나의 제1 배관(p1)의 결함의 면적은 약 29.62cm2(=(0.01372A) ÷ (9.262A/m2) × (10000cm2/1m2) × 2)이다. 여기서, 2를 곱하는 이유는, 지표면 전위 분포 맵을 이용하여 가상 평면 데이터 분포 맵을 생성하는 과정에서, 지표면 전위 데이터가 가상 평면에 마련된 제1 배관(p1)의 반쪽 영역에 대해서만 투영됨에 따른 오차를 보정하기 위함이다. 이 경우, 실제로 측정된 제1 배관(p1)의 결함의 면적은 32.25cm2 이다.In addition, the area of the defect in one first pipe (p1) calculated according to the second result (A2) is about 29.62cm 2 (=(0.01372A) ÷ (9.262A/m 2 ) × (10000cm 2 /1m 2 ) × 2). Here, the reason for multiplying by 2 is to account for the error resulting from the ground potential data being projected to only the half area of the first pipe (p1) provided on the virtual plane in the process of generating a virtual plane data distribution map using the ground potential distribution map. It is for correction. In this case, the actually measured defect area of the first pipe (p1) is 32.25 cm 2 .
나아가, 제 제3 결과(A3)에 따라 계산된 제3의 배관의 결함의 면적은 약 2.40cm2(=(0.00800) ÷ (65.8A/m2) × (10000cm2/1m2) × 2)이다. 여기서, 2를 곱하는 이유는, 지표면 전위 분포 맵을 이용하여 가상 평면 데이터 분포 맵을 생성하는 과정에서, 지표면 전위 데이터가 가상 평면에 마련된 제3의 배관의 반쪽 영역에 대해서만 투영됨에 따른 오차를 보정하기 위함이다. 이 경우, 실제로 측정된 제3의 배관의 결함의 면적은 1cm2 이다.Furthermore, the area of the defect in the third pipe calculated according to the third result (A3) is about 2.40cm 2 (=(0.00800) ÷ (65.8A/m 2 ) × (10000cm 2 /1m 2 ) × 2) am. Here, the reason for multiplying by 2 is to correct the error caused by the ground potential data being projected only to the half area of the third pipe provided on the virtual plane in the process of generating the virtual plane data distribution map using the ground potential distribution map. It is for this purpose. In this case, the actually measured defect area of the third pipe is 1 cm 2 .
이처럼, 일 실시예에 따른 매설 배관의 결함 탐상 시스템(100)을 이용함으로써, 탐상의 대상이 되는 배관의 결함의 계산을 통해 예상되는 면적과 실제로 측정한 면적의 차이를 최소화할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 합리적으로 탐상의 대상이 되는 배관에 대한 보수 여부 판단을 할 수 있고, 결과적으로 탐상의 대상이 되는 배관에 대한 유지, 보수 비용을 절약할 수 있다.In this way, by using the defect detection system 100 for buried pipes according to an embodiment, the difference between the expected area and the actually measured area can be minimized through calculation of defects in the pipe that is the target of inspection. Accordingly, the user can reasonably determine whether or not to repair the piping subject to inspection, and as a result, can save maintenance and repair costs for the piping subject to inspection.
프로세서(70)는 전위 분포 맵 생성부(10), 가상 평면 특정부(20), 가상 평면 데이터 분포 맵 생성부(30), 결함 위치 판정부(40), 결함 면적 산출부(50)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. The processor 70 performs the overall operations of the dislocation distribution map generation unit 10, the virtual plane specification unit 20, the virtual plane data distribution map generation unit 30, the defect location determination unit 40, and the defect area calculation unit 50. Movement can be controlled.
프로세서(70)는 하나의 프로세서 코어(Single Core)를 포함하거나, 복수의 프로세서 코어들(Multi-Core)을 포함할 수 있다. 프로세서(70)는 예를 들어, 중앙 처리 장치(Central Processing Unit), 마이크로 프로세서(microprocessor), 그래픽 프로세서(Graphic Processing Unit), ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), 및 FPGAs(Field Programmable Gate Arrays) 중 적어도 하나의 하드웨어를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The processor 70 may include one processor core (Single Core) or may include a plurality of processor cores (Multi-Core). The processor 70 may include, for example, a Central Processing Unit, a microprocessor, a Graphics Processing Unit, Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), and Digital Signal Processors (DSPDs). It may include, but is not limited to, at least one hardware among Signal Processing Devices (PLDs), Programmable Logic Devices (PLDs), and Field Programmable Gate Arrays (FPGAs).
도 9는 일 실시예에 따른 매설 배관의 결함 탐상 방법을 설명하는 순서도이다. 도 10은 도 9의 매설 배관의 결함 탐상 방법에 포함되는 매설 배관의 결함의 면적을 계산하는 방법을 설명하는 순서도이다. Figure 9 is a flowchart explaining a method for detecting defects in buried pipes according to an embodiment. FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of calculating the area of a defect in a buried pipe included in the defect detection method of a buried pipe of FIG. 9 .
일 실시예에 따른 매설 배관의 결함 탐상 방법을 통해, 지하에 매설된 양극으로부터 배관에 인가되는 전류와 관련된 데이터를 기초로 배관에 형성된 결함의 위치를 판정하고, 결함의 면적을 계산할 수 있다.Through a method for detecting defects in buried pipes according to an embodiment, the location of a defect formed in the pipe can be determined and the area of the defect can be calculated based on data related to the current applied to the pipe from an anode buried underground.
도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 매설 배관의 결함 탐상 방법은 지표면 상의 전위 분포 맵을 생성하는 단계(S101), 지하에 매설된 적어도 하나의 배관 중에서 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관을 포함하는 가상 평면을 특정하는 단계(S102), 배관에 전류를 인가하는 양극과 관련된 데이터와 지표면 전위 분포 맵을 이용하여 가상 평면 상의 가상 평면 데이터 분포 맵을 생성하는 단계(S103), 가상 평면 데이터 분포 맵을 분석하여 가상 평면 상에 마련된 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관의 결함의 위치를 판정하는 단계(S104) 및 결함의 위치에서의 제1 전류밀도와 가상 평면 상에 마련된 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관에 대한 실험을 통해 생성된 제2 전류밀도를 이용하여 결함의 면적을 계산하는 단계(S105)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, the method for detecting defects in buried pipes according to an embodiment includes generating a potential distribution map on the ground surface (S101), selecting at least one pipe to be inspected among at least one pipe buried underground. A step of specifying a virtual plane including (S102), a step of generating a virtual plane data distribution map on the virtual plane using data related to the anode for applying current to the pipe and the ground potential distribution map (S103), virtual plane data distribution Analyzing the map to determine the location of a defect in at least one pipe that is the subject of inspection provided on a virtual plane (S104) and the first current density at the location of the defect and the target of inspection provided on the virtual plane It may include calculating the area of the defect using the second current density generated through an experiment on at least one pipe (S105).
지표면 상의 전위 분포 맵을 생성하는 단계(S101)에서는, 전위 측정 장치로부터, 지표면 하부에 매설된 적어도 하나의 배관에 인가되는 전류에 의한 적어도 하나의 배관이 매설된 지표면 상의 전위 분포 데이터를 수신할 수 있다. 이 경우, 3차원 다물리 해석 프로그램을 이용하여, 지표면 상의 전위 분포 데이터를 기초로 지표면 상의 전위 분포 맵을 생성할 수 있다. 예를 들어, 전위 측정 장치로부터 수신한 전위 분포 데이터를 3차원 다물리 해석 프로그램에 입력값으로 제공하면, 3차원 다물리 해석 프로그램은 3차원 전위 분포 맵을 생성할 수 있다.In the step of generating a potential distribution map on the ground surface (S101), potential distribution data on the ground surface where at least one pipe is buried can be received from the potential measurement device by current applied to at least one pipe buried under the ground surface. there is. In this case, a 3D multi-physics analysis program can be used to generate a potential distribution map on the earth's surface based on potential distribution data on the earth's surface. For example, if potential distribution data received from a potential measurement device is provided as input to a 3D multiphysics analysis program, the 3D multiphysics analysis program can generate a 3D potential distribution map.
가상 평면을 특정하는 단계(S102)에서는, 지하에 매설된 적어도 하나의 배관 중에서 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관을 포함하는 가상 평면을 특정할 수 있다. 이 경우, 지표면의 하부에 매설된 적어도 하나의 배관의 위치 정보를 기초로 가상 평면을 특정할 수 있다. 적어도 하나의 배관의 위치 정보는 적어도 하나의 배관을 지표면 하부에 매설하는 과정에서 미리 알 수 있다. 예를 들어, 가상 평면을 특정하는 단계(S102)에서는, 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관을 포함하며, 지표면과 나란한 평면을 가상 평면으로 특정할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고, 적어도 하나의 배관의 배치 형태에 따라, 가상 평면은 지표면에 대해 다양한 위치에 마련될 수 있다. 예를 들어, 가상 평면은 지표면과 수직할 수도 있고, 지표면에 대해 비스듬하게 교차할 수도 있다.In the step of specifying a virtual plane (S102), a virtual plane including at least one pipe to be inspected among at least one pipe buried underground may be specified. In this case, the virtual plane can be specified based on location information of at least one pipe buried below the ground surface. Location information of at least one pipe can be known in advance during the process of burying at least one pipe below the ground surface. For example, in the step S102 of specifying a virtual plane, a plane parallel to the ground surface and including at least one pipe to be inspected may be specified as the virtual plane. However, it is not limited to this, and depending on the arrangement type of at least one pipe, the virtual plane may be provided at various positions with respect to the ground surface. For example, the virtual plane may be perpendicular to the ground surface, or it may intersect the ground surface at an angle.
가상 평면 데이터 분포 맵을 생성하는 단계(S103)에서는, 가상 평면 상의 가상 평면 데이터 분포 맵을 생성할 수 있다. 지하에 매설된 적어도 하나의 배관에 전류를 인가하는 양극과 관련된 데이터와 지표면 전위 분포 맵을 이용하여 가상 평면 상의 가상 평면 데이터 분포 맵을 생성할 수 있다. 양극과 관련된 데이터는 양극의 형상 및 위치, 양극으로부터 지하에 매설된 적어도 하나의 배관에 인가되는 전류의 밀도를 포함할 수 있다. 양극으로부터 지하에 매설된 적어도 하나의 배관에 인가되는 방식 전류의 밀도는 양극의 설정값에 따라 미리 정해질 수 있다. In the step of generating a virtual plane data distribution map (S103), a virtual plane data distribution map on the virtual plane can be created. A virtual plane data distribution map on a virtual plane can be created using data related to an anode that applies current to at least one pipe buried underground and a ground potential distribution map. Data related to the anode may include the shape and location of the anode and the density of current applied from the anode to at least one pipe buried underground. The density of the method current applied from the anode to at least one pipe buried underground may be predetermined according to the setting value of the anode.
가상 평면 데이터 분포 맵은 가상 평면 상의 전위 분포, 전류밀도 분포, 및 전류밀도벡터 분포에 관한 정보를 포함할 수 있다. 가상 평면 상의 전류밀도벡터는 지표면 하부에 매설된 적어도 하나의 배관에 흐르는 전류의 영향으로 가상 평면에 발생하는 전위 구배에 의한 것일 수 있다. 가상 평면 데이터 분포 맵은 가상 평면 상에서의 전류밀도벡터의 방향에 대한 정보를 포함할 수 있다.The virtual plane data distribution map may include information about potential distribution, current density distribution, and current density vector distribution on the virtual plane. The current density vector on the virtual plane may be due to a potential gradient that occurs in the virtual plane due to the influence of a current flowing in at least one pipe buried under the ground surface. The virtual plane data distribution map may include information about the direction of the current density vector on the virtual plane.
결함의 위치를 판정하는 단계(S104)에서는, 가상 평면 데이터 분포 맵을 분석하여 가상 평면 상에 마련된 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관의 결함의 위치를 판정할 수 있다. 예를 들어, 가상 평면 데이터 분포 맵에 표현되는 복수 개의 전류밀도벡터들 중 일부는 가상 평면 상에 마련된 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관의 결함이 형성된 위치로 수렴하는 경향을 보일 수 있다. 이처럼 복수 개의 전류밀도벡터들 중 일부가 수렴하는 영역을 배관의 결함의 위치로 판정할 수 있다. 또한, 가상 평면 상에 마련된 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관의 결함이 형성된 위치는 가상 평면 데이터 분포 맵에서 극소 전위값을 가지는 영역일 수 있다. 이에 따라, 가상 평면 데이터 분포 맵에서 극소 전위값을 가지는 영역을 배관의 결함의 위치로 판정할 수 있다. 가상 평면 데이터 분포 맵에서 극소 전위값을 가지는 영역은 복수 개의 전류밀도벡터들 중 일부가 수렴하는 영역과 실질적으로 동일할 수 있다.In the step of determining the location of the defect (S104), the location of the defect in at least one pipe that is the subject of inspection provided on the virtual plane can be determined by analyzing the virtual plane data distribution map. For example, some of the plurality of current density vectors expressed in the virtual plane data distribution map may tend to converge to a location where a defect is formed in at least one pipe that is the subject of inspection provided on the virtual plane. In this way, the area where some of the plurality of current density vectors converge can be determined as the location of the pipe defect. Additionally, the location where a defect is formed in at least one pipe that is the subject of flaw detection provided on the virtual plane may be an area with a very small potential value in the virtual plane data distribution map. Accordingly, the area with the smallest potential value in the virtual plane data distribution map can be determined as the location of the pipe defect. The area with the smallest potential value in the virtual plane data distribution map may be substantially the same as the area where some of the plurality of current density vectors converge.
결함의 면적을 계산하는 단계(S105)에서는 가상 평면 상에 마련된 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관의 결함의 면적을 계산할 수 있다. 판정된 결함의 위치에서의 제1 전류밀도와 가상 평면 상에 마련된 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관에 대한 실험을 통해 생성된 제2 전류밀도를 이용하여 가상 평면 상에 마련된 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관의 결함의 면적을 계산할 수 있다.In the step of calculating the area of the defect (S105), the area of the defect of at least one pipe that is the subject of inspection provided on the virtual plane can be calculated. Using the first current density at the position of the determined defect and the second current density generated through an experiment on at least one pipe that is the subject of inspection prepared on the virtual plane, The area of a defect in at least one pipe can be calculated.
결함의 면적을 계산하는 단계(S105)는 가상 평면 데이터 분포 맵에 포함된 제1 전류밀도를 결함의 위치에서의 탐상의 대상이 되는 배관의 표면적에 대해 적분하는 단계(S1061), 및 제1 전류밀도의 적분값을 결함의 위치에서의 제2 전류밀도로 나누어 결함의 면적을 계산하는 단계(S1062)를 포함할 수 있다. The step of calculating the area of the defect (S105) is a step of integrating the first current density included in the virtual plane data distribution map with respect to the surface area of the pipe that is the target of inspection at the location of the defect (S1061), and the first current density It may include calculating the area of the defect by dividing the integral value of the density by the second current density at the position of the defect (S1062).
여기서 제1 전류밀도는 가상 평면 데이터 분포 맵에 표시된 정보일 수 있다. 또한, 여기서 제2 전류밀도는 가상 평면 상에 마련된 탐상의 대상의 되는 배관 대한 분극 실험을 통해 생성된 전류밀도일 수 있다. 제1 전류밀도의 가상 평면 상에 마련된 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관의 결함의 위치에서의 표면적에 대한 적분값은, 결함의 위치에서의 가상 평면 상에 마련된 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관에 흐르는 전류의 크기를 나타낸다. 나아가, 제1 전류밀도의 적분값을 결함의 위치에서의 제2 전류밀도로 나누어 줌으로써, 가상 평면 상에 마련된 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관의 결함의 면적을 계산할 수 있다. Here, the first current density may be information displayed on the virtual plane data distribution map. In addition, here, the second current density may be a current density generated through a polarization experiment for the pipe that is the target of flaw detection provided on a virtual plane. The integral value for the surface area at the defect position of at least one pipe that is the object of inspection provided on the virtual plane of the first current density is the at least one object that is the object of inspection provided on the virtual plane at the position of the defect. Indicates the size of the current flowing in the pipe. Furthermore, by dividing the integral value of the first current density by the second current density at the location of the defect, the area of the defect in at least one pipe subject to flaw detection provided on a virtual plane can be calculated.
상기한 다양한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있다. 따라서, 예시적인 다양한 실시예에 따른 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.The various embodiments described above are merely illustrative, and those skilled in the art can understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible. Therefore, the true scope of technical protection according to various exemplary embodiments should be determined by the technical spirit of the invention described in the following patent claims.
10: 전위 분포 맵 생성부
11, 12, 13, p1, p2: 배관
14: 양극
15: 정류기
20: 가상 평면 특정부
30: 가상 평면 데이터 분포 맵 생성부
40: 결함 위치 판정부
50: 결함 면적 계산부
60: 메모리
70: 프로세서
80: 전위 분포 맵
81: 제1 가상 평면 데이터 분포 맵
82: 제2 가상 평면 데이터 분포 맵
100: 매설 배관의 결함 탐상 시스템
200: 전위 측정 장치10: Potential distribution map generation unit
11, 12, 13, p1, p2: Piping
14: anode
15: rectifier
20: Virtual plane specific part
30: Virtual plane data distribution map generation unit
40: defect location determination unit
50: defect area calculation unit
60: memory
70: processor
80: Potential distribution map
81: First virtual plane data distribution map
82: Second virtual plane data distribution map
100: Defect detection system for buried pipes
200: Potential measuring device
Claims (13)
상기 적어도 하나의 배관에 전류가 흐르도록 상기 전류가 인가된 상태에서 측정된 지표면 상의 전위 분포 데이터를 수신하고, 상기 지표면 상의 전위 분포 데이터를 이용하여 지표면 전위 분포 맵을 생성하는 지표면 전위 분포 맵 생성부;
상기 적어도 하나의 배관의 위치 정보를 기초로, 상기 적어도 하나의 배관 중에서 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관을 포함하는 가상 평면을 특정하는 가상 평면 특정부;
상기 지하에 매설된 적어도 하나의 배관에 전류를 인가하는 양극과 관련된 데이터와 상기 지표면 전위 분포 맵을 이용하여 상기 가상 평면 상의 전위 분포, 전류밀도 분포 및 전류밀도벡터 분포를 포함하는 가상 평면 데이터 분포 맵을 생성하는 가상 평면 데이터 분포 맵 생성부;
상기 가상 평면 데이터 분포 맵을 분석하여 상기 가상 평면 상에 마련된 탐상의 대상이 되는 상기 적어도 하나의 배관의 결함의 위치를 판정하는 결함 위치 판정부;
상기 가상 평면 데이터 분포 맵에 포함된 상기 결함의 위치에서의 제1 전류밀도와 상기 가상 평면 상에 마련된 탐상의 대상이 되는 상기 적어도 하나의 배관에 대한 실험을 통해 생성된 제2 전류밀도를 이용하여 상기 결함의 면적을 계산하는 결함 면적 산출부; 및
상기 제2 전류밀도에 관한 데이터를 저장하는 메모리; 를 포함하는, 매설 배관의 결함 탐상 시스템.In a defect detection system for buried pipes that detects defects in at least one pipe buried underground,
A ground potential distribution map generator that receives potential distribution data on the ground surface measured while the current is applied so that the current flows in the at least one pipe, and generates a ground potential distribution map using the potential distribution data on the ground surface. ;
a virtual plane specifying unit that specifies a virtual plane including at least one pipe to be inspected among the at least one pipe, based on the location information of the at least one pipe;
A virtual plane data distribution map including potential distribution, current density distribution, and current density vector distribution on the virtual plane using data related to an anode for applying current to the at least one pipe buried underground and the ground surface potential distribution map. A virtual plane data distribution map generating unit that generates;
a defect location determination unit that analyzes the virtual plane data distribution map to determine the location of a defect in the at least one pipe that is the subject of inspection provided on the virtual plane;
Using a first current density at the location of the defect included in the virtual plane data distribution map and a second current density generated through an experiment on the at least one pipe that is the subject of inspection provided on the virtual plane, a defect area calculation unit that calculates the area of the defect; and
a memory that stores data regarding the second current density; A defect detection system for buried piping, including a defect detection system.
상기 양극과 관련된 데이터는 상기 양극의 형상 및 위치, 상기 양극으로부터 상기 지하에 매설된 적어도 하나의 배관에 인가되는 전류의 밀도를 포함하는, 매설 배관의 결함 탐상 시스템.According to claim 1,
The data related to the anode includes the shape and position of the anode and the density of current applied from the anode to at least one pipe buried underground.
상기 결함 위치 판정부는,
상기 가상 평면 데이터 분포 맵에서 복수 개의 전류밀도벡터가 수렴하는 영역을 상기 결함의 위치로 판정하는, 매설 배관의 결함 탐상 시스템.According to claim 1,
The defect location determination unit,
A defect detection system for buried pipes, wherein an area where a plurality of current density vectors converge in the virtual plane data distribution map is determined as the location of the defect.
상기 결함 위치 판정부는,
상기 가상 평면 데이터 분포 맵에서 극소 전위값을 가지는 영역을 상기 결함의 위치로 판정하는, 매설 배관의 결함 탐상 시스템.According to claim 1,
The defect location determination unit,
A defect detection system for buried pipes, wherein an area with a minimum potential value in the virtual plane data distribution map is determined as the location of the defect.
상기 결함 면적 산출부는,
상기 제1 전류밀도를 상기 결함의 위치에서의 상기 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관의 표면적에 대해 적분하고, 상기 제1 전류밀도의 적분값을 상기 결함의 위치에서의 상기 제2 전류밀도로 나누어 상기 결함의 면적을 계산하는, 매설 배관의 결함 탐상 시스템.According to claim 1,
The defect area calculation unit,
The first current density is integrated with respect to the surface area of at least one pipe that is the target of inspection at the location of the defect, and the integrated value of the first current density is converted to the second current density at the location of the defect. A defect detection system for buried pipes that calculates the area of the defect by dividing it.
상기 결함 면적 산출부는,
상기 가상 평면 데이터 분포 맵에 포함된 상기 결함의 위치에서의 전위값에 대응되는 상기 제2 전류밀도로 상기 제1 전류밀도의 적분값을 나누는, 매설 배관의 결함 탐상 시스템.According to clause 5,
The defect area calculation unit,
A defect detection system for buried pipes, wherein the integral value of the first current density is divided by the second current density corresponding to the potential value at the location of the defect included in the virtual plane data distribution map.
상기 전위 분포 맵 생성부는,
상기 지표면 상의 임의의 복수 개의 지점과 이에 대응되는 복수 개의 전위 데이터 값을 매칭하는 프로그램을 이용하여 3차원 전위 분포 맵을 생성하는, 매설 배관의 결함 탐상 시스템.According to claim 1,
The potential distribution map generator,
A defect detection system for buried pipes that generates a three-dimensional potential distribution map using a program that matches a plurality of arbitrary points on the ground surface and a plurality of potential data values corresponding thereto.
상기 적어도 하나의 배관에 전류가 흐르도록 상기 전류가 인가된 상태에서 측정된 지표면 상의 전위 분포 데이터를 수신하고, 상기 지표면 상의 상기 전위 분포 데이터를 이용하여 지표면 전위 분포 맵을 생성하는 단계;
상기 적어도 하나의 배관의 위치 정보를 기초로, 상기 적어도 하나의 배관 중에서 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관을 포함하는 가상 평면을 특정하는 단계;
상기 지하에 매설된 적어도 하나의 배관에 전류를 인가하는 양극과 관련된 데이터와 상기 지표면 전위 분포 맵을 이용하여 상기 가상 평면 상의 전위 분포, 전류밀도 분포 및 전류밀도벡터 분포를 포함하는 가상 평면 데이터 분포 맵을 생성하는 단계;
상기 가상 평면 데이터 분포 맵을 분석하여 상기 가상 평면 상에 마련된 상기 적어도 하나의 배관의 결함의 위치를 판정하는 단계; 및
상기 가상 평면 데이터 분포 맵에 포함된 상기 결함의 위치에서의 제1 전류밀도와 상기 가상 평면 상에 마련된 상기 적어도 하나의 배관에 대한 실험을 통해 생성된 제2 전류밀도를 이용하여 상기 결함의 면적을 계산하는 단계; 를 포함하는, 매설 배관의 결함 탐상 방법.In the defect detection method of buried pipes, which detects defects in at least one pipe buried underground,
Receiving potential distribution data on the ground surface measured while the current is applied so that the current flows in the at least one pipe, and generating a ground potential distribution map using the potential distribution data on the ground surface;
Based on the location information of the at least one pipe, specifying a virtual plane including at least one pipe to be inspected among the at least one pipe;
A virtual plane data distribution map including potential distribution, current density distribution, and current density vector distribution on the virtual plane using data related to an anode for applying current to the at least one pipe buried underground and the ground surface potential distribution map. generating a;
Analyzing the virtual plane data distribution map to determine a location of a defect in the at least one pipe provided on the virtual plane; and
The area of the defect is determined using the first current density at the location of the defect included in the virtual plane data distribution map and the second current density generated through an experiment with the at least one pipe provided on the virtual plane. calculating step; Method for detecting defects in buried piping, including.
상기 양극과 관련된 데이터는 상기 양극의 형상 및 위치, 상기 양극으로부터 상기 지하에 매설된 적어도 하나의 배관에 인가되는 전류의 밀도를 포함하는, 매설 배관의 결함 탐상 방법.According to clause 9,
The data related to the anode includes the shape and position of the anode and the density of current applied from the anode to at least one pipe buried underground.
상기 결함의 위치를 판정하는 단계에서는,
상기 가상 평면 데이터 분포 맵에서 복수 개의 전류밀도벡터가 수렴하는 영역을 상기 결함의 위치로 판정하는, 매설 배관의 결함 탐상 방법.According to clause 9,
In the step of determining the location of the defect,
A defect detection method for buried pipes, wherein an area where a plurality of current density vectors converge in the virtual plane data distribution map is determined as the location of the defect.
상기 결함의 면적을 계산하는 단계에서는,
상기 제1 전류밀도를 상기 결함의 위치에서의 상기 탐상의 대상이 되는 적어도 하나의 배관의 표면적에 대해 적분하고, 상기 제1 전류밀도의 적분값을 상기 결함의 위치에서의 상기 제2 전류밀도로 나누어 상기 결함의 면적을 계산하는, 매설 배관의 결함 탐상 방법.According to clause 9,
In the step of calculating the area of the defect,
The first current density is integrated with respect to the surface area of at least one pipe that is the target of inspection at the location of the defect, and the integrated value of the first current density is converted to the second current density at the location of the defect. A defect detection method for buried pipes that calculates the area of the defect by dividing it.
상기 결함의 면적을 계산하는 단계에서는,
상기 가상 평면 데이터 분포 맵에 포함된 상기 결함의 위치에서의 전위값에 대응되는 상기 제2 전류밀도로 상기 제1 전류밀도의 적분값을 나누는, 매설 배관의 결함 탐상 방법.According to claim 12,
In the step of calculating the area of the defect,
A method for detecting defects in buried pipes, wherein the integral value of the first current density is divided by the second current density corresponding to the potential value at the location of the defect included in the virtual plane data distribution map.
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