KR200204082Y1 - Heat exchanger life assessment system(helas) - Google Patents
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Abstract
본 고안은 열교환기나 소구경 관 내면을 조밀한 간격으로 초음파빔을 방사상으로 주사하는 탐상장치를 이용하여 관 내면의 부식 깊이를 정밀하게 측정함은 물론 부식정도에 따른 관의 잔여 수명을 측정할 수 있도록 한 관의 부식 및 잔여 수명 측정 장치에 관한 것으로, 상기 관 내부에 삽입되어 호스를 통해 유입되는 물을 매개체로 하여 관 내벽의 부식 정도를 초음파신호를 이용하여 검출하는 탐상수단과, 공급수가 상기 탐상수단에 연결된 호수에 유입되도록 호수를 서로 연결하고, 동시에 상기 호스 내부를 통해 상기 탐상수단과 연결된 동축케이블을 상기 호스로부터 분리하여 제어수단에 전기적으로 접속할 수 있도록 하여 주는 연결수단과, 호스를 통해 상기 연결수단 및 탐상수단으로 공급되는 공급수에 함유된 공기 및 이물질을 제거하고, 적절한 수압을 조절하는 여과수단과, 상기 탐상수단으로 초음파빔 발생에 따른 신호를 출력시키거나 상기 탐상수단을 통해 초음파신호를 다시 입력받아 관의 부식정도를 검출하고, 이때 검출되는 부식데이터를 이용하여 각종 결과를 산출하는 제어수단을 포함하여 된 특징을 가진다.The present invention uses a flaw detector that radially scans an ultrasonic beam radially across a heat exchanger or a small-diameter tube, and precisely measures the depth of corrosion of the inner surface of the tube, as well as the remaining life of the tube according to the degree of corrosion. The present invention relates to a device for measuring corrosion and residual life of a pipe, wherein the flaw detection means detects the degree of corrosion of an inner wall of the pipe using ultrasonic signals through water introduced into the pipe and introduced through a hose, Connecting means for connecting the lakes to the lake connected to the flaw detection means, and at the same time, disconnecting the coaxial cable connected to the flaw detection means from the hose and electrically connecting the control means to the lake through the hose; Remove the air and foreign matter contained in the feed water supplied to the connecting means and flaw detection means, and Filtration means for controlling a water pressure, and outputs a signal according to the generation of ultrasonic beams to the flaw detection means or receives the ultrasonic signal again through the flaw detection means to detect the degree of corrosion of the pipe, by using the corrosion data detected at this time It is characterized by including control means for calculating various results.
Description
본 고안은 관의 부식정도와 잔여 수명을 측정하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열교환기나 소구경 관 내면을 조밀한 간격으로 초음파빔을 방사상으로 주사하는 탐상장치를 이용하여 관 내면의 부식 깊이를 정밀하게 측정함은 물론 부식정도에 따른 관의 잔여 수명을 측정할 수 있도록 한 관의 부식 및 잔여 수명 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for measuring the degree of corrosion and the remaining life of the tube, more specifically, the depth of corrosion of the inner surface of the tube by using a flaw detector that radially scans the ultrasonic beam radially in the heat exchanger or the small diameter inner surface of the tube The present invention relates to a device for measuring corrosion and residual life of a pipe, which can measure the accuracy of the pipe as well as the remaining life of the pipe according to the degree of corrosion.
일반적으로, 석유화학공업, 발전소, 일반화학공업에서 유체와 기체의 냉각, 응축, 가열 및 증발 등의 용도로 사용되고 있는 열교환이나 기타 소구경관은 외측 또는 내측의 유체열을 교환하는 목적으로 사용된다.In general, heat exchange or other small diameter tubes, which are used in petrochemical industry, power plants, and general chemical industry for cooling, condensing, heating, and evaporating fluids and gases, are used for exchanging fluid heat from the outside or the inside.
상기 열교환기는 다관식, 공랭식 등 여러 종류가 있으나 일반적으로 다관식이 저압에서 고압까지, 저온에서 고온까지 다목적용으로 가장 많이 사용되고 있다.The heat exchanger may be of various types, such as a multi-tube type, air-cooled type, but in general, a multi-tube type is most commonly used for multipurpose applications from low pressure to high pressure, from low temperature to high temperature.
특히, 다관식 열교환기 중에서 내부에 냉각수가 흐르는 관은 유체와의 마찰, 유체의 이물질, 스케일, 수 처리 상의 문제 등으로 관 내벽이 쉽게 부식되며, 이 부식이 관리되지 못하면 최종적으로 누수 되어 공정을 중단시켜야하는 경우도 있다.In particular, in the multi-pipe heat exchanger, the inner flow of the coolant is easily corroded due to friction with the fluid, foreign matters on the fluid, scale, water treatment, etc. Sometimes you have to stop.
따라서, 열교환기를 보유한 회사들은 관의 부식여부나 부식정도를 주기적으로 검사하여, 누수를 예방하는데 주력한다.Therefore, companies with heat exchangers focus on preventing leaks by periodically checking pipes for corrosion or corrosion.
그러나, 대개의 경우 이러한 관들은 소구경이면서 길이가 긴 것이 특징이라 내벽의 부식상황을 파악하는데는 내시경 카메라가 주로 사용되나 내시경의 길이는 8m 미만이고 부식의 깊이를 측정할 수도 없다. 내시경으로 관 내부의 육안 상 즉, 스케일의 정도, 색상, 돌기 등의 기초적인 현상 밖에는 알 수 없다. 또한, 많은 양의 관을 보는 데에는 적지 않은 시간이 소요되는 문제도 있다.In most cases, however, these tubes are characterized by small diameters and long lengths. Endoscope cameras are mainly used to detect corrosion of the inner wall, but the endoscope is less than 8 meters long and cannot measure the depth of corrosion. The endoscope reveals only the visual image inside the tube, that is, basic phenomena such as scale, color, and protrusion. In addition, there is a problem that it takes a lot of time to see a large amount of coffins.
또 하나의 방법으로는 파괴적인 시험방법으로 특정 관을 발관하여 기계적으로 절단한 후, 육안과 기계적인 방법으로 부식을 측정하는 방법이다. 이 방법 또한 발관하기가 어렵고, 발관한 곳을 막아야 하는 전제로 인해 열교환기의 효율이 떨어지게 된다. 또한, 발관은 1~2본으로 제한됨으로 인해, 특정 발관한 극소수의 관의 상태로 전체를 평가하는 데에는 무리가 있다. 그리고, 1본의 발관에 소요되는 시간과 비용은 고가이므로 비경제적이다.In another method, a pipe is cut mechanically by destructive test method and then the corrosion is measured by visual and mechanical methods. This method is also difficult to extricate and the efficiency of the heat exchanger is reduced due to the premise that the extubation must be blocked. In addition, since the extubation is limited to one or two copies, it is unreasonable to evaluate the whole in the state of a very small number of extruded tubes. In addition, since the time and cost required for the installation of one copy are expensive, they are uneconomical.
또한, 최근 10여년 전부터 국제적으로 사용되는 유사장비들의 경우를 살펴보면, 먼저, 미국의 IRIS9000 장비는 초음파를 이용하여 부식을 측정하는 장치이나 데이터의 채취율, 표시방법, 검사속도, 정밀도가 떨어진다. 이는 데이터 채취율이 33%로, 이는 임펠러의 회전이 2000RPM 이하로 되기 때문이며, 표시방법은 B-SCAN이라는 단면표시방식으로 1화면에 1사이클의 두께만 표시되게 되어 인접구역의 상태를 알기가 어렵고, 신호의 해석이 검사자의 기량에 상당한 영향을 받으며, 검사속도면에서는 초당 30mm로 아주 저속으로 검사시간이 짧게 할당된 관의 검사에는 부적절하다.In addition, in the case of similar equipment that has been used internationally since the last decade, IRIS9000 equipment in the United States first, the rate of measurement, display method, inspection speed, precision of the device or data measuring corrosion using ultrasonic waves. This is because the data collection rate is 33%, because the impeller rotation is less than 2000 RPM, and the display method is B-SCAN, which shows only one cycle of thickness on one screen, making it difficult to know the state of adjacent areas. However, the interpretation of the signal is greatly influenced by the tester's skill, and is inadequate for the inspection of pipes with a short inspection time at a very low speed of 30 mm per second in terms of inspection speed.
일반적으로, 정밀도에서는 초음파의 특성상 송수신 데이터의 양이 많을수록 채취 데이터 수는 증가한다.In general, in terms of precision, as the amount of data transmitted and received increases, the number of data collected increases.
그러나, 상기 B-SCAN식 초음파 장치는 초당 1000개미만으로 데이터의 송수신 속도가 느리고, 상기 데이터를 연속 저장하여 활용할 수 있는 종합적인 시스템을 갖추지 못하고 있었기 때문에 검출데이터에 대한 다양한 해석이나 비교를 할 수 없는 실정이었다. 또한, 이 측정방법에서 가장 중요한 것은 탐촉자 셋트(probe set)가 피검체 관에서 관과 동심체가 되어야 정밀도가 높게 되나, 동심체 유지 방법이 스프링력에 의한 3개의 동심유지재가 동시에 지지됨으로 인해, 만약 관 내부에서 3개중 1개의 동심 유지재가 내부 이물질에 의해 스프링력을 받는 다면 2개는 무용지물이 된다.However, since the B-SCAN ultrasonic apparatus has a data transmission / reception speed of less than 1000 per second and does not have a comprehensive system that can continuously store and utilize the data, it is impossible to interpret or compare various detection data. It was a situation. In addition, the most important thing in this measuring method is that the probe set should be concentric with the tube in the test tube, so that the accuracy is high. If one of the three concentric retainers in the tube is subjected to spring forces by internal debris, the two will be useless.
따라서, 중심을 유지하는 면에서도 문제가 발생한다.Therefore, a problem arises also in maintaining a center.
한편, 일본의 FREND의 경우는 별도의 단순 부식단면만을 볼 뿐, 전체의 평가를 위한 해석 소프트웨어는 없다. 초음파 탐상 장비에서 나오는 게이트 신호를 받아 신호처리하는 형식으로, 관 검사장치본체와 초음파탐상장치가 분리된 형태로 복잡하고 부피가 큰 단점이 있다.On the other hand, FREND in Japan only sees a separate simple corrosion section, and there is no analysis software for the overall evaluation. In the form of processing the signal received by the gate signal from the ultrasonic flaw detection equipment, there is a complex and bulky disadvantage in the form of the tube inspection device body and the ultrasonic flaw detection device separated.
또한, 신호의 채취율은 임펠러의 회전이 최대 2400RPM정도로 미국의 IRIS900장비와 비슷하다.In addition, the sampling rate of the impeller is up to 2400 RPM, similar to the IRIS900 equipment in the United States.
그러나, 상기 임펠러의 회전수를 확인할 수 없어, 부식신호의 채취율이 불명확하고, 관과 동심원을 유지하게 하는 동심원 유지재로 팔각형의 철제로 된 링을 사용하므로 신축성의 결여로 동심원유지가 어려워 정밀도가 다소 떨어지는 단점이 있다.However, since the number of rotations of the impeller cannot be confirmed, the sampling rate of the corrosion signal is unclear, and since the octagonal steel ring is used as the concentric circle retaining material to maintain the concentric circles with the pipe, it is difficult to maintain concentric circles due to the lack of elasticity. Has the disadvantage of falling somewhat.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 열교환기 관이나 기타 소구경 관의 내부 부식을 측정함에 있어, 종래의 샘플링 파괴(절단) 검사 및 내시경 검사가 가지는 문제점을 해소하고자, 성능, 구조 및 정밀도가 뛰어나고, 현장이동성이 용이한 관의 부식 및 잔여 수명 측정장치를 제공하는 것에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to measure the internal corrosion of heat exchanger tubes or other small diameter tube, the problem of the conventional sampling failure (cutting) inspection and endoscopy In order to solve the problem, the present invention provides an apparatus for measuring corrosion and residual life of pipes with excellent performance, structure and precision, and easy to move on site.
본 고안의 다른 목적은 샘플링 검사한 관의 부식 깊이 들을 이용하여, 검사하지 않은 관의 예상 추정부식깊이를 극치통계해석법으로 추정하여 관의 잔여수명을 계산하여 열교환기의 수명관리가 가능하도록 한 관의 부식 및 잔여 수명 측정장치를 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to estimate the estimated corrosion depth of unexamined pipes using extreme statistical analysis and to calculate the remaining life of the pipes by using the corrosion depths of the sampled pipes. The present invention provides a device for measuring corrosion and residual life.
본 고안의 또 다른 목적은 연차적인 경년변화와 극치통계해석법이 가지는 초기 열교한기 수명의 과소평가 문제점을 보완, 부식진전계수의 적용과 매년 검사한 결과를 이용하여 수명의 추이를 사전에 알 수 있도록 한 관의 부식 및 수명 측정장치를 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to compensate for the problem of underestimation of the initial thermal bridge life under the annual aging change and the extreme statistical analysis method. It is to provide a corrosion and life measuring device of a pipe.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 열교환기 또는 소구경의 관 내부에 삽입되어 호스를 통해 유입되는 물을 매개체로 하여 관 내벽의 부식 정도를 초음파신호를 이용하여 검출하는 탐상수단과, 공급수가 상기 탐상수단에 연결된 호수에 유입되도록 호수를 서로 연결하고, 동시에 상기 호스 내부를 통해 상기 탐상수단과 연결된 동축케이블을 상기 호스로부터 분리하여 제어수단에 전기적으로 접속할 수 있도록 하여 주는 연결수단과, 호스를 통해 상기 연결수단 및 탐상수단으로 공급되는 공급수에 함유된 공기 및 이물질을 제거하고, 적절한 수압을 조절하는 여과수단과, 상기 탐상수단으로 초음파빔 발생에 따른 신호를 출력시키거나 상기 탐상수단을 통해 초음파신호를 다시 입력받아 관의 부식정도를 검출하고, 이때 검출되는 부식데이터를 이용하여 각종 결과를 산출하는 제어수단을 포함하여 된 특징이 있다.The present invention for achieving the above object is a flaw detection means for detecting the degree of corrosion of the inner wall of the tube by using ultrasonic signals through the water flowing through the hose inserted into the heat exchanger or small diameter tube, the supply water A connecting means for connecting the lakes with each other so as to flow into the lake connected to the flaw detection means, and at the same time, separating the coaxial cable connected to the flaw detection means from the hose and electrically connecting the control means through the inside of the hose; Filter means for removing the air and foreign substances contained in the supply water supplied to the connecting means and the flaw detection means, and adjust the appropriate water pressure, and outputs a signal according to the ultrasonic beam generation to the flaw detection means or through the flaw detection means The ultrasonic signal is input again and the degree of corrosion of the pipe is detected. It is characterized by including a control means for calculating various results by using.
도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 관의 부식 및 잔여수명 측정장치의 구성도,1 is a block diagram of a corrosion and residual life measurement apparatus of a tube according to an embodiment of the present invention,
도 2는 본 고안에 따른 탐상수단을 나타내는 요부 측단면도,Figure 2 is a main sectional side view showing the flaw detection means according to the present invention,
도 3은 본 고안에 따른 헤드캡, 헤드 및 센터로드의 사시도,3 is a perspective view of a head cap, a head and a center rod according to the present invention,
도 4는 본 고안에 따른 헤드캡의 정, 측단면도,4 is a front, side cross-sectional view of the head cap according to the present invention,
도 5는 본 고안에 따른 임펠러의 구성도,5 is a configuration diagram of an impeller according to the present invention,
도 6은 본 고안에 따른 반사경의 사시도,6 is a perspective view of a reflector according to the present invention,
도 7은 본 고안에 따른 고정링의 사시도,7 is a perspective view of a fixing ring according to the present invention,
도 8은 본 고안에 따른 헤드의 정, 측단면도,8 is a front, side cross-sectional view of the head according to the present invention,
도 9는 본 고안에 따른 프로브홀더의 구성도,9 is a block diagram of a probe holder according to the present invention,
도 10은 본 고안에 따른 와셔의 정. 측단면도,10 is still life of the washer according to the present invention. Cross Section,
도 11은 본 고안에 따른 센터로드의 정, 측단면도,11 is a front, side cross-sectional view of the center rod according to the present invention,
도 12는 본 고안에 따른 호스니플의 측단면도,12 is a side cross-sectional view of the hose nipple according to the present invention,
도 13은 본 고안에 따른 연결수단의 요부 측단면도,Figure 13 is a side cross-sectional view of the main portion of the connecting means according to the present invention,
도 14는 본 고안에 따른 여과수단의 구성도,14 is a block diagram of a filtration means according to the present invention,
도 15은 본 고안에 따른 탐상수단의 탐상범위를 도시한 개시도15 is a view showing the flaw detection range of the flaw detection means according to the present invention
도 16a,16b은 본 고안에 따른 탐상 결과가 화면에 디스플레이되는 모습의 일실시예이다.16A and 16B illustrate one embodiment of a screen displaying a flaw detection result according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100: 탐상수단 200: 연결수단100: flaw detection means 200: connection means
300: 여과수단 400: 제어수단300: filtering means 400: control means
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 고안의 구성을 상세히 설명한다.Hereinafter, on the basis of the accompanying drawings will be described in detail the configuration of the subject innovation.
도 1은 본 고안에 따른 관의 부식 및 잔여 수명 측정장치를 나타내는 구성도이다.1 is a block diagram showing an apparatus for measuring corrosion and residual life of a tube according to the present invention.
먼저, 100은 탐상수단으로, 열교환기 또는 소구경의 관(T) 내부에 삽입되어 호스(190)를 통해 유입되는 물을 매개체로 하여 관(T) 내벽의 부식 정도를 초음파신호를 이용하여 검출하는 장치이다.First, 100 is a flaw detection means, and detects the degree of corrosion of the inner wall of the tube (T) by using ultrasonic signals through the water introduced through the hose (190) inserted into the heat exchanger or the small-diameter tube (T). Device.
200은 연결수단으로, 공급수가 상기 탐상수단(100)에 연결된 호수(190)에 유입되도록 호수를 서로 연결하고, 동시에 상기 호스(190) 내부를 통해 상기 탐상수단(100)과 연결된 동축케이블(191)을 상기 호스(190)로부터 분리하되, 공급수가 누수되지 않도록 하여, 상기 동축케이블(191)을 제어수단(400)에 전기적으로 접속할 수 있도록 하여 주는 장치이다.200 is a connecting means, which connects the lakes to each other so that the supply water flows into the lake 190 connected to the flaw detection means 100, and at the same time, the coaxial cable 191 connected to the flaw detection means 100 through the hose 190. ) Is separated from the hose 190, so that the supply water does not leak, it is an apparatus that allows the coaxial cable 191 to be electrically connected to the control means (400).
300은 여과수단으로, 상기 호수(190)를 통해 탐상수단(100)으로 공급되는 공급수에 함유된 공기 및 이물질을 제거하고, 수압을 조절하는 장치이다.300 is a filtering means, and removes air and foreign matter contained in the feed water supplied to the flaw detection means 100 through the lake 190, and is a device for adjusting the water pressure.
400은 제어수단으로, 상기 탐상수단(100)으로 초음파빔 발생에 따른 신호를 출력시키거나 상기 탐상수단(100) 통해 초음파신호를 입력받는 초음파 입/출력부(410)와, 상기 초음파 입/출력부(410)를 통해 입출력되는 아날로그신호를 디지털신호로 변환하여 주는 신호변환부(420)와, 상기 신호변환부(420)을 통해 입력되는 부식에 따른 검출데이터를 여러 가지 데이터로 분석 및 산출하는 제어부(430)와, 상기 제어부(430)의 출력에 의해 검출된 부식정도를 소정의 형태로 표시 출력하는 디스플레이부(440)와, 상기 제어부(430)의 출력에 의해 검출된 부식데이터에 따른 다양한 정보를 인쇄 출력하는 인쇄부(450)와, 상기 제어부(430)로 각종 정보 검출에 따른 키명령을 입력하는 키입력부(460)로 구성된다.400 is a control means, the ultrasonic input / output unit 410 for outputting a signal according to the generation of the ultrasonic beam to the flaw detection means 100 or the ultrasonic signal through the flaw detection means 100, and the ultrasonic input / output The signal converter 420 converts the analog signal input and output through the unit 410 into a digital signal, and analyzes and calculates the detection data due to corrosion inputted through the signal converter 420 into various data. The control unit 430, the display unit 440 for displaying and outputting the corrosion degree detected by the output of the control unit 430 in a predetermined form, and the various according to the corrosion data detected by the output of the control unit 430 A printing unit 450 for printing and outputting information, and a key input unit 460 for inputting key commands according to various types of information detection to the control unit 430.
또한, 상기 제어부(430)는 내장된 메모리에 각종 프로그램을 저장하게 되는 바, 본 고안에 따르자면, 부식된 정도를 수치로 나타내는 '채취 프로그램', 부식 데이터를 해석하는 '해석 프로그램', '극치 통계 해석 프로그램', '신호 변환기 조정 프로그램'등이 되며, 이와 같은 각종 프로그램에 의해 출력되는 각종보고서는 설계자료와 검사조건 등 검사 요약 보고서, 검사 대상물의 위치도 및 검사 개소, 부식 측정값 결과 리스트, 잔여수명 해석 결과, 잔여수명 추이 결과, 최대 측정 부식의 현장 데이터 등이다.In addition, the control unit 430 stores various programs in the built-in memory. According to the present invention, a 'collection program' indicating a degree of corrosion is a numerical value, an 'interpretation program' for interpreting corrosion data, and an 'extreme value'. Statistical analysis program, signal converter adjustment program, etc., and various reports outputted by these programs include inspection summary reports such as design data and inspection conditions, position diagrams and inspection points of inspection objects, and corrosion measurement result lists. , Residual life analysis results, residual life trend results, and field data for maximum measured corrosion.
또한, 본 고안에 따르자면, 상기 제어수단(400)의 제어부(430), 디스플레이부(440), 인쇄부(450) 및 키입력부(460)은 퍼스널 컴퓨터로 구현 가능하다.In addition, according to the present invention, the control unit 430, the display unit 440, the printing unit 450 and the key input unit 460 of the control means 400 can be implemented by a personal computer.
도 2는 상기 탐상수단(100)을 상세하게 나타낸 요부 측단면도이다.2 is a side cross-sectional view showing main parts of the flaw detection means 100 in detail.
도시된 바와 같이, 열교환기나 소구경의 관(T)내에 삽입되는 상기 탐상수단(100)은 크게 원형의 헤드캡(110), 헤드(120) 및 센터로드(130)가 나사 체결식으로 연결 구성되며, 상기 센터로드(130) 후단에 호스니플(140)을 개재하여 물을 공급하는 호스(190)가 체결되고, 상기 센터로드(130) 및 호스(190)의 내부에는 전기신호를 방수용 탐촉자(180)에 전달하는 동축케이블(191)이 상기 방수용 탐촉자(180)와 체결된다.As shown, the flaw detection means 100 is inserted into the heat exchanger or small-diameter tube (T) is composed of a large head cap 110, the head 120 and the center rod 130 is connected to the screw connection type And, the hose 190 for supplying water through the hose nipple 140 is fastened to the rear end of the center rod 130, the center rod 130 and the inside of the hose 190, the electric signal waterproof probe ( Coaxial cable 191 to be transmitted to 180 is fastened to the waterproof probe 180.
또한, 상기 헤드캡(110), 헤드(120) 및 센터로드(130)의 외주면에는 피검체인 관(T)의 내부에서 관(T)의 중심과 탐상수단(100)의 중심을 일치시키기 위하여, 복수개의 절곡홈을 가지는 합성수지 재질의 유지재(193)가 끼워지고, 상기 유지재(193)에 형성된 절곡홈에는 최종적으로 동심원 유지를 위한 신축성 있는 재질(예:솔)의 벌크로재(192)가 장착 구성된다.In addition, the outer circumferential surfaces of the head cap 110, the head 120 and the center rod 130 in order to match the center of the tube (T) and the center of the flaw detection means 100 in the inside of the tube (T), A holding material 193 made of a synthetic resin material having a plurality of bending grooves is inserted therein, and the bending grooves formed in the holding material 193 finally have a bulk material 192 of an elastic material (eg, a brush) for maintaining concentric circles. Is equipped with mounting.
또한, 상기 유지재(193)는 다양한 크기로 구성되어 피검체 관의 내경에 근사한 치수로 제작되며, 상기 벨크로제(192)는 관(T)의 축방향 탐상시 이동이 용이하도록 하여준다.In addition, the holding material 193 is made of various sizes and manufactured to a size close to the inner diameter of the tube to be inspected, the Velcro 192 to facilitate the movement during the axial flaw of the tube (T).
또한, 상기 헤드캡(110), 헤드(120) 및 센터로드(130)는 도 3에 도시된 바와 같이, 중공형의 외주상에 90° 간격으로 평편하게 절삭하여 구성한 절개면(110a)과, 외주상 축 방향으로 일정 간격을 두고 형성한 원주홈(110b)을 형성하여 동심원 유지재(193)를 끼울 때 쉽게 들어가도록 하고, 검사 시 발생하는 벨크로재(192)가 부분적으로 마모되어 관(T) 내부에서 편심이 지게 되면 편심에 의해 측정 정밀도가 떨어지므로 동심원 유지재(193)를 검사시 수시로 돌려 가면서 검사를 하면 벨크로재(193)가 균일하게 마모되므로 이를 위해 부분적으로 편평한 면과 원주상 홀을 가공하여 회전이 가능하게 한 것이다. 또한 이러한 구성은 일직선으로 곧아야 되는 탐상수단(100)이 외부나 내부적 작용에 의해 변형되어 휘는 것을 방지하는 역할을 하게 된다(옹력의 분산 역할).In addition, the head cap 110, the head 120 and the center rod 130, as shown in Figure 3, the incision surface 110a formed by cutting flat at 90 ° intervals on the outer circumference of the hollow, and Form a circumferential groove (110b) formed at regular intervals in the circumferential direction to make it easy to fit when the concentric retaining material (193) is inserted, Velcro material (192) generated during the inspection is partially worn and the pipe (T ) When the eccentricity is reduced from the inside, the measurement accuracy is reduced by the eccentricity. Therefore, when the concentric circular retaining material 193 is rotated from time to time during inspection, the Velcro material 193 wears uniformly. It is possible to rotate by processing. In addition, this configuration serves to prevent the deformation of the flaw detection means 100 to be straight in a straight line by the external or internal action (distribution of force).
한편, 상기 헤드캡(110)은 도 4에 도시된 바와 같이, 중공형으로, 그 선단부에는 고정링(170)이 삽입되는 걸림홈(111)이, 후단부에는 상기 헤드(120)와 나사 결합되는 나사부(112)가 형성되어 있다.On the other hand, the head cap 110 is hollow, as shown in Figure 4, the locking groove 111 is inserted into the fixing ring 170 is inserted into the front end, the rear end is screwed with the head 120 The threaded portion 112 is formed.
또한, 상기 헤드캡(110)의 내부에는 도 5에 도시된 바와 같은 임펠러(150)가 장착되는데, 상기 임펠러(150)는 중공상으로, 그 선단부(151)에는 물과 초음파신호가 배출되도록 복수개의 배출공(152)이 형성되고, 걸림턱(158)의 전단에 2중 베어링(112)이 삽착되어 임펠러(150)가 헤드캡(110) 내에서 원할하게 회전 할 수 있는 구조이다.In addition, an impeller 150 as shown in FIG. 5 is mounted inside the head cap 110. The impeller 150 is hollow, and the front end portion 151 has a plurality of discharges such that water and ultrasonic signals are discharged. Discharge holes 152 are formed, and the double bearing 112 is inserted into the front end of the locking step 158 so that the impeller 150 smoothly rotates in the head cap 110.
또한, 임펠러(150)의 중간부(153)에는 복수개의 소공(154)이 마련되며, 후단부(155)에는 복수개(예:6개)의 나선형으로 구성된 회전날개(156)가 형성되어 있다.In addition, a plurality of small holes 154 are provided in the middle portion 153 of the impeller 150, and a plurality of (eg, six) rotating blades 156 are formed in the rear end portion 155.
따라서, 임펠러(150)는 프로브홀더(160)의 나선형 가속 수로를 거쳐 나온 물이 상기 임펠러(150)의 회전날개(156)를 치면서 흘러 나가게 되고, 이때 상기 베어링(112)에 의해 지지되는 임펠러(150)는 고속회전 하게 된다.Therefore, the impeller 150 flows out of the water passing through the spiral acceleration channel of the probe holder 160 while hitting the rotary blade 156 of the impeller 150, and at this time, the impeller (supported by the bearing 112) 150 will be rotated at high speed.
상기 임펠러(150)가 중공인 이유는 초음파빔(B)을 임펠러 중공 내부의 물을 매체로 방해받지 않고 통과하여, 선단부(151) 내부에 장착된 반사경(157) 까지 도달시키기 위한 수단이고, 상기 배출공(152)은 임펠러(150)를 회전시킨 물이 빠져나가는 차이며, 상기 소공(154)은 초음파빔(B)이 임펠러 내부의 중공(공동)을 거쳐 전달되어 반사경(157)을 통해 반사되어 관(T)의 내벽을 향해 초음파빔(B)의 송신과 수신이 가능하도록 뚫어 놓은 창이다.The reason why the impeller 150 is hollow is a means for reaching the reflector 157 mounted inside the tip 151 without passing the ultrasonic beam B through the water inside the impeller hollow without being disturbed by the medium. The discharge hole 152 is a difference in which water rotated by the impeller 150 exits, and the small hole 154 is transmitted through a hollow (cavity) inside the impeller and reflected through the reflector 157. The window is opened so that the transmission and reception of the ultrasonic beam (B) toward the inner wall of the tube (T).
이러한 기능을 가지는 창(152)(154)의 크기는 많은 시험을 거쳐 최적의 회전과 진동을 억제시키기 위해 적합한 크기로 가공한다.The size of the windows 152 and 154 having this function is processed to a suitable size to suppress the optimum rotation and vibration through a lot of tests.
또한, 임펠러(150)의 무게는 회전력과 관계가 있으므로 가능한 한 얇고 강한 재질이면서 내마모성과 내부식성을 가지는 재질인 스테인레스강을 사용하고, 창을 여러 방향으로 내어 무게를 대폭 경감한다.In addition, since the weight of the impeller 150 is related to the rotational force, it is made of stainless steel, which is a material that is as thin and strong as possible and has abrasion resistance and corrosion resistance, and greatly reduces the weight by taking out windows in various directions.
또한, 임펠러(150)의 선단부에는 45°각을 가지는 거울 면 형태로 초음파를 반사시킬 수 있는 반사경(157)을 일체로 장착하여 초음파빔(B)을 내벽에 90°로 송수신할 수 있도록 한 것이다.In addition, the front end of the impeller 150 is integrally mounted with a reflector 157 that can reflect the ultrasonic wave in the form of a mirror surface having a 45 ° angle to transmit and receive the ultrasonic beam (B) at 90 ° to the inner wall. .
도 6은 본 고안에 따른 상기 반사경(157)의 상세 구성도로서, 원기둥 형상의 일측을 45°각도로 절삭하여 형성한 반사부(157b)와, 타측에 무게를 경감하기 위하여 일정크기의 홈을 형성한 홈공(157b)으로 구성된다.6 is a detailed configuration diagram of the reflector 157 according to the present invention, a reflector 157b formed by cutting one side of a cylindrical shape at a 45 ° angle, and a groove having a predetermined size to reduce weight on the other side. It is comprised by the formed groove | hole 157b.
상기 반사경(157)은 45°의 각도를 가지는 반사부(157b)를 통해 초음파빔(B)을 관(T)의 내벽을 향해 90°각도로 반사시켜 초음파의 송수신을 가능하게 구조이다.The reflector 157 reflects the ultrasonic beam B at an angle of 90 ° toward the inner wall of the tube T through the reflector 157b having an angle of 45 °.
또한, 임펠러(150)와 동체로 조립되어 있어, 고속회전 하므로 무게 중심이 맞아야 회전에 의한 원심력의 작용으로 인한 편심이나 진동이 없게 된다.In addition, since the impeller 150 and the fuselage is assembled in the fuselage, the center of gravity must be fitted so that there is no eccentricity or vibration due to the action of the centrifugal force caused by the rotation.
만약, 진동이나, 편심이 있으면 초음파빔(B)을 관(T)의 벽 방향으로 90°가 되게 보낼 수 가 없어 측정의 오차가 발생하게 되거나 부식데이터의 채취 효율이 떨어진다.If there is vibration or eccentricity, the ultrasonic beam B cannot be sent at 90 ° in the direction of the wall of the tube T, resulting in a measurement error or inferior efficiency in collecting corrosion data.
따라서, 반사경(157) 자체의 무게 중심을 위해, 무거운 쪽에 무게 경감용 상기 홈공(157a) 뚫어 무게 중심이 가운데가 되도록 하여, 고속 회전 시 떨림이 생기지 않는 구조이다.Therefore, for the center of gravity of the reflector 157 itself, the weight of the groove hole 157a for reducing weight on the heavy side is to be the center of gravity, so that the vibration does not occur during high-speed rotation.
도 7은 본 고안에 따른 상기 고정링(170)의 구성을 나타내는 사시도로서, 상기 고정링(170)은 헤드캡(110)의 선단부에 형성된 걸림홈(111)에 끼워서 사용할 수 있도록 가는 강선(0.5mm,피아노선)을 이용, 링 형태로 일단이 링을 감은 방향과 90°가 되게 반사경(157) 끝단까지 절곡하여 형성한 감지부(171)를 마련하고, 타측은 링 모양으로 말아서 틈새를 주어 헤드캡(110)에 장착 할 때 신축성을 가지는 구조이다.7 is a perspective view showing the configuration of the fixing ring 170 according to the present invention, the fixing ring 170 is a steel wire (0.5) to be used to fit into the engaging groove 111 formed in the front end of the head cap 110 mm, piano line) to provide a sensing unit 171 formed by bending to the end of the reflector 157 so that the end is 90 ° in the direction of winding the ring in the form of a ring, and the other side is rolled into a ring to give a gap. When mounted on the head cap 110 is a structure having elasticity.
상기 고정링(170)의 굵기는 헤드캡(110)의 걸림홈(111) 깊이 보다 약간 크게 하여 임펠러(150)의 이탈을 방지하는 턱의 역할을 하게 된다.The thickness of the fixing ring 170 is slightly larger than the depth of the locking groove 111 of the head cap 110 to serve as a jaw to prevent separation of the impeller 150.
또한, 납땜이나 기타 접합 방법이 아닌 링이 스프링과 같이 링의 자체 장력에 의해 홈에 끼워지는 구조이고 관 내부에서 생길 수 있는 이물질(돌출 스케일)등과 충돌 시 링과 핀이 일체형으로 핀 홈에 끼워져 있으므로 핀의 탈락이 생기지 않는다.In addition, the ring is inserted into the groove by the ring's own tension like the spring, not by soldering or other joining methods.The ring and the pin are integrally inserted into the pin groove when it collides with foreign matter (protrusion scale) that may be generated inside the pipe. Therefore, no pin dropout occurs.
도 8은 상기 헤드(120)의 구성을 나타내는 정, 측단면도로서, 중공형으로, 전단부에는 상기 헤드캡(110)의 나사부(112)와 결합되도록 나사부(121)가 마련되고, 후단부에는 센터로드(130)와 결합되도록 나사부(122)가 형성된다.8 is a front, side cross-sectional view showing the configuration of the head 120, the hollow, the front end portion is provided with a screw portion 121 to be coupled with the screw portion 112 of the head cap 110, the rear end portion The threaded portion 122 is formed to be coupled to the center rod 130.
또한, 상기 헤드의 내부에는 도 9에 도시된 바와 같은 프로브홀더(160)가 밀착된다. 상기 프로브홀더(160)의 외주면에는 3개의 나선형 돌출부(161)가 형성되어, 유입되는 물이 상기 나선형 돌출부(161)에 의해 형성되는 수로에 의해 회전하면서 빠져나가기 때문에, 이 가속된 수압과 유속에 의해 상기 임펠러(150)는 고속회전하게 된다.In addition, the probe holder 160 as shown in FIG. 9 is in close contact with the inside of the head. Three helical protrusions 161 are formed on the outer circumferential surface of the probe holder 160, so that the incoming water is discharged while rotating by the channel formed by the helical protrusion 161, so that the accelerated water pressure and flow rate The impeller 150 is rotated at a high speed.
또한, 프로브홀더(160)는 그 내부에 방수형 탐촉자(180)를 밀착, 고정시켜 물이 틈새로 빠지지 않도록 하는 역할과, 상기 탐촉자(180)가 항상 탐상수단(100)의 정 중앙에 평행하게 위치하여 초음파빔(B)이 항상 관(T)의 내벽에 90°가 되게 송신과 수신을 할 수 있도록 하는 역할을 하게 된다.In addition, the probe holder 160 serves to close and fix the waterproof probe 180 therein so that water does not fall into the gap, and the probe 180 is always parallel to the center of the flaw detector 100. It is positioned so that the ultrasonic beam (B) can always transmit and receive so that the 90 ° to the inner wall of the tube (T).
또한, 헤드(120)의 전단과 후단에는 상기 탐촉자(180)의 밀림을 방지하고, 고정을 위해 도 10에 도시된 바와 같은 와셔(121)(122)를 삽입한다.In addition, the front and rear ends of the head 120 to prevent the push of the transducer 180, and to insert the washers 121, 122 as shown in Figure 10 for fixing.
상기 와셔(121)(122)는 물의 흐름을 방해하지 않고 위치를 고정시킬 수 있는 구조로, 180°간격에 돌출부(123)를 각각 형성하여 프로브홀더(160) 및 탐촉자(180)의 움직임을 방지한다.The washers 121 and 122 have a structure capable of fixing a position without disturbing the flow of water, and forming protrusions 123 at 180 ° intervals to prevent the movement of the probe holder 160 and the probe 180. do.
도 11은 센터로드(130)을 나타내는 정측단면도로서, 전단부에는 상기 헤드(120)와 체결되는 나사부(141)가 마련되고, 후단부에는 호스니플(140)과 체결되는 나사부(132)가 형성된다. 또한, 상기 센터로드(130)의 내부에는 동축케이블(191)이 상기 방수형 탐촉자(180)에 연결된다.11 is a front side cross-sectional view showing a center rod 130, the front end is provided with a screw portion 141 is fastened to the head 120, the rear end is formed with a screw portion 132 is fastened to the hose nipple 140. do. In addition, a coaxial cable 191 is connected to the waterproof probe 180 inside the center rod 130.
도 12은 본 고안에 따른 상기 호스니플(140)의 구성을 나타낸 측단면도로서, 상기 호스니플(140)은 상기 탐상수단(100)과 물공급용 호스(190)를 연결하는 매개체로, 상기 센터로드(130)와 체결되는 나사부(141)와, 호스(190)와 연결되는 연결부(142)가 형성되는데, 상기 연결부(142)에는 걸림부(143)을 마련하여 호스(190)와의 결합이 완전하도록 한다. 이는 관(T)의 탐상시 탐상수단(100)의 전후이동(측정을 위한 이동)은 호스를 사용하므로 쉽게 분리되어서는 안되기 때문에 상기와 같은 걸림부(143)를 가공하여 공업용 접착제나 내압용 가스연결 치구로 호스와 연결 시켜 사용하는 구조이다.12 is a side cross-sectional view showing the configuration of the hose nipple 140 according to the present invention, the hose nipple 140 is a medium for connecting the flaw detection means 100 and the water supply hose 190, the center A threaded portion 141 coupled to the rod 130 and a connection portion 142 connected to the hose 190 are formed, and the connection portion 142 is provided with a locking portion 143 to completely engage the hose 190. Do it. This is because the front and rear movement of the flaw detection means 100 (movement for measurement) during the flaw detection of the pipe T should not be easily separated because it uses a hose. It is a structure used to connect the hose with the connecting jig.
따라서, 이와 같이 구성되는 본 고안에 따른 탐상장치는 상기 호스(190)로 물이 공급되면 프로브 홀더(160)의 나선형 수로로 유입되므로 유입 압력(약 3kfg/cm2)은 일정하다. 유체의 단면적이 급격히 작아지고, 프로브 홀더(160)의 나선형 돌출부(161)에 의해 형성된 수로를 급속히 빠져나가면서 임펠러(150)에 회전날개(156)를 강하게 치고 나감으로 인해 상기 임펠러(150)가 베어링(112)의 지지에 의해 물의 압력과 흐름에 의해 고속 회전한다.Therefore, the flaw detector according to the present invention configured as described above is introduced into the spiral channel of the probe holder 160 when water is supplied to the hose 190, so that the inflow pressure (about 3 kfg / cm 2 ) is constant. As the cross-sectional area of the fluid decreases rapidly, the impeller 150 is caused by the strong impingement of the rotary blade 156 on the impeller 150 while rapidly exiting the channel formed by the spiral protrusion 161 of the probe holder 160. The bearing 112 rotates at high speed due to the pressure and flow of water.
이때 제어수단(400)에서 발생된 전기적인 신호는 호스(190)의 내부에 삽입되어 있는 동축케이블(191)을 거쳐 탐상수단(100)에 삽입되어 있는 초음파 수침형 점집속 탐촉자(180)에 전달되어, 상기 탐촉자(180)가 진동하므로 물을 전달매체로 하여 초음파빔(B)이 나가 45°반사경(156)에 반사되어 관(T)의 내벽에 수직으로 초음파빔(B)을 집속시켜 보낸다.At this time, the electrical signal generated from the control means 400 is transmitted to the ultrasonic submerged point focus probe 180 is inserted into the flaw detection means 100 via the coaxial cable 191 is inserted into the hose 190. Since the transducer 180 vibrates, the ultrasonic beam B exits using the water as a transmission medium and is reflected by the 45 ° reflector 156 to focus and send the ultrasonic beam B perpendicular to the inner wall of the tube T. .
상기 초음파빔(B)이 관의 내벽에 반사되어 돌아온 시간 차이를 검출하여, 부식데이터를 검출하게 되는 것이다.The ultrasonic beam B detects a time difference reflected by the inner wall of the tube and returns to detect corrosion data.
도 2에 도시된 바와 같이, L1은 원래 관(T)의 반지름이고, L2는 부식된 부위(T1)의 반지름으로, 이러한 차이를 이용하여 검출한다.As shown in Figure 2, L1 is the radius of the original tube (T), L2 is the radius of the corroded portion (T1), it is detected using this difference.
또한, 상기 초음파의 송/수신이 초당 10,000번 이상 이루어지면서 임펠러(150)는 이중 베어링(112)에 의해 헤드캡(110)에 지지되어 임펠러(150)는 고속회전(5000RPM)하면서 관(T)의 원주방향을 조밀하게 탐상한다.In addition, the transmission and reception of the ultrasonic wave is made more than 10,000 times per second impeller 150 is supported on the head cap 110 by a double bearing 112, the impeller 150 is a high-speed rotation (5000RPM) pipe (T) Densely inspect the circumferential direction of.
이와 동시에 탐상수단(100)과 연결된 호스(190)를 이동시키면 관(T)의 축방향으로 동시 탐상이 이루어진다.At the same time, moving the hose 190 connected to the flaw detection means 100 is made of simultaneous flaw detection in the axial direction of the tube (T).
이때, 헤드캡(110)의 선단부에 형성된 고정링(170)과 일체로된 감지부(171)가 매 회전전시 상기 감지부(171)에 초음파빔(B)이 반사되어 핀 신호로 화면에 나타나게 되어, 회전수의 카운터와 부식의 폭 추정에 이용하게 된다.At this time, the sensing unit 171 integrally with the fixing ring 170 formed at the front end of the head cap 110 is reflected before the rotation of the ultrasonic beam (B) to appear on the screen as a pin signal The counter is then used for the counter of the rotation speed and the estimation of the width of corrosion.
도 13는 본 고안에 따른 연결수단(200)을 나타낸 요부 측단면도이다.13 is a side sectional view showing main parts of the connecting means 200 according to the present invention.
도시된 바와 같이, 연결수단(200)은 일측에 니플(205)을 사용하여 호스(190)를 체결하고, 하부 쪽은 호스(190) 내부의 동축케이블(191)이 빠져나오도록 한 후, 고무밀봉재(201)로 밀봉하여 물이 누수 되지 않도록 하며, 다른 측은 상기 걸림부(203)에 삽입부(204)를 삽입시키는 원터치 커플링 체결이 가능한 구조로 하여, 공업용수의 공급이 호스(190)로 연결이 용이하도록 한다.As shown, the connecting means 200 is fastened to the hose 190 by using the nipple 205 on one side, the lower side to allow the coaxial cable 191 inside the hose 190 to escape, rubber Sealed with a sealing material 201 to prevent water leakage, and the other side is a structure capable of one-touch coupling fastening to insert the inserting portion 204 into the engaging portion 203, the supply of industrial water hose 190 To facilitate connection.
도 14은 본 고안에 따른 여과수단(300)을 나타내는 요부 측단면도이다.14 is a sectional side view showing main parts of the filtration means 300 according to the present invention.
도시된 바와 같이, 상기 여과수단(300)은 외부로부터 유입되는 물에 포함되어 있는 이물질, 스케일 등이 있으면 초음파빔(B)에 걸려서 이상 지시치를 유발시키므로 이를 방지하기 위해 유입되는 물을 필터링 하여 이물질을 제거하고, 동시에 공기 제거와 압력조절을 할 수 있도록 한 것으로, 공급수가 공급되는 유입관(307)이 하부캡(309)을 통해 몸체(301) 내부로 연결되고, 상기 몸체(301) 내부에는 필터(302)가 구성된다. 상기 유입관(307)을 통해 공급된 물은 필터(302)를 통해 정화되어 유출관(306)을 통해 상기 연결수단(200)으로 공급된다.As shown, the filtering means 300 is caught in the ultrasonic beam (B) if there is a foreign matter, scale, etc. contained in the water flowing from the outside causes an abnormal indication value by filtering the incoming water to prevent this In order to remove and at the same time to remove the air and pressure control, the inlet pipe 307 is supplied to the supply water is connected to the inside of the body 301 through the lower cap 309, the inside of the body 301 The filter 302 is configured. The water supplied through the inlet pipe 307 is purified through the filter 302 and supplied to the connecting means 200 through the outlet pipe 306.
또한, 상기 몸체(301) 내부에는 상부캡(304)과 하부캡(309)을 중앙에서 관통하는 헤드(311)를 가지는 로드(303)를 삽입하여 나사(308) 체결하고, 상기 상부캡(304)에는 압력게이지(305)와 밸브(312)를 마련하여, 압력조절이 가능하도록 한다.In addition, a rod 303 having a head 311 penetrating the upper cap 304 and the lower cap 309 in the center is inserted into the body 301 to fasten the screw 308, and the upper cap 304 ) Is provided with a pressure gauge 305 and a valve 312, so that the pressure can be adjusted.
부연하자면, 필터(302)는 쉽게 오염되므로 자주 교체해야만 이물질 제거 효과가 높으므로 필터교환이 용이하도록 상부캡(304)에 로드 헤드(311)를 용접하여 고정시키고 한쪽끝은 나사를 가공하여 하부캡(309)을 관통시켜 체결나사(308)로 체결한다.In other words, since the filter 302 is easily contaminated, it is highly effective to remove foreign substances only by frequent replacement, so that the rod head 311 is fixed to the upper cap 304 by welding to fix the filter. 309 is penetrated and fastened with a fastening screw 308.
유입되는 물은 여과수단(300) 내부로 들어와 필터 외부를 빠져나가므로 인해 이물질이 걸러지고 필터를 거쳐나온 물은 하부의 유출관(306)에 연결된 호스를 통해 탐상수단(100)에 공급된다.Since the incoming water enters the filtering means 300 and exits the outside of the filter, foreign substances are filtered out and the water passing through the filter is supplied to the flaw detection means 100 through a hose connected to the outlet pipe 306 of the lower part.
여과수단(300)의 몸체(301)는 현장 사용 시 파손되거나 부식되지 않는 재질인 스텐인레스강을 사용한다.The body 301 of the filtering means 300 uses stainless steel that is a material that is not damaged or corroded when used in the field.
필터(302)가 중앙에 위치하고 상, 하부캡(304)(309)과 몸체(301)와의 틈새를 없애기 위해 로드 스프링(311) 밑 상, 하부캡(304)(309)에 필터(302) 두께만큼의 홈을 가공하여 틈새 없이 조립하는 구조로 한다.The filter 302 is located at the center and above the lower springs 311 and the lower caps 304 and 309 in order to fill the gap between the upper and lower caps 304 and 309 and the body 301. As many grooves are processed and assembled without gaps.
이하, 상기와 같이 구성시켜서된 본 고안의 작용을 첨부된 도면, 도15 및 도 16a,b를 통해 설명한다.Hereinafter, the operation of the present invention configured as described above will be described with reference to the accompanying drawings, Figures 15 and 16a, b.
먼저, 도 15는 본 고안에 따른 탐상수단(100)의 탐상범위를 도시한 것으로,First, Figure 15 shows the flaw detection range of the flaw detection means 100 according to the present invention,
부식데이터의 채취는 임펠러(150)의 고속 회전에 의한 원주방향(a) 주사와 탐상수단(100)에 연결된 호스(190)의 이동에 의한 관(T)의 축방향(b)으로 이루어진다.The corrosion data is collected in the axial direction (b) of the pipe (T) by the circumferential direction (a) scan by the high-speed rotation of the impeller 150 and the movement of the hose 190 connected to the flaw detection means (100).
데이터 검출율은 다음과 같이 구해진다.The data detection rate is obtained as follows.
①검사대상 관의 외경 : 25.4mm, 내경:19.46mm, 두께:2.77mm로 가정하면,① Assuming that the outer diameter of the inspection target tube is 25.4 mm, the inner diameter is 19.46 mm, and the thickness is 2.77 mm.
②임펠러(150)의 RPM:5,200(86.6RPS)② RPM of impeller 150: 5,200 (86.6 RPM)
③초음파의 펄스반복 주파수 : 6,200Hz(PRF)③ Pulse Repeat Frequency of Ultrasonic Wave: 6,200Hz (PRF)
④관의 축방향 이동속도 : 100m/sec④ Moving speed of pipe: 100m / sec
1) 원주방향(a) 데이타 채취 간격1) Circumferential direction (a) data collection interval
= (RPS πR)/PRF = (86.6×19.46×3.14)/6200 = 0.853mm= (RPS πR) / PRF = (86.6 × 19.46 × 3.14) / 6200 = 0.853 mm
검사율 100%(1point를 1mm로 간주)100% inspection rate (assuming 1 point is 1mm)
2) 관의 축방향(b) 데이터 채취 간격2) Axial (b) data collection interval of pipe
= 이동속도/RPS = (100mm/sec)/86.6RPS = 1.154= Travel Speed / RPS = (100mm / sec) /86.6RPS = 1.154
데이타 검출율 = 1/1.154 = 86.6%(데이터 채취 포인트를 1mm로 간주)Data detection rate = 1 / 1.154 = 86.6% (data collection point is considered to be 1mm)
상기와 같이 검사대상 관에서 부식데이터의 채취에는 임펠러(150) 고속회전과 초음파 펄스 발생기(초음파 입/출력부)의 높은 펄스 반복 주파수가 핵심으로, 본 고안에 따른 탐상수단(100)은 임펠러(150)의 고속회전(5000RPM 이상)의 실현과, 초당 10,000번의 초음파 펄스의 송/수신이 가능한 초음파 발생 보드를 채용하여 이 신호를 이용한 것이다.As described above, the collection of the corrosion data from the inspection target pipe is a high-speed rotation of the impeller 150 and the high pulse repetition frequency of the ultrasonic pulse generator (ultrasonic input / output unit), and the flaw detection means 100 according to the present invention is an impeller ( This signal is used by realizing the high speed rotation of 150) (more than 5000 RPM) and the ultrasonic generator board which can transmit / receive 10,000 ultrasonic pulses per second.
또한, 탐상 이동 속도는 현장의 여건상 가능한 빠를수록 주어진 시간에 많은 량의 관을 검사할 수 있으며, 초당 100mm를 표준으로 하였다. 그러나 정밀 검사가 요구될 때는 데이터 채취율을 100%로 하기 위해 탐상속도를 늦출 수도 있다.In addition, the speed of the flaw detection was able to inspect a large amount of tubes at a given time as fast as possible in the field, and 100 mm / sec was standardized. However, when overhaul is required, the speed of screening may be slowed down to 100% data collection rate.
도 16a,b는 본 고안에 따른 상기 탐상수단(100)으로 탐상한 결과로 부식이 측정되는 원리를 도시한 도면이다.Figure 16a, b is a view showing the principle that the corrosion is measured as a result of the flaw detection by the flaw detection means 100 according to the present invention.
탐상수단(100)의 길이 방향 이동과 임펠러(150)의 원주 방향 회전이 동시에 이루어지면서, 초음파빔(B)은 관의 내벽을 원주방향피치(a)와 축 방향피치(b)로 길이 방향 이동속도와 임펠러의 회전 수에 따라 부식 측정 채취 데이터의 양이 결정된다.While the longitudinal movement of the flaw detection means 100 and the circumferential rotation of the impeller 150 are simultaneously performed, the ultrasonic beam B moves the inner wall of the tube in the circumferential pitch (a) and the axial pitch (b) in the longitudinal direction. The speed and number of revolutions of the impeller determine the amount of corrosion measurement sampling data.
이때, 검사시 검사원이 육안으로 쉽게 보기 위해 제어수단(400)의 디스플레이부(440)에 디스플레이 되는 방식은, 먼저 하단에는 채취 한 부식데이터가 전압(V)의 수치로 표시 되도록 하고, 감지부(170) 신호(15-1)는 감지부(170) 감시 게이트를 조정해서 항상 일정 한 높이로 나타나게 하고, 부식신호(15-2)는 임펠러(150)의 회전 운동과 탐상수단(100)의 길이 방향 운동이 동시에 이루어짐에 따라 싸인 커브를 그리게 되고, 부식 깊이를 가지는 신호(15-2)는 싸인커브를 벗으나는 신호로 돌출되어 보인다.At this time, the method that is displayed on the display unit 440 of the control means 400 in order to easily see with the naked eye during the inspection, firstly to display the corrosion data collected in the lower part of the voltage (V), the detection unit ( 170, the signal 15-1 to adjust the monitoring gate of the sensing unit 170 to always appear at a constant height, the corrosion signal 15-2 is the rotational movement of the impeller 150 and the length of the flaw detection means 100 As the directional movement is simultaneously performed, a sine curve is drawn, and the signal 15-2 having the depth of corrosion protrudes as a signal of removing the sine curve.
싸인커브 상에서 부식깊이를 읽기는 커브의 위치에 따라 읽기가 어려움으로 이를 직선화해서 읽기 편하게 하기 위해 소프트웨어 적으로 직선화 시킨다.Corrosion depth on the sine curve is difficult to read depending on the position of the curve, so it is linearized by software to make it easier to read.
각 부식 깊이의 측정도 육안으로 측정하기 어려움으로 검사대상 관과 유사한 관을 이용하여 사전에 장비를 교정 비교측정의 기준을 기억시켜, 이 값과 관(T)에서 측정한 부식 값을 소프트웨어 적으로 비교 측정하여 숫자로 나열 시켜주도록 한다.Since the measurement of each corrosion depth is difficult to measure with the naked eye, the instrument is memorized in advance by using a pipe similar to the inspection object to memorize the standard of the comparative measurement, and this value and the corrosion value measured by the pipe (T) can be measured by software. Compare and measure and list them as numbers.
도 16a에 도시된 바와 같이, 화면상에서 부식이 없으면, 0mm(15-3)와 신호가 일치하고 부식이 있으면, 부식신호의 깊이(15-4)와 같이 나타나게 된다. 관(T)의 실제 두께 검사 시작전에 부식데이터 채취 프로그램의 메뉴중 하나인 검사 정보 입력란에서 설계 사양을 보고 입력시킨 값을 계산한 값(15-5)을 나타내도록 한다.As shown in Fig. 16A, if there is no corrosion on the screen, the signal matches the 0 mm (15-3), and if there is corrosion, it appears as the depth 15-4 of the corrosion signal. Before starting the actual thickness test of the pipe (T), display the calculated value (15-5) after checking the design specification in the test information input box, one of the menus of the corrosion data collection program.
즉, 15-3에서 15-5가 관(T)의 실제 두께이며, 15-3에서 15-4는 잔여 두께가 된다. 감지부(170) 신호(15-1)와 감지부(170) 신호의 간격(15-6)은 피검체 관(T)의 내경 원주율이 되며, 1개의 화면에서 볼 수 있는 부식데이터의 량(15-1)은 소프트웨어 적으로 검사원이 설정하여 조정 가능 하도록 하였다.That is, 15-3 to 15-5 are the actual thicknesses of the tube T, and 15-3 to 15-4 are the remaining thicknesses. The interval 15-6 between the signal unit 15-1 of the sensor unit 170 and the signal of the sensor unit 170 becomes the inner diameter circumference of the test tube T, and the amount of corrosion data that can be seen on one screen ( 15-1) is set up and adjusted by the Surveyor in software.
상기와 같은 부식 깊이 측정과 싸인 커브의 직선화 기법은 수학적인 방정식을 이용하여 프로그램에서 연속적으로 빠른 시간에 이루어지도록 한 것이다.The corrosion depth measurement and the straightening method of the sine curve as described above are performed in the program continuously using a mathematical equation.
이상에서와 같이, 본 고안은 소구경관으로 구성된 열교환기나 보일러, 산업설비 등은 관의 직경이 작고, 길이가 길어 내부의 부식이나 손상 상태를 조사/측정하는 것은 시간과 경제적 비용, 정밀도의 문제로 어려운 설정이었으나, 본 고안에 따라 측정장치로 검사소요시간, 측정정밀도 향상, 부식데이터의 통계적 처리로 샘플링 검사한 결과를 바탕으로 전체 관의 잔여수명 추정이 가능하게 되었으며, 산업설비 중 소구경관으로 이루어진 기기들의 검사와 부식의 경년 변화 관리로 관의 누수에 의한 제품의 오염, 환경오염, 폭발 등의 재해를 본 장치를 이용하여 검사함으로써 예방할 수 있게 된다.As described above, the present invention is a heat exchanger, boiler, industrial equipment, etc. consisting of small diameter tube, the diameter of the tube is small and the length is long, so investigating and measuring the internal corrosion or damage condition is a matter of time, economic cost and precision. Although it was a difficult setting, according to the present invention, it was possible to estimate the remaining life of the whole pipe based on the result of sampling inspection by measuring time, improvement of measurement accuracy, and statistical processing of corrosion data. By inspecting the equipment and managing the aging change of corrosion, it is possible to prevent the contamination of products caused by the leakage of pipes, environmental pollution, explosions, etc. by using this device.
또한, 관의 부식상태 파악과 신뢰도 높은 검사결과와 통계량을 이용한 극치해석 기법으로 잔여수명을 산정 하여 제공함으로써 설비를 보유한 사용자는 설비의 교체시기를 사전에 파악, 준비함으로써 장치산업의 생산성과 직결된 가동일수를 높일 수 있어 경제적인 효과도 볼 수 있다.In addition, by evaluating the corrosion status of pipes and using the extreme analysis method using reliable test results and statistics, the remaining life can be calculated and provided to the user who owns the facility. It can increase the number of working days, which can be economically effective.
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