KR200448416Y1 - 배열형 와전류검사 탐촉자의 교정시험편 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 배열형 와전류검사 탐촉자의 교정시험편에 관한 것으로, 특히 발전소의 주요기기인 배관 용접부, 터빈 블레이드, 펌프 임펠러 및 밸브 디스크 등의 표면 결함을 검출하기 위해 사용되는 배열형 와전류검사 장치를 짧은 시간 내에 교정할 수 있는 교정시험편에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 배열형 와전류검사 탐촉자에 적합하도록, 교정시험편을 구성하는 인공결함을 방향에 따라 다양하게 배치시켜, 와전류검사 전에 필수적으로 수행하는 와전류검사 장치의 교정을 짧은 시간 내에 효율적으로 수행할 수 있는 배열형 와전류검사 탐촉자의 교정시험편에 관한 것이다.
와전류검사, 탐촉자, 교정시험편

Description

배열형 와전류검사 탐촉자의 교정시험편 {Calibration Standard for Array Eddy Current Testing Probe}
본 고안은 배열형 와전류검사 탐촉자의 교정시험편에 관한 것으로, 특히 발전소의 주요기기인 배관 용접부, 터빈 블레이드, 펌프 임펠러 및 밸브 디스크 등의 표면 결함을 검출하기 위해 사용되는 배열형 와전류검사 장치를 짧은 시간 내에 교정할 수 있는 교정시험편에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 배열형 와전류검사 탐촉자에 적합하도록, 교정시험편을 구성하는 인공결함을 방향에 따라 다양하게 배치시켜, 와전류검사 전에 필수적으로 수행하는 와전류검사 장치의 교정을 짧은 시간 내에 효율적으로 수행할 수 있는 배열형 와전류검사 탐촉자의 교정시험편에 관한 것이다.
발전소 계통 구성의 주요기기인 배관 용접부, 터빈 블레이드, 펌프 임펠러 및 밸브 디스크 등은 운전 중 가해지는 응력 등으로 인하여 균열이 발생할 수 있다. 즉 이들 기기는 발전소의 운전기간이 길어짐에 따라 화학적 및 기계적인 작용 에 의해서 표면에 균열, 부식과 같은 결함이 발생할 수 있으며, 이에 따라 발전소 운전 신뢰도에 영향을 미칠 가능성이 있으므로 주기적인 비파괴검사 수행을 통하여 건전성을 평가하고 있다. 이러한 검사는, 주요기기의 표면 결함으로 인한 발전소의 운행정지 및 이에 따른 경제적 손실을 고려하면, 필수적으로 수행되어야할 검사라 하겠다.
일반적으로, 재료, 제품 및 구조물 등의 표면 결함을 검출하기 위한 표면 비파괴검사 방법으로는 자분탐상검사법(Magnetic particle test), 액체침투탐상법(Liquid penetrating test) 및 와전류검사법(Eddy current test)이 이용되고 있다.
자분탐상검사법은 자기흡인작용을 이용하는 것으로, 검사대상물이 강자성체인 경우에만 적용될 수 있는 단점이 있다.
액체침투탐상법은 간극(틈)으로의 액체 침투 작용을 이용하는 것으로, 검사대상물 표면에 틈이 없는 경우에는 사용이 곤란할 뿐만 아니라, 화학물질을 이용함에 따라 환경과 검사자에 유해한 영향을 미칠 수 있다는 단점이 있다.
와전류검사법은 전자유도현상을 이용한 것으로, 강자성체 및 비자성체, 개구(開口) 및 비개구(非開口) 모두에 적용 가능한 검사법으로서, 결함정보 즉 균열의 깊이, 길이 및 폭 등의 정보를 전기적 신호로써 얻을 수 있다. 또한, 속도가 빠르고 검사신뢰도가 높을 뿐만 아니라 자동화가 가능하므로, 최근에는 표면 결함의 비파괴검사 방법으로 와전류검사법이 대체로 사용되고 있는 실정이다.
와전류검사시 사용되는 탐촉자는 검사대상물에 와전류를 유도하기 위한 자속 을 발생하는 코일로 구성되어 있으며, 그 코일은 결함 검출방법 및 검사대상물의 형상 등에 따라 여러 형태가 가능하다. 결함 검출방법에 따라, 자기유도형 및 상호유도형으로 나눌 수 있는데, 자기유도형은 1종류의 코일만으로 구성되어지며, 검사대상물에 존재하는 결함에 의해 발생한 와전류의 변화를 임피던스 변화로 검출하게 된다. 상호유도형은 1차 및 2차 코일로 구성되어지며, 1차 코일이 와전류를 발생시키면, 2차 코일이 와전류에 의한 반작용을 검출하게 된다.
또한 검사대상물의 형상에 대해서는, 원통모양 또는 평판모양의 검사대상물에 적용되도록 탐촉자를 구성할 수 있는데, 원통모양에는 관통 또는 내삽코일 등이, 평판모양에는 프로브코일 등이 사용되고 있다.
한편, 와전류검사를 본격적으로 수행하기 전에, 교정시험편을 이용하여 검사 장치를 교정하게 되는데, 검사 장치의 성능 즉 탐촉자의 감도 및 검사 장치의 신호분석 성능 등을 전반적으로 교정하게 된다. 이외에도, 같은 세팅으로 계속 검사 중 최대 4시간이후, 고장발생 후 수선한 이후, 케이블 등 검사 장치의 구성을 교체했을 때 등등에 지속적으로 교정을 수행한다.
교정시험편은, 검사대상물과 동등한 재료로 구성되며, 표면에 인공결함을 가공하여 사용하게 되는데, 검출을 목적으로 하는 결함과 형상ㆍ치수가 비슷하도록 인공결함을 형성한다. 예를 들어, 축방향의 균열이나 선모양의 결함 등의 방향, 깊이 및 길이에 대응되는 결함정보를 얻기 위해서는 홈(슬릿 또는 노치)을 이용하여 방향, 깊이 및 길이 등에 따라 다르게 인공결함을 형성 하는 것이다.
한편, 종래에는, 인공결함으로서 방향, 깊이 및 길이가 다르게 형성된 노치 결함을 각기 포함하고 있는 복수개의 교정시험편을 사용하여, 탐촉자를 각 교정시험편에 수회 주사하여 신호를 취득한 후 교정하는 실정이었다. 복수개의 교정시험편을 사용할 경우, 각 교정시험편에 일일이 탐촉자를 주사하여 교정 작업을 수행해야 되며, 또한 수시로 교정 작업이 수행되므로, 검사 장치의 교정에 많은 작업 시간이 소요되었다.
또한 표면의 미세한 결함이나 결함사이의 분해능 등을 교정하기 위해서는, 여러 종류의 노치결함이 하나의 교정시험편에 적절하게 배치되어야 하나, 종래의 교정시험편은 각기 다른 노치결함만을 포함하고 있을 뿐인바, 교정에 필요한 만큼의 충분하고도 품질이 좋은 신호가 취득되지 않았다.
따라서 본 고안의 목적은, 발전소의 주요기기인 배관 용접부, 터빈 블레이드, 펌프 임펠러, 밸브 디스크 등의 표면 결함을 검출하기 위해 사용되는 배열형 와전류검사 탐촉자 및 검사 장치를 교정하는 교정시험편을 제공하되, 배열형 와전류검사 장치를 짧은 시간 내에 교정할 수 있는 교정시험편을 제공함에 있다.
더욱 상세하게는 배열형 와전류검사 탐촉자에 적합하도록, 교정시험편을 구성하는 인공결함을 방향에 따라 다양하게 배치시켜, 와전류검사 탐촉자를 교정시험편에 단 1회 주사하여 교정에 필요한 신호를 얻음으로써 교정시간을 단축함은 물론 다양한 결함정보에 대응되는 품질 좋은 신호를 얻을 수 있는 배열형 와전류검사 탐촉자의 교정시험편을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 고안에 따른 교정시험편은 배열형 와전류검사 탐촉자의 교정시험편에 있어서, 탐촉자가 교정시험편 위로 주사되면서 취득되는 신호사이에 간섭이 발생하지 않도록 노치그룹을 배치하되, 상기 교정시험편의 맨 좌측 중앙에는 세로방향 결함에 대한 세로방향의 깊이감도와 분해능 감도를 교정하기 위한 노치그룹 4, 상단에는 세로방향 결함에 대한 가로방향의 깊이감도와 분해능 감도를 교정하기 위한 노치그룹 3, 하단에는 세로방향 결함에 대한 가로방향의 길이감도와 분해능 감도를 교정하기 위한 노치그룹 5, 다음 우측으로 가로 및 세로방향 결함에 대한 방향성 감도를 교정하기 위한 노치그룹 6,7, 다음 우측으로 가로방향 결함에 대한 깊이감도를 교정하기 위한 노치그룹 2, 마지막 맨 우측에는 세로방향 결함에 대한 깊이감도를 교정하기 위한 노치그룹 1을 배치한 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 상기 노치그룹 1 내지 노치그룹 7은 각각 복수개의 노치들을 포함하며, 각 노치들의 깊이, 길이 및 방향은 각 노치그룹이 검출하려는 감도에 맞게 다양하게 설정될 수 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 노치그룹 1 내지 노치그룹 5에 속하는 노치들 사이의 간격은 각 노치그룹이 검출하려는 감도에 맞게 다양하게 설정할 수 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 노치그룹 6 및 7에 속하는 노치는 각 2개로서, 가로 및 세로방향 결함에 대한 방향성 감도를 교정하기 위해 상기 2개 노치결함이 직교하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 고안인 배열형 와전류검사 탐촉자의 교정시험편은, 발전소의 주요기기인 배관 용접부, 터빈 블레이드, 펌프 임펠러, 밸브 디스크 등의 표면 결함을 검출하기 위해 사용되는 배열형 와전류검사 탐촉자 및 검사 장치를 짧은 시간 내에 교정할 수 있는 현저한 효과가 있다.
본 고안인 배열형 와전류검사 탐촉자의 교정시험편은, 인공결함을 방향에 따 라 다양하게 배치시켜, 와전류검사 탐촉자를 교정시험편에 단 1회 주사하여 결함의 깊이, 길이 및 방향 등 교정에 필요한 신호를 얻음으로써 교정시간을 단축할 수 있는 현저한 효과가 있다.
본 고안인 배열형 와전류검사 탐촉자의 교정시험편은, 인공결함을 구성하는 노치그룹을 적절히 배치하여, 탐촉자를 교정시험편에 주사할 때 취득되는 신호사이의 간섭이 발생되지 않아, 교정에 필요한 고품질의 신호를 얻을 수 있는 현저한 효과가 있다.
이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 고안의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지구성에 대해서는 도시하지 않았거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.
도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 배열형 와전류검사 탐촉자의 교정시험편이 와전류검사 장치에 적용된 개략도이다.
와전류 주파수발생장치(300)에서 특정 주파수의 교류가 탐촉자 케이블(201)을 통해서 배열형 와전류검사 탐촉자(200) 코일에 공급되고, 배열형 와전류검사 탐촉자(200)를 교정시험편(100) 위로 주사한다.
주사되는 탐촉자 코일에 근접해 있는 교정시험편(100)에는 자기유도현상에 의해서 와전류가 발생하고 이 와전류는 교정시험편(100)내의 인공결함의 깊이, 방향, 길이 및 간격 등에 따라 탐촉자 코일에 임피던스변화를 발생시킨다. 이 임피던 스변화는 와전류검사 신호취득 컴퓨터(301)에서 자기유도형 결함검출방법에 따라 디지털 신호로 변경 및 분석되어 탐촉자를 포함한 검사장치의 성능에 대한 결과가 컴퓨터 모니터 화면에 디스플레이되며, 검사자는 이를 기준으로 탐촉자 등을 교정하게 된다.
바람직하게, 배열형 와전류검사 탐촉자(200)는 평판모양의 검사대상물에 적합하도록 형성되며, 내부에는 16~32개 팬케익 형상 코일로 구성하되, 검사감도를 확인하여 필요시 조정이 가능하도록 구성한다.
배열형 탐촉자(200)는 와전류검사법에서 사용되는 일반적인 탐촉자로서, 통상의 지식을 가진 당업자라면 다양하게 설계할 수 있는 것으로, 자기유도형 외에 상호유도형 결함검출방법을 사용하도록 탐촉자 코일을 구성할 수도 있음은 자명하다 하겠다.
도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 배열형 와전류검사 탐촉자의 교정시험편에 사용되는 탐촉자(200)의 작동원리를 나타내는 개략도이다.
탐촉자(200)는 코일의 축이 교정시험편에 평행하게 구성되며, 전류가 코일에 인가되면서 세로 방향 및 가로 방향으로 코일자장이 형성되도록 배치되어 있다. 즉 세로 방향으로 배치된 송신코일과 수신코일1, 2 사이에 각각 세로로 코일자장이 형성되어 세로방향 결함을 검출하며, 가로 방향으로 배치된 송신코일 및 수신코일 사이에 가로로 코일자장이 형성되어 가로방향 결함을 검출한다. 또한 세로 및 가로 방향 코일자장이 함께 작용되어, 직각 방향의 결함도 검출할 수 있음도 물론이다.
제 3 도는 본 고안의 일실시예에 따른 배열형 와전류검사 탐촉자의 교정시험 편을 나타내는 개략도이다.
인공결함인 7개 노치그룹이 교정시험편(100)에 배치되어 있으며, 외부충격과 손상으로부터 보호하기 위해서 플라스틱으로 된 교정시험편 케이싱(101)이 교정시험편(100)을 감싸고 있다.
7개 노치그룹은 세로방향 노치그룹(1,3,4,5), 가로방향 노치그룹(2) 및 가로/세로방향 혼합 노치그룹(6,7)으로 이루어져 있다. 먼저, 노치그룹 1은 5개의 세로방향 노치로 구성되어 있으며 탐촉자(200)를 좌측에서 우측으로 1회 주사시켜 탐촉자(200)를 구성하는 모든 코일의 세로방향 결함에 대한 깊이감도를 교정하기 위해 사용된다. 바람직하게, 노치들의 깊이는 각각 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5mm가 되도록 구성될 수 있다.
노치그룹 2는 5개의 가로방향 노치로 구성되어 있으며 탐촉자(200)를 좌측에서 우측으로 1회 주사시켜 탐촉자(200)의 가로방향 결함에 대한 깊이감도를 교정하기 위해 사용된다. 바람직하게, 노치들의 깊이는 1.0mm이며, 길이가 10mm이며, 노치사이의 간격이 3.0 또는 4.0 또는 6.0mm 정도가 되도록 구성될 수 있다.
노치그룹 3은 4개의 세로방향 노치로 구성되어 있으며 탐촉자(200)를 좌측에서 우측으로 1회 주사시켜 탐촉자(200)의 세로방향 결함에 대한 가로방향의 깊이감도와 분해능 감도를 교정하기 위해 사용된다. 바람직하게, 노치들의 깊이가 1.0mm이며, 길이가 5.0mm이며, 각 간격이 3.0, 5.0, 7.0mm가 되도록 구성될 수 있다.
노치그룹 4은 4개의 세로방향 노치로 구성되어 있으며 탐촉자(200)를 좌측에서 우측으로 1회 주사시켜 탐촉자(200)의 세로방향 결함에 대한 세로방향의 깊이감 도와 분해능 감도를 교정하기 위해 사용된다. 바람직하게, 노치들의 깊이가 1.0mm이며, 길이가 1.0mm이며, 각 간격이 4.0mm가 되도록 구성될 수 있다.
노치그룹 5는 6개의 세로방향 노치로 구성되어 있으며 탐촉자(200)를 좌측에서 우측으로 1회 주사시켜 탐촉자(200)의 세로방향 결함에 대한 가로방향의 길이감도와 분해능 감도를 교정하기 위해 사용된다. 바람직하게, 노치들의 길이와 간격이 각 10mm이며, 깊이가 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0mm가 되도록 구성될 수 있다.
노치그룹 6과 7은 직교하는 가로 및 세로방향 노치로 각각 구성되어 있으며 탐촉자(200)를 노치의 좌측에서 우측으로 1회 주사시켜 탐촉자(200)의 가로 및 세로방향 결함에 대한 방향성 감도를 교정하기 위해 사용된다.
바람직하게, 교차 노치그룹 6의 노치들은 깊이가 1.0mm이며 길이가 10mm가 되도록 구성될 수 있다. 또한 직교 십자형 노치그룹 7의 노치들은 깊이가 1.0mm이며 길이가 10mm이 되도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 교정시험편(100)에 가공된 모든 노치결함의 폭은 약 0.1~0.15mm이며, 교정시험편(100)을 사용하여 교정이 가능한 결함의 최소 깊이가 약 0.5mm이하, 최소 길이는 약 1.0mm까지 되도록 구성되어질 수 있다.
노치그룹을 배치할 때 유의할 점은, 교정에 필요한 고품질의 신호를 얻기 위해서는 탐촉자(200)를 좌측에서 우측으로 주사할 때 신호들 사이에 간섭이 발생하지 않도록 노치그룹들이 배치되어야 한다는 점이다.
즉, 맨 좌측 중앙에는 세로방향 결함에 대한 세로방향의 깊이감도와 분해능 감도를 교정하기 위한 노치그룹 4, 상단에는 세로방향 결함에 대한 가로방향의 깊 이감도와 분해능 감도를 교정하기 위한 노치그룹 3, 하단에는 세로방향 결함에 대한 가로방향의 길이감도와 분해능 감도를 교정하기 위한 노치그룹 5, 다음 우측으로 가로 및 세로방향 결함에 대한 방향성 감도를 교정하기 위한 노치그룹 6,7, 다음 우측으로 가로방향 결함에 대한 깊이감도를 교정하기 위한 노치그룹 2, 마지막 맨 우측에는 세로방향 결함에 대한 깊이감도를 교정하기 위한 노치그룹 1을 각각 배치하여, 탐촉자(200)를 좌측에서 우측으로 주사할 때 얻어지는 신호사이에 간섭이 발생하지 않고 명확하게 신호가 구분될 수 있도록 한다.
제 4 도는 본 고안의 일실시예에 따른 배열형 와전류검사 탐촉자의 교정시험편을 나타낸 사진이다. 탐촉자(200)는, 노치결함이 구성된 교정시험편(100)위에서 좌측에서 우측으로 주사되어, 탐촉자 및 와전류검사 장치의 교정에 필요한 결함신호를 취득한다.
제 1 도는 본 고안의 일실시예에 따른 배열형 와전류검사 탐촉자의 교정시험편이 와전류검사 장치에 적용된 개략도이다.
제 2 도는 본 고안의 일실시예에 따른 배열형 와전류검사 탐촉자의 교정시험편에 사용되는 탐촉자의 작동원리를 나타내는 개략도이다.
제 3 도는 본 고안의 일실시예에 따른 배열형 와전류검사 탐촉자의 교정시험편을 나타내는 개략도이다.
제 4 도는 본 고안의 일실시예에 따른 배열형 와전류검사 탐촉자의 교정시험편을 나타낸 사진이다.
-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명-
100 : 교정시험편 101 : 교정시험편 케이싱
200 : 배열형 와전류검사 탐촉자 201 : 탐촉자 케이블
300 : 와전류 주파수 발생장치 301 : 와전류검사 신호취득 컴퓨터

Claims (4)

  1. 배열형 와전류검사 탐촉자의 교정시험편에 있어서,
    탐촉자가 교정시험편 위로 주사되면서 취득되는 신호사이에 간섭이 발생하지 않도록 노치그룹을 배치하되,
    상기 교정시험편의 맨 좌측 중앙에는 세로방향 결함에 대한 세로방향의 깊이감도와 분해능 감도를 교정하기 위한 노치그룹 4, 상단에는 세로방향 결함에 대한 가로방향의 깊이감도와 분해능 감도를 교정하기 위한 노치그룹 3, 하단에는 세로방향 결함에 대한 가로방향의 길이감도와 분해능 감도를 교정하기 위한 노치그룹 5, 다음 우측으로 가로 및 세로방향 결함에 대한 방향성 감도를 교정하기 위한 노치그룹 6,7, 다음 우측으로 가로방향 결함에 대한 깊이감도를 교정하기 위한 노치그룹 2, 마지막 맨 우측에는 세로방향 결함에 대한 깊이감도를 교정하기 위한 노치그룹 1을 배치한 배열형 와전류검사 탐촉자의 교정시험편.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 노치그룹 1 내지 노치그룹 7은 각각 복수개의 노치들을 포함하며, 각 노치들의 깊이, 길이 및 방향은 각 노치그룹이 검출하려는 감도에 맞게 다양하게 설정될 수 있는 것을 특징으로 하는 배열형 와전류검사 탐촉자의 교정시험편.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 노치그룹 1 내지 노치그룹 5에 속하는 노치들 사이의 간격은 각 노치그룹이 검출하려는 감도에 맞게 다양하게 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 배열형 와전류검사 탐촉자의 교정시험편.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 노치그룹 6 및 7에 속하는 노치는 각 2개로서, 가로 및 세로방향 결함에 대한 방향성 감도를 교정하기 위해 상기 2개 노치결함이 직교하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배열형 와전류검사 탐촉자의 교정시험편.
KR2020080008576U 2008-06-26 2008-06-26 배열형 와전류검사 탐촉자의 교정시험편 KR200448416Y1 (ko)

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