KR20110059278A - 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압축열을 이용한 비파괴 시험에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부에 기체가 담기는 공간부를 갖는 시험 대상물에 기체를 공급하고 압축하여 시험 대상물 내부에서 발생되는 압축열을 분석함으로써 시험 대상물의 결함부위를 검출하거나 감육상태를 시험할 수 있는 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템은, 중공의 시험 대상물 내부에서 압축열이 발생되도록 기체를 공급하여 압축하는 기체압축수단; 압축열이 발생된 시험 대상물 표면의 온도를 적외선 파장 형태의 영상으로 검출하여 전송하는 열화상 검출수단; 및, 열화상 검출수단에서 전송된 영상에서 시험 대상물 표면의 온도 분포를 분석하여 시험 대상물의 결함을 검출하거나 감육을 시험하는 분석수단; 을 포함하여 구성된다. 따라서 본 발명에 의하면, 중공의 파이프나 일측이 개방된 용기에 대하여 압축열을 이용하여 크랙, 공극(홀), 변형, 이물질 포함된 부분을 검출하는 경우 파이프의 결함을 검출할 수 있고, 감육(thinning) 상태 또한 시험할 수 있다.
파이프, 비파괴 시험, 압축열

Description

압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템 및 방법{Method and system for nondestructive testing using compression heat}
본 발명은 압축열을 이용한 비파괴 시험에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부에 기체가 담기는 공간부를 갖는 시험 대상물에 기체를 공급하고 압축하여 시험 대상물 내부에서 발생되는 압축열을 분석함으로써 시험 대상물의 결함부위를 검출하거나 감육상태를 시험할 수 있는 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템 및 방법에 관한 것이다.
물품 속에 결함이 있을 경우, 파괴해서 조사하면 그 유무를 쉽게 확인할 수 있으나 이러한 파괴검사는 낭비가 많아 모든 제품을 조사하는 데는 적합하지 않다. 따라서 제품 내부의 기공(氣孔)이나 균열 등의 결함, 용접부의 내부 결함 등을 제품을 파괴하지 않고 외부에서 검사하는 비파괴 검사가 이루어지고 있다.
이러한 비파괴 검사로는, 방사선투과나, 초음파 탐상, 맴돌이 전류시험, 침투법이나 자분 탐상법 등이 사용된다.
방사선투과시험에는 보통 X선이 쓰이는데, 물품과 같은 재료로 된 여러 가지 굵기의 철사를 물품과 같은 두께의 평판 위에 놓고 X선으로 사진을 찍어 각각의 선의 존재를 알 수 있게 X선의 강도나 노출시간을 조절함으로써 검출가능한 결함의 크기를 정한다. 이 방법의 원리는 결함 부분은 제품의 일반 부분과는 다른 물질(개재물) 또는 공동으로 되어 있어서 X선을 통과시키는 능력이 다른 것을 이용한 것이다. 이때, 필름 위에는 이 결함 부분이 일반 부분과 다른 농도로 감광되므로 검출된다.
초음파탐상법은 발진장치에서 나온 초음파를 물품의 한 면에서 넣어 다른 면에서 반사되어 오는 음파를 받아 결함에서 반사되는 초음파를 통해 결함을 발견한다.
맴돌이전류는 고주파유도 등의 방법으로 물품에 맴돌이 전파류를 흘려 전류가 흐트러지는 것으로 결함을 발견한다.
방사선을 투과할 때도 초음파의 경우와 같이 검출된 결함신호를 알기 위해서는 2개 이상의 방향에서 입사시켜, 그 교점으로서 정할 수가 있고, 결함의 크기도 알 수 있다.
침투법 또는 자분탐상법은 표면의 흠을 찾는 데 사용한다. 색소나 형광체를 함유하는 액을 흠이 생긴 면에 발라서 스며들게 하고 표면을 잘 씻은 후 침투는 백묵을 칠하여 색소가 스며 나오는 것을 보고, 자분은 자외선 등으로 비쳐서 형광을 발하는 것으로 흠을 발견한다.
또 철강재에서는 자화(磁化)시켜 표면에 뿌린 철분이 흠이 있는 곳에서만 자기력선속의 세기 때문에 흡인되는 것을 이용하여, 착색된 자분으로 탐상하는 방법도 있다.
그리고, 근래에는 레이저광선을 이용한 비파괴검사가 실행되기도 하는 등 다양한 방법으로 비파괴 검사를 하기 위한 연구가 진행되고 있다.
본 발명은 압축열을 이용한 비파괴 시험에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부에 기체가 담기는 공간부를 갖는 시험 대상물에 기체를 공급하고 압축하여 시험 대상물 내부에서 발생되는 압축열을 분석함으로써 시험 대상물의 결함부위를 검출하거나 감육상태를 시험할 수 있는 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 중공의 시험 대상물 내부에서 압축열이 발생되도록 기체를 공급하여 압축하는 기체압축수단; 압축열이 발생된 시험 대상물 표면의 온도를 적외선 파장 형태의 영상으로 검출하여 전송하는 열화상 검출수단; 및, 열화상 검출수단에서 전송된 영상에서 시험 대상물 표면의 온도 분포를 분석하여 시험 대상물의 결함을 검출하거나 감육을 시험하는 분석수단; 을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템을 제공한다.
여기서, 기체는 공기, 산소, 질소, 아르곤, 이산화탄소, 수소, 네온, 헬륨 중 하나 이상인 것이 바람직하다.
그리고, 시험 대상물은 기체 공급 파이프, 액체 공급 파이프, 전선 파이프 중 하나인 것이 바람직하다.
한편, 파이프는 직선형 파이프 또는 곡률을 갖는 파이프 중 하나 이상인 것이 바람직하다.
이때, 기체압축수단은 콤프레샤인 것이 바람직하다.
여기서, 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템은, 시험 대상물에 기체를 압축하여 공급하는 기체압축수단에 기체를 공급하는 적어도 하나 이상의 기체 공급수단과, 분석수단을 통해 분석되거나, 검출되는 열화상 검출수단의 데이터를 표시하는 제 1 출력수단과, 분석수단을 통해 분석되거나, 검출되는 열화상 검출수단의 데이터를 출력하는 제 2 출력수단과, 분석수단을 통해 기체압축수단을 제어하기 위한 데이터를 입력하는 입력수단을 더 포함하여 구성됨이 바람직하다.
그리고, 기체 공급수단은 봄베이고, 제 1 출력수단은 모니터이며, 제 2 출력수단은 프린터인 것이 바람직하다.
이때, 시험 대상물 양측은 기체압축수단과 제 1, 제 2 압축 기체 공급관을 통해 연결되고, 기체압축수단과 기체 공급수단은 적어도 하나 이상의 기체 수송관 으로 연결되는 것이 바람직하다.
한편, 시험 대상물 양측 중 일측은 기체압축수단과 기체 투입관으로 연결되고, 타측은 기체압축수단과 기체 배출관을 통해 연결되며, 기체압축수단과 기체 공급수단은 적어도 하나 이상의 기체 수송관으로 연결되는 것이 바람직하다.
또한 기체압축수단은 기체를 압축시키는 제어 패널이 더 구성되어 제어 패널로부터 압축제어 명령을 받거나, 분석수단으로부터 압축제어 명령을 받은 것이 바람직하다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일측이 개방되고, 내부에 기체가 담기는 공간부를 갖는 용기(容器) 형상의 시험 대상물의 개방된 일측에서 시험 대상물 내측으로 시험 대상물의 공간부에 존재하는 기체가 누설되지 않도록 삽입되어, 푸쉬 방식으로 시험 대상물 내부에서 압축열을 발생시키는 피스톤 제어 수단; 압축열이 발생된 시험 대상물 표면의 온도를 적외선 파장 형태의 영상으로 검출하여 전송하는 열화상 검출수단; 및, 열화상 검출수단에서 전송된 영상에서 시험 대상물 표면의 온도 분포를 분석하여 시험 대상물의 결함을 검출하는 분석수단; 을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템을 제공한다.
여기서, 열화상 검출수단은 적어도 하나 이상의 적외선 열화상 카메라로 구성됨이 바람직하다.
그리고, 분석수단은 컴퓨터인 것이 바람직하다.
한편, 시험 대상물 결함은 크랙, 공극(홀), 변형, 이물질 포함 여부 중 하나 이상인 것이 바람직하다.
또한 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템은, 분석수단을 통해 분석되거나, 검출되는 열화상 검출수단의 데이터를 표시하는 제 1 출력수단과, 분석수단을 통해 분석되거나, 검출되는 열화상 검출수단의 데이터를 출력하는 제 2 출력수단과, 분석수단을 통해 기체압축수단을 제어하기 위한 데이터를 입력하는 입력수단을 더 포함하여 구성됨이 바람직하다.
여기서, 제 1 출력수단은 모니터이며, 제 2 출력수단은 프린터인 것이 바람직하다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 중공의 시험 대상물 내부에서 압축열이 발생하도록 기체압축수단에서 시험 대상물에 설정된 압력에 도달하도록 기체를 공급하는 단계; 열화상 검출수단이 압축열이 발생되는 시험 대상물 표면의 온 도를 적외선 파장 형태의 영상으로 검출하여 전송하는 단계; 및, 분석수단이 설정된 압력에 도달한 시점에 열화상 검출수단으로부터 전송된 영상에서 시험 대상물 표면의 온도 분포를 분석하여 시험 대상물의 결함을 분석하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 방법을 제공한다.
여기서, 시험 대상물에 대한 기체 공급 단계 이전에 시험 대상물을 진공챔버에 위치시키고, 시험 대상물 내부에 존재하는 기체를 제거하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 중공의 시험 대상물 내부에서 압축열이 발생하도록 기체압축수단에서 시험 대상물에 설정된 압력에 도달하도록 기체를 공급하는 단계; 기체가 시험 대상물에 설정된 압력에 도달하도록 공급되면 기체를 시험 대상물에서 설정된 시간 동안 순환시키고, 열화상 검출수단은 압축열이 발생되는 시험 대상물 표면의 온도를 적외선 파장 형태의 영상으로 검출하여 분석수단으로 전송하는 단계; 및, 분석수단이 설정된 시간 동안 순환된 시점에 열화상 검출수단으로부터 전송된 영상에서 시험 대상물 표면의 온도 분포를 분석하여 시험 대상물의 감육 상태를 분석하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 방법을 제공한다.
여기서, 시험 대상물의 감육 상태 분석은 시험 대상물의 곡률을 갖는 부위에 대한 감육 상태 분석인 것이 바람직하다.
그리고, 기체압축수단에서 기체를 설정된 압력에 도달하도록 공급하는 단계 이전에 시험 대상물에 대한 체적을 계산하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일측이 개방되고, 내부에 기체가 담기는 공간부를 갖는 용기(容器) 형상의 시험 대상물의 개방된 일측에 공간부의 기체가 누설되지 않도록 피스톤 헤드를 삽입하는 단계; 피스톤 제어 수단이 피스톤 헤드를 시험 대상물 내부가 설정된 압력에 도달할 때까지 푸쉬하여 시험 대상물 내부에서 압축열이 발생되는 단계; 열화상 검출수단이 압축열이 발생되는 시험 대상물 표면의 온도를 적외선 파장 형태의 영상으로 검출하여 분석수단으로 전송하는 단계; 및, 분석수단이 설정된 압력에 도달한 시점에 열화상 검출수단으로부터 전송된 영상에서 시험 대상물 표면의 온도 분포를 분석하여 시험 대상물의 결함을 분석하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 방법을 제공한다.
여기서, 시험 대상물의 결함을 분석하는 단계는, 시험 대상물의 크랙, 공극(홀), 변형, 이물질 포함 여부 결함 중 하나 이상의 결함을 검출하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 시험 대상물 내부에서 압축열에 의해 비파괴 시험 방식으로 파이프와 같은 시험 대상물의 크랙, 공극(홀), 변형, 이물질 포함 부분 등을 검출하거나, 감육(thinning) 상태를 시험할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 시험 대상물 내부에서 압축열에 의해 비파괴 시험 방식으로 용기와 같은 시험 대상물의 크랙, 공극(홀), 변형, 이물질 포함 부분 등을 검출할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템 및 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다.
또한 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전 달하기 위함이다.
도 1은 본 발명 제 1 실시예에 따른 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명 제 1 실시예에 따른 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템은 도 1에 나타낸 바와 같이, 제 1 시험 대상물(10), 기체압축수단(20), 기체공급수단(30), 열화상 검출수단(40), 분석수단(50), 제 1 출력수단(60), 제 2 출력수단(70) 및 입력수단(80)으로 구성된다.
여기서, 제 1 시험 대상물(10)은 결함이 있는지가 실험되는 피측정 대상이다. 이러한, 제 1 시험 대상물(10)은 각종 기체류를 공급하는 기체 공급 파이프, 각종 액체류를 공급하는 액체 공급 파이프, 전선 파이프 등이다. 이러한 파이프는 내부에 기체가 담기는 공간부를 갖는 가운데가 비어 있는 중공(中空)의 파이프를 예로 들어 설명한다.
그리고, 기체압축수단(20)은 제 1 시험 대상물(10) 내부로 기체를 공급하는 기체 압축기이다. 이때, 기체압축수단(20)은 제 1 시험 대상물(10) 내부에 기체를 공급할 때 기체부피가 압축되도록 공급하는데, 특별히 압축비를 한정할 필요는 없지만, 1/2 내지 1/10로 압축되도록 공급할 수 있다. 그리고, 기체압축수단(20)은 기체를 설정된 압력으로 압축하도록 제어하는 제어패널(control panel)(21)을 구성할 수도 있고, 분석수단(50)에서 전송된 제어신호에 따라 설정된 압력으로 기체를 압축하도록 구성할 수도 있다. 한편, 정확한 시험을 위하여 제 1 시험 대상물(10) 내부의 체적을 계산한 다음 기체를 공급함이 바람직하다. 여기서, 기체압축수단(20)은 콤프레셔로 구성할 수 있다.
기체공급수단(30)은 기체압축수단(20)으로 기체를 공급한다. 이때, 기체공급수단(30)에서 공급되는 기체로는 공기, 산소, 질소, 아르곤, 이산화탄소, 수소, 네온, 헬륨 중 하나 이상일 수 있다. 이를 위하여 기체공급수단(30)은 복수의 제 1 내지 제 N 기체 공급수단(31)(32)으로 구성할 수 있다. 여기서, 기체공급수단(30)은 봄베(Bomb)로 구성할 수 있다.
한편, 기체공급수단(30)에서는 내부 압축열을 발생시키는 기체의 온도 또한 예열이나 감열을 통하여 온도가 상온보다 낮은 상태나 높은 상태에서 사용하도록 공급할 수도 있다.
열화상 검출수단(40)은 제 1 시험 대상물(10) 표면의 온도를 촬영하여 동영상이나 정지영상으로 분석수단(50)에 전송한다. 이때, 열화상 검출수단(40)으로는, ±0.02℃의 온도차까지 측정할 수 있는 적외선 열화상 카메라를 이용함이 바람직하다.
분석수단(50)은 기체압축수단(20)에서 제 1 시험 대상물(10) 내부로 기체가 공급되도록 제어하며, 열화상 검출수단(40)을 통해 전송된 제 1 시험 대상물(10) 표면온도에 대한 영상분석을 통해 결함을 검출하고, 이를 제 1 출력수단(60)으로 표시하거나, 제 2 출력수단(70)을 통해 출력한다. 이러한 분석수단(50)은 컴퓨터로 구성할 수 있다.
제 1 출력수단(60)은 분석수단(50)에서 처리되고 있는 데이터를 정지 영상이 나 동영상으로 표시하는 모니터로 구성할 수 있다.
제 2 출력수단(70)은 분석수단(50)에서 처리된 데이터를 사진이나, 텍스트 형태로 종이류에 출력할 수 있는 프린터로 구성할 수 있다.
입력수단(80)은 분석수단(50)을 통해 제 1 시험 대상물(10) 내부 공간의 체적에 따라 비파괴 시험에 적합한 압축열이 발생할 수 있도록 기체압축수단(20)을 제어할 수 있는 데이터를 입력한다. 이러한 입력수단(80)은 컴퓨터 키보드이거나, 마우스일 수 있다.
한편, 제 1 시험 대상물(10)의 결함을 기체 압축에 의해 발생되는 압축열에 의해 측정함에 따라 보다 정밀한 결함 측정을 위하여 진공상태에서 측정할 수도 있다. 이를 위하여 제 1 시험 대상물(10)를 진공챔버(90)내에 위치시킨 후 내부의 기체(예로써, 공기)를 진공챔버(90)에서 제거하고, 설정된 압력으로 기체를 공급하여 결함 측정을 할 수도 있다. 또한, 진공챔버(90)의 최적의 조건을 위하여 단열상태의 진공챔버(90)에서 결함 측정을 할 수도 있다.
도 2는 본 발명 제 1 실시예에 따른 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템에서 제 1 시험 대상물의 결합 상태의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명 제 1 실시예에 따른 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템에서 제 1 시험 대상물의 결합 상태의 일 예는 도 2에 나타낸 바와 같이, 제 1 시험 대상물(10) 양측 개방부위와 기체압축수단(20)이 제 1, 제 2 압축기체 공급관(22)(23)을 통해 연결된 것을 나타내고 있다. 이때, 제 1 시험 대상물(10)과 제 1, 제 2 압축기체 공급관(22)(23)은 나사결합에 의해 결합되도록 구성할 수 있다. 한편, 기체압축수단(20)과 제 1 기체 공급수단(31)은 제 1 기체 수송관(33)으로 연결되고, 기체압축수단(20)과 제 N 기체 공급수단(32)은 제 N 기체 수송관(34)으로 연결된다. 이와 같은 기체압축수단(20)과 제 1, 제 N 기체 수송관(33)(34)의 연결 방식 역시 제 1 시험 대상물(10)과 제 1, 제 2 압축 기체 공급관(22)(23)의 구성과 동일한 방식으로 구성할 수 있다.
이러한 결합방식은 나사결합에 의한 예를 들었지만, 기체압축수단(20)으로부터 제 1 시험 대상물(10)로 공급되는 기체가 누설되지 않는 결합방식이라면 특별히 한정할 필요는 없다.
도 3은 본 발명 제 1 실시예에 따른 제 1 시험 대상물의 결함 상태를 설명하기 위한 도면이다.
제 1 시험 대상물(10)은 기체가 내부에 담길 수 있는 파이프에 관한 것으로, 제 1 시험 대상물(10) 내부에 기체를 공급하고, 압축하는 경우 외부와의 열 출입 없이도 분자의 운동에너지가 증가되고 따라서 온도의 상승으로 압축열이 발생된다. 즉, 기체 분자를 압축하면 기체 분자간 충돌 횟수가 증가하므로 내부 에너지가 증가하게 되고, 증가된 내부 에너지가 압축열로 나타나게 된다.
이러한, 제 1 시험 대상물(10) 결함의 종류로는 도 3에 나타낸 바와 같이, 제 1 시험 대상물(10) 표면이 벌어지거나 금이 간 상태와 같은 크랙(11), 구멍이 형성된 상태와 같은 공극(홀)(12), 찌그러짐과 같은 변형(13), 이물질 포함 등이 있을 수 있다. 그와 같은 경우 크랙(11), 공극(12), 변형(13) 이나 이물질이 포함된 부위의 제 1 시험 대상물(10) 표면의 압축열은 주변 표면과 다른 온도의 압축열이 발생된다.
이와 같이 제 1 시험 대상물(10)에서 발생되는 압축열에 대하여 열화상 검출수단(40)은 해당 열에너지를 전자파의 일종인 적외선 파장의 형태로 검출한다. 이와 같은 검출결과는 분석수단(50)을 통해 모니터로 구성되는 제 1 출력수단(60)에 정지영상이나 동영상으로 표시되고, 프린터로 구성되는 제 2 출력수단(70)을 통해서는 사진이나 텍스트 데이터로 출력할 수 있다.
도 4는 본 발명 제 2 실시예에 따른 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명 제 2 실시예에 따른 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템은, 제 2 시험 대상물(100), 기체압축수단(20), 기체공급수단(30), 열화상 검출수단(40), 분석수단(50), 제 1 출력수단(60), 제 2 출력수단(70) 및 입력수단(80)으로 구성된다.
이러한 본 발명 제 2 실시예에 따른 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템은 본 발명 제 1 실시예에 따른 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템과 유사하다. 다만, 제 2 시험 대상물(100)과, 제 2 시험 대상물(100)에 기체를 공급하고 압축하는 기체압축수단(20) 사이의 관이 기체 투입관(110)과 기체 배출관(120)으로 구성되는 것이 상이하다. 또한, 열화상 검출수단(40)을 적어도 하나 이상의 열화상 검출수 단(40a)(40b)(40c)으로 구성하거나, 제 2 시험 대상물(100)에 대하여 서로 다른 방향에서 촬영하도록 한다.
본 발명 제 2 실시예에서의 제 2 시험 대상물(100)은 각종 기체류를 공급하는 기체 공급 파이프, 각종 액체류를 공급하는 액체 공급 파이프, 전선 파이프 등이나, 소정의 곡률을 갖는 것이 본 발명 제 1 실시예에서의 제 1 시험 대상물(10)과 다르다. 이와 같은 곡률을 갖는 제 2 시험 대상물(100)은 곡률을 갖는 부위의 결함을 검출하거나 감육(thinning) 상태를 시험할 수 있다. 여기서, 곡률을 갖는 부위의 감육은 예를 들어, 원자력 발전소의 플랜트, 특히 원자력 발전소의 터빈 발전기 계통(2차측)에 사용되는 배관의 내부에는 높은 압력과 온도를 가지고 매우 빠른 속도로 유체가 유동한다. 따라서, 이러한 유체의 유동에 의해 부식 또는 마모가 되어 파이프 두께가 얇아지는 현상이 발생하게 된다. 이러한 현상은 소정의 곡률을 갖는 부위를 포함하는 배관에서 두드러지게 나타난다. 그리고 이와 같이 배관의 두께가 얇아지는 현상(감육; thinning)에 의해 누수가 발생할 수 있는 것이다.
한편, 분석수단(50), 제 1 출력수단(60), 제 2 출력수단(70) 및 입력수단(80) 구성은 도 1에 나타낸 본 발명 제 1 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명 제 2 실시예에 따른 압축열을 이용한 제 2 시험 대상물의 결함 상태를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명 제 2 실시예에 따른 압축열을 이용한 제 2 시험 대상물의 결함은 크랙(101), 구멍이 형성된 상태와 같은 공극(홀)(102), 찌그러짐과 같은 변형(103) 및 이물질 포함 등이 있을 수 있다.
본 발명 제 2 실시예에서는 제 2 시험 대상물(100)의 체적을 계산 한 후 기체 투입관(110)으로는 계산된 체적에 비례하는 압축비가 되도록 기체를 투입하고, 기체 배출관(120)에서의 기체 배출을 막아 제 2 시험 대상물(100)에서 압축열이 발생되도록 한다. 또한, 기체압축수단(20)에서 기체 투입관(110)으로 투입되는 기체의 양과 기체 배출관(120)에서 배출되는 기체의 양을 조절함으로써 압축열이 발생되도록 할 수도 있다. 이때, 도 5에서와 같이 크랙(101), 공극(102), 변형(103)이나 이물질이 포함된 해당 제 2 시험 대상물(100)의 표면 압축열은 주변 표면과 다른 온도의 압축열이 발생된다.
이러한, 제 2 시험 대상물(100)에서 발생되는 압축열에 대하여 열화상 검출수단(40)은 해당 열에너지를 전자파의 일종인 적외선 파장의 형태로 검출한다. 이와 같은 검출결과는 분석수단(50)을 통해 모니터로 구성되는 제 1 출력수단(60)에 정지영상이나 동영상으로 표시되고, 프린터로 구성되는 제 2 출력수단(70)을 통해서는 사진이나 텍스트 데이터로 출력할 수 있다.
도 6은 본 발명 제 2 실시예에 따른 압축열을 이용한 제 2 시험 대상물의 감육 상태를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명 제 2 실시예에 따른 압축열을 이용한 제 2 시험 대상물(100)의 다른 결함 상태는 곡률을 갖는 부위(104a)(104b)의 두께가 얇아지는 감육(thinning) 상태(105)를 시험하는 것이다. 이때, 감육 상태(105) 시험 시에는 기체 투입관(110)에서 제 2 시험 대상물(100)에 기체를 투입하고, 기체 배출관(120)에서는 제 2 시험 대상물(100)로 투입된 기체를 배출한다. 그리고, 제 2 시험 대상물(100) 내부가 소정의 설정된 높은 압력을 유지하기 위하여는 기체압축수단(20)에서 기체를 압축하여 제 2 시험 대상물(100)로 투입함이 바람직하다. 한편, 배출된 기체는 다시 기체 투입관(110)으로 투입되도록 기체압축수단(20)이 제어한다. 그에 따라 제 2 시험 대상물(100)의 곡률을 갖는 부위(104a)(104b)의 감육 시험이 가능해진다. 이때, 도 6에서와 같이 감육이 된 부위(105)의 표면 압축열은 주변 표면과 다른 온도의 압축열이 발생 된다.
이러한, 제 2 시험 대상물(100)에서 발생되는 압축열에 대하여 열화상 검출수단(40)은 해당 열에너지를 전자파의 일종인 적외선 파장의 형태로 검출한다. 이와 같은 검출결과는 분석수단(50)을 통해 모니터로 구성되는 제 1 출력수단(60)에 정지영상이나 동영상으로 표시되고, 프린터로 구성되는 제 2 출력수단(70)을 통해서는 사진이나 텍스트 데이터로 출력할 수 있다.
도 7은 본 발명 제 3 실시예에 따른 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명 제 3 실시예에 따른 압축열을 이용한 제 3 시험 대상물의 결함 상태를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명 제 3 실시예에 따른 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템은 제 3 시 험 대상물(200), 기체압축수단(20), 기체공급수단(30), 열화상 검출수단(40), 분석수단(50), 제 1 출력수단(60), 제 2 출력수단(70) 및 입력수단(80)으로 구성된다.
이러한 본 발명 제 3 실시예에 따른 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템은 피스톤을 이용한 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템이다. 이를 위하여 본 발명 제 3 실시예에서는 일측이 개방되고, 내부에 공간부를 갖는 용기(容器) 형상을 갖는 제 3 시험 대상물(200)에 대하여, 피스톤 헤드(310)와 피스톤 축(320)으로 구성된 피스톤을 이용하여 압축열이 발생되도록 한다. 이때, 피스톤 헤드(310)는 제 3 시험 대상물(200) 내측면에 완전히 밀착되도록 구성하여 제 3 시험 대상물(200) 내부의 기체(예로써, 공기)가 외부로 누설되지 못하게 한다. 이와 같은 경우에도 제 3 시험 대상물(200)의 내부 체적을 계산하고, 체적에 비례하는 압축비가 되도록 피스톤 제어수단(300)을 통해 피스톤 축(320)과 피스톤 헤드(310)를 제어하여 피스톤 헤드(310)를 제 3 시험 대상물(200) 내부로 밀어 넣는다. 이때, 제 3 시험 대상물(200)에 도 8에서와 같이 크랙(201), 공극(202), 변형(203)이나 이물질이 포함된 결함이 있는 경우 해당 제 3 시험 대상물(200)의 표면 압축열은 주변 표면과 다른 온도의 압축열이 발생 된다.
그리고, 분석수단(50), 제 1 출력수단(60), 제 2 출력수단(70) 및 입력수단(80) 구성은 도 1에 나타낸 본 발명 제 1 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
도 9는 본 발명 제 1, 제 2 실시예에 따른 압축열을 이용한 비파괴 시험 방 법을 설명하기 위한 플로우차트이다. 본 발명 제 1, 제 2 실시예에 따른 압축열을 이용한 비파괴 시험 방법은 도 1에 나타낸 바와 같은 직선형 파이프 형상의 제 1 시험 대상물(10) 또는 도 4에 나타낸 곡률을 갖는 파이프 형상의 제 2 시험 대상물(100)에 대한 결함 검출 방법에 관한 것이다.
우선, 도 9에 나타낸 바와 같이, 결함을 시험하고자 하는 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100) 내부의 체적을 계산한다(S100). 이와 같은 계산은 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100) 내부의 지름과 높이 또는 길이를 구한 후 계산기를 통해서 하거나 분석수단(50)을 통해 할 수 있다. 이와 같이, 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100) 내부의 체적을 계산한 후 기체공급수단(30)에서 기체압축수단(20)으로 공급되는 기체의 양을 적절히 조절할 수 있다. 한편, 정확한 시험을 위하여는 진공챔버(90)에서 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100)내부의 기체(예로써, 공기)를 제거(진공상태) 하는 단계를 선택적으로 추가할 수도 있다(S110).
그 다음, 기체 공급수단(30)에서 기체압축수단(20)으로 기체를 공급하고, 기체압축수단(20)에서는 공급된 기체를 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100)로 공급한다(S120).
한편, 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100)에 기체를 공급하면서 열화상 검출수단(40)은 촬영을 시작하고, 촬영한 데이터를 실시간으로 분석수단(50)으로 전송할 수 있다. 이때, 열화상 검출수단(40)은 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100) 표면에서 방사되는 열 에너지를 적외선 파장으로 검출하여 열의 강도에 따라 각각 다른 색상의 적외선 파장 데이터가 분석수단(50)으로 전송된다. 이 와 같이, 열화상 검출수단(40)을 통해 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100)의 표면온도를 실시간으로 전송하는 경우, 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100) 결함에 대한 실시간 모니터링이 가능하다.
그리고, 기체압축수단(20)에서는 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100)로 계속해서 기체를 공급함에 따라 일정 압력 이상의 기체가 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100)에 공급되기 시작하면, 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100)에서는 압축열이 발생한다(S130). 여기서, 압축열은 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100)내부의 기체 분자간 충돌 횟수가 증가함에 따라 발생한다.
그에 따라 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100) 내부의 압축열이 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100) 외면으로 전달되고, 전달된 압축열은 적외선 파장 형태로 열화상 검출수단(40)에서 감지되어 분석수단(50)으로 전송된다. 이때, 분석수단(50)은 전송된 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100)의 적외선 파장 데이터에 따라 표면온도를 측정하고, 측정된 표면온도를 저장한다(S140).
한편, 분석수단(50)은 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100)에 공급되는 압력이 미리 설정된 압력에 도달하였는지를 판단한다(S150). 이때, 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100) 체적의 3 내지 7배의 기체가 공급되었는지를 판단한다. 물론 이러한 기체 공급 배수는 특별히 한정할 필요는 없다.
판단결과(S150), 설정된 압력에 도달하지 않은 경우에는 기체압축수단(20)에서는 계속해서 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100)로 기체를 공급한다(S110).
그러나, 판단결과(S150), 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100) 내부 압력이 설정된 압력만큼 공급되었다면, 분석수단(50)은 열화상 검출수단(40)을 통해 전송되는 데이터에서 파이프 표면 온도 분포를 분석한다(S160). 이와 같은 분석결과에 따라 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100) 표면의 온도 분포는 균일할 수도 있고, 그렇지 않을 수 있다. 만약, 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100) 표면의 온도 분포가 균일한 경우에는 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100)에 결함이 없는 경우이다. 그러나, 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100) 표면의 온도분포가 균일하지 않은 경우에는 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100)에 결함이 있는 경우이다.
즉, 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100) 내부에 공급되는 기체를 압축함에 따라 압축열이 발생되는데, 결함이 있는 부위는 주변부위와 다른 표면 온도 분포를 갖게 되고, 열화상 검출수단(40)에서는 이를 촬영하여 분석수단(50)으로 전송된다. 분석수단(50)은 열화상 검출수단(40)에서 전송된 데이터를 분석하여 제 1 출력수단(60)에 표시하거나, 제 2 출력수단(70)으로 출력한다(S170). 이때, 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100)에 크랙이 있는 경우에는 크랙부위에서의 압축열이 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100) 표면에 바로 전달되므로, 실선 형태의 색상을 갖는 부위가 주변 부위와 다른 색상으로 제 1 출력수단(60)에 표시되고, 제 2 출력수단(70)으로 출력될 수 있다. 그리고, 공극(홀)이 있는 경우 역시 공극부위에서의 압축열이 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100) 표면에 바로 전달되므로, 점 형태의 색상을 갖는 부위가 주변 부위와 다른 색상으로 제 1 출력수단(60)에 표시되고, 제 2 출력수단(70)으로 출력될 수 있다. 또한, 찌그러짐과 같은 변형(13)이 있는 경우에도 해당 부위의 압축열은 주변부위와 다른 색상이나, 변형된 형태로 제 1 출 력수단(60)에 표시되거나, 제 2 출력수단(70)으로 출력된다. 그리고, 이물질이 포함된 경우에도 해당 부위의 압축열은 주변부위와 다른 색상으로 제 1 출력수단(60)에 표시되고, 제 2 출력수단(70)으로 출력된다.
그리고, 이와 같은 결함부위 검출결과에 따라 제 1 또는 제 2 시험 대상물(10)(100)의 결함부위의 원인에 대한 결함분석을 한다(S180).
도 10은 본 발명 제 2 실시예에 따른 압축열을 이용한 비파괴 시험 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다. 본 발명 제 2 실시예에 따른 압축열을 이용한 비파괴 시험 방법은 감육상태를 판별하기 위한 것으로, 도 10에 나타낸 바와 같이, 감육상태를 시험하고자 하는 제 2 시험 대상물(100) 내부의 체적을 계산한다(S200). 이와 같은 계산은 제 2 시험 대상물(100) 내부의 지름과 높이 또는 길이를 구한 후 계산기를 통해서 하거나 분석수단(50)을 통해 할 수 있다.
그 다음, 기체 공급수단(30)에서 기체압축수단(20)으로 기체를 공급하고, 기체압축수단(20)에서는 공급된 기체를 제 2 시험 대상물(100)로 공급한다(S210).
이어, 제 2 시험 대상물(100)에 공급된 기체가 계산된 압력에 해당하는 만큼 공급되었는지를 판단한다(S220). 여기서, 계산된 압력이란 제 2 시험 대상물(100)이 내부에 높은 압력과 온도를 가지고 빠른 속도로 기체가 이동하는 파이프라 가정하는 경우에 해당 제 2 시험 대상물(100)에 해당 압력에 해당하는 기체를 공급하기 위하여 계산한 값이다. 특히, 이러한 유체의 유동에 의해 부식 또는 마모가 되어 파이프 두께가 얇아지는 현상이 소정의 곡률을 갖는 부위를 포함하는 파이프에서 두드러지게 나타나므로 해당 부위의 두께가 얇아지는 현상(감육; thinning)에 대한 결함을 검출하기 위하여 계산된 압력으로 기체를 공급하는 것이다.
한편, 판단결과(S220), 계산된 압력에 해당하는 기체가 공급되지 않은 경우 계속해서 계산된 압력에 해당하는 기체를 공급한다.
그리고, 판단결과(S220), 계산된 압력에 해당하는 기체가 공급되면 기체압축수단(20)은 더 이상의 기체 공급을 중단하고, 제 2 시험 대상물(100)에서 설정된 속도로 기체를 순환시킨다(S230). 여기서, 설정된 속도란 제 2 시험 대상물(100)이 현장에서 실제로 적용된 경우 계산된 압력과 함께 소정의 설정된 속도로 기체를 이동시킬 때의 속도이다. 물론, 보다 빠른 시험 결과를 얻기 위하여 보다 높은 압력과 속도에서 시험할 수도 있다.
한편, 이와 같이 기체를 순환하면서 열화상 검출수단(40)은 촬영을 시작하고, 촬영한 데이터를 실시간으로 분석수단(50)으로 전송할 수 있다(S240). 이때, 열화상 검출수단(40)은 제 2 시험 대상물(100) 표면에서 방사되는 열 에너지를 적외선 파장으로 검출하여 열의 강도에 따라 각각 다른 색상의 적외선 파장 데이터가 분석수단(50)으로 전송된다. 이와 같이, 열화상 검출수단(40)을 통해 제 2 시험 대상물(100)의 표면온도를 실시간으로 전송하는 경우, 제 2 시험 대상물(100) 결함에 대한 실시간 모니터링이 가능하다. 이때, 감육 결함의 경우 곡률을 갖는 부위를 집중적으로 촬영할 수 있다.
이어, 제 2 시험 대상물(100) 내부의 기체 분자간 충돌 횟수가 증가함에 따라 제 2 시험 대상물(100)에서는 압축열이 발생한다(S250).
그에 따라, 제 2 시험 대상물(100) 내부의 압축열이 제 2 시험 대상물(100) 외면으로 전달되고, 전달된 압축열은 적외선 파장 형태로 열화상 검출수단(40)에서 감지되어 분석수단(50)으로 전송된다. 이때, 분석수단(50)은 전송된 제 2 시험 대상물(100)의 적외선 파장 데이터에 따라 표면온도를 측정하고, 측정된 표면온도를 저장한다(S260).
한편, 분석수단(50)은 제 2 시험 대상물(100)에서 순환되는 기체 순환 시간이 설정된 시간 동안 순환되었는지를 판단한다(S270).
판단결과(S270), 설정된 시간 동안 순환되지 않은 경우에는 계속해서 기체압축수단(20)에서는 제 2 시험 대상물(100)에서 기체를 순환시킨다(S230).
그러나, 판단결과(S270), 제 2 시험 대상물(100)에 대한 기체 순환이 설정된 시간 동안 순환하였다면, 분석수단(50)은 열화상 검출수단(40)을 통해 전송되는 데이터에서 파이프 표면 온도 분포를 분석한다(S280). 이와 같은 분석결과에 따라 제 2 시험 대상물(100) 중 곡률을 갖는 부위의 온도 분포는 균일할 수도 있고, 그렇지 않을 수 있다. 만약, 제 2 시험 대상물(100) 표면의 온도 분포가 균일한 경우에는 제 2 시험 대상물(100)의 감육상태에 변화가 발생하지 않은 경우이다. 그러나, 제 2 시험 대상물(100) 표면의 온도분포가 균일하지 않은 경우에는 제 2 시험 대상물(100)에 감육상태에 변화가 발생한 경우이다.
그리고, 이와 같은 감육상태에 따라 제 2 시험 대상물(100)의 감육을 분석한다(S300).
도 11은 본 발명 제 3 실시예에 따른 압축열을 이용한 비파괴 시험 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다. 본 발명 제 3 실시예에 따른 압축열을 이용한 비파괴 시험 방법은 피스톤을 이용한 압축열을 이용한 비파괴 시험 방법이다. 이를 위하여 본 발명 제 3 실시예에서는 일측이 개방되고, 내부에 공간부를 갖는 용기(容器) 형상을 갖는 제 3 시험 대상물(200)에 대하여, 피스톤 헤드(310)와 피스톤 축(320)으로 구성된 피스톤을 이용한 비파괴 시험 방법을 제공한다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 결함을 검사하고자 하는 제 3 시험 대상물(200) 내부의 체적을 계산한다(S400). 이와 같은 계산은 제 3 시험 대상물(200) 내부의 지름과 높이 또는 길이를 구한 후 계산기를 통해서 하거나 분석수단(50)을 통해 할 수 있다.
이와 같이, 제 3 시험 대상물(200) 내부의 체적을 계산한 후 피스톤 헤드(310)를 제 3 시험 대상물(200)의 개방된 입구에 삽입시킨다(S410).
이어, 피스톤 제어 수단(300)이 피스톤 축(320)을 제어하여 피스톤 헤드(310)를 제 3 시험 대상물(200) 내부로 푸쉬(push)한다(S420).
한편, 제 3 시험 대상물(200)에 대한 푸쉬를 진행하면서 열화상 검출수단(40)은 촬영을 시작하고, 촬영한 데이터를 실시간으로 분석수단(50)으로 전송한다(S430). 이때, 열화상 검출수단(40)은 제 3 시험 대상물(200) 표면에서 방사되는 열 에너지를 적외선 파장으로 검출하여 열의 강도에 따라 각각 다른 색상의 적외선 파장 데이터가 분석수단(50)으로 전송된다. 이와 같이, 열화상 검출수단(40)을 통해 제 3 시험 대상물(200)의 표면온도를 실시간으로 전송하는 경우, 제 3 시 험 대상물(200) 결함에 대한 실시간 모니터링이 가능하다.
그리고, 피스톤 제어 수단(300)이 제 3 시험 대상물(200)에 대하여 피스톤 헤드(310)로 계속해서 푸쉬함에 따라 제 3 시험 대상물(200)에서는 압축열이 발생한다(S440). 여기서, 압축열은 제 3 시험 대상물(200)내부의 기체 분자간 충돌 횟수가 증가함에 따라 발생한다.
그에 따라 제 3 시험 대상물(200) 내부의 압축열이 제 3 시험 대상물(200) 외면으로 전달되고, 전달된 압축열은 적외선 파장 형태로 열화상 검출수단(40)에서 감지되어 분석수단(50)으로 전송된다. 이때, 분석수단(50)은 전송된 제 3 시험 대상물(200)의 적외선 파장 데이터에 따라 표면온도를 측정하고, 측정된 표면온도를 저장한다(S450).
한편, 분석수단(50)은 제 3 시험 대상물(200)에 공급되는 압력이 미리 설정된 압력에 도달하였는지를 판단한다(S460). 이때, 제 3 시험 대상물(200)의 깊이에 대하여 피스톤 헤드(310) 앞부분의 삽입 깊이로 판단할 수 있다. 예로써, 용기 깊이의 1/10 내지 9/10 깊이까지 피스톤 헤드(310)가 삽입되었는지로 판단할 수 있다.
판단결과(S460), 설정된 깊이에 도달하지 않은 경우에는 설정된 압력에 도달하지 않은 것으로 판단하여 피스톤 제어 수단(300)이 계속해서 제 3 시험 대상물(200)로 피스톤 헤드(310)를 푸쉬한다(S420).
그러나, 판단결과(S460), 설정된 깊이에 도달하였다면 설정된 압력에 도달한 것으로 판단하여 분석수단(50)은 열화상 검출수단(40)을 통해 전송되는 데이터에서 파이프 표면 온도 분포를 분석한다(S470).
그러면, 분석수단(50)은 열화상 검출수단(40)에서 전송된 데이터를 분석하여 제 1 출력수단(60)에 표시하거나, 제 2 출력수단(70)으로 출력한다(S480).
그리고, 이와 같은 결함부위 검출결과에 따라 제 3 시험 대상물(200)의 결함부위의 원인에 대한 결함분석을 한다(S490).
이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명 제 1 실시예에 따른 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명 제 1 실시예에 따른 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템에서 제 1 시험 대상물의 결합 상태의 일 예를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명 제 1 실시예에 따른 제 1 시험 대상물의 결함 상태를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명 제 2 실시예에 따른 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명 제 2 실시예에 따른 압축열을 이용한 제 2 시험 대상물의 결함 상태를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명 제 2 실시예에 따른 압축열을 이용한 제 2 시험 대상물의 감육 상태를 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명 제 3 실시예에 따른 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템을 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명 제 3 실시예에 따른 압축열을 이용한 제 3 시험 대상물의 결함 상태를 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명 제 1 및 제 2 실시예에 따른 압축열을 이용한 비파괴 시험 방법을 설명하기 위한 플로우차트,
도 10은 본 발명 제 2 실시예에 따른 압축열을 이용한 감육 비파괴 시험 방 법을 설명하기 위한 플로우차트
도 11은 발명 제 3 실시예에 따른 압축열을 이용한 비파괴 시험 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10, 100, 200 : 시험 대상물 20 : 기체압축수단
21 : 제어패널 22,23 : 압축 기체 공급관
30, 31, 32 : 기체 공급수단 33, 34 : 기체 수송관
40 : 열화상 검출수단 50 : 분석수단
60 : 제 1 출력수단 70 : 제 2 출력수단
80 : 입력수단 90 : 진공 챔버
110 : 기체 투입관 120 : 기체 배출관
300 : 피스톤 제어수단 310 : 피스톤 헤드
320 : 피스톤 축

Claims (23)

  1. 중공의 시험 대상물(10)(100) 내부에서 압축열이 발생되도록 기체를 공급하여 압축하는 기체압축수단(20);
    상기 압축열이 발생된 시험 대상물(10)(100) 표면의 온도를 적외선 파장 형태의 영상으로 검출하여 전송하는 열화상 검출수단(40); 및,
    상기 열화상 검출수단(40)에서 전송된 영상에서 상기 시험 대상물(10)(100) 표면의 온도 분포를 분석하여 상기 시험 대상물(10)(100)의 결함을 검출하거나 감육을 시험하는 분석수단(50); 을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기체는 공기, 산소, 질소, 아르곤, 이산화탄소, 수소, 네온, 헬륨 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 시험 대상물(10)(100)은 기체 공급 파이프, 액체 공급 파이프, 전선 파이프 중 하나인 것을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 파이프는 직선형 파이프 또는 곡률을 갖는 파이프 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기체압축수단(20)은 콤프레샤인 것을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템은,
    상기 시험 대상물(10)(100)에 기체를 압축하여 공급하는 기체압축수단(20)에 상기 기체를 공급하는 적어도 하나 이상의 기체 공급수단(30)과,
    상기 분석수단(50)을 통해 분석되거나, 검출되는 상기 열화상 검출수단(40)의 데이터를 표시하는 제 1 출력수단(60)과,
    상기 분석수단(50)을 통해 분석되거나, 검출되는 상기 열화상 검출수단(40)의 데이터를 출력하는 제 2 출력수단(70)과,
    상기 분석수단(50)을 통해 상기 기체압축수단(20)을 제어하기 위한 데이터를 입력하는 입력수단(80)을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 기체 공급수단(30)은 봄베이고,
    상기 제 1 출력수단(60)은 모니터이며,
    상기 제 2 출력수단(70)은 프린터인 것을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 시험 대상물(10) 양측은 상기 기체압축수단(20)과 제 1, 제 2 압축 기체 공급관(22,23)을 통해 연결되고, 상기 기체압축수단(20)과 상기 기체 공급수단(30)은 적어도 하나 이상의 기체 수송관(33,34)으로 연결되는 것을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 시험 대상물(100) 양측 중 일측은 상기 기체압축수단(20)과 기체 투입 관(110)으로 연결되고, 타측은 상기 기체압축수단(20)과 기체 배출관(120)을 통해 연결되며, 상기 기체압축수단(20)과 상기 기체 공급수단(30)은 적어도 하나 이상의 기체 수송관(33,34)으로 연결되는 것을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 기체압축수단(20)은 상기 기체를 압축시키는 제어 패널(21)이 더 구성되어 상기 제어 패널(21)로부터 압축제어 명령을 받거나, 상기 분석수단(20)으로부터 상기 압축제어 명령을 받은 것을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템.
  11. 일측이 개방되고, 내부에 기체가 담기는 공간부를 갖는 용기(容器) 형상의 시험 대상물(200)의 개방된 일측에서 상기 시험 대상물(200) 내측으로 상기 시험 대상물(200)의 공간부에 존재하는 기체가 누설되지 않도록 삽입되어, 푸쉬 방식으로 상기 시험 대상물(200) 내부에서 압축열을 발생시키는 피스톤 제어 수단(300);
    상기 압축열이 발생된 시험 대상물(200) 표면의 온도를 적외선 파장 형태의 영상으로 검출하여 전송하는 열화상 검출수단(40); 및,
    상기 열화상 검출수단(40)에서 전송된 영상에서 상기 시험 대상물(200) 표면 의 온도 분포를 분석하여 상기 시험 대상물(200)의 결함을 검출하는 분석수단(50); 을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템.
  12. 제 1 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 열화상 검출수단(40)은 적어도 하나 이상의 적외선 열화상 카메라로 구성됨을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템.
  13. 제 1 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 분석수단(50)은 컴퓨터인 것을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템.
  14. 제 1 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 시험 대상물(10)(100)(200) 결함은 크랙, 공극(홀), 변형, 이물질 포함 여부 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템은,
    상기 분석수단(50)을 통해 분석되거나, 검출되는 상기 열화상 검출수단(40)의 데이터를 표시하는 제 1 출력수단(60)과,
    상기 분석수단(50)을 통해 분석되거나, 검출되는 상기 열화상 검출수단(40)의 데이터를 출력하는 제 2 출력수단(70)과,
    상기 분석수단(50)을 통해 상기 기체압축수단(20)을 제어하기 위한 데이터를 입력하는 입력수단(80)을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 출력수단(60)은 모니터이며,
    상기 제 2 출력수단(70)은 프린터인 것을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템.
  17. 중공의 시험 대상물(10)(100) 내부에서 압축열이 발생하도록 기체압축수단(20)에서 상기 시험 대상물(10)(100)에 설정된 압력에 도달하도록 기체를 공급하는 단계(S120);
    열화상 검출수단(40)이 상기 압축열이 발생되는 시험 대상물(10)(100) 표면 의 온도를 적외선 파장 형태의 영상으로 검출하여 전송하는 단계; 및,
    분석수단(50)이 상기 설정된 압력에 도달한 시점에 상기 열화상 검출수단(40)으로부터 전송된 영상에서 상기 시험 대상물(10)(100) 표면의 온도 분포를 분석하여 상기 시험 대상물(10)(100)의 결함을 분석하는 단계(S180); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 시험 대상물(10)(100)에 대한 기체 공급 단계(S120) 이전에 상기 시험 대상물(10)(100)을 진공챔버(90)에 위치시키고, 상기 시험 대상물(10)(100) 내부에 존재하는 기체를 제거하는 단계(S110)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 방법.
  19. 중공의 시험 대상물(100) 내부에서 압축열이 발생하도록 기체압축수단(20)에서 상기 시험 대상물(100)에 설정된 압력에 도달하도록 기체를 공급하는 단계(S210);
    상기 기체가 상기 시험 대상물(100)에 설정된 압력에 도달하도록 공급되면 상기 기체를 상기 시험 대상물(100)에서 설정된 시간 동안 순환시키고, 열화상 검출수단(40)은 압축열이 발생되는 상기 시험 대상물(100) 표면의 온도를 적외선 파 장 형태의 영상으로 검출하여 분석수단(50)으로 전송하는 단계(S270); 및,
    상기 분석수단(50)이 상기 설정된 시간 동안 순환된 시점에 상기 열화상 검출수단(40)으로부터 전송된 영상에서 상기 시험 대상물(100) 표면의 온도 분포를 분석하여 상기 시험 대상물(100)의 감육 상태를 분석하는 단계(S300); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 시험 대상물(100)의 감육 상태 분석은 상기 시험 대상물(100)의 곡률을 갖는 부위에 대한 감육 상태 분석인 것을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 방법.
  21. 제 17 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 기체압축수단(20)에서 상기 기체를 설정된 압력에 도달하도록 공급하는 단계(S120)(S210) 이전에 상기 시험 대상물(10)(100)에 대한 체적을 계산하는 단계(S100)(S200)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 방법.
  22. 일측이 개방되고, 내부에 기체가 담기는 공간부를 갖는 용기(容器) 형상의 시험 대상물(200)의 개방된 일측에 상기 공간부의 기체가 누설되지 않도록 피스톤 헤드(310)를 삽입하는 단계(S410);
    피스톤 제어 수단(300)이 상기 피스톤 헤드(310)를 상기 시험 대상물(200) 내부가 설정된 압력에 도달할 때까지 푸쉬하여 상기 시험 대상물(200) 내부에서 압축열을 발생시키는 단계(S440)(S460);
    열화상 검출수단(40)이 상기 압축열이 발생되는 시험 대상물(200) 표면의 온도를 적외선 파장 형태의 영상으로 검출하여 분석수단(50)으로 전송하는 단계; 및,
    상기 분석수단(50)이 상기 설정된 압력에 도달한 시점에 상기 열화상 검출수단(40)으로부터 전송된 영상에서 상기 시험 대상물(200) 표면의 온도 분포를 분석하여 상기 시험 대상물(200)의 결함을 분석하는 단계(S490); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 방법.
  23. 제 17 항 또는 제 22 항에 있어서,
    상기 시험 대상물(10)(100)(200)의 결함을 분석하는 단계(S180)(S490)는, 상기 시험 대상물(10)(100)(200)의 크랙, 공극(홀), 변형, 이물질 포함 여부 결함 중 하나 이상의 결함을 검출하는 것임을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 방법.
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