KR20180007871A - 배관 검사장치 및 검사방법 - Google Patents

배관 검사장치 및 검사방법 Download PDF

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Abstract

배관 검사장치 및 검사방법이 개시된다.
이 중에서 배관 검사방법은, 배관에 투입되는 배관 검사장치의 방사선 조사위치와 카메라 촬영위치 간 오프셋 위치를 산출하는 단계와, 산출된 오프셋 위치를 디스플레이에 오프셋 라인으로 표시하는 단계와, 배관 검사장치를 배관의 용접 라인이 위치한 검사 지점으로 이동시키는 단계와, 오프셋 라인과 용접 라인을 일치시키는 단계와, 용접 라인에 방사선 소스를 조사하는 단계와, 용접 라인에 대한 검사 결과를 판독하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

배관 검사장치 및 검사방법{APPARATUS FOR INSPECTING PIPE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 배관 검사장치 및 검사방법에 관한 것이다.
산업현장에서 배관을 설치할 때 배관의 길이나 설치구역의 특상 배관을 서로 연결하여야 한다. 이때, 배관을 서로 연결하기 위해서는 일정 길이의 배관을 서로 용접하여서 시공하기 때문에 용접부가 발생하는데, 이 용접부에는 직관 및 직관을 용접하는 배관연결부와, 직관 및 곡관을 연결하는 배관연결부가 있다.
이처럼 배관에 용접부가 발생하면, 용접부의 건전성을 확인하기 위한 검사가 필요하므로, 배관에 손상을 주지 않도록 하기 위하여, 비파괴검사의 방법으로 검사가 이루어진다. 비파괴검사 중에서 방사선 비파괴검사의 경우, 방사선 촬영필름을 획득하고, 이 필름을 판독하여 용접부의 건전성을 확인한다. 이때, 용접부를 방사선 촬영하기 위해서는, 방사성동위원소를 배관 내 용접부의 중앙에 위치시켜야 한다.
만약, 방사성동위원소를 배관 내 용접부의 중앙에 정확하게 위치시키지 못하면, 방사선 촬영시 배관의 모재를 투과하여 필름에 도달하는 방사선 투과에너지의 강도가 달라져 필름의 감광작용에 영향을 미치칠 수 있으므로, 필름의 현상시 필름의 농도(명암의 밝기 정도)가 다르게 나타날 수 있다. 결국, 필름의 판독시, 용접부에서 발생한 결함을 정확히 판독하기가 어려워져 재촬영이 필요하므로, 이로 인한 시간 및 비용이 추가될 수 있다.
이에 방사성동위원소를 배관 내 용접부의 중앙에 정확하게 위치시키기 위한 방안이 요구되고 있다.
공개특허공보 제10-2010-0034478호(2010. 4. 1. 공개)
본 발명의 실시예들은 배관 내 용접부의 중앙에서 방사선을 정확하게 조사할 수 있도록 하는 배관 검사장치 및 검사방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 배관 검사방법은, 배관의 센터에 투입되는 배관 검사장치의 방사선 조사위치와 카메라 촬영위치 간 오프셋 위치를 산출하는 단계; 산출된 상기 오프셋 위치를 디스플레이에 오프셋 라인으로 표시하는 단계; 상기 배관 검사장치를 상기 배관의 용접 라인이 위치한 검사 지점으로 이동시키는 단계; 상기 오프셋 라인과 상기 용접 라인을 일치시키는 단계; 상기 용접 라인에 방사선 소스를 조사하는 단계; 및 상기 용접 라인에 대한 검사 결과를 판독하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 오프셋 위치를 산출하는 단계는, 배관의 반경, 카메라의 화면거리, 카메라의 화각, 디스플레이의 픽셀수, 디스플레이의 픽셀당 거리를 이용하여, 방사선 조사위치와 카메라 촬영위치 간 오프셋 위치를 산출할 수 있다.
또한, 상기 오프셋 위치를 산출하는 단계는, 상기 오프셋 위치를 상기 디스플레이에 반영하기 위한 픽셀당 거리(x)를 하기 식 1을 통해 계산할 수 있다.
[식 1]
Figure pat00001
(x: 디스플레이의 픽셀당 거리, r: 배관의 반경, b: 카메라의 화면거리, a: 카메라의 화각, z: 디스플레이의 픽셀수)
또한, 상기 오프셋 위치를 산출하는 단계는, 하기 식 2를 통해 상기 디스플레이 상에서 상기 배관의 중심에 표시되어야 할 픽셀 위치(k)를 계산할 수 있다.
[식 2]
Figure pat00002
(k:디스플레이의 픽셀 위치, c: 방사선 조사위치와 카메라 촬영위치 간 거리, x: 디스플레이의 픽셀당 거리)
본 발명의 실시예에 따른 배관 검사장치는, 배관의 용접 라인에 방사선을 조사하는 조사부와, 상기 조사부에 이격 배치되는 카메라를 포함하는 콜리메이터; 상기 조사부의 방사선 조사위치와 상기 카메라의 카메라 촬영위치 간 오프셋 위치를 산출하는 컨트롤러; 및 산출된 상기 오프셋 위치가 오프셋 라인으로 화면에 표시된 디스플레이를 포함할 수 있다.
이때, 배관 검사장치는 상기 콜리메이터에 상기 방사선 소스를 공급하기 위한 방사선 공급유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 방사선 공급유닛은 상기 방사선 공급유닛은 몸체부; 상기 몸체부를 파이프의 내면에 지지하도록 상기 몸체부에 설치되는 휠부; 상기 몸체부를 주행시키기 위한 주행부; 및 비파괴 검사를 위한 방사선 소스를 말단 측에 갖는 피딩 튜브를 상기 콜리메이터로 안내하는 가이드 튜브를 포함할 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러는 상기 오프셋 위치를 상기 디스플레이에 반영하기 위한 픽셀당 거리(x)를 하기 식 1을 통해 계산할 수 있다.
[식 1]
Figure pat00003
(x: 디스플레이의 픽셀당 거리, r: 배관의 반경, b: 카메라의 화면거리, a: 카메라의 화각, z: 디스플레이의 픽셀수)
또한, 상기 컨트롤러는 하기 식 2를 통해 상기 디스플레이 상에서 상기 배관의 중심에 표시되어야 할 픽셀 위치(k)를 계산할 수 있다.
[식 2]
Figure pat00004
(k:디스플레이의 픽셀 위치, c: 방사선 조사위치와 카메라 촬영위치 간 거리, x: 디스플레이의 픽셀당 거리)
본 발명의 실시예들은 방사선 조사위치와 카메라 촬영위치 간 오프셋 위치를 디스플레이 상에서 보정함으로써, 용접부의 중앙에서 방사선을 정확하게 조사할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 검사장치의 콜리메이터를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 검사장치를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 검사장치를 통해 오프셋 위치가 오프셋 라인으로 매칭되는 상태를 도시한 상태도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 검사방법을 도시한 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 하기의 설명은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룰 수 있다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 또는 기능에 관한 구체적인 설명은 본 발명을 명료하게 하기 위해 생략할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
그리고 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 검사장치의 콜리메이터를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 검사장치를 도시한 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 검사장치를 통해 오프셋 위치가 오프셋 라인으로 매칭되는 상태를 도시한 상태도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 검사장치는, 콜리메이터(200), 컨트롤러(미도시), 디스플레이(400) 및 방사선 공급유닛(100)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 콜리메이터(200)는 방사선 공급유닛(100)으로부터 방사성 소스를 제공받아, 배관(10)의 용접 라인(L1), 보다 정확하게, 배관(10)의 용접 라인(L1) 외주연을 따라 설치된 방사선 필름(20)을 향해 방사선 소스를 조사할 수 있다. 여기서, 방사선 소스는 X선, γ선, β선 등의 방사선을 발생할 수 있다.
이를 위해, 콜리메이터(200)에는 배관(10)의 용접 라인(L1)에 방사선 소스를 조사하는 조사부(210)와, 배관(10) 내 촬영을 위한 카메라(220)가 마련될 수 있다. 이때, 이들 조사부(210) 및 카메라(220)는 일정 거리 이격되므로, 방사선 조사위치와 카메라 촬영위치가 서로 상이하다.
이에 본 실시예에서는, 방사선 조사위치와 카메라 촬영위치 간 오프셋 위치를 산출하고, 산출된 오프셋 위치를 디스플레이(400)에 오프셋 라인(L2)으로 표시함으로써, 방사선 소스를 용접 라인(L1)에 정확하게 조사할 수 있다.
컨트롤러는 조사부(210)의 방사선 조사위치와 카메라(220)의 카메라 촬영위치 간 오프셋 위치를 산출할 수 있다.
예컨대, 배관의 반경(r), 카메라의 화면거리(b), 카메라의 화각(a), 디스플레이의 픽셀수(z), 방사선 조사위치와 카메라 촬영위치 간 거리(c)에 대한 정보가 컨트롤러에 입력되면, 컨트롤러는 오프셋 위치를 디스플레이(400)에 반영하기 위한 픽셀당 거리(x)를 하기 식 1을 통해 계산할 수 있다.
[식 1]
Figure pat00005
(x: 디스플레이의 픽셀당 거리, r: 배관의 반경, b: 카메라의 화면거리, a: 카메라의 화각, z: 디스플레이의 픽셀수)
그리고 컨트롤러는 디스플레이의 픽셀당 거리(x)와, 방사선 조사위치와 카메라 촬영위치 간 거리(c)를 하기 식 2에 적용하여 디스플레이(400) 상에서 카메라(220)가 촬영되는 수직 위치(O, 카메라(220) 중심 위치)에서, 이격하여 표시되어야 할 디스플레이의 픽셀 위치(k : 픽셀 수)를 계산할 수 있다.
[식 2]
Figure pat00006
(k:디스플레이의 픽셀 위치(픽셀 수), c: 방사선 조사위치와 카메라 촬영위치 간 거리, x: 디스플레이의 픽셀당 거리)
예를 들어, 상술한 식 1 및 식 2를 통해, 디스플레이의 픽셀 위치(k, 픽셀 수)가 구해지면, 카메라(220)가 촬영되는 수직 위치(O)에서 디스플레이의 픽셀 위치(k) 만큼 이동하여, 디스플레이(400)의 화면에 오프셋 라인(L2)으로 표시할 수 있다. 이후, 용접 라인(L1)에 방사선 소스를 조사하기 전, 오프셋 라인(L2)과 용접 라인(L1)을 서로 일치시키면, 해당 위치에서 용접 라인(L1)에 방사선을 정확하게 조사할 수 있다.
방사선 공급유닛(100)은 몸체부(110), 휠부(120), 주행부(130) 및 가이드 튜브(140)를 포함할 수 있다.
몸체부(110)는 파이프(10)의 중심축 상에 위치하여 파이프(10) 내부를 주행
할 수 있다. 몸체부(110)에는 휠부(120), 주행부(130) 및 가이드 튜브(140)가 설치될 수 있다.
휠부(120)는 몸체부(110)를 배관(10)의 내면에 지지한다. 일 예로, 휠부(120)는 주행휠(121)과 조절장치(122)를 포함할 수 있다. 휠부(120)는 주행휠(121)을 배관(10)의 내면에 가압하는 스프링과 같은 완충 장치를 구비할 수 있다. 본 실시예에서, 주행휠(121)은 몸체부(110)의 상부와 하부에 각각 2개씩 총 4개가 설치되어 있으나, 주행휠(121)의 설치 개수와 위치는 다양하게 변형될 수 있다.
주행부(130)는 휠부(120)를 구동하여 몸체부(110)를 배관(10)을 따라 주행시킬 수 있다. 예를 들어, 주행부(130)는 주행휠(121)을 회전 구동하는 구동모터로 제공될 수 있다.
가이드 튜브(140)는 몸체부(110)의 전방 측에 설치되어 피딩 튜브(T)를 안내할 수 있다. 피딩 튜브(T)는 말단 측에 파이프(10)의 비파괴 검사를 위한 방사선 소스를 구비하는데, 방사선 소스는 피딩 장치(170)에 의해 가이드 튜브(140)의 말단 측으로 공급될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 검사방법을 도시한 블록도이다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 검사방법은, 방사선 조사위치와 카메라 촬영위치 간 오프셋 위치를 산출하는 단계(S100)와, 오프셋 위치를 디스플레이에 오프셋 라인으로 표시하는 단계(S200)와, 배관 검사장치를 배관의 용접 라인이 위치한 검사 지점으로 이동시키는 단계(S300)와, 오프셋 라인과 용접 라인을 일치시키는 단계(S400)와, 용접 라인에 방사선을 조사하는 단계(S500)와, 용접 라인에 대한 검사 결과를 판독하는 단계(S600)를 포함할 수 있다.
상기 방사선 조사위치와 카메라 촬영위치 간 오프셋 위치를 산출하는 단계(S100)는, 배관 검사장치를 배관의 센터에 투입하기 전, 배관의 반경, 카메라의 화면거리, 카메라의 화각, 디스플레이의 픽셀수, 디스플레이의 픽셀당 거리를 이용하여, 배관 검사장치의 방사선 조사위치와 카메라 촬영위치 간 오프셋 위치를 미리 산출할 수 있다.
예컨대, 오프셋 위치를 디스플레이에 반영하기 위한 픽셀당 거리(x)를 하기 식 1을 통해 계산한 한 후, 하기 식 2를 통해 디스플레이(400) 상에서 배관(10)의 중심에 표시되어야 할 디스플레이의 픽셀 위치(k)를 계산할 수 있다.
[식 1]
Figure pat00007
(x: 디스플레이의 픽셀당 거리, r: 배관의 반경, b: 카메라의 화면거리, a: 카메라의 화각, z: 디스플레이의 픽셀수)
[식 2]
Figure pat00008
(k:디스플레이의 픽셀 위치, c: 방사선 조사위치와 카메라 촬영위치 간 거리, x: 디스플레이의 픽셀당 거리)
상기 오프셋 위치를 디스플레이에 오프셋 라인으로 표시하는 단계(S200)는, 식 1 및 식 2를 통해, 디스플레이 상에서 배관의 중심에 표시되어야 할 디스플레이의 픽셀 위치(k)가 산출되면, 디스플레이의 픽셀 위치(k)를 이용하여 디스플레이(400)에 오프셋 라인(L2)을 표시한다.
상기 배관 검사장치를 배관의 용접 라인이 위치한 검사 지점으로 이동시키는 단계(S300)는, 디스플레이(400)에 오프셋 라인(L2)이 표시되면, 배관 검사장치를 배관의 용접 라인(L1)이 위치한 검사 지점으로 이동시킨다. 이때, 배관 검사장치의 콜리메이터(200)를 배관(10)의 센터에 위치시키고, 배관(20)의 외부에 방사선 필름(20)을 연속하여 부착한다.
상기 오프셋 라인과 용접 라인을 일치시키는 단계(S400)는, 배관 검사장치가 용접 라인(L1)의 검사 지점으로 정확하게 위치되도록 디스플레이(400)의 화면에 오프셋 라인(L2)과 용접 라인(L1)을 일치시킨다.
상기 용접 라인에 방사선을 조사하는 단계(S500)는, 오프셋 라인(L2)과 용접 라인(L1)을 일치되면, 콜리메이터(400)에서 방사선 소스를 조사한다. 이때, 한 장의 방사선 필름(20)을 촬영할 시간에 용접 라인(L1)을 한번에 촬영할 수 있다.
상기 용접 라인에 대한 검사 결과를 판독하는 단계(S600)는, 용접 라인(L1)에 대한 검사 결과를 판독하여, 방사선 필름(20)을 통해 방사선이 검출되면, 배관의 용접 라인(L1)에 결함이 있는 것으로 판정할 수 있다. 이때, 작업자는 방사선이 검출된 방사선 필름(20)의 위치에 기초하여 해당 용접 결함 위치에 대해 추가 용접을 수행할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
100: 방사선 공급유닛 110: 몸체부
120: 휠부 130: 주행부
140 :가이드 튜브 200: 콜리메이터
210: 조사부 220: 카메라

Claims (9)

  1. 배관에 투입되는 배관 검사장치의 방사선 조사위치와 카메라 촬영위치 간 오프셋 위치를 산출하는 단계;
    산출된 상기 오프셋 위치를 디스플레이에 오프셋 라인으로 표시하는 단계;
    상기 배관 검사장치를 상기 배관의 용접 라인이 위치한 검사 지점으로 이동시키는 단계;
    상기 오프셋 라인과 상기 용접 라인을 일치시키는 단계;
    상기 용접 라인에 방사선 소스를 조사하는 단계; 및
    상기 용접 라인에 대한 검사 결과를 판독하는 단계를 포함하는 배관 검사방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오프셋 위치를 산출하는 단계는,
    배관의 반경, 카메라의 화면거리, 카메라의 화각, 디스플레이의 픽셀수, 디스플레이의 픽셀당 거리를 이용하여, 방사선 조사위치와 카메라 촬영위치 간 오프셋 위치를 산출하는 배관 검사방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 오프셋 위치를 산출하는 단계는,
    상기 오프셋 위치를 상기 디스플레이에 반영하기 위한 픽셀당 거리(x)를 하기 식 1을 통해 계산하는
    [식 1]
    Figure pat00009

    (x: 디스플레이의 픽셀당 거리, r: 배관의 반경, b: 카메라의 화면거리, a: 카메라의 화각, z: 디스플레이의 픽셀수)
    배관 검사방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 오프셋 위치를 산출하는 단계는,
    하기 식 2를 통해 상기 디스플레이 상에서 상기 배관의 중심에 표시되어야 할 픽셀 위치(k)를 계산하는
    [식 2]
    Figure pat00010

    (k:디스플레이의 픽셀 위치, c: 방사선 조사위치와 카메라 촬영위치 간 거리, x: 디스플레이의 픽셀당 거리)
    배관 검사방법.
  5. 배관의 용접 라인에 방사선 소스를 조사하는 조사부와, 상기 조사부에 이격 배치되는 카메라를 포함하는 콜리메이터;
    상기 조사부의 방사선 조사위치와 상기 카메라의 카메라 촬영위치 간 오프셋 위치를 산출하는 컨트롤러; 및
    산출된 상기 오프셋 위치가 오프셋 라인으로 화면에 표시된 디스플레이를 포함하는 배관 검사장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 콜리메이터에 상기 방사선 소스를 공급하기 위한 방사선 공급유닛을 더 포함하는 배관 검사장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 방사선 공급유닛은
    몸체부;
    상기 몸체부를 파이프의 내면에 지지하도록 상기 몸체부에 설치되는 휠부;
    상기 몸체부를 주행시키기 위한 주행부; 및
    비파괴 검사를 위한 방사선 소스를 말단 측에 갖는 피딩 튜브를 상기 콜리메이터로 안내하는 가이드 튜브를 포함하는 배관 검사장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는
    상기 오프셋 위치를 상기 디스플레이에 반영하기 위한 픽셀당 거리(x)를 하기 식 1을 통해 계산하는
    [식 1]
    Figure pat00011

    (x: 디스플레이의 픽셀당 거리, r: 배관의 반경, b: 카메라의 화면거리, a: 카메라의 화각, z: 디스플레이의 픽셀수)
    배관 검사장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는
    하기 식 2를 통해 상기 디스플레이 상에서 상기 배관의 중심에 표시되어야 할 픽셀 위치(k)를 계산하는
    [식 2]
    Figure pat00012

    (k:디스플레이의 픽셀 위치, c: 방사선 조사위치와 카메라 촬영위치 간 거리, x: 디스플레이의 픽셀당 거리)
    배관 검사장치.
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