KR20200025188A

KR20200025188A - 구조물의 방사선 투과검사 장치

Info

Publication number: KR20200025188A
Application number: KR1020180102163A
Authority: KR
Inventors: 박진규; 천광산; 성우제; 박상철
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2018-08-29
Filing date: 2018-08-29
Publication date: 2020-03-10
Also published as: KR102559184B1

Abstract

본 발명은 구조물에 대한 방사선 투과검사를 수행하는 장치에 있어서: 피검사물(10)의 일측에 상부타겟(21)과 하부타겟(22)을 지지하는 타겟수단(20); 피검사물(10)의 타측 상방향에서 주행하는 메인대차(31) 상에 거리측정기(33)와 방사선원(35)을 구비하는 조사수단(30); 피검사물(10)의 타측 하방향에서 주행하는 서브대차(41) 상에 거리측정기(43)와 디텍터(45)를 구비하는 검출수단(40); 및 상기 타겟수단(20), 조사수단(30), 검출수단(40)을 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어수단(50);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 선박 등의 구조물 검사에서 방사선과 반응이 빠른 디지털 디텍터의 적용으로 방사선 조사시간이 단축되고 방사선원 및 디지털 디텍터 자동 주행장치 적용으로 작업효율이 향상되는 효과가 있다.

Description

구조물의 방사선 투과검사 장치 {Apparatus for radiographic testing structure}

본 발명은 방사선 투과검사 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 선박 등의 구조 플레이트의 용접부에 방사선 조사와 동시에 디지털 이미지 취득과 전송이 가능한 구조물의 방사선 투과검사 장치에 관한 것이다.

환경규제(배기가스규제)로 인한 IMO규제 충족을 위해 선박 추진 연료로 LNG를 검토하고 적용하고 있는 추세이며, 이에 선박의 추진용 LNG 저장탱크 제작을 위한 경제성이 있고 극저온의 LNG 저장에 적합한 신 강종(9% Ni 및 고망간강 등)이 개발되고 있다. 신 강종으로 Type B Tank 제작 시 국제코드(IGF/IGC) 적용으로 구조 용접부에 대한 RT(방사선검사) 100% 적용이 불가피한 상황이다.

반면, 종래의 경우 방사선 종사자가 일일이 필름 및 방사선원 위치를 계산하고 마킹하는 수작업을 기반으로 하고 있으며 필름설치 위치와 방사선원 위치가 플레이트로 가려져 있어 필름과 방사선원의 위치 동기화가 어려워 작업 효율이 저하되는 폐단이 있다.

RT와 관련되는 선행기술문헌으로서 한국 공개특허공보 제2018-0042965호, 한국 등록특허공보 제0975417호 등을 참조할 수 있다.

전자는 대상물을 수용하는 내부 공간에 수용된 대상물에 대하여 방사선 촬영하는 촬영 Room; 컨트롤 모듈을 구비하여 촬영 Room을 제어하면서 촬영 Room에서 촬영된 결과를 이미지화하고 판독한 후 판독된 검사 결과를 데이터베이스 서버에 전송하는 컨트롤 Room;을 포함한다. 이에, 방사선 검사로 인한 공사지연을 방지하고 작업자의 안전을 확보하는 효과를 기대한다.

후자는 피검사체를 투과한 방사선을 입력받아 가시광선으로 변환한 후, 가시광선을 전기적 영상신호로 변환하여 피검사체의 이미지를 획득하는 방사선 센싱 장치; 임의의 회전축을 중심으로 미리 설정된 각도 범위 내에서 좌우 회전시키는 구동 모듈을 지닌 회전장치; 등을 포함한다. 이에, 디지털 이미지에 의한 전송 및 전산 처리가 가능하여 검사의 신뢰성 향상을 기대한다.

그러나, 선박의 중대형 플레이트 구조물에 대한 방사선 투과검사를 위해서는 전자와 후자의 선행특허를 접목하는 대폭적인 개선이 요구된다.

한국 공개특허공보 제2018-0042965호 "이동식 방사선 검사 장치" (공개일자 : 2018.04.27.) 한국 등록특허공보 제0975417호 "디지털 방사선 투과 검사 시스템 및 방법" (공개일자 : 2010.08.11.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 구조물의 용접부 일측에 필름을 설치하고 타측에 방사선원을 설치하여 용접부 방사선 검사를 수행하는 방식에서 탈피하여, 디지털 디텍터를 방사선원의 반대측에 위치시켜 일정간격으로 주행하면서 용접부를 검사하는 구조물의 방사선 투과검사 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 구조물에 대한 방사선 투과검사를 수행하는 장치에 있어서: 피검사물의 일측에 상부타겟과 하부타겟을 지지하는 타겟수단; 피검사물의 타측 상방향에서 주행하는 메인대차 상에 거리측정기와 방사선원을 구비하는 조사수단; 피검사물의 타측 하방향에서 주행하는 서브대차 상에 거리측정기와 디텍터를 구비하는 검출수단; 및 상기 타겟수단, 조사수단, 검출수단을 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 타겟수단은 상부타겟 및 하부타겟에 포토다이오드를 탑재하고, 레이저 스팟의 변동 상태를 통신모듈을 통하여 전송하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 타겟수단은 피검사물에 대한 상부타겟 및 하부타겟의 위치를 세팅하도록 정렬표시기를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 검출수단은 방사선원의 신호를 수신하는 위치에 필름을 배제하는 디지털 방식의 디텍터를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단은 제어기에서 타겟수단의 신호를 활용하여 메인대차와 서브대차의 주행 동기 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 선박 등의 구조물 검사에서 방사선과 반응이 빠른 디지털 디텍터의 적용으로 방사선 조사시간이 단축되고 방사선원 및 디지털 디텍터 자동 주행장치 적용으로 작업효율이 향상되는 효과가 있다.

또한, 촬영 즉시 디지털 이미지로 취득되어 바로 판독이 가능하여 필름현상 작업 및 판독 대기시간이 필요치 않고, 설치시에만 작업자가 투입되어 작업자의 안전확보가 가능하며 노출시간도 단축되어 피폭위험이 감소된다.

또한, 작업자가 실시간으로 촬영이미지 확인이 가능하여 즉시 재 촬영여부 판단이 가능하고 바로 촬영이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 사용 상태로 나타내는 모식도
도 2는 본 발명에 따른 장치를 평면과 측면에서 나타내는 모식도
도 3은 본 발명에 따른 장치의 제어기 화면을 나타내는 모식도
도 4는 본 발명에 따른 장치의 작동 상태를 나타내는 모식도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 구조물에 대한 방사선 투과검사를 수행하는 장치에 관하여 제안한다. 구조물이란 선박에서 신 강종으로 제작되는 LFS(LNG fueld ship) 탱크에 소요되는 플레이트를 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 이와 같은 구조물을 피검사물(10)로 하는 경우 용접선(15)에 대한 전량 RT(방사선검사)가 수반되며, 이 과정에서 작업자 안전 확보를 위하여 방사선에 노출되는 시간을 단축함을 요체로 한다.

본 발명에 따르면 타겟수단(20)이 피검사물(10)의 일측에 상부타겟(21)과 하부타겟(22)을 지지하는 구조이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 피검사물(10)이 다수의 서포트(12)를 이용하여 지면에서 이격된 상태로 지지되고, 피검사물(10)의 좌측단에 상부타겟(21)과 하부타겟(22)이 홀더(23)를 개재하여 장착된다. 상부타겟(21)는 후술하는 조사수단(30)에 대응하고, 하부타겟(22)은 후술하는 검출수단(40)에 대응한다. 홀더(23)는 적어도 2지점에서 피검사물(10)에 긴밀하게 결합되는데, 착탈 용이성을 위해 매그스위치(도시 생략)를 부가할 수도 있다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 타겟수단(20)은 상부타겟(21) 및 하부타겟(22)에 포토다이오드를 탑재하고, 레이저 스팟의 변동 상태를 통신모듈(25)을 통하여 전송하는 것을 특징으로 한다. 상부타겟(21)과 하부타겟(22)은 포토다이오드를 어레이 형태로 배열시킨 구조로 형성된다. 타겟수단(20)은 상부타겟(21)과 하부타겟(22)으로 수신되는 레이저 스팟의 위치정보(좌표)를 생성하는 외에 생성된 정보를 후술하는 제어수단(50)에 전송하도록 통신모듈(25)을 구비할 수 있다.

본 발명의 변형예로서, 상기 타겟수단(20)은 피검사물(10)에 대한 상부타겟(21) 및 하부타겟(22)의 위치를 세팅하도록 정렬표시기(27)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 정렬표시기(27)는 라인 레이저를 사용할 수 있으며 상부타겟(21)에 인접하게 설치된다. 정렬표시기(27)가 조사하는 방향은 상부타겟(21)과 정확하게 직교한다. 이에, 정렬표시기(27)를 온시키고 라인을 용접선(15)에 맞춘 상태에서 홀더(23)를 로크하면 타겟수단(20)이 정확한 자세로 고정된다. 타겟수단(20)의 정위치 세팅이 부정확하면 후술하는 RT의 정확성도 기대하기 곤란하다.

또한, 본 발명에 따르면, 조사수단(30)이 피검사물(10)의 타측 상방향에서 주행하는 메인대차(31) 상에 거리측정기(33)와 방사선원(35)을 구비하는 구조를 갖추고 있다. 조사수단(30)은 상부타겟(21)을 향하여 레이저광을 송출하면서 RT를 위한 방사선원(35)의 이동을 유발한다. 메인대차(31)는 다수의 주행휠과 주행휠 구동기를 구비하며 피검사물(10)의 상면에서 용접선(15)을 따라 이동 가능하다. 거리측정기(33)는 레이저 송출기를 기반으로 하면서 이외에 상부타겟(21)과 연계하여 거리를 측정하는 기능을 갖출 수 있다. 방사선원(35)은 메인대차(31)의 하방향으로 용접선(15)을 향하여 방사선을 조사한다.

한편, 도 1에서 메인대차(31)에서 방사선 조사로 인해 발생되는 산란 방사선을 차단하는 차폐체(37)가 설치된 상태를 예시한다. 차페체(37)는 메인대차(31)의 전후좌우 전체 영역에 탈착식으로 구성하는 것이 좋다. 종래에 비하여 방사선원(35)에 의한 조사 영역이 축소되므로 차폐체(37)의 구조도 경박단소화 가능하다.

또한, 본 발명에 따르면, 검출수단(40)이 피검사물(10)의 타측 하방향에서 주행하는 서브대차(41) 상에 거리측정기(43)와 디텍터(45)를 구비하는 구조를 갖추고 있다. 검출수단(40)은 하부타겟(22)을 향하여 레이저광을 송출하면서 RT를 위한 디텍터(45)의 이동을 유발한다. 서브대차(41)는 다수의 주행휠과 주행휠 구동기를 구비하며 지면에서 용접선(15)의 하측 방향으로 이동 가능하다. 거리측정기(43)는 레이저 송출기를 기반으로 하면서 이외에 하부타겟(22)과 연계하여 거리를 측정하는 기능을 갖출 수 있다. 디텍터(45)는 서브대차(41)의 상방향으로 용접선(15)을 투과한 방사선을 수신한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 검출수단(40)은 방사선원(35)의 신호를 수신하는 위치에 필름을 배제하는 디지털 방식의 디텍터(45)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 디지털 디텍터(45)는 종래의 필름을 사용하지 않고 방사선원(35)에 의한 신호를 처리한다. 즉, 디텍터(45)에 탑재된 매트릭스 형태의 반도체 센서의 신호를 증폭하여 분석하면 용접선(15)의 결함이 드러난다. 디텍터(45)를 사용하면 방사선과의 반응이 빨라 기존 필름 보다 조사시간 단축이 가능하고, 촬영 즉시 이미지가 디지털로 처리되므로 자동으로 주행하면서 피검사물(10)의 용접선(15)을 일정 간격으로 검사할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 제어수단(50)이 상기 타겟수단(20), 조사수단(30), 검출수단(40)을 설정된 알고리즘으로 제어하는 구조이다. 제어수단(50)은 마이크로프로세서, 메모리, 입출력인터페이스를 갖춘 마이컴 회로의 제어기(51)를 기반으로 한다. 제어기(51)는 PC(노트북)가 선호되지만 스마트폰을 사용할 수도 있다. 어느 경우에나 제어기(51)는 타겟수단(20)의 통신모듈(25)과 교신할 수 있는 통신모듈(55)을 구비한다.

도 3을 참조하면 제어기(51)의 디스플레이(53)에 방사선원(35)과 디텍터(45)의 신호를 그래픽으로 나타낸다. DL은 좌측의 거리측정기(33)(43)로 검출되는 상태, DR은 우측의 거리측정기(33)(43)로 검출되는 상태를 나타낸다. PL 및 PR은 용접심(초기 세팅)에서 좌측 및 우측으로 어긋나는 변위를 나타낸다. TS는 촬영 간격으로서 피검사물(10)에 대응하여 변동이 가능하다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단(50)은 제어기(51)에서 타겟수단(20)의 신호를 활용하여 메인대차(31)와 서브대차(41)의 주행 동기 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다. 도 4(a)는 초기 세팅 상태로서 메인대차(31)의 좌우측 거리측정기(33)를 통하여 검출된 거리가 2500㎜로 일치한다. 도 (b)와 같이 메인대차(31)가 우측으로 틀어지면 좌우측 거리측정기(33)를 통하여 검출된 변위가 4㎜로 나타난다. 제어기(51)는 이러한 변위가 발생하지 않도록 메인대차(31)에 신호를 출력하여 도 4(c)와 같이 변위를 제거한다. 이와 동시에는 제어기(51)는 각 타겟(21)(22)과 연계하여 메인대차(31)와 서브대차(41)의 거리 신호를 분석하고 동기된 속도로 대차(31)(41)의 이동을 유발한다.

작동의 일예로서, 제어기(51)에 용접부 사양(재질, 두께)을 입력하면 초점거리(SFD:Source Film Distance) 및 노출시간 계산되어 방사선원(35)의 위치(상/하)가 조정되며 대차(31)(41)의 설치 후 입력한 주행간격(설정간격)대로 설정된 방사선 노출시간 만큼 RT 이미지를 취득한다. 이후 방사선원(35)의 노출을 차단하고 이미지 데이터를 서버에 전송한 후 다시 설정된 거리만큼 이동하여 상기와 같은 촬영 프로세스를 반복적으로 수행한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 피검사물 12: 서포트
15: 용접선 20: 타겟수단
21: 상부타겟 22: 하부타겟
25: 통신모듈 27: 정렬표시기
30: 조사수단 31: 메인대차
33: 거리측정기 35: 방사선원
37: 차폐체 40: 검출수단
41: 서브대차 43: 거리측정기
45: 디텍터 50: 제어수단
51: 제어기 53: 디스플레이
55: 통신모듈

Claims

구조물에 대한 방사선 투과검사를 수행하는 장치에 있어서:
피검사물(10)의 일측에 상부타겟(21)과 하부타겟(22)을 지지하는 타겟수단(20);
피검사물(10)의 타측 상방향에서 주행하는 메인대차(31) 상에 거리측정기(33)와 방사선원(35)을 구비하는 조사수단(30);
피검사물(10)의 타측 하방향에서 주행하는 서브대차(41) 상에 거리측정기(43)와 디텍터(45)를 구비하는 검출수단(40); 및
상기 타겟수단(20), 조사수단(30), 검출수단(40)을 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어수단(50);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 구조물의 방사선 투과검사 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 타겟수단(20)은 상부타겟(21) 및 하부타겟(22)에 포토다이오드를 탑재하고, 레이저 스팟의 변동 상태를 통신모듈(25)을 통하여 전송하는 것을 특징으로 하는 구조물의 방사선 투과검사 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 타겟수단(20)은 피검사물(10)에 대한 상부타겟(21) 및 하부타겟(22)의 위치를 세팅하도록 정렬표시기(27)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 구조물의 방사선 투과검사 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 검출수단(40)은 방사선원(35)의 신호를 수신하는 위치에 필름을 배제하는 디지털 방식의 디텍터(45)를 구비하는 것을 특징으로 하는 구조물의 방사선 투과검사 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어수단(50)은 제어기(51)에서 타겟수단(20)의 신호를 활용하여 메인대차(31)와 서브대차(41)의 주행 동기 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 구조물의 방사선 투과검사 장치.