KR20220150784A - 저장탱크에 대한 진공누설검사와 위상배열초음파검사를 함께 수행 가능한 비파괴 검사 시스템 - Google Patents

저장탱크에 대한 진공누설검사와 위상배열초음파검사를 함께 수행 가능한 비파괴 검사 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 저장탱크에 대한 진공누설검사를 위하여 내부를 감압시키도록 형성되고 거품 발생을 확인 가능한 창을 구비하는 진공상자; 및 상기 진공상자에 결합되고 저장탱크에 대한 위상배열 초음파 탐상을 수행하는 위상배열 초음파 탐상 장치를 포함하며, 상기 위상배열 초음파 탐상 장치는, 상기 진공상자에 결합되고 상기 창에 대응되는 중공부를 구비하는 프레임; 상기 프레임에 일방향을 따라 연장되게 설치되는 스크류 가이드; 상기 스크류 가이드를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키도록 형성되는 모터; 상기 스크류 가이드에 설치되어 상기 모터의 구동에 따른 상기 스크류 가이드의 회전에 의해 상기 스크류 가이드를 따라 이동 가능하게 형성되는 이동유닛; 및 상기 진공상자의 외측면과 마주하도록 상기 이동유닛에 결합되어 상기 이동유닛과 함께 이동하고 저장탱크에 접촉되는 프로브가 착탈 가능하게 결합되는 프로브 결합유닛을 포함하는 저장탱크에 대한 진공누설검사와 위상배열초음파검사를 함께 수행 가능한 비파괴 검사 시스템을 개시한다.

Description

저장탱크에 대한 진공누설검사와 위상배열초음파검사를 함께 수행 가능한 비파괴 검사 시스템{NON-DESTRUCTIVE INSPECTION SYSTEM CAPABLE OF PERFORMING BOTH VACUUM LEAKAGE INSPECTION AND PHASED ARRAY ULTRASONIC INSPECTION FOR STORAGE TANKS}
본 발명은 저장탱크에 대한 진공누설검사와 위상배열초음파검사를 함께 수행 가능한 비파괴 검사 시스템에 관한 것이다.
비파괴 검사 기법 중에서, 저장탱크의 용접부에 대한 결함을 검출하고 신뢰성을 평가하기 위한 대표적인 기법으로 진공누설검사와 위상배열초음파검사가 있다.
진공누설검사는 저장탱크의 용접부의 시험면을 진공으로 또는 이에 가깝게 감압하여, 시험면과 그 반대면과의 압력차에 의하여 생기는 기체의 누설을 시험면에 도포한 발포액의 거품 형성을 통해 확인함으로써, 누설 위치를 검지하는 시험방법이다.
위상배열초음파검사는 저장탱크 용접 접합부위에 초음파를 전파시킬 때, 나타내는 음향적 성질의 변화를 이용하여 저장탱크의 내부 결함을 검출하는 시험방법이다.
통상적으로 진공누설검사에는 진공상자가 이용되고, 위상배열초음파검사에는 위상배열 초음파 탐상 스캐너가 이용되며, 이 두 시험은 각각 별개로 진행되고 있다.
따라서, 작업자가 두 시험을 수행하기 위해서는 각 시험을 위한 장비를 따로 구비해야 하는 불편함이 있다.
아울러, 위상배열초음파검사의 경우, 용접 접합부위에 존재하는 크랙 내지는 저장탱크 내부의 불연속 결함의 존재여부를 확인하기 위해서는, 통상 작업자가 위상배열 초음파 탐상 스캐너를 조작하여야 한다. 이에 위상배열초음파검사는 작업자의 숙련 정도가 검사 결과에 영향을 주게 되어 검사 결과의 일관성을 확보하기 어렵다는 문제가 있다.
본 발명의 첫 번째 목적은, 저장탱크(예를 들어, 고망간강의 LNG 저장탱크)에 대한 진공누설검사와 위상배열초음파검사를 모두 수행 가능한 비파괴 검사 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 두 번째 목적은, 작업자가 직접 위상배열 초음파 탐상 장치를 조작할 필요 없이 자동으로 위상배열초음파검사가 수행될 수 있는 비파괴 검사 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 세 번째 목적은, 작업자가 저장탱크에 대한 진공누설검사와 위상배열초음파검사를 보다 체계적으로 수행할 수 있는 비파괴 검사 시스템을 제공하는데 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 저장탱크에 대한 진공누설검사를 위하여 내부를 감압시키도록 형성되고 거품 발생을 확인 가능한 창을 구비하는 진공상자; 및 상기 진공상자에 결합되고 저장탱크에 대한 초음파 탐상을 수행하는 위상배열 초음파 탐상 장치를 포함하며, 상기 위상배열 초음파 탐상 장치는, 상기 진공상자에 결합되고 상기 창에 대응되는 중공부를 구비하는 프레임; 상기 프레임에 일방향을 따라 연장되게 설치되는 스크류 가이드; 상기 스크류 가이드를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키도록 형성되는 모터; 상기 스크류 가이드에 설치되어 상기 모터의 구동에 따른 상기 스크류 가이드의 회전에 의해 상기 스크류 가이드를 따라 이동 가능하게 형성되는 이동유닛; 및 상기 진공상자의 외측면과 마주하도록 상기 이동유닛에 결합되어 상기 이동유닛과 함께 이동하고 저장탱크에 접촉되는 프로브가 착탈 가능하게 결합되는 프로브 결합유닛을 포함하며, 상기 모터의 구동에 따라 상기 프로브는 상기 진공상자의 외측에서 저장탱크상을 일방향 또는 타방향을 따라 이동 가능하게 형성되는, 저장탱크에 대한 진공누설검사와 위상배열초음파검사를 함께 수행 가능한 비파괴 검사 시스템을 개시한다.
상기 이동유닛은, 상기 스크류 가이드에 나사 결합되는 스크류 베어링; 및 상기 스크류 베어링에 결합되고 상기 스크류 가이드에 수직하게 배치되는 무빙바를 포함할 수 있으며, 상기 프로브 결합유닛은 상기 무빙바에 결합되는 형태로 형성될 수 있다.
상기 이동유닛은, 상기 무빙바에 결합되는 연결부재; 및 상기 연결부재에 결합되어 상기 프레임의 측면에 구름 접촉되는 적어도 하나의 가이드 휠을 더 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 가이드 휠은 상기 프레임의 내측면과 외측면에 각각 대향하도록 배치되어 상기 프레임의 내측면과 외측면에 각각 구름 접촉되도록 형성될 수 있다.
상기 프레임의 내측면과 외측면에는 상기 가이드 휠의 적어도 일부가 수용되는 가이드 홈이 연장 형성될 수 있다.
상기 프로브 결합 유닛은, 상기 무빙바에 결합되는 브래킷; 상기 브래킷에 결합되는 제1연장부재; 상기 제1연장부재에 상대 이동 가능하게 결합되고 상기 프로브가 착탈 가능하게 결합되는 제2연장부재; 및 상기 제1연장부재와 상기 제2연장부재에 각각 연결되어 상기 프로브가 저장탱크를 향하여 가압되도록 탄성력을 제공하는 스프링을 포함할 수 있다.
상기 브래킷에는 곡선형의 홈이 구비될 수 있으며, 상기 제1연장부재는 상기 홈의 기설정된 위치에 고정 가능하게 형성될 수 있다.
상기 비파괴 검사 시스템은, 상기 진공상자의 외측면과 마주하도록 상기 이동유닛에 결합되어 상기 이동유닛과 함께 이동하고 상기 저장탱크에 구름 접촉되어 상기 이동유닛의 이동거리를 감지하도록 형성되는 엔코더가 결합되는 엔코더 결합유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 저장탱크에 대한 진공누설검사를 위하여 내부를 감압시키도록 형성되는 진공상자에 결합되고 상기 진공상자의 창에 대응되는 중공부를 구비하는 프레임; 상기 프레임에 일방향을 따라 연장되게 설치되는 스크류 가이드; 상기 스크류 가이드를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키도록 형성되는 모터; 상기 스크류 가이드에 설치되어 상기 모터의 구동에 따른 상기 스크류 가이드의 회전에 의해 상기 스크류 가이드를 따라 이동 가능하게 형성되는 이동유닛; 및 상기 진공상자의 외측면과 마주하도록 상기 이동유닛에 결합되어 상기 이동유닛과 함께 이동하고 저장탱크에 접촉되는 프로브가 착탈 가능하게 결합되는 프로브 결합유닛을 포함하며, 상기 모터의 구동에 따라 상기 프로브는 상기 진공상자의 외측에서 저장탱크 상을 일방향 또는 타방향을 따라 이동 가능하게 형성되는 위상배열 초음파 탐상 장치를 개시한다.
아울러, 본 발명은, 거품 발생을 확인 가능한 창을 구비하는 진공상자를 저장탱크의 제1영역에 설치하여 진공누설검사를 수행하는 제1단계; 상기 진공상자에 결합되는 위상배열 초음파 탐상 장치를 이용하여 상기 제1영역 부근에 대한 위상배열 초음파 탐상을 수행하는 제2단계; 상기 진공상자를 상기 제1영역에 일부가 중첩된 제2영역으로 이동 설치하여 진공누설검사를 수행하는 제3단계; 및 상기 위상배열 초음파 탐상 장치를 이용하여 상기 제2영역 부근에 대한 위상배열 초음파 탐상을 수행하는 제4단계를 포함하고, 상기 제2단계 이후 상기 저장탱크의 상기 제1영역에는 상기 진공상자의 바닥면에 의해 특정 마크가 남겨지고, 상기 제3단계에서는 상기 진공상자의 바닥면이 상기 남겨진 마크의 일부와 중첩되도록 상기 진공상자를 상기 제2영역으로 이동 설치하는, 저장탱크에 대한 진공누설검사와 위상배열초음파검사를 함께 수행 가능한 비파괴 검사 방법을 개시한다.
상술한 해결수단을 통해 얻게 되는 본 발명의 효과는 다음과 같다.
첫째, 진공상자와 위상배열 초음파 탐상 장치가 일체화된 비파괴 검사 시스템이 제공됨으로써, 작업자는 진공상자와 위상배열 초음파 탐상 장치를 각각 구비하지 않고도 하나의 비파괴 검사 시스템을 통해 저장탱크(예를 들어, 고망간강의 LNG 저장탱크)에 대한 진공누설검사와 위상배열초음파검사를 모두 수행할 수 있다.
둘째, 위상배열 초음파 탐상 장치가 모터의 구동에 따른 스크류 가이드의 회전에 의해 스크류 가이드를 따라 이동 가능하게 형성되는 이동유닛을 구비함으로써, 작업자가 직접 위상배열 초음파 탐상 장치를 조작하지 않더라도, 프로브가 저장탱크에 접촉되어 자동으로 일정 경로를 따라 이동하며 위상배열 초음파 탐상을 수행할 수 있다. 따라서, 검사 결과의 일관성이 확보될 수 있다.
셋째, 진공상자의 바닥면이 저장탱크의 표면에 남기는 특정 마크를 레퍼런스로 이용하여 진공누설검사와 위상배열초음파검사를 보다 체계적으로 수행할 수 있으며, 이에 따라 검사 결과의 신뢰성이 확보될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비파괴 검사 시스템의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 비파괴 검사 시스템의 평면도.
도 3은 도 1에 도시된 비파괴 검사 시스템의 배면도.
도 4는 도 1에 도시된 비파괴 검사 시스템을 A 방향에서 바라본 측면도.
도 5는 도 1에 도시된 비파괴 검사 시스템을 B 방향에서 바라본 측면도.
도 6은 도 1에 도시된 비파괴 검사 시스템을 C 방향에서 바라본 정면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비파괴 검사 시스템의 측면도.
이하, 저장탱크에 대한 진공누설검사와 위상배열초음파검사를 함께 수행 가능한 비파괴 검사 시스템에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 설명에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비파괴 검사 시스템(10)의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 비파괴 검사 시스템(10)의 정면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 비파괴 검사 시스템(10)의 배면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비파괴 검사 시스템(10)은 진공상자(200) 및 위상배열 초음파 탐상 장치(100)를 포함한다.
즉, 비파괴 검사 시스템(10)은 진공상자(200)와 위상배열 초음파 탐상 장치(100)가 일체로 결합된 구조를 가진다. 따라서, 작업자가 진공누설검사를 위한 진공상자(200)와 위상배열초음파검사를 위한 위상배열 초음파 탐상 장치(100)를 각각 개별로 구비할 필요가 없으며, 진공누설검사와 위상배열초음파검사를 병행할 수 있도록 이루어진다. 즉, 비파괴 검사 시스템(10)을 이용하면, 저장탱크(예를 들어, 고망간강의 LNG 저장탱크)의 표면 내지는 용접 접합부위에 존재하는 크랙 및 내부 불연속 결함의 존재여부를 확인하기 위한 검사가 한 번에 이루어질 수 있다.
아울러, 통상적으로 위상배열초음파검사는 저장탱크의 표면 내지는 용접 접합부위를 따라 연속적으로 수행되며, 이를 위해 작업자가 직접 위상배열 초음파 탐상 장치를 조작하게 되는데, 비파괴 검사 시스템(10)을 이용하면 프로브가 저장탱크에 접촉되어 자동으로 일정 경로를 따라 이동하며 초음파 탐상을 수행할 수 있다. 따라서, 검사 결과의 일관성이 확보될 수 있다.
이하에서는, 비파괴 검사 시스템(10)을 이루는 진공상자(200)와 위상배열 초음파 탐상 장치(100)에 대하여 설명한다.
진공상자(200)는 일측이 개방된 박스 형태로 형성되어, 진공누설검사 시에 개방된 일측이 저장탱크의 시험면을 덮도록 배치된다.
진공상자(200)의 바닥면이 시험면에 밀착될 수 있도록, 진공상자(200)에는 테두리를 따라 테두리부(201)가 돌출 형성된다. 테두리부(201)는 기설정된 두께를 갖는 고무, 우레탄 등의 재질로 형성된다.
진공누설검사를 위해 진공상자(200)가 발포액이 도포된 시험면의 제1영역을 덮도록 배치되면, 시험면에 강하게 밀착된 테두리부(201)는 상기 제1영역에 테두리부(201)에 대응되는 형상의 마크를 남기게 된다. 상기 마크는 시험면 표면이 산화된 결과 형성된다.
따라서, 작업자는 상기 마크를 레퍼런스로 삼아, 테두리부(201)가 상기 마크의 일부와 중첩되도록 진공상자(200)를 제1영역의 일부와 중첩되는 제2영역으로 이동시켜 진공누설검사와 위상배열초음파검사를 수행함으로써, 저장탱크에 대한 비파괴 검사를 보다 체계적으로 수행할 수 있으며, 이에 따라 검사 결과의 신뢰성이 확보될 수 있다.
진공상자(200)는 창(203), 압력 게이지(205), 공기 배출부(206)를 포함한다.
창(203)은 개방된 일측에 대향되는 부분에 구비되어, 진공상자(200)가 시험면을 덮도록 배치되었을 때, 시험면을 들여다볼 수 있도록 이루어진다. 즉, 진공상자(200)와 시험면에 의해 한정되는 내부공간이 진공으로 또는 이에 가깝게 감압되었을 때, 작업자는 창을 통하여 시험면에 도포한 발포액에 거품이 형성되는지 여부를 확인할 수 있다.
공기 배출부(206)는 진공펌프(미도시)와 연결되어 상기 내부공간의 공기를 배출할 수 있도록 이루어진다. 상기 내부공간은 공기 배출부(206)를 통하여 공기가 배출됨으로써, 진공상태가 되거나 진공상태에 가깝게 감압된다. 공기 배출부(206)는 도시된 바와 같이 창(203)에 구비될 수 있다.
압력 게이지(205)는 상기 내부공간의 압력을 측정하도록 형성된다. 압력 게이지(205)는 도시된 바와 같이 공기 배출부(206)에 구비될 수 있다.
위상배열 초음파 탐상 장치(100)는 저장탱크, 특히 용접 접합부위에 존재하는 크랙 내지는 내부 불연속 결함의 존재여부를 확인하도록 형성된다. 위상배열 초음파 탐상 장치(100)는 초음파를 저장탱크 내로 전파시켰을 때, 저장탱크 내부에 존재하는 크랙 내지는 내부 불연속 결함으로부터 반사된 초음파의 에너지량, 초음파의 진행시간 등을 분석하여, 해당 결함이 발생한 위치 및 크기를 정확히 검지하도록 이루어진다.
참고로, 일반적인 초음파 탐상 장치는 하나의 element로 구성되어 하나의 각도(예를 들어, 45도, 60도, 70도 등)로만 사용할 수 있다. 일반적인 초음파 탐상 장치는 하나의 각도를 사용하여 고정적인 인덱스로 용접부 전체를 포함하여 검사가 불가능하여 프로브를 바꾸어가며 검사를 진행한다.
그러나 위상배열 초음파 탐상 장치(100)는 16~64 채널의 element로 구성되어 송신 펄스와 수신 에코의 시간지연을 조절하여 빔을 형성한다. 위상배열 초음파 탐상 장치(100)는 초음파의 전파방향과 초점거리를 자유롭게 조절 가능하여 고정된 인덱스로 하나의 프로브만으로 여러 각도로 용접부위를 검사하여 결함을 검출할 수 있는 이점이 있다.
위상배열 초음파 탐상 장치(100)는 진공상자(200)에 결합되며, 프레임(110), 스크류 가이드(120), 모터(130), 이동유닛(140) 및 프로브 결합유닛(150)을 포함한다.
프레임(110)은 진공상자(200)에 결합되고, 창(203)에 대응되는 중공부를 구비한다. 프레임(110)은 충분한 강도를 가지는 금속 재질, 예를 들어, 알루미늄 재질, SUS 재질 등으로 형성될 수 있다.
도시된 바와 같이, 프레임(110)은 진공상자(200)의 상면의 각 변에 대응되게 배치되는 복수의 프레임바(110a, 110b, 110c, 110d)를 포함할 수 있다. 제1프레임바(110a)와 제2프레임바(110b)는 스크류 가이드(120)를 사이에 두고 나란하게 배치되고, 제3프레임바(110c)는 제1 및 제2프레임바(110a, 110b)의 일단부에 연결되며, 제4프레임바(110d)는 제1 및 제2프레임바(110a, 110b)의 타단부에 연결되어 제3프레임바(110c)와 마주하도록 배치된다.
제3프레임바(110c)에는 스크류 가이드(120)의 일단부가 연결된다.
제1프레임바(110a), 제2프레임바(110b), 및 제3프레임바(110c)는 진공상자(200)의 두께방향으로 제1테두리면(201a), 제2테두리면(201b), 및 제3테두리면(201c)과 각각 오버랩되도록 배치되고, 제4프레임바(110d)는 제4테두리면(201d)보다 외측에 배치되며, 모터(130)는 제4프레임바(110d)와 제4테두리면(201d) 사이에 위치한다.
프레임(110)은 체결부(204)를 통하여 진공상자(200)에 결합될 수 있다. 체결부(204)는 프레임(110)과 진공상자(200)에 각각 설치되는 브래킷과 상기 브래킷을 체결하는 체결부재(볼트, 너트 등)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서는, 제1프레임바(110a)의 일단부와 타단부, 제2프레임바(110b)의 일단부와 타단부, 그리고 진공상자(200)에서 이들에 각각 대응되는 위치에 브래킷이 설치되고, 브래킷이 체결부재에 의해 체결된 구조를 보이고 있다.
프레임(110)의 내측면과 외측면에는 가이드 홈(111)이 연장 형성될 수 있다. 본 실시예에서는, 각각의 프레임바(110a, 110b, 110c, 110d)가 사면에 가이드 홈(111)이 연장 형성된 알루미늄 프로파일로 형성된 것을 보이고 있다.
브래킷은 가이드 홈(111)을 따라 이동 가능하게 구성될 수 있으며, 기설정된 위치(진공상자(200)에 설치된 브래킷에 대응되는 위치)에서 나사 결합 등에 의해 견고하게 고정될 수 있다. 상기 구조에 의하면, 프레임(110)이 진공상자(200)의 둘레에 정확하게 일치하지 않더라도, 브래킷의 위치 조절에 의해, 프레임(110)이 진공상자(200)에 결합될 수 있다.
스크류 가이드(120)는 프레임(110)에 일방향을 따라 연장되게 설치된다. 본 도면에서는, 스크류 가이드(120)가 프레임(110)의 중공부 내에 배치된 것을 보이고 있다. 구체적으로, 스크류 가이드(120)는 제3프레임바(110c)에 회전 가능하게 설치되고, 제4프레임바(110d)를 향하여 제1프레임바(110a) 및 제2프레임바(110b)와 나란하게 연장된다.
스크류 가이드(120)는 창(203)의 상측에 창(203)으로부터 일정한 간격을 두고 설치된다.
모터(130)는 스크류 가이드(120)와 연결되어, 스크류 가이드(120)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키도록 형성된다. 모터(130)는 프레임(110)에 직접 설치될 수도 있고, 도시된 바와 같이, 프레임(110)에 설치되는 모터 장착 프레임(130a)에 장착될 수도 있다.
모터 장착 프레임(130a)에는 체결부재가 관통하여 프레임(110)과 체결될 수 있도록 체결홀(131)이 형성된다. 체결홀(131)은 가이드 홈(111)과 오버랩되도록 배치될 수 있다.
본 실시예에서는, 체결홀(131)이 가이드 홈(111)에 대하여 수직하게 연장형성되는 장공 형태를 가지는 것을 보이고 있다. 상기 구조에 의하면, 모터 장착 프레임(130a)이 설치 자유도가 높아질 수 있다.
이동유닛(140)은 스크류 가이드(120)에 설치되어, 모터(130)의 구동에 따른 스크류 가이드(120)의 회전에 의해 스크류 가이드(120)를 따라 이동 가능하게 형성된다.
프로브 결합유닛(150)은 진공상자(200)의 외측면과 마주하도록 이동유닛(140)에 결합되어 이동유닛(140)과 함께 이동하고, 저장탱크에 접촉되는 프로브(154)가 착탈 가능하게 결합된다. 모터의 구동에 따라, 프로브(154)는 진공상자(200)의 외측에서 저장탱크 상을 일방향 또는 타방향을 따라 이동 가능하게 형성된다.
비파괴 검사 시스템은 엔코더 결합유닛(160)을 더 포함할 수 있다. 엔코더 결합유닛(160)은 진공상자(200)의 외측면과 마주하도록 이동유닛(140)에 결합되어, 이동유닛(140)과 함께 이동하도록 형성된다. 엔코더 결합유닛(160)은, 본 발명의 일실시예와 같이 진공상자(200)를 사이에 두고 프로브 결합유닛(150)의 반대편에 배치될 수도 있고, 본 발명의 다른 일 실시예와 같이 프로브 결합유닛(150)과 함께 진공상자(200)의 일측에 일정 간격을 두고 이격되게 배치될 수도 있다.
한편, 본 실시예에서, 이동유닛(140)은 스크류 베어링(141) 및 무빙바(142)를 포함한다.
스크류 베어링(141)은 스크류 가이드(120)에 나사 결합된다. 스크류 가이드(120)는 스크류 베어링(141)을 관통하도록 형성된다.
스크류 베어링(141)은 프레임(110)의 중공부에 창(203)의 상면으로부터 이격되게 배치된다.
무빙바(142)는 스크류 베어링(141)에 결합된다. 스크류 베어링(141)과 무빙바(142)는 체결 브라켓(141a)에 의해 결합될 수 있다.
무빙바(142)는 스크류 가이드(120) 상에 위치하며, 스크류 가이드(120)에 수직하게 배치된다. 무빙바(142)는 스크류 가이드(120)에 나란하게 배치되는 제1프레임바(110a) 및 제2프레임바(110b) 상에 수직하게 배치된다.
상기 구조에 따라, 무빙바(142)는 모터(130)의 구동에 따른 스크류 가이드(120)의 회전에 의해, 프레임(110) 상을 상대 이동(슬라이드 이동)하도록 형성된다. 이때, 프로브 결합유닛(150)은 무빙바(142)에 결합되어, 무빙바(142)와 함께 이동하도록 이루어진다.
무빙바(142)의 내측면과 외측면에는 가이드 홈(142a)이 연장 형성될 수 있다. 본 실시예에서는, 무빙바(142)가 사면에 가이드 홈(142a)이 연장 형성된 알루미늄 프로파일로 형성된 것을 보이고 있다.
스크류 베어링(141)과 무빙바(142)에 체결되는 체결 브라켓(141a)은 가이드 홈(142a)을 따라 이동 가능하게 구성될 수 있으며, 기설정된 위치에서 나사 결합 등에 의해 견고하게 고정될 수 있다.
이동유닛(140)은, 보다 안정적인 이동을 위하여, 연결부재(143)와 적어도 하나의 가이드 휠(144)을 더 포함할 수 있다.
연결부재(143)는 무빙바(142)에 결합된다. 본 도면에서는, 연결부재(143)가 브래킷과 슬라이더(145)로 구성된 것을 보이고 있다. 구체적으로, 제1프레임바(110a)와 제2프레임바(110b)를 각각 덮도록 배치되는 슬라이더(145)가 구비되고, 각각의 슬라이더(145)가 브래킷을 통하여 무빙바(142)와 일체로 결합된 것을 보이고 있다.
상기 브래킷은 가이드 홈(142a)의 임의의 위치에 고정 가능하게 구성될 수 있다.
슬라이더(145)는 판상 형태로 형성될 수 있다.
가이드 휠(144)은 제1 및 제2프레임바(110a, 110b)의 내측면 또는 외측면 중 적어도 하나에 구름 접촉되도록, 슬라이더(145)에 회전 가능하게 설치된다. 본 실시예에서는, 가이드 휠(144)이 제1 및 제2프레임바(110a, 110b)의 양측면에 각각 구름 접촉되도록, 각 슬라이더(145)마다 두 개씩 구비된 것을 보이고 있다.
가이드 휠(144)의 적어도 일부는 프레임(110)의 길이방향을 따라 연장 형성된 가이드 홈(111)에 수용될 수 있다. 이 경우, 가이드 휠(144)의 이동이 가이드 홈(111)에 의해 가이드되어, 이동유닛(140)의 보다 안정적인 이동이 가능하게 된다.
도 4는 도 1에 도시된 비파괴 검사 시스템을 A 방향에서 바라본 측면도이고, 도 5는 도 1에 도시된 비파괴 검사 시스템을 B 방향에서 바라본 측면도이며, 도 6은 도 1에 도시된 비파괴 검사 시스템을 C 방향에서 바라본 정면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 프로브 결합유닛(150)은 브래킷, 제1연장부재(151), 제2연장부재(152) 및 스프링(153)을 포함한다.
브래킷은 무빙바(142)에 결합된다. 상기 브래킷은 가이드 홈(142a)의 임의의 위치에 고정 가능하게 구성될 수 있다. 상기 브래킷에는 곡선형의 홈(151a)이 구비될 수 있다.
제1연장부재(151)는 무빙바(142)에 결합되어 진공상자(200)의 외측면과 마주하도록 배치되며, 저장탱크를 향하도록 하향 연장된다. 본 도면에서는, 제1연장부재(151)가 무빙바(142)에 수직하게 연장 형성된 것을 보이고 있다.
제1연장부재(151)는 홈(151a)의 기설정된 위치에 고정 가능하게 형성된다. 이에 따라, 저장탱크에 대한 프로브(154)의 각도 조절 내지는 인접한 프로브(154) 간의 거리 조절 등이 쉽게 이루어질 수 있다.
제2연장부재(152)는 제1연장부재(151)에 상대 이동 가능하게 결합된다. 제2연장부재(152)에는 프로브(154)가 착탈 가능하게 결합된다. 본 도면에서는, 제2연장부재(152)가 제1연장부재(151)와 일부가 오버랩된 상태로 나란하게 배치된 것을 보이고 있다.
스프링(153)은 제1연장부재(151)와 제2연장부재(152)에 각각 연결되어, 프로브(154)가 저장탱크를 향하여 가압되도록 탄성력을 제공한다. 이에 따라, 프로브는 시험면에 굴곡이 있더라도 지속적으로 밀착된 상태를 유지하며 이동할 수 있다.
엔코더 결합유닛(160)은 진공상자(200)의 외측면과 마주하도록 이동유닛(140)에 결합되어 이동유닛(140)과 함께 이동하도록 형성된다. 엔코더 결합유닛(160)에는 저장탱크에 구름 접촉되어 이동유닛(140)의 이동거리를 감지하도록 형성되는 엔코더가 결합된다.
엔코더 결합유닛(160)은 브래킷, 제1연장부재(161), 제2연장부재(162) 및 스프링(미도시)을 포함한다.
브래킷은 무빙바(142)에 결합된다. 상기 브래킷은 가이드 홈(142a)의 임의의 위치에 고정 가능하게 구성될 수 있다. 상기 브래킷에는 직선형의 홈(161a)이 구비될 수 있다.
제1연장부재(161)는 무빙바(142)에 결합되어 진공상자(200)의 외측면과 마주하도록 배치되며, 저장탱크에 향하도록 하향 연장된다. 본 도면에서는, 제1연장부재(161)가 무빙바(142)에 수직하게 연장 형성된 것을 보이고 있다.
제1연장부재(161)는 홈(161a)의 기설정된 위치에 고정 가능하게 형성된다. 이에 따라, 진공상자(200)의 높이 별로 달라지는 휠(164)의 위치를 적절하게 조절할 수 있다.
제2연장부재(162)는 제1연장부재(161)에 상대 이동 가능하게 결합된다. 제2연장부재(162)에는 엔코더(165)와 시험면에 구름 접촉되는 휠(164)이 착탈 가능하게 결합된다. 본 도면에서는, 제2연장부재(162)가 제1연장부재(161)와 일부가 오버랩된 상태로 배치된 것을 보이고 있다.
스프링(미도시)은 제1연장부재(161)와 제2연장부재(162)에 각각 연결되어, 휠(164)이 저장탱크를 향하여 가압되도록 탄성력을 제공한다. 이에 따라, 휠(164)은 시험면에 굴곡이 있더라도 구름 접촉을 유지할 수 있다.
이하, 본 발명의 비파괴 검사 시스템(10)을 이용한 검사 방법에 대해 설명한다.
먼저, 거품 발생을 확인 가능한 창(203)을 구비하는 진공상자(200)를 저장탱크의 제1영역에 설치하여 진공누설검사를 수행하고(제1단계), 진공상자(200)에 결합되는 위상배열 초음파 탐상 장치(100)를 이용하여 상기 제1영역 부근에 대한 위상배열초음파검사를 수행한다(제2단계).
즉, 제1단계와 제2단계에서는, 제1영역에 대한 진공누설검사와 제1영역 부근에 대한 위상배열초음파검사를 수행한다.
이때, 제2단계 이후, 진공상자(200)를 저장탱크로부터 분리하게 되면, 시험면에 강하게 밀착되었던 진공상자(200)의 테두리부(201)는 상기 제1영역에 테두리부(201)에 대응되는 형상의 마크를 남기게 된다. 상기 마크는 시험면 표면이 산화된 결과 형성된다.
다음으로, 진공상자(200)를 상기 제1영역에 일부가 중첩된 제2영역으로 이동 설치하여 진공누설검사를 수행하고(제3단계), 위상배열 초음파 탐상 장치(100)를 이용하여 상기 제2영역 부근에 대한 위상배열초음파검사를 수행한다(제4단계).
즉, 제3단계와 제4단계에서는, 제2영역에 대한 진공누설검사와 제2영역 부근에 대한 위상배열초음파검사를 수행한다.
이때, 제3단계에서는, 진공상자(200)의 테두리부(201)가 상기 남겨진 마크의 일부와 중첩되도록 진공상자(200)를 상기 제2영역으로 이동 설치한다.
이처럼, 진공상자(200)의 테두리부(201)가 저장탱크의 표면에 남기는 특정 마크를 레퍼런스로 이용함으로써, 진공누설검사와 위상배열초음파검사를 보다 체계적으로 수행할 수 있다. 그 결과, 검사 결과의 신뢰성이 확보될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 변형예에 대하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 다른 비파괴 검사 시스템의 측면도이다.
도 7을 참조하면, 프로브 결합유닛(1150)과 엔코더 결합유닛(1160)은 무빙바(1142)의 일측에 연결되어, 진공상자(200)의 일측에 함께 배치된다.
프로브 결합유닛(1150)은 브래킷, 제1연장부재(1151), 제2연장부재(1152) 및 스프링(1153)을 포함하며, 각 구성에 대한 설명은 앞선 실시예에 대한 설명으로 갈음한다.
엔코더 결합유닛(1160)은 브래킷, 제1연장부재(1161), 제2연장부재(1162) 및 스프링(미도시)을 포함하며, 각 구성에 대한 설명은 앞선 실시예에 대한 설명으로 갈음한다.
프로브 결합유닛(1150)의 브래킷과 엔코더 결합유닛(1160)의 브래킷은 무빙바(1142)의 일측에 함께 결합된다. 이들 두 브래킷은 일체로 형성될 수도 있다.
상기 구조에 의해, 프로브(1154)와 엔코더(미도시)는 진공상자(200)의 일측에 일정 간격을 두고 이격되게 배치된다.

Claims (10)

  1. 저장탱크에 대한 진공누설검사를 위하여 내부를 감압시키도록 형성되고, 거품 발생을 확인 가능한 창을 구비하는 진공상자; 및
    상기 진공상자에 결합되고, 저장탱크에 대한 위상배열 초음파 탐상을 수행하는 위상배열 초음파 탐상 장치를 포함하며,
    상기 위상배열 초음파 탐상 장치는,
    상기 진공상자에 결합되고, 상기 창에 대응되는 중공부를 구비하는 프레임;
    상기 프레임에 일방향을 따라 연장되게 설치되는 스크류 가이드;
    상기 스크류 가이드를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키도록 형성되는 모터;
    상기 스크류 가이드에 설치되어, 상기 모터의 구동에 따른 상기 스크류 가이드의 회전에 의해 상기 스크류 가이드를 따라 이동 가능하게 형성되는 이동유닛; 및
    상기 진공상자의 외측면과 마주하도록 상기 이동유닛에 결합되어 상기 이동유닛과 함께 이동하고, 저장탱크에 접촉되는 프로브가 착탈 가능하게 결합되는 프로브 결합유닛을 포함하며,
    상기 모터의 구동에 따라, 상기 프로브는 상기 진공상자의 외측에서 저장탱크상을 일방향 또는 타방향을 따라 이동가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 저장탱크에 대한 진공누설검사와 위상배열초음파검사를 함께 수행 가능한 비파괴 검사 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동유닛은,
    상기 스크류 가이드에 나사 결합되는 스크류 베어링; 및
    상기 스크류 베어링에 결합되고, 상기 스크류 가이드에 수직하게 배치되는 무빙바를 포함하며,
    상기 프로브 결합유닛은 상기 무빙바에 결합되는 것을 특징으로 하는 저장탱크에 대한 진공누설검사와 위상배열초음파검사를 함께 수행 가능한 비파괴 검사 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이동유닛은,
    상기 무빙바에 결합되는 연결부재; 및
    상기 연결부재에 결합되어, 상기 프레임의 측면에 구름 접촉되는 적어도 하나의 가이드 휠을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저장탱크에 대한 진공누설검사와 위상배열초음파검사를 함께 수행 가능한 비파괴 검사 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가이드 휠은 상기 프레임의 내측면과 외측면에 각각 대향하도록 배치되어, 상기 프레임의 내측면과 외측면에 각각 구름 접촉되는 것을 특징으로 하는 저장탱크에 대한 진공누설검사와 위상배열초음파검사를 함께 수행 가능한 비파괴 검사 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프레임의 내측면과 외측면에는 상기 가이드 휠의 적어도 일부가 수용되는 가이드 홈이 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 저장탱크에 대한 진공누설검사와 위상배열초음파검사를 함께 수행 가능한 비파괴 검사 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 프로브 결합유닛은,
    상기 무빙바에 결합되는 브래킷;
    상기 브래킷에 결합되는 제1연장부재;
    상기 제1연장부재에 상대 이동 가능하게 결합되고, 상기 프로브가 착탈 가능하게 결합되는 제2연장부재; 및
    상기 제1연장부재와 상기 제2연장부재에 각각 연결되어, 상기 프로브가 저장탱크를 향하여 가압되도록 탄성력을 제공하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 저장탱크에 대한 진공누설검사와 위상배열초음파검사를 함께 수행 가능한 비파괴 검사 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 브래킷에는 곡선형의 홈이 구비되고,
    상기 제1연장부재는 상기 홈의 기설정된 위치에 고정 가능하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 저장탱크에 대한 진공누설검사와 위상배열초음파검사를 함께 수행 가능한 비파괴 검사 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 진공상자의 외측면과 마주하도록 상기 이동유닛에 결합되어 상기 이동유닛과 함께 이동하고, 상기 저장탱크에 구름 접촉되어 상기 이동유닛의 이동거리를 감지하도록 형성되는 엔코더가 결합되는 엔코더 결합유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저장탱크에 대한 진공누설검사와 위상배열초음파검사를 함께 수행 가능한 비파괴 검사 시스템.
  9. 저장탱크에 대한 진공누설검사를 위하여 내부를 감압시키도록 형성되는 진공상자에 결합되고, 상기 진공상자의 창에 대응되는 중공부를 구비하는 프레임;
    상기 프레임에 일방향을 따라 연장되게 설치되는 스크류 가이드;
    상기 스크류 가이드를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키도록 형성되는 모터;
    상기 스크류 가이드에 설치되어, 상기 모터의 구동에 따른 상기 스크류 가이드의 회전에 의해 상기 스크류 가이드를 따라 이동 가능하게 형성되는 이동유닛; 및
    상기 진공상자의 외측면과 마주하도록 상기 이동유닛에 결합되어 상기 이동유닛과 함께 이동하고, 저장탱크에 접촉되는 프로브가 착탈 가능하게 결합되는 프로브 결합유닛을 포함하며,
    상기 모터의 구동에 따라, 상기 프로브는 상기 진공상자의 외측에서 저장탱크 상을 일방향 또는 타방향을 따라 이동 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 위상배열 초음파 탐상 장치.
  10. 거품 발생을 확인 가능한 창을 구비하는 진공상자를 저장탱크의 제1영역에 설치하여 진공누설검사를 수행하는 제1단계;
    상기 진공상자에 결합되는 위상배열 초음파 탐상 장치를 이용하여 상기 제1영역 부근에 대한 초음파 탐상을 수행하는 제2단계;
    상기 진공상자를 상기 제1영역에 일부가 중첩된 제2영역으로 이동 설치하여 진공누설검사를 수행하는 제3단계; 및
    상기 위상배열 초음파 탐상 장치를 이용하여 상기 제2영역 부근에 대한 위상배열 초음파 탐상을 수행하는 제4단계를 포함하며,
    상기 제2단계 이후, 상기 저장탱크의 상기 제1영역에는 상기 진공상자의 바닥면에 의해 특정 마크가 남겨지고,
    상기 제3단계에서는, 상기 진공상자의 바닥면이 상기 남겨진 마크의 일부와 중첩되도록 상기 진공상자를 상기 제2영역으로 이동 설치하는 것을 특징으로 하는 저장탱크에 대한 진공누설검사와 위상배열초음파검사를 함께 수행 가능한 비파괴 검사 방법.
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