KR20240077859A - 음향 방출 센서를 이용한 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터 설정 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 측면에 따른 음향 방출 센서를 이용한 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터 설정 장치는 인장 테스트에서 발생한 제1 음향 방출 신호, 응력 부식 균열이 형성되기 전 제1 조건에서 발생한 제2 음향 방출 신호, 및 상기 응력 부식 균열이 형성되는 과정의 제2 조건에서 발생한 제3 음향 방출 신호에 대한 정보가 저장되는 데이터 베이스; 상기 제1 음향 방출 신호에 대한 정보로부터 실제 균열 발생과 관련된 제1 파라미터 특성을 도출하고, 상기 제2 음향 방출 신호에 대한 정보로부터 응력 부식 균열과 무관한 제2 파라미터 특성을 도출하는 파라미터 특성 도출부; 및 상기 제1 파라미터 특성 및 상기 제2 파라미터 특성을 이용하여 상기 제3 음향 방출 신호에 대한 정보로부터 도출한 제3 파라미터 특성을 응력 부식 균열 탐지를 위한 기준 파라미터 특성으로 설정하는 탐지 기준 파라미터 설정부를 포함한다.
Description
본 발명은 응력 부식 균열 탐지에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 음향 방출 센서를 이용한 응력 균열 탐지 파라미터 설정 장치 및 방법에 관한 것이다.
원자력 발전소 원자로 헤드나 증기발생기(Steam Generator, SG) 또는 화학플랜트 등에서 사용되는 장치에 사용되는 배관 또는 배관과 연결된 주변 구조물에는 고온, 고압의 응력 부식 균열(Stress Corrosion Cracking, 이하 SCC라 함)이 발생한다. 이러한 응력 부식 균열은 잠재적 사고의 위험을 나타내기 때문에 응력 부식 균열의 개시 또는 전파를 탐지하는 기술들이 개발되고 있다.
그 중에서, 비파괴 검사법 중 초음파 탐상법(Ultrasonic Test, UT)은 발전소 가동을 중단한 후 사람이 직접 초음파 탐상 장비를 이용하여 구조물의 결함을 검사하는 방법이기 때문에, 검사 동안 발전 중단에 의한 시간적, 경제적 손실이 크며 검사원 개개인의 역량에 따라 검사 결과가 달라질 수 있는 문제점이 있다.
또한, 다른 비파괴 검사인 음향 방출 검사법(Acoustic Emission Test, AET)은 문턱 값 설정이 쉽지 않으며 설정한 문턱값(Threshold)보다 큰 값을 가진 신호들이 초 단위로 모두 수집되므로 데이터의 양이 매우 방대하며, 주변의 노이즈로 인해 결함 탐지 기준을 설정하는 매우 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 음향 방출 센서를 통해 획득한 음향 방출 신호를 이용하여 응력 부식 균열 탐지를 위한 파라미터를 설정함으로써, 응력 부식 균열 탐지의 정확도 향상에 기여할 수 있는 음향 방출 센서를 이용한 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터 설정 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 음향 방출 센서를 통해 획득한 음향 방출 신호로부터 응력 부식 균열 탐지를 위한 파라미터를 설정함으로써, 기존 대비 노이즈 차단 및 처리할 데이터의 용량의 축소가 가능한 음향 방출 센서를 이용한 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터 설정 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 음향 방출 센서를 이용한 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터 설정 장치는 인장 테스트에서 발생한 제1 음향 방출 신호, 응력 부식 균열이 형성되기 전 제1 조건에서 발생한 제2 음향 방출 신호, 및 상기 응력 부식 균열이 형성되는 과정의 제2 조건에서 발생한 제3 음향 방출 신호에 대한 정보가 저장되는 데이터 베이스; 상기 제1 음향 방출 신호에 대한 정보로부터 실제 균열 발생과 관련된 제1 파라미터 특성을 도출하고, 상기 제2 음향 방출 신호에 대한 정보로부터 응력 부식 균열과 무관한 제2 파라미터 특성을 도출하는 파라미터 특성 도출부; 및 상기 제1 파라미터 특성 및 상기 제2 파라미터 특성을 이용하여 상기 제3 음향 방출 신호에 대한 정보로부터 도출한 제3 파라미터 특성을 응력 부식 균열 탐지를 위한 기준 파라미터 특성으로 설정하는 탐지 기준 파라미터 설정부를 포함한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 음향 방출 센서를 이용한 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터 설정 방법은 인장 테스트에서 발생한 제1 음향 방출 신호에 대한 정보로부터 실제 균열 발생과 관련된 제1 파라미터 특성을 도출하는 단계; 응력 부식 균열이 형성되기 전 제1 조건에서 발생한 제2 음향 방출 신호에 대한 정보로부터 응력 부식 균열과 무관한 제2 파라미터 특성을 도출하는 단계; 및 상기 제1 파라미터 특성 및 상기 제2 파라미터 특성을 이용하여 상기 응력 부식 균열이 형성되는 과정의 제2 조건에서 발생한 제3 음향 방출 신호에 대한 정보로부터 획득한 제3 파라미터 특성을 응력 부식 균열 탐지를 위한 기준 파라미터 특성으로 설정하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 음향 방출 센서를 이용한 인장 테스트와 응력 부식 균열 형성 모델링을 통한 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터를 설정함으로써, 설정된 지 기준 파라미터를 이용하여 실시간으로 응력 부식 균열 탐지가 가능하게 함으로써 기존 비파괴 검사 대비 비용 및 시간 절감의 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 탐지 기준 파라미터를 설정함으로써 음향 방출 신호에 포함된 노이즈의 제거가 가능하여 처리할 데이터 용량이 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 방출 센서를 이용한 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터 설정 장치의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 중앙 처리부의 구성을 보여는 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 탐지 기준 파라미터 설정 장치에서 이용하는 제1 음향 방출 신호가 발생되는 인장 테스트의 실제 예를 보여주는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 탐지 기준 파라미터 설정 장치에서 이용하는 제1 음향 방출 신호 및 제2 음향 방출 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 탐지 기준 파라미터 설정 장치에서 제3 파라미티 특성 정보를 도출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 방출 센서를 이용한 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터 설정 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 2는 도 1에 도시된 중앙 처리부의 구성을 보여는 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 탐지 기준 파라미터 설정 장치에서 이용하는 제1 음향 방출 신호가 발생되는 인장 테스트의 실제 예를 보여주는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 탐지 기준 파라미터 설정 장치에서 이용하는 제1 음향 방출 신호 및 제2 음향 방출 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 탐지 기준 파라미터 설정 장치에서 제3 파라미티 특성 정보를 도출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 방출 센서를 이용한 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터 설정 방법을 보여주는 흐름도이다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명의 핵심 구성과 관련이 없는 경우 및 본 발명의 기술분야에 공지된 구성과 기능에 대한 상세한 설명은 생략될 수 있다. 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 방출 센서를 이용한 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터 설정 장치의 개략도이며, 도 2는 도 1에 도시된 중앙 처리부의 구성을 보여는 개략도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 음향 방출 센서를 이용한 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터 설정 장치(이하, '탐지 기준 파라미터 설정 장치'라고 하기로 함)는 중앙 처리부(110), 응력 부식 균열 모델링부(120), 및 음향 방출 센서(130)를 포함한다.
중앙 처리부(110)는 응력 부식 균열(Stress Corrosion Cracking, SCC) 탐지를 위한 기준 파라미터 특성을 설정하며, 이를 위해 데이터 베이스(111), 파라미터 특성 도출부(113), 및 탐지 기준 파라미터 설정부(115)를 포함한다.
데이터 베이스(111)는 인장 테스트에서 발생한 제1 음향 방출(Acoustic Emission, AE) 신호, 응력 부식 균열이 형성되기 전 제1 조건에서 발생한 제2 음향 방출 신호, 및 응력 부식 균열이 형성되는 과정의 제2 조건에서 발생한 제3 음향 방출 신호가 저장된다.
다시 말해, 제1 음향 방출 신호는 실제 균열시 발생하는 음향 방출 신호에 대한 정보이며, 제2 음향 방출 신호는 응력 부식 균열이 발생되지 않은 상태의 음향 방출 신호에 대한 정보이며, 제3 음향 방출 신호는 응력 부식 균열이 형성되는 과정에서 노이즈를 포함하여 발생한 모든 음향 방출 신호에 대한 정보일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 음향 방출 신호는 탐지 대상 구조물의 샘플에 대한 인장 테스트에 이용되는 음향 방출 센서로부터 수신되며, 데이터 베이스(111)는 탐지 대상 구조물의 샘플마다 제1 음향 방출 신호에 대한 정보가 저장되어 있을 수 있다.
이하의 실시예에서는 탐지 대상 구조물은 원자력 발전소에서 사용되는 파이프이며, 해당 파이프가 304 L 스테인리스강(stainless steel, SS)으로 형성되어 있다고 가정하기로 한다.
예를 들어, 제1 음향 방출 신호는 탐지 대상 구조물인 파이프에 사용되는 304 L 스테인리스 강에 대한 인장 테스트를 실시하는 동안 음향 방출 센서를 통해 센싱할 수 있다. 이는, 인장 테스트에서 발생되는 제1 음향 방출 신호는 실제 균열 시 발생되는 음향 방출 신호로서, 후술할 제3 음향 방출 신호로부터 실제 응력 부식 균열이 발생되는 음향 방출 신호의 파라미터를 설정하기 위함이다.
도 3은 본 발명에 따른 탐지 기준 파라미터 설정 장치에서 이용하는 제1 음향 방출 신호가 발생되는 인장 테스트의 실제 예를 보여주는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 304 L 스테인리스강에 대한 인장 테스트에 한 쌍의 음향 방출 센서(AE Sensors)가 이용되는 것을 알 수 있으며, 이를 통해 제1 음향 방출 신호를 센싱할 수 있다.
파라미터 특성 도출부(113)는 제1 음향 방출 신호에 대한 정보로부터 실제 균열 발생과 관련된 제1 파라미터 특성을 도출하고, 제2 음향 방출 신호에 대한 정보로부터 응력 부식 균열과 무관한 제2 파라미터 특성을 도출한다.
예를 들어, 파라미터 특성 도출부(113)는 제1 또는 제2 음향 방출 신호로부터 제1 또는 제2 파라미터 특성으로 진폭(Amplitude), 에너지(Energy), 주파수 특성(Frequency characteristic), 및 파형(Waveform) 정보를 도출할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 탐지 기준 파라미터 설정 장치에서 이용하는 제1 음향 방출 신호 및 제2 음향 방출 신호를 설명하기 위한 도면이다.
제1 음향 방출 신호는 실제 균열 시 발생하는 음향 방출 신호로 도 4의 (a)와 같이, 진폭의 크기는 약 99mV, 에너지는 약 17000μV·S임을 알 수 있다. 또한, 해당 신호의 주요 주파수 대역은 60~180 kHz에서 신호가 큰 세기로 고르게 나타나며, 파형은 도 4의 (b)처럼 버스트 타입(burst type)인 것을 알 수 있다. 따라서, 파라미터 특성 도출부(113)는 이러한 특성들에 대해 제1 파라미터 특성으로 도출할 수 있다.
또한, 제2 음향 방출 신호는 응력 부식 균열이 발생하지 않은 상태(부식 상태를 제거한 대조군 테스트)에서 발생하는 신호로 도 5의 (a)와 같이, 진폭 및 에너지가 12mV 및 3777μV·S 이하로 상당히 낮은 것을 알 수 있다. 또한 해당 신호의 주요 주파수 대역은 62.5 ~ 64.5 kHz, 127 ~ 129 kHz, 190 ~ 192 kHz로 협소한 대역에서 신호가 매우 작은 세기로 나타나며, 파형은 도 5의 (b)처럼 연속 타입(continuous type)인 것을 알 수 있다. 따라서, 파라미터 특성 도출부(113)는 이러한 특성들을 제2 파라미터 특성으로 도출할 수 있다.
이를 통해, 음향 방출 신호의 파형이 연속 타입이면, 응력 부식 균열이 발생하지 않은 제2 음향 방출 신호에 해당하고, 음향 방출 신호의 파형이 버스트 타입이면, 실제 균열 시 발생하는 제1 음향 방출 신호에 해당하는 것을 알 수 있으며, 진폭 및 에너지의 크기를 비교하여 제1 음향 방출 신호 및 제2 음향 방출 신호를 구분할 수 있다.
탐지 기준 파라미터 설정부(115)는 제1 파라미터 특성 및 제2 파라미터 특성을 이용하여 제3 음향 방출 신호에 대한 정보로부터 도출한 제3 파라미터 특성을 응력 부식 균열 탐지를 위한 기준 파라미터 특성으로 설정한다.
다시 말해, 인장 테스트에서 탐지된 실제 균열시에 발생하는 제1 음향 방출 신호에서의 파라미터 특성과, 응력 부식 성분을 제거한 대조군 실험에 해당하는 제1 조건에서 발생한 제2 음향 방출 신호에서의 파라미터 특성을 도출하고, 이를 응력 부식 균열을 형성하는 과정인 제2 조건에서 발생한 제3 음향 방출 신호와 비교 및 대조를 통해 응력 부식 균열 탐지를 위한 기준 파라미터를 설정하는 것이다.
여기서, 제3 음향 방출 신호는 제2 조건에 해당하는 일반적인 응력 부식 균열 상황을 모델링한 것으로, 제3 음향 방출 신호는 노이즈를 포함한 다양한 음향 방출 신호가 포함되어 있는 로 데이터(Raw data)에 해당할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 응력 부식 균열이 발생되기 전 제1 조건에서 발생한 제2 음향 방출 신호의 제2 파라미터 특성의 파형 정보는 연속 타입(continuous type)이며, 탐지 기준 파라미터로 설정된 제3 파라미터 특성의 파형 정보는 제1 파라미터 특성의 파형 정보와 동일한 버스트 타입(burst type)일 수 있다.
이는, 응력 부식 균열이 발생되기 전 조건에 해당하는 대조군 실험에서 발생하는 제2 음향 방출 신호의 파형 특성이 연속 타입이며, 탐지 기준 파라미터로 설정된 제3 파라미터 특성의 파형 정보는 인장 테스트에서 실제 균열 시 발생되는 음향 방출 신호의 파형 정보와 동일하게 버스트 타입이기 때문이다.
다른 실시예에 있어서, 탐지 기준 파라미터로 설정된 제3 파라미터 특성의 주파수 특성 정보는 제1 파라미터의 주파수 대역과 동일한 주파수 대역일 수 있다.
이는, 인장 테스트에서 실제 균열 시 발생하는 제1 음향 방출 신호의 주요 주파수 대역과 탐지 기준 파라미터로 설정된 제3 파라미터 특성의 주요 주파수 대역과 동일하기 때문이다.
또 다른 실시예에 있어서, 탐지 기준 파라미터로 설정된 제3 파라미터 특성의 진폭 정보는 제2 파라미터 특성의 진폭 수치 상한 값 이상의 진폭 값을 가질 수 있다.
이는, 응력 부식 균열이 발생되기 전 조건에 해당하는 대조군 실험에서 발생하는 제2 음향 방출 신호의 진폭 수치는 상한 값 이하이기 때문에, 제3 파라미터 특성의 전폭 정보는 상한 값 이상의 값을 가지도록 설정함으로써, 응력 부식 균열과 무관한 음향 방출 신호를 제거하기 위함이다.
따라서, 탐지 기준 파라미터 설정부(115)는 제3 음향 방출 신호에서 우선적으로 제2 파라미터 특성에 해당하는 음향 방출 신호를 제거하고, 제1 음향 방출 신호의 제2 파라미터 특성을 참고함으로써, 제3 파라미터 특성을 도출하고 이를 응력 부식 균열 탐지를 위한 기준 파라미터 특성으로 설정할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 탐지 기준 파라미터 설정 장치에서 제3 파라미티 특성 정보를 도출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
예를 들어, 본 발명에 따른 탐지 기준 파라미터 설정 장치는 도 6의 (a)에 도시된 제3 음향 방출 신호에서 도 6의 (b)와 같이, 우선적으로 제2 파라미터 특성의 파형 정보에 해당하는 연속 타입의 파형 및 진폭과 에너지 값이 각각 12mV 및 3777μV·S 이하인 음향 방출 신호를 우선적으로 제거할 수 있다. 다음으로, 제1 파라미터 특성의 파형 정보에 해당하는 버스트 타입 파형 및 주요 주파수 대역인 60 ~ 180 kHz에 해당하는 음향 방출 신호에 대한 특성을 제3 파라미터 특성으로 도출하고 이를 응력 부식 균열 탐지를 위한 기준 파라미터 특성으로 설정하는 것이다. 이는, 도 6의 (c)와 같이 제3 파라미터 특성으로 도출된 신호의 주파수 대역이 60 ~ 180 kHz이며, 도 6의 (d)와 같이 제3 파라미터 특성으로 도출된 신호의 파형이 버스트 타입인 것으로 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 탐지 기준 파라미터 설정 장치는 음향 방출 센서로부터 획득한 음향 방출 신호에서 대조군 실험에서 획득한 정보를 이용하여 필요한 파라미터를 추출하고, 해당 파라미터를 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터로 설정함으로써, 탐지 정확도 향상 및 처리할 데이터 용량을 대폭 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 탐지 기준 파라미터 설정 장치는 설정된 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터를 탐지 기준값으로 설정하여, 후술할 응력 부식 균열 모델링부(120)에서 응력 부식 균열을 발생되는 과정 중 설정된 탐지 기준값을 초과하는 경우, 응력 부식 균열 모델링부의 배관 내부를 관찰하여 응력 부식 균열 발생 여부에 대한 확인을 통해 설정된 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터의 검증이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 탐지 기준 파라미터 설정 장치에서 설정된 탐지 기준 파라미터를 실제 가동중인 원자력 발전소 배관 등에 설치된 음향 방출 센서의 탐지 기준값으로 설정함으로써, 발전소의 가동 중단 없이 보다 정확하게 실시간으로 응력 부식 균열의 탐지가 가능하다.
응력 부식 균열 모델링부(120)는 탐지 대상 구조물과 동일한 물체에 응력 부식 균열을 생성한며, 음향 방출 센서(130)는 응력 부식 균열 보델링부(120)에 설치된다.
예를 들어, 탐지 대상 구조물이 304 L 스테인리스강 배관이라면, 응력 부식 균열 모델링부는 304 L 스테인리스강 파이프의 양쪽에 내측 및 외측 플랜지를 구비하고, 배관 내부에 주입된 액체를 가열하기 위한 유도 히터를 구비할 수 있다. 내측 플랜지와 외측 플랜지는 볼트로 기계적으로 고정되어 있다.
일 실시예에 있어서, 응력 부식 균열 모델링부는 응력 부식 균열이 형성되기 전에 해당하는 제1 조건(부식 성분을 제거한 대조군 실험)에서 증류수가 주입되며, 음력 부신 균열이 형성되는 과정의 제2 조건에서 부식액이 주입될 수 있다.
이 때, 음향 방출 센서(130)는 제1 조건에서 응력 부식 균열 모델링부(120)에서 발생하는 제2 음향 방출 신호를 센싱하고, 제2 조건에서 응력 부식 균열 모델링부(120)에서 발생하는 제3 음향 방출 신호를 센싱할 수 있다.
또한, 음향 방출 센서는 두 개의 R15i 센서로 구성되어 있으며, 사전 증폭기 2개를 추가적으로 구비하며, 75kHz의 공진 주파수와 50~400kHz의 작동 주파수를 가질 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 탐지 기준 파라미터 설정 장치는 응력 부식 균열 모델링부를 이용함으로써, 고온 환경에서 안정적인 음향 방출 신호의 획득이 가능하다.
이하, 도 7을 참조하여 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터 설정 방법에 대해 살펴보기로 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 방출 센서를 이용한 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터 설정 방법을 보여주는 흐름도이다.
먼저, 본 발명에 따른 탐지 기준 파라미터 설정 장치는 인장 테스트에서 발생한 제1 음향 방출 신호에 대한 정보로부터 실제 균열 발생과 관련된 제1 파라미터 특성을 도출한다(S710).
다음으로, 탐지 기준 파라미터 설정 장치는 응력 부식 균열이 형성되기 전 제1 조건에서 발생한 제2 음향 방출 신호에 대한 정보로부터 응력 부식 균열과 무관한 제2 파라미터 특성을 도출한다(S720).
다음으로, 탐지 기준 파라미터 설정 장치는 제1 파라미터 특성 및 제2 파라미터 특성을 이용하여 응력 부식 균열이 형성되는 과정의 제2 조건에서 발생한 제3 음향 방출 신호에 대한 정보로부터 도출한 제3 파라미터 특성을 응력 부식 균열 탐지를 위한 기준 파라미터 특성으로 설정한다(S730).
일 실시예에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 파라미터 특성은 제1, 제2, 및 제3 음향 방출 신호의 진폭(Amplitude), 에너지(Energy), 주파수 특성(Frequency characteristic), 및 파형(Waveform) 정보를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 제2 파라미터 특성의 파형 정보는 연속 타입(continuous type)이며, 상기 제3 파라미터 특성의 파형 정보는 상제1 파라미터 특성의 파형 정보와 동일한 버스트 타입(burst type)일 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터 설정 장치
110: 중앙 처리부
120: 응력 부식 균열 모델링부
130: 음향 방출 센서
110: 중앙 처리부
120: 응력 부식 균열 모델링부
130: 음향 방출 센서
Claims (11)
- 인장 테스트에서 발생한 제1 음향 방출 신호, 응력 부식 균열이 형성되기 전 제1 조건에서 발생한 제2 음향 방출 신호, 및 상기 응력 부식 균열이 형성되는 과정의 제2 조건에서 발생한 제3 음향 방출 신호에 대한 정보가 저장되는 데이터 베이스;
상기 제1 음향 방출 신호에 대한 정보로부터 실제 균열 발생과 관련된 제1 파라미터 특성을 도출하고, 상기 제2 음향 방출 신호에 대한 정보로부터 응력 부식 균열과 무관한 제2 파라미터 특성을 도출하는 파라미터 특성 도출부; 및
상기 제1 파라미터 특성 및 상기 제2 파라미터 특성을 이용하여 상기 제3 음향 방출 신호에 대한 정보로부터 도출한 제3 파라미터 특성을 응력 부식 균열 탐지를 위한 기준 파라미터 특성으로 설정하는 탐지 기준 파라미터 설정부를 포함하는 음향 방출 센서를 이용한 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터 설정 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 음향 방출 신호는,
탐지 대상 구조물의 샘플에 대한 상기 인장 테스트에 이용되는 음향 방출 센서로부터 수신되며, 상기 데이터 베이스는 상기 탐지 대상 구조물의 샘플마다 상기 제1 음향 방출 신호에 대한 정보가 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 음향 방출 센서를 이용한 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터 설정 장치.
- 제1항에 있어서,
탐지 대상 구조물과 동일한 물체에 응력 부식 균열을 생성하는 응력 부식 균열 모델링부; 및
상기 응력 부식 균열 모델링부에 설치되며, 상기 제2 및 제3 음향 방출 신호를 센싱하는 음향 방출 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 방출 센서를 이용한 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터 설정 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 응력 부식 균열 모델링부는,
상기 제1 조건에서 증류수가 주입되고 상기 제2 음향 방출 신호를 발생시키며,
상기 제2 조건에서 부식액이 주입되고 상기 제3 음향 방출 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 음향 방출 센서를 이용한 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터 설정 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1, 제2 및 제3 파라미터 특성은,
제1, 제2, 및 제3 음향 방출 신호의 진폭(Amplitude), 에너지(Energy), 주파수 특성(Frequency characteristic), 및 파형(Waveform) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 방출 센서를 이용한 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터 설정 장치.
- 제5항에 있어서,
상기 제2 파라미터 특성의 파형 정보는 연속 타입(continuous type)이며,
상기 제3 파라미터 특성의 파형 정보는 상기 제1 파라미터 특성의 파형 정보와 동일한 버스트 타입(burst type)인 것을 특징으로 하는 음향 방출 센서를 이용한 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터 설정 장치.
- 제5항에 있어서,
상기 제3 파라미터 특성의 주파수 특성 정보는,
상기 제1 파라미터 특성의 주파수 대역과 동일한 주파수 대역인 것을 특징으로 하는 음향 방출 센서를 이용한 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터 설정 장치.
- 제5항에 있어서,
상기 제3 파라미터 특성의 진폭 정보는,
상기 제2 파라미터 특성의 진폭 수치 상한 값 이상의 진폭 값을 가지는 것을 특징으로 하는 음향 방출 센서를 이용한 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터 설정 장치.
- 인장 테스트에서 발생한 제1 음향 방출 신호에 대한 정보로부터 실제 균열 발생과 관련된 제1 파라미터 특성을 도출하는 단계;
응력 부식 균열이 형성되기 전 제1 조건에서 발생한 제2 음향 방출 신호에 대한 정보로부터 응력 부식 균열과 무관한 제2 파라미터 특성을 도출하는 단계; 및
상기 제1 파라미터 특성 및 상기 제2 파라미터 특성을 이용하여 상기 응력 부식 균열이 형성되는 과정의 제2 조건에서 발생한 제3 음향 방출 신호에 대한 정보로부터 도출한 제3 파라미터 특성을 응력 부식 균열 탐지를 위한 기준 파라미터 특성으로 설정하는 단계를 포함하는 음향 방출 센서를 이용한 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터 설정 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 제1, 제2 및 제3 파라미터 특성은,
제1, 제2, 및 제3 음향 방출 신호의 진폭(Amplitude), 에너지(Energy), 주파수 특성(Frequency characteristic), 및 파형(Waveform) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 방출 센서를 이용한 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터 설정 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 제2 파라미터 특성의 파형 정보는 연속 타입(continuous type)이며,
상기 제3 파라미터 특성의 파형 정보는 상기 제1 파라미터 특성의 파형 정보와 동일한 버스트 타입(burst type)인 것을 특징으로 하는 음향 방출 센서를 이용한 응력 부식 균열 탐지 기준 파라미터 설정 방법.
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