WO2011065755A2 - 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템 및 방법 - Google Patents

압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템 및 방법 Download PDF

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WO2011065755A2
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최만용
박정학
이승석
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한국표준과학연구원
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    • G06T2207/30164—Workpiece; Machine component

Definitions

  • the present invention relates to a non-destructive test using a heat of compression, more specifically, a defect of the test object by supplying and compressing a gas to the test object having a space containing the gas therein to analyze the heat of compression generated inside the test object
  • the present invention relates to a non-destructive testing system and method using compressed heat that can detect a site or test a thinning state.
  • nondestructive inspection is performed in which defects such as pores and cracks inside the product, internal defects of the welded portion, and the like are inspected from the outside without destroying the product.
  • radiographic, ultrasonic flaw detection, eddy current test, penetration method, magnetic particle flaw detection, etc. are used.
  • X-rays are commonly used in radiography tests. Wires of various thicknesses made of the same material as the article are placed on a flat plate of the same thickness and photographed by X-ray to show the existence of each line. By adjusting the size of the detectable defect.
  • the principle of this method is that the defective part is made of a material (inclusion) or cavity which is different from the general part of the product, so that the ability to pass X-rays is different. At this time, since this defect part is exposed to a density different from a normal part on a film, it is detected.
  • Ultrasonic detection detects defects through the ultrasonic waves reflected from the defects by putting ultrasonic waves from the oscillator on one side of the article and receiving sound waves reflected from the other side.
  • the eddy current is found to be a defect by flowing eddy waves in the article by a method such as high frequency induction, causing the current to be disturbed. Even when transmitting radiation, in order to know the detected defect signal as in the case of ultrasonic waves, it can be incident in two or more directions and determined as the intersection thereof, and the magnitude of the defect can also be known.
  • Penetration or magnetic particle inspection is used to find surface flaws. Apply a solution containing a dye or phosphor to the flawed surface and let it soak. After washing the surface well, penetrate the chalk to see the pigment bleed out.
  • the present invention relates to a non-destructive test using a heat of compression, more specifically, a defect of the test object by supplying and compressing a gas to the test object having a space containing the gas therein to analyze the heat of compression generated inside the test object It is an object of the present invention to provide a non-destructive test system and method using compressed heat that can detect a site or test a thinning state.
  • gas compression means for supplying and compressing the gas to generate a heat of compression inside the hollow test object;
  • Thermal image detection means for detecting and transmitting the temperature of the surface of the test object in which the compressed heat is generated as an infrared wavelength image;
  • analyzing means for analyzing the temperature distribution of the surface of the test object in the image transmitted from the thermal image detecting means to detect defects or test thinning of the test object. It provides a non-destructive testing system using the heat of compression, characterized in that configured to include.
  • the gas is preferably one or more of air, oxygen, nitrogen, argon, carbon dioxide, hydrogen, neon, helium.
  • the test object is preferably one of a gas supply pipe, a liquid supply pipe, and an electric wire pipe.
  • the pipe is preferably at least one of a straight pipe or a pipe having a curvature.
  • the gas compression means is preferably a compressor.
  • the non-destructive test system using the heat of compression at least one gas supply means for supplying gas to the gas compression means for compressing and supplying the gas to the test object, and the thermal image detection means analyzed or detected through the analysis means
  • the gas supply means is Bombay
  • the first output means is a monitor
  • the second output means is a printer.
  • both sides of the test object is connected through the gas compression means and the first, second compressed gas supply pipe, the gas compression means and the gas supply means is preferably connected to at least one gas transport pipe.
  • one side of both sides of the test object is connected to the gas compression means and the gas inlet pipe, the other side is connected through the gas compression means and the gas discharge pipe, the gas compression means and the gas supply means is connected to at least one gas transport pipe desirable.
  • the gas compression means preferably further comprises a control panel for compressing gas to receive a compression control command from the control panel, or received a compression control command from the analysis means.
  • the present invention for achieving the above object is present in the space of the test object from the open side of the test object in the shape of a container having one side is opened and has a space in which gas is contained therein.
  • a piston control means inserted to prevent gas leakage and generating compressed heat inside the test object in a push manner;
  • Thermal image detection means for detecting and transmitting the temperature of the surface of the test object in which the compressed heat is generated as an infrared wavelength image;
  • analyzing means for detecting a defect of the test object by analyzing the temperature distribution of the surface of the test object in the image transmitted from the thermal image detecting means. It provides a non-destructive testing system using the heat of compression, characterized in that configured to include.
  • the thermal image detection means is preferably composed of at least one infrared thermal camera.
  • the analyzing means is preferably a computer.
  • test object defect is preferably at least one of cracks, voids (holes), deformation, inclusion of foreign matter.
  • the non-destructive testing system using the heat of compression the first output means for displaying the data of the thermal image detection means analyzed or detected through the analysis means, and the data of the thermal image detection means analyzed or detected through the analysis means It is preferably configured to further include a second output means for outputting, and input means for inputting data for controlling the gas compression means through the analysis means.
  • a 1st output means is a monitor
  • a 2nd output means is a printer
  • the present invention comprises the steps of supplying a gas to reach the pressure set in the test object in the gas compression means to generate heat of compression inside the hollow test object; Detecting, by the thermal image detecting means, a temperature of a surface of a test object in which compressed heat is generated as an image having an infrared wavelength; And analyzing the temperature distribution of the surface of the test object in the image transmitted from the thermal image detection means when the analysis means reaches the set pressure to analyze the defect of the test object. It provides a non-destructive test method using the heat of compression, characterized in that comprises a.
  • the present invention comprises the steps of supplying a gas to reach the pressure set in the test object in the gas compression means to generate heat of compression inside the hollow test object;
  • the gas is supplied to reach the pressure set in the test object, the gas is circulated for a predetermined time in the test object, and the thermal image detection means detects the temperature of the surface of the test object in which the heat of compression is generated as an image in the form of an infrared wavelength and analyzes the temperature. Transmitting;
  • analyzing the thinning state of the test object by analyzing a temperature distribution of the surface of the test object in the image transmitted from the thermal image detecting means at a time point at which the analysis means is circulated for a predetermined time. It provides a non-destructive test method using the heat of compression, characterized in that comprises a.
  • the thinning state analysis of the test object is preferably the thinning state analysis of the site having the curvature of the test object.
  • step of calculating the volume for the test object before the step of supplying the gas to reach the set pressure in the gas compression means.
  • the present invention for achieving the above object, one side is opened, the piston head is inserted so that the gas of the space portion does not leak to the open one side of the container-shaped test object having a space portion containing the gas therein step;
  • the piston control means pushing the piston head until the inside of the test object reaches a set pressure to generate compressed heat inside the test object;
  • It provides a non-destructive test method using the heat of compression, characterized in that comprises a.
  • the defects of the test object it is preferable to detect one or more defects among cracks, holes, deformations, and inclusion defects of the test object.
  • FIG. 1 is a view for explaining a non-destructive testing system using the heat of compression according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view for explaining an example of the bonding state of the first test object in the non-destructive test system using the heat of compression according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a view for explaining a defect state of the first test object according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining a defect state of the second test object using the heat of compression according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a view for explaining the thinning state of the second test object using the heat of compression according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view for explaining a non-destructive testing system using the heat of compression according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a non-destructive test method using compressed heat according to the first and second embodiments of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining a thinning nondestructive testing method using the heat of compression according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart for explaining a non-destructive test method using compressed heat according to a third embodiment of the present invention.
  • test object 20 gas compression means
  • FIG. 1 is a view for explaining a non-destructive test system using the heat of compression according to the first embodiment of the present invention.
  • the first test object 10 the gas compression means 20, the gas supply means 30, and the thermal image detection means ( 40), the analysis means 50, the first output means 60, the second output means 70 and the input means 80.
  • the 1st test object 10 is a to-be-tested object tested whether the defect exists.
  • the first test object 10 is a gas supply pipe for supplying various gases, a liquid supply pipe for supplying various liquids, an electric wire pipe, and the like. Such a pipe will be described taking an example of a hollow pipe having an empty center having a space in which gas is contained therein.
  • the gas compression means 20 is a gas compressor for supplying gas into the first test object 10. At this time, the gas compression means 20 is supplied so that the gas volume is compressed when supplying gas into the first test object 10, there is no need to specifically limit the compression ratio, it is to be supplied to be compressed to 1/2 to 1/10 Can be.
  • the gas compression means 20 may constitute a control panel 21 for controlling the gas to be compressed at a predetermined pressure, and the gas compression means 20 may be configured to control the gas at a pressure set according to a control signal transmitted from the analysis means 50. It can also be configured to compress. On the other hand, it is preferable to calculate the volume inside the first test object 10 and then supply gas for accurate testing.
  • the gas compression means 20 can be configured as a compressor.
  • the gas supply means 30 supplies gas to the gas compression means 20.
  • the gas supplied from the gas supply means 30 may be one or more of air, oxygen, nitrogen, argon, carbon dioxide, hydrogen, neon, helium.
  • the gas supply means 30 may be composed of a plurality of first to Nth gas supply means 31 and 32.
  • the gas supply means 30 may be configured as a bomb (Bomb).
  • the gas supply means 30 may be supplied for use in a state in which the temperature of the gas generating the internal heat of compression is also lower or higher than room temperature through preheating or heat reduction.
  • the thermal image detection means 40 photographs the temperature of the surface of the first test object 10 and transmits the temperature to the analysis means 50 as a moving image or a still image. At this time, it is preferable to use an infrared thermal imaging camera capable of measuring up to a temperature difference of ⁇ 0.02 ° C as the thermal image detecting means 40.
  • the analysis means 50 controls the gas to be supplied from the gas compression means 20 into the first test object 10, and at the surface temperature of the first test object 10 transmitted through the thermal image detecting means 40. Defects are detected through image analysis, and displayed on the first output means 60 or output through the second output means 70.
  • the analysis means 50 can be configured by a computer.
  • the first output means 60 may be configured as a monitor that displays the data being processed by the analysis means 50 as a still image or a video.
  • the second output means 70 may be configured as a printer capable of outputting the data processed by the analysis means 50 to papers in the form of photos or text.
  • the input means 80 inputs data for controlling the gas compression means 20 so that compression heat suitable for the non-destructive test can be generated according to the volume of the internal space of the first test object 10 through the analysis means 50. do.
  • the input means 80 may be a computer keyboard or a mouse.
  • the defect of the first test object 10 may be measured in a vacuum state for more accurate defect measurement.
  • the first test object 10 may be positioned in the vacuum chamber 90, and then gas inside (eg, air) may be removed from the vacuum chamber 90, and gas may be supplied at a set pressure to measure defects. have.
  • defect measurement may be performed in the vacuum chamber 90 in an adiabatic state for optimal conditions of the vacuum chamber 90.
  • FIG. 2 is a view for explaining an example of the bonding state of the first test object in the non-destructive test system using the heat of compression according to the first embodiment of the present invention.
  • both the open portions of the first test object 10 and the gas compression means 20 Is connected via the first and second compressor body supply pipes 22 and 23.
  • the first test object 10 and the first and second compressor body supply pipes 22 and 23 may be configured to be coupled by screwing.
  • the gas compression means 20 and the first gas supply means 31 are connected to the first gas transport pipe 33, and the gas compression means 20 and the Nth gas supply means 32 transport the Nth gas. It is connected to the tube 34.
  • the connection between the gas compression means 20 and the first and N-th gas transport pipes 33 and 34 is also performed by the first test object 10 and the first and second compressed gas supply pipes 22 and 23. It can be configured in the same way as the configuration.
  • the coupling method has been exemplified by screw coupling, the coupling method does not need to be particularly limited as long as the coupling method does not leak gas supplied from the gas compression means 20 to the first test object 10.
  • FIG 3 is a view for explaining a defect state of the first test object according to the first embodiment of the present invention.
  • the first test object 10 relates to a pipe in which gas can be contained therein.
  • gas When the gas is supplied to the first test object 10 and compressed, the kinetic energy of the molecule is increased without heat entry to the outside. Therefore, the heat of compression is generated by the rise of temperature. That is, when gas molecules are compressed, the number of collisions between gas molecules increases, so that internal energy is increased, and the increased internal energy is represented as heat of compression.
  • a crack 11 such as a state in which the surface of the first test object 10 is opened or cracked, and a gap such as a hole is formed.
  • (Holes) 12 deformations such as dents 13, inclusion of foreign matters, and the like.
  • the heat of compression of the surface of the first test object 10 of the crack 11, the void 12, the deformation 13, or the part containing the foreign matter is generated at a temperature different from the surrounding surface.
  • the thermal image detecting means 40 detects the thermal energy in the form of infrared wavelength, which is a kind of electromagnetic waves, with respect to the compressed heat generated by the first test object 10.
  • the detection result is displayed as a still image or a moving image on the first output means 60 configured as a monitor through the analysis means 50, and the photograph or text data through the second output means 70 configured as a printer.
  • FIG. 4 is a view for explaining a non-destructive test system using the heat of compression according to the second embodiment of the present invention.
  • the second test object 100 In the non-destructive test system using the heat of compression according to the second embodiment of the present invention, the second test object 100, the gas compression means 20, the gas supply means 30, the thermal image detection means 40, the analysis means ( 50), the first output means 60, the second output means 70 and the input means 80.
  • the non-destructive test system using compressed heat according to the second embodiment of the present invention is similar to the non-destructive test system using compressed heat according to the first embodiment of the present invention.
  • the pipe between the second test object 100 and the gas compression means 20 for supplying and compressing gas to the second test object 100 is composed of a gas input pipe 110 and a gas discharge pipe 120. It is different.
  • the thermal image detecting means 40 may be configured of at least one or more thermal image detecting means 40a, 40b, and 40c, or the second test object 100 may be photographed in different directions.
  • the second test object 100 includes a gas supply pipe for supplying various gases, a liquid supply pipe for supplying various liquids, an electric wire pipe, and the like, and have a predetermined curvature. It differs from the 1st test object 10 in an Example.
  • the second test object 100 having the curvature may detect a defect of a portion having the curvature or test a thinning state.
  • the thinning of the curvature part for example, the fluid flows at a very high speed with a high pressure and temperature inside the piping used in the plant of the nuclear power plant, especially the turbine generator system (secondary side) of the nuclear power plant. . Therefore, the phenomenon of corrosion or wear caused by the flow of the fluid causes the pipe thickness to become thin. This phenomenon is prominent in a pipe including a portion having a predetermined curvature. In this way, a leak may occur due to a phenomenon in which the thickness of the pipe becomes thin (thinning).
  • FIG. 5 is a view for explaining the defect state of the second test object using the heat of compression according to the second embodiment of the present invention.
  • Defects of the second test object using the heat of compression according to the second embodiment of the present invention are cracks 101, voids (holes) 102 such as a hole formed state, deformation 103 such as dents, including foreign matters, etc. There may be.
  • the gas is introduced into the gas inlet pipe 110 so as to have a compression ratio proportional to the calculated volume, and the gas in the gas discharge pipe 120 is Prevent the discharge so that the heat of compression is generated in the second test object (100).
  • the heat of compression may be generated by adjusting the amount of gas introduced from the gas compression means 20 into the gas input pipe 110 and the amount of gas discharged from the gas discharge pipe 120. At this time, as shown in FIG. 5, the heat of compression of the surface of the second test object 100 including the crack 101, the gap 102, the deformation 103, or the foreign matter is generated at a temperature different from the surrounding surface. .
  • the thermal image detecting means 40 detects the thermal energy in the form of an infrared wavelength, which is a kind of electromagnetic waves, with respect to the compressed heat generated by the second test object 100.
  • the detection result is displayed as a still image or a moving image on the first output means 60 configured as a monitor through the analysis means 50, and the photograph or text data through the second output means 70 configured as a printer.
  • FIG. 6 is a view for explaining the thinning state of the second test object using the heat of compression according to the second embodiment of the present invention.
  • Another defect state of the second test object 100 using the heat of compression according to the second embodiment of the present invention is to test the thinning state 105 in which the thickness of the portions 104a and 104b having the curvature becomes thinner.
  • the gas is introduced into the second test object 100 from the gas input pipe 110, and the gas discharge pipe 120 discharges the gas introduced into the second test object 100.
  • the gas compression means 20 may compress the gas and insert the gas into the second test object 100. Meanwhile, the gas compression means 20 controls the discharged gas to be introduced into the gas input pipe 110 again.
  • the thermal image detecting means 40 detects the thermal energy in the form of an infrared wavelength, which is a kind of electromagnetic waves, with respect to the compressed heat generated by the second test object 100.
  • the detection result is displayed as a still image or a moving image on the first output means 60 configured as a monitor through the analysis means 50, and the photograph or text data through the second output means 70 configured as a printer.
  • FIG. 7 is a view for explaining a non-destructive test system using the heat of compression according to the third embodiment of the present invention
  • Figure 8 is a view for explaining a defect state of the third test object using the heat of compression according to the third embodiment of the present invention It is for the drawing.
  • the third test object 200 In the non-destructive test system using the heat of compression according to the third embodiment of the present invention, the third test object 200, the gas compression means 20, the gas supply means 30, the thermal image detection means 40, and the analysis means 50 are described. ), The first output means 60, the second output means 70 and the input means (80).
  • the non-destructive test system using compressed heat according to the third embodiment of the present invention is a non-destructive test system using compressed heat using a piston.
  • a piston composed of a piston head 310 and a piston shaft 320 with respect to the third test object 200 having one side open and a container shape having a space therein is formed. Compressed heat is generated by using.
  • the piston head 310 is configured to be in close contact with the inner surface of the third test object 200 to prevent the gas (eg, air) inside the third test object 200 from leaking to the outside.
  • the internal volume of the third test object 200 is calculated, and the piston head 320 and the piston head 310 are controlled by the piston control means 300 so as to have a compression ratio proportional to the volume. 310 is pushed into the third test object 200.
  • the third test object 200 has a defect including cracks 201, voids 202, deformations 203, or foreign matter, as shown in FIG. 8, the surface heat of compression of the third test object 200. The heat of compression is generated at a different temperature than the surrounding surface.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a non-destructive test method using compressed heat according to the first and second embodiments of the present invention.
  • the first test object 10 having a straight pipe shape as shown in FIG. 1 or the second test having a pipe shape with curvature shown in FIG. It relates to a defect detection method for the object (100).
  • the volume inside the first or second test object 10 or 100 to be tested for defects is calculated (S100). Such a calculation may be performed through a calculator or after analyzing the diameter and height or the length of the inside of the first or second test object (10) (100). As described above, the volume of the gas supplied from the gas supply means 30 to the gas compression means 20 may be appropriately adjusted after calculating the volume inside the first or second test object 10 or 100. On the other hand, for accurate testing, the step of removing (vacuum) the gas (eg, air) inside the first or second test object 10 or 100 in the vacuum chamber 90 may be optionally added. (S110).
  • the gas eg, air
  • the gas is supplied from the gas supply means 30 to the gas compression means 20, and the gas compression means 20 supplies the supplied gas to the first or second test object 10 (100) ( S120).
  • the thermal image detecting means 40 may start capturing and transmit the captured data to the analyzing means 50 in real time.
  • the thermal image detecting means 40 detects thermal energy radiated from the surface of the first or second test object 10 or 100 as an infrared wavelength so that infrared wavelength data of different colors may be analyzed according to the intensity of heat. 50).
  • the thermal image detecting means 40 detects thermal energy radiated from the surface of the first or second test object 10 or 100 as an infrared wavelength so that infrared wavelength data of different colors may be analyzed according to the intensity of heat. 50).
  • the gas compression means 20 continuously supplies the gas to the first or second test object 10 or 100, a gas having a predetermined pressure or more is supplied to the first or second test object 10 or 100.
  • a gas having a predetermined pressure or more is supplied to the first or second test object 10 or 100.
  • the heat of compression is generated in the first or second test object (10) (100) (S130).
  • the heat of compression is generated as the number of collisions between gas molecules in the first or second test object 10 or 100 increases.
  • the heat of compression inside the first or second test object 10, 100 is transferred to the outer surface of the first or second test object 10, 100, and the transferred heat of heat is detected in the form of infrared wavelengths. It is detected by the means 40 and transmitted to the analysis means 50. At this time, the analysis means 50 measures the surface temperature according to the infrared wavelength data of the transmitted first or second test object 10, 100, and stores the measured surface temperature (S140).
  • the analysis means 50 determines whether the pressure supplied to the first or second test object 10, 100 has reached a predetermined pressure (S150). At this time, it is determined whether 3 to 7 times the volume of the first or second test object 10 (100) volume is supplied. Of course, such gas supply drainage does not need to be particularly limited.
  • the gas compression means 20 continuously supplies the gas to the first or second test object 10 or 100 (S110).
  • the analysis means 50 is a pipe in the data transmitted through the thermal image detection means 40 Analyze the surface temperature distribution (S160).
  • the temperature distribution on the surface of the first or second test object 10 or 100 may or may not be uniform. If the temperature distribution on the surface of the first or second test object 10 or 100 is uniform, the first or second test object 10 or 100 is not defective. However, when the temperature distribution on the surface of the first or second test object 10 or 100 is not uniform, the first or second test object 10 or 100 is defective.
  • the heat of compression is generated as the gas supplied into the first or second test object 10 or 100 is compressed, and the defective part has a surface temperature distribution different from the peripheral part, and the thermal image detection means.
  • the analyzing means 50 analyzes the data transmitted from the thermal image detecting means 40 and displays it on the first output means 60 or outputs it to the second output means 70 (S170).
  • a solid line shape A portion having a color may be displayed on the first output means 60 in a different color from the peripheral portion, and output to the second output means 70.
  • the heat of compression in the void portion is also directly transmitted to the surface of the first or second test object 10 (100), so that the spot-shaped part has a different color from the surrounding part. It may be displayed on the first output means 60 and output to the second output means 70.
  • the heat of compression of the corresponding area is displayed in the first output means 60 in a different color from the peripheral area, or in a deformed form, or outputted to the second output means 70. do.
  • the heat of compression of the corresponding region is displayed on the first output means 60 in a color different from the peripheral portion, and is output to the second output means 70.
  • Non-destructive testing method using the heat of compression according to the second embodiment of the present invention is to determine the thinning state, as shown in Figure 10, to calculate the volume inside the second test object 100 to test the thinning state (S200). Such calculation may be performed through a calculator or after analyzing the diameter and height or the length of the second test object 100 inside.
  • the gas is supplied from the gas supply means 30 to the gas compression means 20, and the gas compression means 20 supplies the supplied gas to the second test object 100 (S210).
  • the calculated pressure is a gas corresponding to the pressure corresponding to the second test object 100 when the second test object 100 is assumed to be a pipe in which gas moves at a high speed with a high pressure and temperature therein. Calculated to supply.
  • the thinning of the pipe thickness due to corrosion or wear caused by the flow of the fluid is prominent in the pipe including a portion having a predetermined curvature, so that the thickness of the portion is thinned (thinning).
  • the gas is supplied at the calculated pressure to detect the defect.
  • the determination result (S220), if the gas corresponding to the calculated pressure is not supplied continues to supply the gas corresponding to the calculated pressure.
  • the gas compression means 20 stops supplying further gas and circulates the gas at the speed set in the second test object 100 (S230).
  • the set speed is a speed when the gas is moved at a predetermined set speed together with the calculated pressure when the second test object 100 is actually applied in the field.
  • the thermal image detecting means 40 may start capturing and transmit the captured data to the analyzing means 50 in real time (S240).
  • the thermal image detecting means 40 detects thermal energy radiated from the surface of the second test object 100 as an infrared wavelength, and infrared wavelength data of different colors are transmitted to the analyzing means 50 according to the intensity of heat.
  • real-time monitoring of the defects of the second test object 100 may be performed.
  • the portion having the curvature may be concentrated.
  • the heat of compression inside the second test object 100 is transferred to the outer surface of the second test object 100, and the transferred heat of heat is detected by the thermal image detecting means 40 in the form of an infrared wavelength and analyzed by the analysis means 50. Is sent).
  • the analysis means 50 measures the surface temperature according to the infrared wavelength data of the transmitted second test object 100, and stores the measured surface temperature (S260).
  • the analysis means 50 determines whether the gas circulation time circulated in the second test object 100 is circulated for a set time (S270).
  • the gas compression means 20 continuously circulates the gas in the second test object 100 (S230).
  • the analysis means 50 is to determine the pipe surface temperature distribution in the data transmitted through the thermal image detection means (40) Analyze (S280). According to the analysis result, the temperature distribution of the curvature part of the second test object 100 may or may not be uniform. If the temperature distribution on the surface of the second test object 100 is uniform, it is a case where the change in the thinning state of the second test object 100 does not occur. However, when the temperature distribution on the surface of the second test object 100 is not uniform, the second test object 100 has a change in the thinning state.
  • the thinning of the second test object 100 is analyzed according to the thinning state (S300).
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a non-destructive test method using compressed heat according to a third embodiment of the present invention.
  • the non-destructive test method using the heat of compression according to the third embodiment of the present invention is a non-destructive test method using the heat of compression using a piston.
  • a piston composed of a piston head 310 and a piston shaft 320 with respect to the third test object 200 having one side open and a container shape having a space therein is formed. It provides a non-destructive test method using.
  • the volume inside the third test object 200 to be inspected for defects is calculated (S400). Such calculation may be performed through a calculator or after analyzing the diameter and height or the length of the third test object 200 inside.
  • the piston head 310 is inserted into the open inlet of the third test object 200 (S410).
  • the piston control means 300 controls the piston shaft 320 to push the piston head 310 into the third test object 200 (S420).
  • the thermal image detecting means 40 starts photographing and transmits the captured data to the analyzing means 50 in real time (S430).
  • the thermal image detecting means 40 detects thermal energy radiated from the surface of the third test object 200 as an infrared wavelength and transmits infrared wavelength data of different colors according to the intensity of heat to the analyzing means 50.
  • real-time monitoring of the defects of the third test object 200 may be performed.
  • the heat of compression is generated in the third test object 200 (S440).
  • the heat of compression is generated as the number of collisions between gas molecules in the third test object 200 increases.
  • the heat of compression inside the third test object 200 is transmitted to the outer surface of the third test object 200, and the transferred heat of heat is detected by the thermal image detecting means 40 in the form of an infrared wavelength and analyzed by the analysis means 50. Is sent to. At this time, the analysis means 50 measures the surface temperature according to the infrared wavelength data of the transmitted third test object 200, and stores the measured surface temperature (S450).
  • the analysis means 50 determines whether the pressure supplied to the third test object 200 has reached a preset pressure (S460).
  • the depth of the third test object 200 may be determined as the insertion depth of the front portion of the piston head 310.
  • it may be determined whether the piston head 310 has been inserted to a depth of 1/10 to 9/10 of the vessel depth.
  • the analyzing means 50 analyzes the pipe surface temperature distribution from the data transmitted through the thermal image detecting means 40 (S470). .
  • the analysis means 50 analyzes the data transmitted from the thermal image detection means 40 and displays it on the first output means 60 or outputs it to the second output means 70 (S480).
  • the defect analysis of the cause of the defective portion of the third test object 200 is performed according to the result of detecting the defective portion (S490).

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Abstract

본 발명은 압축열을 이용한 비파괴 시험에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 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.

Description

압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템 및 방법
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 수송관으로 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 온도를 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.
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 방법을 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
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 전달하기 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 영상이나 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 검출수단(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 시험 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 방법을 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. 이와 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 출력수단(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 시험 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).

Claims (20)

  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 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.
  6. 제 5 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.
  7. 제 5 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.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 시험 대상물(100) 양측 중 일측은 상기 기체압축수단(20)과 기체 투입관(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.
  9. 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.
  10. 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) 표면의 온도 분포를 분석하여 상기 시험 대상물(200)의 결함을 검출하는 분석수단(50); 을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 열화상 검출수단(40)은 적어도 하나 이상의 적외선 열화상 카메라로 구성됨을 특징으로 하는 압축열을 이용한 비파괴 시험 시스템.
  12. 제 10 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.
  13. 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.
  14. 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) 표면의 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.
  15. 제 14 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.
  16. 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 파장 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.
  17. 제 16 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.
  18. 제 16 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.
  19. 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.
  20. 제 19 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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