DOI QR코드

DOI QR Code

Measurement of Inner Defects and out of Plane Deformation of Pressure Vessel in Piping of Circulation System Using Shearography

전단간섭법을 이용한 배관 순환 시스템에서의 압력용기 내부결함 및 면외변형 측정

  • 강찬근 (조선대학교 대학원기 계시스템공학과) ;
  • 김현호 (조선대학교 대학원 첨단부품소재공학과) ;
  • 정현일 (조선대학교 대학원 첨단부품소재공학과) ;
  • 최태호 (조선대학교 대학원 첨단부품소재공학과) ;
  • 정현철 (조선대학교 기계시스템공학과) ;
  • 김경석 (조선대학교 기계시스템공학과)
  • Received : 2014.04.28
  • Accepted : 2014.10.16
  • Published : 2014.10.30

Abstract

Wall thinning defects can occur in the pressure vessels used in a variety of industries. Such defects are related to the flow velocity. Considering the fact that such vessels constitute up to 70 or 80% of the plant structures in a power plant, it is important to measure internal defects as part of a safety evaluation. In this study, optical measurement were applied in a non-destructive evaluation using shearography to ensure the safety and improve the reliability of a power plant through the non-contact, non-destructive evaluation of pressure vessels. In order to verify whether the pressure vessels contained faults, experimental and analytical investigation were conducted to measure any internal defects and out-of-plane deformation from inner temperature changes and pressure changes in the piping of the circulation system. The most important factors in this research were the thickness, width, and length of a defect. An increase in these could confirm an increase in the deformation. Thus, internal defects in a pressure vessel were measured using shearography, which made it possible to ensure the reliability and integrity of the pipe.

다양한 산업분야에서 사용되는 압력용기는 발전설비의 70~80%를 구성하는 설비구조물로써 유속에 의한 감육결함 현상이 발생할 수 있으며 내부결함 측정이 설비의 안전진단 평가에 중요한 요소가 된다. 본 논문에서는 광계측 응용 비파괴검사 기술인 전단간섭법을 이용하여 압력용기의 비접촉 비파괴평가를 통한 발전설비의 안정성 확보와 신뢰성 향상에 있다. 이를 검증하기 위하여 압력용기에 임의의 결함을 가공하여 배관 순환 시스템을 적용한 내부의 온도 변화와 압력 변화에 따른 내부결함 계측 및 면외 변형량 계측에 대하여 실험과 해석을 수행하였다. 본 연구를 통한 결함의 존재 유무를 구분할 수 있도록 하는 가장 중요한 요소는 결함 두께, 폭 및 결함길이라 할 수 있으며 결함 두께, 폭, 길이가 커질수록 변형랑도 커짐을 확인할 수 있었다. 따라서 전단간섭법을 이용한 압력용기의 내부결함을 사전에 측정하여 배관의 신뢰성과 건전성을 확보하는데 주요할 것으로 보인다.

Keywords

References

  1. I. K. Park, "Non-destructive Testing Introduction," Node Media, Seoul, pp. 24-25 (2012)
  2. J. N. Butters and J. A. Leendertz, "Speckle pattern and holographic techniques in engineering metrology," Optics & Laser Technology, Vol. 3, pp. 26-30 (1971) https://doi.org/10.1016/S0030-3992(71)80007-5
  3. H. Chang, "Quantitative measurement of outof- plane deformation using the shearography," Chosun Univ. Doctorate thesis, pp. 1-2 (2006)
  4. Y. Y. Hung, R. E. Rowlands and I. M. Daniel, "Speckle-shearing interferometric technique: A full-field strain gauge," Applied Optics, Vol. 14, Issue 3, pp. 618-622 (1975) https://doi.org/10.1364/AO.14.000618
  5. Y. Y. Hung, "A speckle-shearing interferometry: A tool for measuring derivatives of surface displacement," Optics Communication, Vol. 11, No. 2, pp. 132-135 (1974) https://doi.org/10.1016/0030-4018(74)90200-4