표제지
목차
논문요약 11
제1장 서론 13
1.1. 연구배경 13
1.2. 연구목적 15
1.2.1. 원전 증기발생기 전열관 ECT 신호모사 기법 15
1.2.2. 원전 증기발생기 전열관 복합구조물 내의 결함 검출을 위한 주파수혼합기법 16
1.2.3. 실험계획법을 이용한 ECT 조건 최적화 기법 16
1.3. 관련연구 16
1.3.1. ECT 신호모사 기법 연구 17
1.3.2. ECT 주파수혼합기법 연구 17
1.3.3. 실험계획법을 이용한 최적화 기법 연구 18
1.4. 논문의 구성 19
제2장 원전 증기발생기 전열관 ECT 신호모사 기법 25
2.1. 개요 25
2.2. FEM을 이용한 ECT 신호모사 기법 연구 27
2.2.1. FEM의 기본과정 27
2.2.2. OPERA-3D를 이용한 구조물 (Support ring) 신호예측 38
2.3. VIM을 이용한 ECT 신호모사 기법 연구 41
2.3.1. 전자기장 기본 방정식 42
2.3.2. 체적 적분 방정식의 전개 43
2.3.3. 체적 적분 방정식의 요소 분할과 해 44
2.3.4. 탐촉자 응답 모델 45
2.3.5. Vic-3D를 이용한 결함신호 모사 47
2.3.6. Vic-3D를 이용한 Bobbin검사용 교정시험편 신호예측 49
2.4. 요약 52
제3장 원전 증기발생기 전열관 복합구조물 내의 결함검출을 위한 주파수혼합기법 71
3.1. 개요 71
3.2. 주파수혼합기법 72
3.2.1. 선형의 원리 (Linearity Principle) 72
3.2.2. 주파수혼합기법의 원리 72
3.3. 주파수혼합기법을 위한 최적화알고리즘 75
3.3.1. 최적화기법의 개요 75
3.3.2. Time-domain 최적화 기법 76
3.3.3. DCT-domain 최적화기법 82
3.4. 주파수혼합기법을 이용한 신호평가 85
3.4.1. 실험신호의 정보 85
3.4.2. 주파수혼합기법 평가 86
3.4.3. 주파수혼합기법에 의한 지지구조물 신호의 제거 87
3.5. 요약 88
제4장 실험계획법을 이용한 ECT 조건 최적화 기법 104
4.1. 개요 104
4.2. ECT 실험 조건 설계 105
4.2.1. ECT 탐촉자 설계 105
4.2.2. ECT 탐촉자 설계변수 106
4.2.3. ECT 결함 설계변수 107
4.3. 다구치 방법을 이용한 ECT 최적조건 분석 108
4.3.1. 다구치 방법 108
4.3.2. 다구치 방법을 이용한 ECT 탐촉자 최적조건 110
4.4. 요약 112
제5장 결론 및 향후 연구과제 126
5.1. 결론 126
1) 원전 증기발생기 전열관 ECT 신호모사 기법 연구 126
2) 원전 증기발생기 전열관 복합구조물 내의 결함 검출을 위한 주파수혼합기법 연구 126
3) 실험계획법을 이용한 ECT 조건 최적화 기법 연구 127
5.2. 향후 연구과제 127
참고문헌 129
ABSTRACT 134
Table 4-1. Design parameters of bobbin probe coil 115
Table 4-2. Design parameters of ASME standard tube 115
Table 4-3. Composition of defects for simulation 119
Table 4-4. Full factorial experiment 120
Table 4-5. Fractional factorial design 120
Table 4-6. The number of experiment 121
Table 4-7. L9(3⁴) orthogonal array table and experimental layout(이미지참조) 123
Table 4-8. The result of S/N ratio and Means for each experiment 123
Table 4-9. The response table of S/N ratio 125
Table 4-10. The response table of Mean 125
Fig. 1-1. Nuclear power plants in Korea 21
Fig. 1-2. Nuclear Steam Supply System 22
Fig. 1-3. A Schematic of steam generator (KSNP: CE Model) 23
Fig. 1-4. Objectives of the study 24
Fig. 2-1. Representative setup for eddy current testing [44] 53
Fig. 2-2. A Schematic of the basic process of FEM 54
Fig. 2-3. Support plate simulated signal using the Opera-3D 55
Fig. 2-4. Design of tube support simulation ring [45] 56
Fig. 2-5. A flow energy for 2 coils 57
Fig. 2-6. A flow energy for a coil 58
Fig. 2-7. A flow energy for 2 coils (opposition direction) 58
Fig. 2-8. A flow energy for 2 coils (equal direction) 58
Fig. 2-9. Distribution of eddy current around support plate with 2 coils 59
Fig. 2-10. Support plate signals 60
Fig. 2-11. Defect or inhomogeneity in a host material of uniform conductivity 61
Fig. 2-12. Discontinuity for defect in solid 61
Fig. 2-13. Layer setting in VIC-3D 62
Fig. 2-14. Specification of transmit and receive coil 62
Fig. 2-15. Setting of flaw 63
Fig. 2-16. Input table 64
Fig. 2-17. A schematic of the ASME standard tube [45] 65
Fig. 2-18. Meshing for flaw B 66
Fig. 2-19. Bobbin probe for U-bend [45] 67
Fig. 2-20. Edit filter 68
Fig. 2-21. Simulated 68
Fig. 2-22. ASME standard tube and bobbin probe for the experiment 69
Fig. 2-23. Simulated signals using VIC-3D 70
Fig. 2-24. Experimental signals (S/N Z-19770) 70
Fig. 3-1. Linear principle [34] 89
Fig. 3-2. Subtraction of undesirable noise [34] 89
Fig. 3-3. A schematic representation of the mixing algorithm 90
Fig. 3-4. Subtraction of unwanted signal [34] 91
Fig. 3-5. Combination system [34] 92
Fig. 3-6. DCT coefficients for a support plate signal 93
Fig. 3-7. Inverse DCT for a support plate signal 94
Fig. 3-8. Parameters used in bobbin coil eddy current testing 95
Fig. 3-9. Experimental signals from the support ring without flaw at the testing frequencies of (a) 400kHz, (b) 100kHz 96
Fig. 3-10. Experimental signals from the support ring with a 100% TWH at the testing frequencies of (a) 400kHz, (b) 100kHz 97
Fig. 3-11. Experimental signals from the support ring with a 80% FBH at the testing frequencies of (a) 400kHz, (b) 100kHz 98
Fig. 3-12. Experimental signals from the support ring with a 60% FBH at the testing frequencies of (a) 400kHz, (b) 100kHz 99
Fig. 3-13. Experimental signals from the support ring with a 40% FBH at the testing frequencies of (a) 400kHz, (b) 100kHz 100
Fig. 3-14. ECT signals of defects of ASME standard tube 101
Fig. 3-15. Phases of signals of only defect and defect with support ring 102
Fig. 3-16. Comparison of mixing algorithms and commercial software result for a 100% TWH and various defects 103
Fig. 4-1. The procedure of DOE 113
Fig. 4-2. Coil cross section and dimensions used for analytical calculation [44] 114
Fig. 4-3. Design of bobbin probe [42] 114
Fig. 4-4. Comparison experiment with simulation (0.4mm Coil-gap) 116
Fig. 4-5. Comparison experiment with simulation (1.2mm Coil-gap) 116
Fig. 4-6. Comparison experiment with simulation (2.0mm Coil-gap) 117
Fig. 4-7. Comparison experiment with simulation (2.8mm Coil-gap) 117
Fig. 4-8. Shapes of defects for crack-like flaws 118
Fig. 4-9. The result of simulation (OD Axi.) 122
Fig. 4-10. Main effects plot for (a) S/N ratios (b) Mean of each parameter 124