합금강 빌릿의 결함탐상을 위한 수침식 위상배열 초음파 탐촉자 개발 및 성능평가

국문 초록 (Abstract)

현재 제철소에서는 여러 개의 단일 초음파 탐촉자를 접촉식 방법으로 탐상부 기계장치를 구성하여 합금강 빌릿의 검사를 수행한다. 이러한 접촉식 단일 초음파 검사방법은 연속 검사과정에서 검사면의 마찰로 기구부가 마모되면서 물에 의한 음향결함이 불안정하여 음향전달의 기복이 발생하거나 초음파의 입사각이 틀어지면서 결함 검출감도가 떨어지는 문제가 발생한다. 따라서 본 연구에서는 수침식 위상배열 초음파 검사기법을 합금강 빌릿에 적용하여 단일 초음파 검사기법의 문제를 해결하고 검사신뢰성을 향상하고자 하였다. 이를 위하여 CIVA 시뮬레이션 소프트웨어를 이용하여 합금강 빌릿 검사에 최적화 된 수침식 위상배열 초음파 탐촉자를 설계 및 제작하였고, 제작된 수침식 위상배열 초음파 탐촉자의 성능을 평가하기 위해 합금강 빌릿의 인공결함 시험편을 제작하고 결함 검출능 연구를 수행하였다. 특성실험결과 제작된 수침식 위상배열 초음파 탐촉자를 이용한 검사기법은 접촉식 단일 초음파 검사기법 보다 신호대 잡음 비율이 4배 이상 우수함을 확인하였으며, 합금강 빌릿의 수침식 위상배열 초음파 자동 검사시스템의 적용 가능성을 검증하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Ultrasonic testing of an alloy steel billet in a steel mill has been conducted by multi single element by multi single element ultrasonic testing. However, single ultrasonic testing method has the problem of coupling errors caused by unstable water coupling law detections also reduced by the ultrasonic angle of incidence because of friction on the guide shoe and the billet surface during continuous inspection. In this study, an immersion phased array ultrasonic testing technique is applied to the billet to solve the problems with signal ultrasonic testing techniques and increase test reliability. To achieve this objective, the immersion array ultrasonic transducer was designed and fabricated by CIVA simulation software, and compared with artificial flaws specimens in the performance test. The performance test results show that the developed immersion phased-array ultrasonic transducer is four times more capable of confirming the signal-to-noise ratio compared with signal ultrasonic testing techniques, and is applicable to automated immersion testing of billets.

목차 (Table of Contents)

• 초록
• Abstract
• 1. 서론
• 2. 위상배열 초음파 탐촉자 설계 및 제작
• 3. 실험장치 구성
• 4. 실험결과 및 고찰
• 5. 결론
• References

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