Fig. 4-12 Straight sense of shape analysis results
Fig. 4-13 Graph of intuitive deformation analysis result
제 3 절 직관 및 곡관 압력배관 측정 실험
Fig. 4-14 Straight sense of force analysis results
Fig. 4-15 Graph of intuitive stress analysis result
2. 직관 압력배관 내부 결함 측정
(1) 결함 길이별 측정 결과
- 결함 두께 : 3mm - 결함 폭 : 15mm
- 결함 길이 : 80mm, 60mm, 40mm, 20mm
◆Phase map 길이
압력 80mm 60mm 40mm 20mm
0.02MPa
0.03MPa
0.04MPa
0.05MPa
0.06MPa
◆Phase map unwrapping image 길이
압력 80mm 60mm 40mm 20mm
0.02MPa
0.03MPa
0.04MPa
0.05MPa
0.06MPa
◆Profile of unwrapping image 길이
압력 80mm 60mm 40mm 20mm
0.02MPa
0.03MPa
0.04MPa
0.05MPa
0.06MPa
◆길이별 압력 변화에 따른 측정 결과 비교
80mm
60mm
40mm
20mm
(2) 결함 두께별 측정 결과
- 결함 길이 : 80mm - 결함 폭 : 20mm
- 결함 두께 : 1mm, 2mm, 3mm, 4mm
◆Phase map 길이
압력 1mm 2mm 3mm 4mm
0.02MPa
0.03MPa
0.04MPa
0.05MPa
0.06MPa
◆Phase map unwrapping image 길이
압력 1mm 2mm 3mm 4mm
0.02MPa
0.03MPa
0.04MPa
0.05MPa
0.06MPa
◆Profile of unwrapping image 길이
압력 1mm 2mm 3mm 4mm
0.02MPa
0.03MPa
0.04MPa
0.05MPa
0.06MPa
◆두께별 압력 변화에 따른 측정 결과 비교
4mm
3mm
2mm
1mm
Fig. 4-16 Bent sense of shape analysis results
Fig. 4-17 Graph of bent deformation analysis result
3. 곡관 압력배관 해석 결과
Fig. 4-18 Bent sense of force analysis results
Fig. 4-19 Graph of bent stress analysis result
4. 곡관 압력배관 내부 결함 측정
(1) 결함 길이별 측정 결과
- 결함 두께 : 3mm - 결함 폭 : 15mm
- 결함 길이 : 80mm, 60mm, 40mm, 20mm
◆Phase map 길이
압력 80mm 60mm 40mm 20mm
0.015MPa
0.02MPa
0.025MPa
0.03MPa
0.035MPa
◆Phase map unwrapping image 길이
압력 80mm 60mm 40mm 20mm
0.015MPa
0.02MPa
0.025MPa
0.03MPa
0.035MPa
◆Profile of unwrapping image 길이
압력 80mm 60mm 40mm 20mm
0.015MPa
0.02MPa
0.025MPa
0.03MPa
0.035MPa
◆길이별 압력 변화에 따른 측정 결과 비교
80mm
60mm
40mm
20mm
(2) 결함 두께별 측정 결과
- 결함 길이 : 80mm - 결함 폭 : 20mm
- 결함 두께 : 1mm, 2mm, 3mm, 4mm
◆Phase map 길이
압력 1mm 2mm 3mm 4mm
0.015MPa
0.02MPa
0.025MPa
0.03MPa
0.035MPa
◆Phase map unwrapping image 길이
압력 1mm 2mm 3mm 4mm
0.015MPa
0.02MPa
0.025MPa
0.03MPa
0.035MPa
◆Profile of unwrapping image 길이
압력 1mm 2mm 3mm 4mm
0.015MPa
0.02MPa
0.025MPa
0.03MPa
0.035MPa
◆두께별 압력 변화에 따른 측정 결과 비교
1mm
2mm
3mm
4mm
제 5 장 결 론
본 연구에서는 전단간섭계의 고 정밀 정량측정이 가능하다는 장점을 이용하여 전단간섭계의 산업현장에서의 실제 활용을 높이고자 하였다. 플랜트 현장에서의 실 제 발생 가능한 직관 및 곡관의 압력배관에 내부결함을 제작하여 전단간섭계를 이 용해 면외 변형 결합을 통한 간섭계를 이용하여 정량적으로 측정 하였으며, 내부결 함의 길이 및 두께별로 확인하였다. 또한, 실험 중 전단간섭계의 정밀함을 분석하 기 위해 정밀 변형 발생 장치를 제작하여 대상 체의 특성 파악을 위한 0.01m급 미소 변화를 통해 정밀 제어가 가능하도록 제작하였다. 이를 통해 앞서 서두에 말 했듯이 고 정밀 정략측정을 이용하여 플랜트 압력배관의 직관 및 곡관의 내부결함 에 대한 길이 및 두께를 정략적으로 측정함으로써 다음과 같은 결론을 내릴 수 있 었다.
1)제안된 전단간섭계 계측방법은 고 정밀 정량변형측정과 외란에 강하다는 장점을 통해 산업현장 적용성이 매우 높은 비파괴계측 기법이다.
2)결함 길이별 결함 측정 실험에서 획득한 Phase map의 profile의 결과 중 80mm의 결함에 0.2MPa의 그래프와 0.6MPa의 그래프를 비교하였을 때 줄무늬의 변화에 따라 그래프의 양 끝단에 생기는 수직의 그래프를 확인할 수 있다.
3)이는 Phase map의 이미지에서 확인할 수 있듯이 줄무늬의 경계를 나타낸 구간 이며 줄무늬가 개수가 많아질수록 수직의 그래프가 증가하는 것을 확인할 수 있다.
4)Phase map이미지와 unwrapping이미지를 비교하였을 때 unwrapping이미지에 서 기존의 줄무늬가 사라지고 명암차이가 분명해지는 것을 확인 할 수 있다.
5)결함이 있는 압력배관의 변형측정은 ESPI는 측정 시 결함부분과 배관 전체에 발생하는 실제변형을 측정하나 noise가 심하며, 전단간섭계로는 측정이 간편하나 압력배관 자체의 팽창으로 인한 변형을 확인할 수 없어 결과의 신뢰성이 낮음을
확인하였다.
6) 결함이 있는 압력배관의 전단 량 변화에 따른 변형 값의 최대치 비교를 통하여 전단 량이 증가할 때 최대 변형 량은 감소가 됨을 알 수 있으며, 이를 토대로 전단 량이 0일 때의 정량적인 변형 값의 최대치를 유추 할 수 있다. 전단 량이 0 일 때 의 변형 량을 결함부와 비 결함부의 변형 량의 합이라 정의할 수 있다.
위와 같은 연구결과로 제안된 전단간섭계는 외부환경에 영향을 미치지 않고, 결 함이 있는 대상 체에 외력이 가해지면 그 결함부위에서 응력 집중현상이 발생하면 서 변형을 일으킨다. 이러한 면 외적으로 발생하는 변형을 레이저 간섭을 통해 고 정밀 측정이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 이를 이용해 내부결함 정량측정 및 비접촉, 비파괴 측정으로 원거리 및 정밀한 결함 측정이 가능하며, 산업현장과 실 험실 환경에서의 적용성이 좋고, 실시간으로 빠른 측정이 가능할 뿐 아니라 다양한 분야에서 다방면으로 활용도가 크게 쓰이게 될 것으로 기대한다.
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