Grunnleggende konsepter
이종금속 용접부의 복잡한 내부 구조로 인한 초음파 전파 특성 변화를 이해하고, 실제 응력부식균열 결함 검출을 위한 시뮬레이션 및 실험 결과를 비교 분석하였다.
Sammendrag
본 연구는 원전 1차 계통의 주요 부위인 이종금속 용접부(DMW)의 초음파 비파괴 검사에 관한 것이다. DMW는 이방성 및 비균질성 특성으로 인해 초음파 전파가 교란되어 검사 결과 해석이 어려운 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 동적 광선 추적 모델을 이용한 시뮬레이션 기법을 개발하였다.
이전 연구에서는 해석적 법칙으로 기술된 용접부 결정립 배향을 적용하여 인공 결함 검출 실험과 시뮬레이션을 비교하였다. 본 연구에서는 실제 응력부식균열 결함이 존재하는 DMW 시편을 대상으로 하였다. 용접부 결정립 배향을 해석적 법칙과 더불어 매끄러운 분포로 기술하여 시뮬레이션을 수행하고, 1 MHz 및 2 MHz 선형 배열 탐촉자를 이용한 실험 결과와 비교하였다.
시뮬레이션 결과, 결함의 코너 반사 신호는 실험 결과와 잘 일치하였다. 그러나 결함 상단부의 끝 회절 신호는 1 MHz에서는 관찰되지 않았으나 2 MHz에서는 관찰되었다. 이는 결함 크기와 초음파 파장의 상대적 크기 차이에 기인한 것으로 분석된다. 한편 결함 신호 진폭에서는 실험과 시뮬레이션 간 약 6-8 dB 정도의 차이가 있었는데, 이는 실제 결함의 기하학적 형상 및 배향각 등이 시뮬레이션에 충분히 반영되지 않았기 때문으로 판단된다.
향후 연구에서는 실제 결함의 형상 및 배향각 정보를 활용하여 시뮬레이션을 개선하고, 초음파 감쇠 특성의 방향 의존성 등을 고려할 계획이다. 또한 FMC/TFM 및 Plane Wave Imaging 기법 등 첨단 초음파 기법의 적용을 통해 용접부 내 결함 검출 및 평가 정확도를 향상시키고자 한다.
Statistikk
용접부 감쇠 특성:
버터링 영역: 2 MHz에서 0.165 dB/mm
용접 영역: 2 MHz에서 0.292 dB/mm