- 소성변형 : 전위(dislocation), 쌍정(twinning), 석출(precipitates) 등
- 파괴 : 연성 및 취성파괴, 피로(fatique), 크맆(creep) 등 - 상변태 : 마르텐사이트 변태(martensitic transformation), 용융
(melting), 결빙(freezing), 소결(sintering) 등
- 화학반응 : 응력부식균열 ( SCC : stress corrosion cracking), 수소지연균열(HIC : hydrogen induced cracking),
산화(oxidation)등
- MAE(mageto acoustic emission) : ferromagnetism ( magnetic domain wall motion) - 허위 근원(pseudo source) : 누설(leakage), 입자마찰(particle
impact), 공동(cavitation), 마찰(friction), 마모(wear) 등
2.3 AE시험의 장·단점
2.4 AE시험의 적용분야
(creep), 섬유(fiber) 깨짐, delamination 등의 검출에 이용.- 공정중 비파괴시험 : 금속제조 공정 중에 금속과 합금의 상변태 (matensite 변태), 기공, 급냉(quenching)균열, 게재물등의 검출과 성형가공중(압연, 단조, 압출성형등) 또는 용접, 납땜중 결함(게
3. 시험방법
3.1 저장탱크 개요
시험탱크는 Photo. 1과 같이 산소를 저장하기 위하여 1980년 KS 기준 9) 에 따라 SPV 490 등급의 고장력강으로 제작된 구형 저장탱 크이며 1977년 제작되어 1980년에 설치되어 약 20년 이상 사용되었 다. 이 탱크의 직경은 13.92m, 높이 25m이며, 탱크를 지지하기 위해 8개의 컬럼(column)으로 되어있다. 두께는 대략 31mm이며, 설계압 력은 26.5kg/㎠이나 실제 사용압력은 약25kg/㎠로 사용하고 있다.
이 탱크는 최근에 API 653의 보수절차서 10)에 따라 하부 1, 2단 (course)에 대해 일부 용접·보수되었다. 이들 용접 보수된 영역에서 결함은 초음파탐상검사(ultrasonic test) 및 자분탐상검사(magnetic particle test)에 의해 계측한 용접부에 평행한 미세균열로써 길이 1 0∼100mm, 깊이 4.5∼16mm까지 분포되어 있는 것을 Fig.2에 나타내 었다.
Photo. 1 Sphere-type storage tank .
10mm 15mm 35mm
3.2 시험장비 및 센서배열
음향방출 측정장비는 Physical Acoustic Corporation(PAC)의 Spartan 2000을 사용하였다. 음향방출센서는 40dB의 이득(gain)을 갖는
Fig.3 The Attenuation distance measured by pencile break(0.3mm,2H).
Figure. 4 The wave velocity measured by pental pencile Break(2H).
Fig.5 Sensor locations on the bottom of a storage tank.
Table 1. The Sensitivity check on each channel .
3.3 하중절차
저장탱크의 압력시험은 설계압력의 1.5배까지 가압하는 수압시험과 더불어 실시하였다. 시험을 실시하기 전 배경잡음을 10∼15분간 점 검하고, 그 다음으로 압력은 ASME SEC.V의 절차에 따라 단계적을 상승시켰다. 가압은 저장탱크 상부에 부착된 입력노즐을 통하여 대 략 0.2kg/㎠/h의 압력으로 가압과 압력유지를 반복하여 실시하며 상 승시켰다. 이러한 음향방출 데이터 취득과 모니터링은 Fig. 6의 가압 절차에 따라 거의 1차와 2차에 걸쳐 실시간으로 측정을 하였다.
Fig.6 Loading sequences in a storage tank.
4. 결과 및 고찰
(a) The first loading (b) The second laoding Figure 7. The comparisons of time vs. count.
Fig.8 AE correlation plots during the first loading.
따라서 이들 신호의 대부분은 Fig. 7에서 보이는 바와같이 재료의
Fig.11 AE correlation plots during the second load holding.
Fig.12는 활성센서(active sensor)들에 검출된 사건변수들의 상관관계
Fig. 12 Plots of signal strength vs. channel.
(b)
Fig.13 Signal strength distribution of channel for the first loading.
(a)
(b)
Fig.14 Signal strength distribution of channel for the second loading.
Fig.15 The comparison of NDT and AE sensor contact locations.
이것들은 AE 분석프로 그램(MONPAC)을 바탕으로 실시하였다. 이
5. 결 론
6. 참고문헌
1) Core P.T., "MONOPAC - Condition Monitoring for Static Plant -Case Histories" , J.Acoustic Emission, Vol.8, No.3, 1989, pp.31-33
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3) Barthelemy H., "Periodic Inspection of Compressed Gas Cylinders and Tubes - Flaw Detection using Acoustic Emission Testing", ASME J.Pressure Vessel Technology, Vol.
110, 1986, pp.161-167
4) Peacock M.J., "Acoustic emission Monitoring of a Large Pressure Vessel During a Pneumatic requalification Test", J.
A coustic Emission Vol. 8, No.3, 1989
5) Blackburn P.R., Rana M.D., " Acoustic Emission Testing and Structural Evaluation of Seamless, Steel Tubes in Compressed Gas Services", ASME J. Pressure Vessel, Vol.108, 1986, pp.234-240
6) Shum P.W., Ducke J.C., "Critical Analysis of Acoustic Emission Monitoring of Pressure Vessels" , PVP-Vol. 257, Scientific and Engineering Aspects of Nondestructive Evaluation ASME 1993, pp.1-5
7) Tidswell R.D., Shipley M.P., "An Evaluation of Acoustic Emission for In-service Crack Detection in Pressure Vessels and Pipework", PVP-Vol.336, Structural Integrity, NDE, Risk and meterial performance for Petroleum, Process and Power ASME 1996, pp.175-181
8) Fower T.J., "Recent Developments in Acoustic Emission Testing of Chemical Process Equipment", Progress in Acoustic Emission Ⅳ, Proceedings 9th International Acoustic Emission Syposium , Kobe, japan, 14-17 Nov., 1988, pp.391-404
9) API Standard 650, "Welded Steel Tanks for Oil Storage", 1995
10) API Standard 653, "Tank Inspection, Repair, Alteration, and Reconstruction",1995
11) API 1104, "Welding of and Related Facilities", Section 6, 1996
ABSTRACT
In order to the check the structural defect of the repaired sphere type storage tank, acoustic emission signals were monitored while pressure was applied up to the 1.5 times of the designed pressure.
Magnetic particle test was subsequently performed on the welded part surrounded by active sensors. In field test, false emissions interfere from electromagnetic emission, radio frequency, wind or mechanical noise. The false emission are characterized by high amplitude, low counts of oscillations and high frequency band (≥
650 KHz). Real emission were distinguished from the false ones by acoustic emission and magnetic particle test in this study. The degree of structural deformity and false emission was correlated.
The observed singnal were confirmed to be caused by the structural deformity rather than the shortage of acoustic emission.
감 사 의 글