Fig.15.Configurationofexperimentalequipmentusingcoolingdevice
the site where depth ofthe defects was 75% ofthe thickness.However,itwas possibletoconfirm thedefectswiththenakedeyethatlookedconspicuously.
Fig.17showstheexperimentresultswhen distancebetween apipespecimen and halogen lamp wasadjusted to 1m and 2m and intensity ofthehalogen lamp was setto 80%.According to theexperimentresults,itwas possibleto confirm thedefectswiththenakedeyeunderalloftheexperimentconditions.Itwasalso possible to clearly distinguish the defects in the site where depth ofthe defects was 50% of the thickness and where sharpness was low as intensity of the halogenlampwasupto60%.Inaddition,ashapeofdefectswasthemostsimilar toactualshapeofthedefects.
According to the experiment results, the halogen lamp was able to detect wall-thinneddefectsinsidethepipe.Furthermore,itwasconsideredthatthepower ofthehalogen lamp should be60% orhigherand thedistance between thepipe and thehalogen lampshould beshortsuch as2m in ordertodetectwall-thinned defectsinsidethepipeduringtheoverhaulperiodoftheNPPs.
Heatingsource Powerofhalogen lamp
Heating time
Distancebetweenpipe specimenandhalogen
lamp 1kW
halogenlamp
60%
60sec
1m,2m respectively 80% 1m,2m respectively TABLE 6.Conditionsoftheexperimentusingaheatingdevice
(a)distanceofthehalogenlampfrom pipespecimen-1m
(b)distanceofthehalogenlampfrom pipespecimen-2m Fig.16.60% powerof1kW halogenlamp
(a)distanceofthehalogenlampfrom pipespecimen-1m
(b)distanceofthehalogenlampfrom pipespecimen-2m Fig.17.80% powerof1kW halogenlamp
2.Cool i ng Exper i ment alResul t s
Thecooling experimentsforthedetection ofwall-thinned defectsinsidethehot pipe of the NPPs that were in normaloperation was conducted at 150℃.An heating devicewasinsertedinsidethepipespecimen,whichaimedatimplementing ahightemperatureofthepipespecimen.
Fig.18 shows the experiment results when a single fan was used with a distancebetween thepipespecimen and fan adjusted to 1m and 2m.Thedefects createduptoa75% depthinsidethepipespecimenweredetectedatadistanceof 2m.The defects were detected more clearly as the distance between the pipe specimenandfanbecameshorter.
Fig.19showstheexperimentresultswhen twofanswereusedtocoolthepipe specimen atadistanceof1m and 2m.Thedefectsartificially created with a75% depthand50% depthinsidethepipespecimen couldbedetected.Thedefectswere detectedmoreconspicuouslyasthedistancebetweenthepipespecimenandcooling devicebecameshorter.
According to the experimentresults,the fan cooling device was able to detect defectsinsideapipespecimen partially.Furthermore,itwasconsidered thatwind speed and airvolumeofthefan should beincreased and distancebetween apipe specimen and thefan should beshortsuch as1m in ordertodetectwall-thinned defectsinsidethepipeoftheNPPsthatwasinnormaloperation.
Coolingsource Fan Temperatureof pipespecimen
Distancebetweenpipe specimenandfan
Fan
1
150℃
1m,2m respectively 2 1m,2m respectively TABLE 7.Conditionsoftheexperimentusingacoolingdevice
(a)distanceofthefanfrom pipespecimen-1m
(b)distanceofthefanfrom pipespecimen-2m Fig.18.Coolingexperimentusing1fan
(a)distanceofthefanfrom pipespecimen-1m
(b)distanceofthefanfrom pipespecimen-2m Fig.19.Coolingexperimentusing2fan
Ⅴ.Concl usi ons
In this study,IR thermography was used to detectwall-thinned defects inside thepipesofNPPsthatwereintheoverhaulperiodandnormaloperation.Thepipe modeland pipe specimen thathad the same physicalproperties as those forthe actualpipeoftheNPPswereused fortheFEA simulationsand theexperiments. Moreover,thesizeofthedefectsappliedtothepipespecimenwasequaltothatof thedefectsappliedtothepipemodelfortheFEA simulation.
Based on the FEA simulation results thataimed atinvestigating the heating effects of the heating device and the optimal experiment conditions, it was predicted thatcapability to detectdefects increased as distance between the pipe andthehalogenlampwasshorterandintensityofthehalogenlampwashigher.
FEA simulationwasconductedtoexaminethecooling effectsofacoolingdevice and the optimalexperiment conditions.The results predicted that the detection ability ofdefectsincreasedwith decreasing distancebetween thepipeand fan and increasing wind speed of the fan. The results were applied to subsequent experiments.
In theexperimentusing theheating devicebasedontheFEA simulation results, defectslookedmoreconspicuousasdistancebetween apipespecimen andhalogen lampwas2m andthepowerofhalogen lampwashigher.Theoptimalexperiment conditionsforinvestigationofthewall-thinneddefectsintheNPP’spipeusing the halogen lampincludedthedistancebetween thepipeandtheheating deviceof2m andthehalogenlamppowerof60% orhigher.
The defects could be detected partially in the experimentthatwas conducted using the cooling device of fans based on FEA simulations.Unlike the FEA simulation results,thedefectswith the75% depth ofthepipethicknesscould be detectedclearlywhenthedistancebetweenthepipespecimenandfanwas1m.To detectthewall-thinned defectsin theNPPsthatisin normaloperation based on
such results,the distance between the pipe and fan should be short(e.g.1m), whereasthewindspeedandairflow ofthefanshouldbehigh.
In conclusion,IR thermography enabled thedetection ofthewall-thinned defects insidethepipeanditwasexpectedtobequiteusefulon theNPPssitecompared totheexistingNDI.Moreover,becauseIR thermographyfacilitatesthemaintenance offacilitiesoftheNPPsthatareinnormaloperationorNPPsthatareinoverhaul period,itis expected to maximize the operation efficiency ofthe NPPs facilities andminimizetheenergy lossandeconomiclosscan beattributedtotheoperation stop.
Ref er ences
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감사의 글
지난 시간동안 집에 있는 시간보다 더 많은 시간을 보내며 나의 대학원 생활의 모든 추억이 담겨있는 CUNICL...덩그런 연구실에서 홀로 석사 학위 논문의 감사의 글을 작성하고 있으니,지금까지의 여러 추억들이 바로 어제처럼 눈앞에 아른거리고 만감이 교차합니다.
2년여 시간의 대학원 생활을 돌이켜 보니 후회와 연민의 나날이 먼저 떠오르는 것은 아마도 아쉬움이라는 감정이 많기 때문인가 봅니다.비온 후의 땅이 더욱 단단한 것처 럼 저에게도 거름과 같은 시간이었다는 것은 틀림없는 사실입니다.교수님들과 선배님 들의 지나온 길을 따라 걷기에도 부족함이 많은 저를 졸업 논문의 마지막을 작성하고 있는 지금 이 순간까지 올 수 있도록 이끌어 준 것은 바로 ‘인연’이었습니다.지난 2년 여 시간동안 닿았던 ‘인연’으로 지금 이 시간을 만들어준 모든 분들에게 감사의 마음을 전합니다.
먼저 이 논문을 완성하기까지 모르는 것도 많고 한없이 부족한 저에게 따뜻한 관심 과 엄한 꾸지람으로 여느 대학의 대학원생들과 비교하여도 손색이 없도록 수많은 경험 과 사회생활을 경험할 수 있도록 가르침을 주신 저의 영원한 스승님,나만균 교수님께 머리 숙여 깊은 감사를 드립니다.항상 모든 제자들이 잘 되도록 챙겨주시며 변함없는 모습으로 학문연구에 매진하시는 그 사랑과 열정을 존경하고 영원히 마음속에 간직하 면서 자랑스러운 제자가 될 수 있도록 노력하겠습니다.그리고 바쁘신 와중에도 귀중 한 시간을 내시어 상담을 하며 많은 조언을 해주시고 김숭평 교수님,정운관 교수님, 이경진 교수님,송종순 교수님,김진원 교수님,모든 교수님들께 진심으로 머리 숙여 감사드립니다.원자력분야의 현장에 대한 실무적인 강의와 삶의 이야기를 들려주시며 격려 해주신 이기복 교수님,박부성 교수님,노재만 교수님,박병주 교수님,이두정 교 수님께도 진심으로 감사의 말씀을 드립니다.
같이 오래 생활하지는 않았지만 CUNICL에 들어올 수 있게끔 조언과 격려를 해준 성한이형,give& take를 좋아하고 하나라도 더 알려주려고 노력하던 동수형,모르는 것이 많아 같이 프로젝트를 수행하면서 답답함을 느꼈을 영규형,친 동생처럼 생각하
면서 챙겨주고 에너지가 넘치는 심원이형 모두 졸업하셨지만 형들의 관심과 배려로 지 금의 제가 있다고 생각합니다.감사합니다.그리고 명절이나 스승의 날에만 볼 수 있는 영록이형,선호형,동원이형,인준이형,인호형,헌영이형,동혁이형 항상 짧은 시간의 만남이지만 많은 조언과 격려 감사합니다.
현재 연구실에서 같이 생활하고 있는 식구들.대학원 동기라고 같이 장난도 치고 세 심하게 하나하나 챙겨주는 실장 재환이형.신혼여행 잘 갔다 오고 행복하게 사세요.나 의 고민을 상담해주고 실험조교 업무에 바쁜 순데렐라 순호형.항상 옆에서 도와줘서 고맙고 열심히 하는 것보단 잘 하는 것이 중요하다는 것 알고 있으리라 믿어요.나이 로는 나보다 많지만 연구실 막내인 막내 같지 않는 쾌환이형.같이 일하면서 나 때문 에 기분 상한일도 많았을 텐데 열심히 해 줘서 미안하고 고마워요.그리고 같이 대학 원에 입학해서 동기이자 형으로써 항상 힘이 되어주는 대섭이형,마무리 잘 해서 좋은 결과 있길 바랍니다.모두 정말 고마워요.
대학원 생활을 하면서 조언도 많이 해 주고 힘들 때 술한잔으로 위로해 주던 동위원 소실험실의 유선이형,정민이형,선동이형,열수력실험실의 용진이형,한이형,현석이형, 하임이,정하,핵주기실험실의 강일이형,상헌이형,민영이형,태빈이,영국이,현민이, 기계재료실험실의 민수형,사용이,성재,미연이,회열이,기현이,학과실 지현이,현윤 이 모두들 고맙고 감사합니다.또한,같이 학부 생활을 같이 하며 졸업할 때까지 동고 동락한 내 동기들 동수,민호,철주,재철,주현,인철,해성,진옥,승기,홍수,기효 그 리고 선·후배들 병진이형,기현이형,재수형,수열이형,경주형,경준이,세훈이,성희, 슬이 등등 한 번도 말하지 못했지만 나의 힘이 되어주어서 고마웠습니다.그리고 형의 부탁은 모두 들어준 후배들 건필,익현,경훈,백주현,명락,학주,위,창수,도준 모두 들 항상 잘 따라줘서 고맙다.이 외에도 미처 이름을 언급하지 않은 선·후배,동기들에 게도 고마운 마음을 전합니다.
항상 친구라는 행복감을 안겨주고 함께 울고 웃으며 10년이 넘는 시간을 함께해준 친구들 낙훈,지훈,태현,경수,용진,진희,유영,낙현,현우,승연,준민,영훈,설아 등 등 정말 고맙고 앞으로 남은 평생 동안 서로 의지하고 잘 지내보자.
바로 이 분들과의 ‘인연의 실’이 저를 이끌었고,그리스로마 신화의 테세우스처럼 어 둔 미래라는 미궁으로 나아갈 수 있는 힘이었습니다.때로는 마음처럼 되지 않는 일들