원주 유도초음파의 분산 특성 해석 및 가압중수로 피더관 균열 탐지에의 응용 = Analysis of Dispersion Characteristics of Circumferential Guided Waves and Application to Feeder Cracking in Pressurized Heavy Water Reactor

국문 초록 (Abstract)

배관의 축방향 균열 검사를 위하여 원주 방향으로 진행하는 유도초음파 모드를 적용하였다. 배관의 곡률을 변수로 원주 유도초음파의 분산선도를 계산하였으며 이를 배관 검사에 적용하기 위하여 중수로 피더관의 곡관부 축방향 균열을 탐지에 적용하였다. 상대적으로 낮은 주파수에서는 Lamb 파 특성을 따르나 주파수가 증가함에 따라 평판의 경우, 즉 곡률이 무한대인 경우 첫 번째 A_(0) 모드와 두 번째 S_(0) 모드가 합쳐져서 Rayleigh 모드 형태로 변화한다. 한편 곡률을 가진 배관의 경우는 주파수가 증가하더라도 첫 번째 모드와 두 번째 모드가 합쳐지지 않았다. 이러한 해석을 기초로 하여 배관의 일종인 중수로 피더관 곡관부 축방향 결함을 탐지하기 위하여 사각 탐촉자를 사용하여 Rocking 원주 유도초음파 기법을 적용하였다. 원주 방향으로 유도파를 진행시키면서 인공 결함으로부터의 수집된 신호를 분석하여 진동 모드를 확인하였으며 두께 대비 10% 깊이의 notch도 검출할 수 있음을 확인할 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A circumferential guided wave method was developed to detect the axial crack on the bent feeder pipe. Dispersion curves of circumferential guided waves were calculated as a function of curvature of the pipe. In the case of thin plate, i.e. infinite curvature, as the frequency increases, the S_(0) and A_(0) mode coincide and eventually become Rayleigh wave mode. In the case of pipe, however, as the curvature increases, the lowest modes do not coincide even in the high frequencies. Based on the analysis, a rocking technique using angle beam transducer was applied to detect an axial defect in the bent region of PHWR feeder pipe. Based on the analysis of experimenal data for artificial notches, the vibration modes of each signal were identified. It was found that the notches with the depth of 10% of wall thickness can be detected with the method.

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