본 연구는 선박 기관실 내에 설치된 증기 배관을 대상으로 누설 감지 및 상태 모니터링을 위한 방법론을 다루고 있다. 일반적 으로 기관실 내의 증기 배관은 보온재로 둘러싸여 있으므로, 증기가 누설되더라도 육안으로 식별하기 어려워 초기 대응을 지연시키는 상 황이 발생할 수 있다. 이에 본 논문은 RGB 카메라와 Thermal 카메라를 이용하여 상호보완적 정보 제공이 가능한 센서 시스템을 개발하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어의 설계 방법을 제안한다. 보다 세부적으로 제안된 시스템은 카메라 서버 모듈, 카메라 보정 모듈, 영상 정합 모듈, 열-지도 학습 모듈, 추론 및 시각화 모듈로 구성된다. 특히 증기 배관의 누설이 이상 고온을 초래한다는 점을 고려하여, 본 논문은 열-지도의 개념을 정의하고 열-지도의 효과적인 학습, 열-지도에 기반한 이상 고온 감지, 감지된 이상 고온 영역의 시각화를 위한 알고리 즘을 제안한다. 제안된 방법은 선박 증기 배관 시스템을 모사한 실험 장치를 이용하여 다양한 실험을 통해 그 효용성을 입증한다.

밸브의 내부 누설 현상은 밸브의 내부 부품의 손상에 의해 발생하며 배관 시스템의 사고와 운전정지를 일으키는 주요 요인이 다. 본 연구는 버터플라이형 밸브의 내부 누설에 따라 배관계에서 발생하는 음향방출 신호를 이용하여 배관 가동 중 실시간 누설 진단의 가능성을 검토하였다. 이를 위해 밸브의 작동 모드별로 측정한 시간영역의 AE 원시신호를 취득하였으며 이로부터 구축한 데이터셋은 데 이터 기반의 인공지능 알고리즘에 적용하여 밸브의 내부 누설 유무를 진단하는 모델을 생성하였다. 누설 유무진단을 분류의 문제로 정의 하여 SVM 기반의 머신러닝과 CNN 기반의 딥러닝 분류 알고리즘을 적용하였다. 데이터의 특징 추출에 기반한 SVM 분류 모델의 경우, 이 진분류 모델에서 구축된 모델에 따라 83~90%의 정확도를 나타냈으며, 다중 클래스인 경우 분류 정확도가 66%로 감소하였다. 반면, CNN 기반의 다중 클래스 분류 모델의 경우 99.85%의 분류 정확도를 얻을 수 있었다. 결론적으로 밸브 내부 누설 진단을 위한 SVM 분류모델은 다중 클래스의 정확도 향상을 위해 적절한 특징 추출이 필요하며, CNN 기반의 분류모델은 프로세서의 성능 저하만 없다면 누설진단과 밸브 개도 분류에 효율적인 접근방법임을 확인하였다.

In this study, temperature and pressure of guided wave radar products are transmitted at high temperature and high pressure. In the case of transmission of temperature pressure, high temperature and high pressure steam leak from the guide rod part to the atmosphere causes the failure. Therefore, in this study, structural analysis and thermal flow analysis of the product are performed to identify the problem of the product, so as to prevent leakage in the product development by grasping the cause of the leakage of the product. In this study, if the method of assembling the lower end of the piston rod and the gasket is changed from line contact to face contact,

본 논문에서는 와이어로프 손상의 정량화를 위하여 먼저 동일한 소재 및 직경을 가지는 강봉을 이용한 누설자속기반 결함 탐상 연구를 진행하였다. 현재까지 국외 및 국내에서 누설자속탐상 기법을 이용하여 결함을 탐상하는 연구가 많이 진행되어 왔지만, 그 손상을 진단하는 것에 그쳐 손상의 정도를 판별하여 그에 따른 적절한 조치를 취하는 것에 어려움이 있다. 따라 서 본 논문에서는 전자기적 유한요소 해석 프로그램을 이용하여 누설자속탐상 시스템을 모델링하였으며 강봉을 강자성체 시편으로 이용하여 누설자속탐상 시뮬레이션을 진행하였다. 또한 시뮬레이션 결과를 검증하기 위하여 실제 강봉에 시뮬레이 션과 동일한 종류의 손상을 가공하여 결함탐상 실험을 진행하였다. 시뮬레이션과 실험 데이터를 분석한 결과 탐상 속도는 신호의 크기에 미소한 영향을 주었으며, 손상의 너비 변화에 따라 신호의 크기가 동일하지 않음을 검증할 수 있었다. 본 분 석을 토대로 깊이 손상과 너비 손상에서의 신호 특성을 추출하여 손상의 종류를 분별할 수 있었고, 역으로 추출된 신호의 특 성을 이용하여 손상의 종류를 판별할 수 있는 가능성을 확인하였다.

가스 터빈은 기동 및 정지 횟수가 많기 때문에 열피로나 취화 현상으로 인한 가스터빈 케이싱의 균열 또는 케이싱의 플랜지면에서 고온고압 가스의 누설이 발생할 가능성이 높다. 따라서 가스터빈 케이싱의 구조안전성 및 플랜지면에서의 누설평가는 반드시 수행되어야 하는 부분이다. 본 논문에서는 유한요소해석을 바탕으로 터빈 케이싱의 ASME B&PVC VIII-2 구조안전성 평가 및 접촉압력을 통한 누설 평가 그리고 볼트의 구조안전성 평가를 진행하였다. 또한 가스터빈 케이싱의 유한요소모델링 및 해석/평가 방법을 제안하여 가스터빈 개발에 활용할 수 있게 하였다.

가스 터빈은 기동 및 정지 횟수가 많기 때문에 열피로나 취화 현상으로 인한 가스터빈 케이싱의 균열 또는 케이싱의 플랜 지면에서 고온고압 가스의 누설이 발생할 가능성이 높다. 따라서 가스터빈 케이싱의 구조안전성 및 플랜지면에서의 누설평 가는 반드시 수행되어야 하는 부분이다. 본 논문에서는 유한요소해석을 바탕으로 터빈 케이싱의 ASME B&PVC VIII-2 구 조안전성 평가 및 접촉압력을 통한 누설 평가 그리고 볼트의 구조안전성 평가를 진행하였다. 또한 가스터빈 케이싱의 유한 요소모델링 및 해석/평가 방법을 제안하여 가스터빈 개발에 활용할 수 있게 하였다.

본 연구에서는 와이어로프의 국부손상 검색을 위해 누설자속기법을 적용하였다. 와이어로프 구조물에 적용하기 위해 리프트오프의 발생을 최소화한 4채널 누설자속 센서헤드를 제작하였고, 이를 사용하여 와이어로프의 국부손상 검색실험을 수행하였다. 국부손상 검색실험을 위해 와이어로프를 준비하였고, 다양한 원주방향을 가지는 부분 단선 손상들을 발생시켰다. 제작된 자속누설 센서헤드를 이용하여 와이어로프 시편의 자속신호를 스캔하였고, 노이즈의 영향을 최소화하고 자속신호의 해상도를 향상시키고자 자속 신호를 미분하여 순간변화량을 손상 검색에 활용하였다. 객관적인 손상 판단을 위해 각 채널에서 계측된 자속신호를 GEV분포를 이용해 설정된 임계값과 비교하였다. 최종적으로 임계값을 초과한 부분의 길이방향 및 원주방향 위치를 실제 손상과 비교함으로써 본 기법의 국부손상 검색 가능성을 살펴보았다.

본 연구에서는 다채널 자속누설 센서를 이용하여 강케이블의 국부손상을 검색하였다. 먼저 자속누설 기법을 고정된 케 이블 구조물에 적용하기 위해 프로토타입의 8채널 자속누설 센서헤드를 제작하였고, 국부손상이 발생한 케이블을 구현하 기 위하여 PVC 파이프에 강케이블을 채워 강케이블 다발 시편을 제작하였고, 케이블 시편 외부 및 내부에 다양한 크기 및 방향을 가지는 국부손상을 단계적으로 발생시켰다. 이와 같이 제작된 강케이블 시편을 대상으로 각 손상단계에서 자속누설 센서헤드를 이용하여 자속신호를 스캔하고 출력전압으로 표현하였다. 이어서 일반극치분포를 이용해 손상유무를 판단할 수 있는 기준이 되어줄 임계값을 설정하였고, 이를 각 채널에서 계측된 자속신호와 비교하여 객관적인 손상판단을 수행하 였다. 또한 케이블 모니터링에 있어 가장 중요한 정보인 손상의 길이방향 위치를 효과적으로 검색하기 위해 모든 채널의 자속값을 합하여 총합값의 형태로 임계값과 함께 나타내었다. 최종적으로 임계값을 초과한 부분의 길이방향 및 원주방향 위치를 실제 손상과 비교함으로써 본 기법의 국부손상 검색 가능성을 살펴보았다.

상부전극, Pt, Ir, 그리고 IrO2, 에 따라 수소 열처리전과 후, 그리고 회복열처리시 누설전류특성을 고찰하였다. Pt/PLZT/Pt 케페시터는 수소열처리 후에 다시 회복열처리를 수행하면 완전히 이력곡선의 회복을 보이며 또한 피로특성도 거의 회복 된다. Pt과 IrO2 상부전극의 경우의 진 누설전류 특성은 열처리조건에 관계없이 강한 시간 의존성을 갖는 space-charge influenced injection모델에 적합하다. 반면에 Ir 상부전극의 경우는 Ir과 PLZT 사이의 계면에 헝성된 전도성 상인 IrO2로 인해 높은 누설전류 밀도를 보이면서 relaxation current 영역이 없이 steady state 영역을 보이는, 주로 Schottky barrier 모델에 의해 설명된다.

열산화 및 PECVD법으로 p-type(100)Si wafer위에 Ta2O5, 박막을 형성한 후 이들 박막의 전기적 특성과 박막응력 상호간의 관계를 연구하였다 열산화 시편의 경우 dc magnetron sputtering법으로 Ta을 증착시킨 후에 산화온도와 시간을 변수로 열산화시켜 박막을 형성시켰으며 PECVD 시편의 경우 RF power density를 변화시켜가면서 박막을 형성시켰다. 이들 박막의 전기적 특성과 박막응력을 조사하여 전기적 특성과 박막응력 상호간의 관계를 조사한 결과 열산화 박막의 경우 누설전류와 박막응력은 독립적인데 반해 PECVD 박막의 경우 박막응력의 절대값은 누설전류가 증가함에 따라 증가하였다.

본 연구에서는 반응기체 PaCl5 (99.99%)와 N2O(99.99%)를 사용하여 PECVD법으로 P-type(100) Si기판위에 Ta2O5 박막을 증착시킨후 RTA 후처리를 통하여 누설전류를 개선시키고자 하였다. 실험결과, 증착온도 증가에 따라 굴절율은 일정하게 증가하였고 500˚C에서 최대 증착속도를 보였다. 증착된 Ta2O5막의 FT-IR 분석결과 증착온도 증가에 따라 Ta-O bond peak intensity가 증가함을 알 수 있었으며, 누설전류 특정결과 증착온도가 증가함에 따라 누설전류값이 감소함을 알 수 있었다. 또한 증착된 Ta2O5막을 RFA방법을 이용하여 후처리 한 결과, as deposited 상태보다 누설전류가 감소함을 알 수 있었으며 이는 RTA처리후 AES와 FT-IR 분석을 통하여 Ta2O5막 내의 oxygen농도와 Ta-O bond peak intensity를 측정한 결과 RTA 후처리에 의하여 Ta2O5막내의 존재하는 O-deficient 구조들이 감소한 때문이었다.

The high stress, low cycle fatigue test were carried out on HT80 plates with artificial part-through notch. The LBB conditions by the net section stress approach was examined in detail. Finite element methods for the state of deformation were also applied and the results were compared with the results from experiments. From the test results, it was noted that the LBB condition in fatigue test was dependent upon the maximun load change before and after the crack penetration. The LBB criterion By the net section stress approach were slightly dependent on initial crack size. It was shown that the state of deformation can be used to predict whether the component is likely to show LBB condition or they will be broken rapidly.

본 연구는 촉진양생한 프리캐스트 콘크리트의 응결 시점 분석을 위하여 누설 표면파 기법과 성숙도법을 적용하였다. 누설 표면파 기법은 콘크리트 표면이나 내부에 센서를 설치하지 않고 비접촉 센싱을 통하여 응결을 정의할 수 있는 장점이 있으며, 성숙도법은 콘크리트 내부의 온도변화를 통하여 재령을 정량적으로 평가할 수 있는 기법이다. 촉진양생을 적용한 일반 콘크리트와 고강도 콘크리트를 대상으로 각 기법을 적용하여 실험적으로 그 결과를 분석하였다. 특히, 기존 응결 시험 방법인 관입저항침 시험법을 기반으로 비교 분석한 결과, 성숙도법을 통한 재령 평가법은 초결 시점과 누설 표면파의 계측은 종 결 시점과 각각 유사함을 확인할 수 있었다.

강구조물에서는 노후화, 과대하중, 반복하중 등 다양한 요인으로 인해 손상이 발생하게 될 수 있는데, 이러한 손상의 초기대응이 늦을 경우 대형사고로 이어질 가능성이 있다. 이러한 이유로 손상을 조기에 탐지하기 위하여 여러 비파괴검사가 진행되고 있는데, 현 검사 기법으로는 대형 강구조물에 적용하기 어려운 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 연속체 형태의 구조물 진단에 주로 사용되는 누설자속 기반 비파괴검사 기법을 적용하였다. 누설자속 기반 비파괴검사 기법의 가능성을 확인하기 위해, 강판 시편에 각각 다른 깊이의 인위적인 손상을 가하였다. 이후 제작한 센서헤드를 시편에 접근시켜 누설자속의 크기를 측정하였다. 이로부터 추출된 신호에 신호처리를 하여 강판의 손상을 검출하였다.

In this study, a magnetic flux leakage (MFL) method that is known as a suitable non-destructive evaluation (NDE) method for continuum ferromagnetic members was applied to detect the various types of local damages of the steel wire ropes. 3types of artificial damages, such as cutting, corrosion and compression, were formed on wire rope specimen. A multi-channel MFL sensor head that can maintain the constant lift-off was fabricated to scan the wire rope specimen. The fabricated MFL sensor head measured the magnetic flux signals from the three types of damaged specimens. The capability of damage detection according to damage type was verified from the measured MFL signals from each type of damage. And, the characteristics of the MFL signals were compared and analyzed by type of damage.