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터빈 로터 디스크 키웨이의 초음파 신호로부터 균열정보의 추출을 위한 신호처리 알고리즘의 개발
Ultrasonic Signal Processing Algorithm for Crack Information Extraction on the Keyway of Turbine Rotor Disk

이종규    (부경대학교 물리학과   ); 서원찬    (부경대학교 신소재공학부   ); 박찬    (부경대학교 신소재공학부   ); 이종오    (한국기계연구원 부설 재료연구소   ); 손영호    (한국기계연구원 부설 재료연구소  );
  • 초록

    본 연구에서는 터빈 로터 디스크 키웨이에 발생하는 균열의 상세 정보를 추출하기 위하여 초음파 신호처리 알고리즘을 개발하였다. 초음파 검사 시스템에 의한 터빈 로터 디스크 키웨이 시험편의 초음파 신호로부터 B-주사 이미지를 구성하였다. 구성된 B-주사 이미지를 2차원 신호처리를 위한 입력영상으로 이용하여, 전처리, 균열후보영역 검출, 균열영역 판별 및 균열정보 추출의 4단계로 알고리즘을 구성하였다. 개발된 초음파 신호처리 알고리즘을 이용한 실험을 통하여, 개발된 알고리즘이 키웨이 부위에 발생하는 균열의 특징정보 추출에 의한 균열의 정량적인 평가에 효과적임을 확인하였다.


    An ultrasonic signal processing algorithm was developed for extracting the information of cracks generated around the keyway of a turbine rotor disk. B-scan images were obtained by using keyway specimens and an ultrasonic scan system with x-y position controller. The B-scan images were used as input images for 2-Dimensional signal processing, and the algorithm was constructed with four processing stages of pre-processing, crack candidate region detection, crack region classification and crack information extraction. It is confirmed by experiments that the developed algorithm is effective for the quantitative evaluation of cracks generated around the keyway of turbine rotor disk.


  • 주제어

    터빈 로터디스크 .   초음파 탐상검사 .   초음파 신호처리 .   균열검출 .   균열정보 추출 .   자동화 시스템.  

  • 참고문헌 (10)

    1. G. P. Singh, R. A. Cervantes and R. L. Spinks, 'Ultrasonic nondestructive testing technique for the examination of lowpressure turbine disc rims,' Material Evaluation, Vol. 41, No. 13, pp. 1511-1516 (1983) 
    2. F. F. Lyle, Jr. and H. C. Burghard, Jr., 'Steam turbine disc cracking experience,' EPRI Report NP-2429, Vol. 2, Project 1398-5, June (1982) 
    3. K. Date, H. Shimada and N. Ikenaga, 'Crack height measurement - an evaluation of the accuracy of ultrasonic timing methods,' NDT International, Vol. 15, pp. 315-319, December (1982) 
    4. N. Otsu, 'A threshold selection method for gray-level histograms,' IEEE Trans. Syst., Man. & Cybern., Vol. SMC-9, pp. 62-66, (1979) 
    5. Rafael C. Gonzalez and Richard E. Woods, Digital Image Processing, Addison-Wesley Publishing Company, pp. 531-571, (2004) 
    6. D. K. Mak, 'Ultrasonic methods for measuring crack location, crack height and crack angle,' Ultrasonics, Vol. 23, pp. 223-226, September (1985) 
    7. 이의종, 박익근, '최신 초음파탐상검사', 도서출판 골드, (1995) 
    8. P. K. Nair, F. F. Lyle, Jr., J. E. Buckingham and H. G. Pennick, "Guidelines for predicting the life of steam turbine disks exhibiting stress corrosion cracking," EPRI Report Np-6444, Vol. 1, Project 1929-16, 2518-1, July (1989) 
    9. M. Koike, F. Takahashi, S. Kajiyama, H. Chiba and Y. Yoshida, 'Development of an ultrasonic inspection technique for the dovetail of turbine rotor disks,' Proceedings of the 13th International Conference on NDE in the Nuclear and Pressure Vessel Industries, pp.463-467, Kyoto, Japan, 22-25 May (1995) 
    10. J. F. Newman, 'The corrosion potential of a 3% Cr-Mo steel in sodium hydroxide solutions and its relationship to stress corrosion cracking,' CERL Note No. RD/2/N186/73, Central Electricity Research Laboratories, Leatherhead, England, July (1973) 

 저자의 다른 논문

  • 이종규 (32)

    1. 1997 "Si 기판위에 열증착법으로 제조한 copper phthalocyanine(CuPc) 박막의 구조 및 광전특성" 센서학회지 = Journal of the Korean Sensors Society 6 (5): 407~413    
    2. 1997 "잉어(Cyprinus carpio)로부터 분리된 Aeromonas hydrophila의 extracelluar proteases 연구" 韓國魚病學會誌= Journal of fish pathology 10 (1): 31~38    
    3. 1997 "플라즈마 파동의 분산관계 측정에 관한 연구" 한국어업기술학회지 = Journal of the Korean Society of Fisheries Technology 33 (3): 248~258    
    4. 1998 "PbTe/CuPc 이층박막의 광전 특성" 센서학회지 = Journal of the Korean Sensors Society 7 (1): 67~72    
    5. 1998 "유리모세관 파괴시 방출된 탄성파에 대한 PZT 변환기의 응답특성" 비파괴검사학회지 = Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing 18 (1): 33~41    
    6. 1998 "터빈 로타 디스크의 초음파탐상을 위한 초음파탐촉자의 지향성 및 탐상범위" 비파괴검사학회지 = Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing 18 (3): 163~171    
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    8. 1999 "중성자에 조사된 원자로 압력용기 재료(SA508)의 Magneto-acoustic emission 효과" 비파괴검사학회지 = Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing 19 (6): 433~438    
    9. 2000 "Dicing-Filling 방법으로 제작된 1-3 압전복합변환자의 특성" 비파괴검사학회지 = Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing 20 (1): 33~37    
    10. 2001 "일방성 GFRP 복합재료에서 음향방출 신호의 위치표정" 비파괴검사학회지 = Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing 21 (3): 277~280    
  • 서원찬 (21)

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