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KR101647257B1 - Method for evaluating deterioration of materials - Google Patents

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KR101647257B1
KR101647257B1 KR1020150085106A KR20150085106A KR101647257B1 KR 101647257 B1 KR101647257 B1 KR 101647257B1 KR 1020150085106 A KR1020150085106 A KR 1020150085106A KR 20150085106 A KR20150085106 A KR 20150085106A KR 101647257 B1 KR101647257 B1 KR 101647257B1
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KR
South Korea
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test specimen
deterioration
ultrasonic
attenuation value
ultrasound
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KR1020150085106A
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Korean (ko)
Inventor
김훈희
박재석
박준수
Original Assignee
두산중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 초음파를 이용한 재료의 열화 평가 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파 감쇠값을 이용하여 장시간 고온의 환경에서 사용되는 부품이나 기기 등을 구성하는 금속 재료 등의 열화 및 손상 정도를 평가하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에서 제공하는 열화 평가 방법은 초음파 감쇠값을 이용하여 등온 시효된 금속 재료 내 침전물을 분석함으로써, 고온의 환경에서 장시간 사용되는 기기나 부품 등을 파괴함 없이 이를 구성하는 재료의 열화 정도를 정밀하고 간단한 방법으로 평가할 수 있도록 한다.
The present invention relates to a method of evaluating deterioration of a material using ultrasonic waves, and more particularly, to a method of evaluating deterioration of a metallic material or the like constituting a part or an apparatus used in an environment at a high temperature for a long time by using an ultrasonic attenuation value ≪ / RTI >
The deterioration evaluation method provided by the present invention analyzes precipitates in isothermal aged metallic materials by using ultrasonic attenuation values, thereby making it possible to measure the degree of deterioration of materials constituting the materials without destroying equipment or parts used for a long time in a high- And can be evaluated in a simple way.

Description

초음파를 이용한 재료의 열화 평가 방법{Method for evaluating deterioration of materials} [0001] The present invention relates to a method for evaluating deterioration of materials using ultrasound,

본 발명은 초음파를 이용한 재료의 열화 평가 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파 감쇠값을 이용하여 장시간 고온의 환경에서 사용되는 부품이나 기기 등을 구성하는 금속 재료 등의 열화 및 손상 정도를 평가하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of evaluating deterioration of a material using ultrasonic waves, and more particularly, to a method of evaluating deterioration of a metallic material or the like constituting a part or an apparatus used in an environment at a high temperature for a long time by using an ultrasonic attenuation value ≪ / RTI >

오스테나이트계 스테인리스 강은 기계적 성질이 매우 우수하며, 그 중에서도 특히 예를 들면 AISI 316L 스테인리스 강은 화력 발전소와 같이 장시간 고온의 환경에 노출되어야 하는 용도에서 많이 사용되고 있다. Austenitic stainless steels have excellent mechanical properties, and AISI 316L stainless steels, for example, are widely used in applications where they are exposed to high temperature environments such as thermal power plants for a long time.

한편, 고온에서 사용되는 부품에는 크리프 손상(creep damage)이 발생하게 되는데, 등온 시효(isothermal aging)로 인하여 구조적 합금의 미세 구조가 계속하여 변하게 되고 이로 인해 재료의 특성에 영향을 미치게 된다. 또한, 오스테나이트계 스테인리스 강의 장기 시효는 재료 내 시그마 침전을 성장시키고, 이로 인하여 재료의 경도가 저하될 수 있다. On the other hand, creep damage is generated in parts used at high temperatures. Due to isothermal aging, the microstructure of the structural alloy continuously changes, thereby affecting the properties of the material. In addition, the long-term aging of the austenitic stainless steels may cause sigma precipitation in the material, which may result in a reduction in the hardness of the material.

따라서, 최근에는 전형적인 오스테나이트계 스테인리스 강의 미세 구조 변화, 침전 성질 및 기계적 특성 등에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 그러나 이러한 연구는 금속 결과에만 국한되는 문제가 있다. 이러한 이유로 인하여, 대다수의 연구자들은 비파괴 실험을 통하여 손상된 시료의 주기적 인장 피로(cyclic tensile fatigue), 굽힘 피로 시료(bending fatigue specimens), 부식 손상 시료 및 열 시효 시료 등을 평가하고 있다. 상기와 같이 금속의 열화 평가를 위해 사용되는 비파괴 실험으로는 초음파를 이용한 방법이 미세한 구조의 변화까지도 분석할 수 있어서 많이 사용되고 있다. Therefore, in recent years, studies on the microstructure change, sedimentation property and mechanical properties of a typical austenitic stainless steel have been conducted. However, these studies are limited to metal results only. For this reason, most researchers are evaluating cyclic tensile fatigue, bending fatigue specimens, corrosion damage samples, and thermal aging samples of damaged specimens through nondestructive testing. As a non-destructive test used for evaluating the deterioration of the metal as described above, ultrasonic wave analysis is widely used because it can analyze a minute structure change.

그러나 지금까지의 금속 재료의 열화 평가 방법은 실험적인 결과에만 집중되어 왔고, 초음파 파라미터들과 금속 결과(metallurgical results) 사이의 관계만 조사 및 분석하는 한계점이 존재하였다. However, the methods of evaluating deterioration of metal materials so far have focused only on experimental results, and there is a limit to investigate and analyze only the relationship between ultrasound parameters and metallurgical results.

본 발명의 일 목적은 초음파 감쇠값을 이용하여 등온 시효된 금속 재료 내 침전물을 분석함으로써 고온에서 장시간 사용되는 기기나 부품 등을 파괴하지 않고도 이를 구성하는 금속 재료의 열화 정도를 정밀하고 효과적으로 평가할 수 있는 방법을 제공하고자 한다. It is an object of the present invention to analyze precipitates in a metal material aged isothermally by using an ultrasonic attenuation value and thereby to precisely and effectively evaluate the degree of deterioration of a metal material constituting the material without destroying equipment or parts used at high temperatures for a long time Method.

본 발명의 다른 목적은 초음파 감쇠값과 등온 시효된 금속 재료의 열화 정도의 상관관계를 도출하고 이를 데이터 베이스화함으로써 피검사물의 열화 정도를 반복하여 평가할 수 있도록 한다. Another object of the present invention is to derive the correlation between the attenuation value of ultrasonic waves and the degree of deterioration of the isothermal aged metallic material, and by making a database thereof, the degree of deterioration of the inspected object can be repeatedly evaluated.

본 발명의 일 구현 예에 따르면, (a) 열화 시간을 달리하는 2개 이상의 시험 시편을 준비하는 단계;According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: (a) preparing two or more test specimens different in deterioration time;

(b) 상기 시험 시편 내 침전물의 면적 분율을 측정하여 열화 시간에 따른 침전물의 면적 분율 변화를 그래프로 도출하는 단계;(b) measuring an area fraction of the precipitate in the test specimen and deriving a change in the area fraction of the precipitate according to the deterioration time as a graph;

(c) 상기 시험 시편에 초음파를 방사하여 초음파 감쇠값을 측정해 열화 시간에 따른 초음파 감쇠값의 변화를 그래프로 도출하는 단계; 및(c) measuring the ultrasound attenuation value by irradiating the test specimen with ultrasound waves to derive a change in ultrasound attenuation value according to the deterioration time as a graph; And

(d) 상기 (b) 및 (c) 단계에서 얻어진 그래프를 통하여 상기 침전물의 면적 분율과 초음파 감쇠값의 상관관계를 그래프로 도출하는 단계를 포함하는, 초음파를 이용한 재료의 열화 평가 방법을 제공한다. (d) deriving a graph of a correlation between the area fraction of the precipitate and the ultrasonic attenuation value through the graph obtained in the steps (b) and (c), and evaluating the deterioration of the material using ultrasonic waves .

상기 (d) 단계 이후에 (e) 피검사물에 초음파를 방사하여 초음파 감쇠값을 측정하는 단계; 및(E) after the step (d), measuring the ultrasonic attenuation value by irradiating the ultrasonic wave to the inspected object; And

(f) 상기 (e) 단계에서 얻어진 상기 피검사물의 초음파 감쇠값을 상기 (d) 단계로부터 얻어진 그래프에 대입하여 피검사물의 열화 정도를 평가하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.(f) evaluating the degree of deterioration of the inspected object by substituting the ultrasonic attenuation value of the inspected object obtained in the step (e) into the graph obtained from the step (d).

상기 (b) 단계에서 상기 침전물의 면적 분율의 측정은 단위 면적당 침전물의 분율을 측정하여 수행될 수 있다.In the step (b), the measurement of the area fraction of the precipitate may be performed by measuring the fraction of the precipitate per unit area.

상기 침전물의 면적 분율은 이미지 분석기(image analyzer)를 이용하여 측정될 수 있다.The area fraction of the precipitate can be measured using an image analyzer.

상기 (c) 단계에서 초음파 방사는 탐촉자(transducer)를 이용하여 수행될 수 있다.In the step (c), ultrasonic emission may be performed using a transducer.

상기 (c) 단계에서 상기 초음파 감쇠값의 측정은,The measurement of the ultrasonic attenuation value in the step (c)

시험 시편에 초음파를 방사하여 시험 시편의 저면으로부터 반사된 1차 저면 반사 신호를 측정하는 단계; 및 Measuring the first bottom reflection signal reflected from the bottom of the test specimen by radiating ultrasonic waves to the test specimen; And

시험 시편에 초음파를 방사하여 시험 시편의 저면, 저면의 반대면 및 저면으로부터 순서대로 반사된 2차 저면 반사 신호를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.And irradiating ultrasonic waves to the test specimen to measure the reflected second sub-surface reflection signals in order from the opposite surface and the bottom surface of the test specimen.

상기 1차 및 2차 저면 반사 신호를 측정하기에 앞서, 시험 시편을 물이 담지된 침전조에 담지하는 단계를 포함할 수 있다. And carrying the test specimen on a water-containing sedimentation tank prior to measuring the primary and secondary bottoms reflection signals.

상기 초음파 감쇠값은 측정된 1차 저면 반사 신호 및 2차 저면 반사 신호를 이용하여 하기 식(1)로부터 측정될 수 있다.The ultrasonic attenuation value can be measured from the following equation (1) using the measured first bottom reflection signal and the second bottom reflection signal.

Figure 112015058044416-pat00001
Figure 112015058044416-pat00001

(단, 상기 식(1)에서 αs는 초음파 감쇠값, VBS1(ω)은 탐촉자에 도달한 1차 저면 반사 신호를 주파수 주역대로 변환시킨 값, VBS2(ω)는 탐촉자에 도달한 2차 저면 반사 신호를 주파수 주역대로 변환시킨 값, Dp(kp1a2/2Dbs2) 및 Dp(kp1a2/2Dbs2)은 초음파 퍼짐 보정, Dbs1은 초음파를 방사하는 탐촉자로부터 시험 시편의 저면까지의 거리, Dbs2는 탐촉자로부터 시험 시편의 저면의 반대면까지의 거리, a는 탐촉자의 직경, kp1은 물에서의 파수(wave number), k2는 시험 시편에서의 파수, R21 P;P는 시험 시편에서 물로 초음파가 진행될 때 반사되는 반사계수, eik2h2는 시험 시편에서의 초음파의 전파 기간(propagation term), h2는 시험 시편의 두께를 의미한다.) (1) where α s is the ultrasound attenuation value, V BS1 (ω) is the value obtained by converting the primary bottom reflection signal that reaches the probe into the frequency domain, and V BS2 (ω) the car bottom reflection signal is converted in frequency principal value, D p (k p1 a 2 / 2D bs2) , and D p (k p1 a 2 / 2D bs2) are ultrasound spread correction, D bs1 are tested from the transducer to emit an ultrasonic D bs2 is the distance from the probe to the opposite side of the bottom of the test specimen, a is the diameter of the probe, k p1 is the wave number in water, k 2 is the wave number in the test specimen, R 21 P is the reflection coefficient of ultrasound waves reflected from the test specimen in water, e ik2h2 is the propagation term of the ultrasonic wave in the test specimen, and h 2 is the thickness of the test specimen.

상기 시험 시편은 5,000 내지 30,000 시간 동안 열화된 것일 수 있다.The test specimen may be deteriorated for 5,000 to 30,000 hours.

상기 시험 시편은 오스테나이트계 스테인리스 강재일 수 있다.The test specimen may be an austenitic stainless steel.

단, 본 명세서에서 상기 "시험 시편의 저면"이라 함은 시험 시편을 침전조에 담지시켰을 때 침전조의 바닥면에 접하는 시험 시편의 일면을 의미한다. In this specification, the term "bottom surface of test specimen" means one surface of the test specimen contacting the bottom surface of the sedimentation tank when the test specimen is supported on the sedimentation tank.

또한, 본 명세서에서 상기 "시험 시편의 저면의 반대면"이라 함은 침전조의 바닥면에 접하는 시험 시편의 일면에 대향하는 반대면을 의미한다.In this specification, the term "opposite surface of the bottom of the test specimen" refers to the opposite surface opposite to one surface of the test specimen in contact with the bottom surface of the settling tank.

또한, 본 명세서에서 상기 "1차 저면 반사 신호"라 함은 탐촉자를 이용하여 시험 시편에 초음파를 방사하였을 때 초음파가 시험 시편의 저면으로부터 반사되어 다시 탐촉자로 도달한 신호를 의미하고, "2차 저면 반사 신호"라 함은 시험 시편에 초음파를 방사하였을 때 초음파가 시험 시편의 저면으로부터 반사된 뒤 저면의 반대면에서 다시 반사되어 저면측으로 방사되다가 저면에서 다시 반사되어 탐촉자로 도달한 신호를 의미한다. In the present specification, the term "primary bottom reflection signal" means a signal in which an ultrasonic wave is reflected from the bottom surface of the test specimen when the ultrasonic wave is radiated to the test specimen using the probe, and reaches the probe again. Reflected bottom signal "means a signal that is reflected from the bottom surface of the test specimen when the ultrasonic wave is radiated to the test specimen, reflected again from the opposite side of the bottom surface, reflected to the bottom surface side, .

또한, 본 명세서에서 "피검사물"이라 함은 열화 수준을 알고자 하는 목적으로, 고온에서 장시간 사용되는 기기나 부품의 전부 또는 일부일 수 있다. In the present specification, the term "inspected object" may be all or a part of a device or part used for a long time at a high temperature for the purpose of knowing the deterioration level.

본 발명에서 제공하는 열화 평가 방법은 초음파 감쇠값을 이용하여 등온 시효된 금속 재료 내 침전물을 분석함으로써, 고온의 환경에서 장시간 사용되는 기기나 부품 등을 파괴함 없이 이를 구성하는 재료의 열화 정도를 정밀하고 간단한 방법으로 평가할 수 있도록 한다.The deterioration evaluation method provided by the present invention analyzes precipitates in isothermal aged metallic materials by using ultrasonic attenuation values, thereby making it possible to measure the degree of deterioration of materials constituting the materials without destroying equipment or parts used for a long time in a high- And can be evaluated in a simple way.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 초음파 감쇠값을 측정하기 위한 계통도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 실시예 1에서 열화 시간에 따른 AISI 316L 스테인리스 강 시험 시편의 사진을 도시한 것이다.
도 3은 실시예 1에서 열화 시간에 따른 시험 시편의 미세 구조의 변화를 광학 현미경으로 분석한 사진을 도시한 것이다.
도 4는 실시예 1에서 초음파 감쇠값을 측정하는데 사용되는 C-스캔 시스템의 사진을 도시한 것이다.
도 5는 실시예 1에서 측정된 열화 시간에 따른 침전물의 면적 분율 변화를 그래프로 나타낸 것이다.
도 6은 실시예 1에서 측정된 열화 시간에 따른 초음파 감쇠값의 변화를 그래프로 나타낸 것이다.
도 7은 실시예 1에서 얻어진 침전물의 면적 분율과 초음파 감쇠값의 상관관계를 그래프로 나타낸 것이다.
FIG. 1 is a schematic diagram for measuring an ultrasound attenuation value according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
FIG. 2 is a photograph of an AISI 316L stainless steel test specimen according to deterioration time in Example 1. FIG.
FIG. 3 is a photograph showing an optical microscope analysis of the change in the microstructure of the test specimen according to the deterioration time in Example 1. FIG.
Fig. 4 shows a photograph of a C-scan system used for measuring the ultrasound attenuation value in the embodiment 1. Fig.
5 is a graph showing changes in the area fraction of the precipitate with the deterioration time measured in Example 1. Fig.
6 is a graph showing a change in ultrasonic attenuation value according to the deterioration time measured in Example 1. Fig.
7 is a graph showing the correlation between the area fraction of the precipitate obtained in Example 1 and the ultrasonic attenuation value.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art.

본 발명의 발명자들은 금속 재료가 고온의 환경에 장시간 노출되면 그 내부에 침전물이 형성되어 초음파 감쇠값이 변하는 것을 발견하여 본 발명에 이르게 되었다. 즉, 본 발명에서는 금속 재료 내 침전물과 초음파 감쇠값의 상관관계를 도출하여 데이터 베이스(Data Base)화함으로써, 피검사물의 초음파 감쇠값을 측정하면 열화 정도를 평가할 수 있다. The inventors of the present invention have found that when a metal material is exposed to a high temperature environment for a long time, a precipitate is formed in the metal material to change the attenuation value of the ultrasonic wave, leading to the present invention. That is, in the present invention, the degree of deterioration can be evaluated by measuring the ultrasound attenuation value of the inspected object by deriving a correlation between the precipitate in the metallic material and the attenuation value of the ultrasonic wave by making it into a data base.

구체적으로, 본 발명의 일 구현 예에 따르면, (a) 열화 시간을 달리하는 2개 이상의 시험 시편을 준비하는 단계;Specifically, according to one embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: (a) preparing two or more test specimens different in deterioration time;

(b) 상기 시험 시편 내 침전물의 면적 분율을 측정하여 열화 시간에 따른 침전물의 면적 분율 변화를 그래프로 도출하는 단계;(b) measuring an area fraction of the precipitate in the test specimen and deriving a change in the area fraction of the precipitate according to the deterioration time as a graph;

(c) 상기 시험 시편에 초음파를 방사하여 초음파 감쇠값을 측정해 열화 시간에 따른 초음파 감쇠값의 변화를 그래프로 도출하는 단계; 및(c) measuring the ultrasound attenuation value by irradiating the test specimen with ultrasound waves to derive a change in ultrasound attenuation value according to the deterioration time as a graph; And

(d) 상기 (b) 및 (c) 단계에서 얻어진 그래프를 통하여 상기 침전물의 면적 분율과 초음파 감쇠값의 관계를 그래프로 도출하는 단계를 포함하는, 초음파를 이용한 재료의 열화 평가 방법을 제공한다. (d) deriving a graph of the relationship between the area fraction of the precipitate and the attenuation value of the ultrasonic wave through the graph obtained in the steps (b) and (c).

본 발명에서 상기 시험 시편의 소재는 특별히 한정하지 않으나, 열화 평가의 대상이 되는 피검사물과 동일한 소재를 사용하는 것이 보다 열화 평가의 정확도를 높이는 데에 바람직하다. In the present invention, the material of the test specimen is not particularly limited, but it is preferable to use the same material as the inspected object to be subjected to deterioration evaluation in order to improve the accuracy of the deterioration evaluation.

일반적으로 열화 평가는 고온의 환경에서 장시간 사용되는 기기나 부품에 주로 사용되는 금속 재료를 대상으로 하므로, 상기한 시험 시편은 금속 재료인 것을 사용하는 것이 보다 바람직하며, 최근에 기계적 성질이 강하여 상기한 환경의 조건 하에서 사용되는 기기나 부품에 오스테나이트계 스테인리스 강재가 주로 사용되는 바, 상기 오스테나이트계 스테인리스 강재를 사용할 수 있다. In general, the deterioration evaluation is aimed at metallic materials mainly used in equipment or parts used for a long time in a high-temperature environment. Therefore, it is more preferable to use a metal material as the test specimen described above. In recent years, The austenitic stainless steel is mainly used for equipment and parts used under environmental conditions, and the austenitic stainless steel can be used.

상기한 바와 같이 본 발명에서는 우선 열화 시간을 달리하는 2개 이상의 시험 시편을 준비하는 단계를 수행할 수 있는데, 시험 시편의 열화 시간을 특별히 한정하지는 않으나 예를 들어, 5,000 내지 30,000 시간 동안 등온 시효된 것을 사용할 수 있고, 바람직하게는 6,000 내지 20,000 시간 동안 등온 시효된 것을 사용할 수 있다. As described above, in the present invention, a step of preparing two or more test specimens having different deterioration times may be performed. The deterioration time of the test specimen is not particularly limited. For example, isothermal aging for 5,000 to 30,000 hours And preferably isothermal aging for 6,000 to 20,000 hours may be used.

단, 본 발명에서는 하기 식(2)를 이용하여 등가 열화 시간을 계산할 수 있다. However, in the present invention, the equivalent deterioration time can be calculated using the following formula (2).

Figure 112015058044416-pat00002
Figure 112015058044416-pat00002

상기 식 (2)에서 teq는 등가 열화 시간, t는 실제 열화 시간, To는 등가 열화 온도이고, T는 실제 열화 온도이며, Q는 활성화 에너지(예를 들어, AISI 316 강재의 경우 172KJ/mol)이고, R은 기체 상수(8.31J/mol.K)이다. Where T eq is the equivalent deterioration time, t is the actual deterioration time, T o is the equivalent deterioration temperature, T is the actual deterioration temperature, Q is the activation energy (for example, 172 KJ / mm 2 for AISI 316 steels, mol) and R is the gas constant (8.31 J / mol.K).

또한, 상기 열화 시간이 상이한 시험 시편은 2개 이상 준비하는 것이 바람직하고, 구체적인 개수는 특별히 한정하지는 않으나, 열화에 따른 침전물의 면적 분율과 초음파 감쇠값의 상관관계를 보다 정밀하게 도출할 수 있도록 3개 이상을 준비하는 것이 보다 바람직하며, 경제적인 점을 고려할 때 10개 이하로 준비할 수 있다. In addition, it is preferable to prepare two or more test specimens having different deterioration times. The number of test specimens is not particularly limited. However, in order to more precisely derive the correlation between the area fraction of the precipitates and the ultrasonic attenuation value due to deterioration, It is more preferable to prepare more than 10, and considering the economical point, it is possible to prepare 10 or less.

이렇게 시험 시편이 준비되면 열화 시간에 따른 시험 시편 내 침전물의 면적 분율 변화와 열화 시간에 따른 시험 시편의 초음파 감쇠값의 변화를 측정할 수 있는데, 각각의 측정 순서는 특별히 한정하지 않는다. When the test specimen is prepared in this way, it is possible to measure the change of the area fraction of the precipitate in the test specimen with the deterioration time and the change of the ultrasonic attenuation value of the test specimen with the deterioration time.

즉, 열화 시간에 따른 시험 시편 내 침전물의 면적 분율 변화를 먼저 측정한 뒤 열화 시간에 따른 시험 시편의 초음파 감쇠값의 변화를 측정할 수 있고, 혹은 열화 시간에 따른 시험 시편의 초음파 감쇠값의 변화를 측정한 뒤 열화 시간에 따른 시험 시편 내 침전물의 면적 분율 변화를 먼저 측정할 수 있다. That is, it is possible to measure the change of the ultrasonic attenuation value of the test specimen according to the deterioration time after measuring the change of the area fraction of the precipitate in the test specimen with the deterioration time, or to measure the change of the ultrasonic attenuation value of the test specimen with the deterioration time The change in the area fraction of the precipitate in the test specimen with the deterioration time can be measured first.

본 발명에서 상기와 같이 시험 시편 내 침전물의 면적 분율을 측정하는 방법은 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어 이미지 분석기(image analyzer)를 이용하여 단위 면적당 침전물의 분율을 측정함으로써 수행될 수 있고, 구체적으로는 총 면적 대비 침전물이 포함된 면적의 비율을 %로 나타낼 수 있다. In the present invention, the method of measuring the area fraction of the precipitate in the test specimen as described above is not particularly limited. For example, the method can be performed by measuring the fraction of the precipitate per unit area using an image analyzer, Can represent the ratio of the area containing the sediment to the total area in%.

본 발명에서 이렇게 각각의 시험 시편 별 침전물의 면적 분율을 측정하면 각 시험 시편의 열화 시간에 따른 침전물의 면적 분율의 변화를 그래프로 도출할 수 있다. In the present invention, by measuring the area fraction of the precipitate by each test specimen, it is possible to derive the change in the area fraction of the precipitate according to the deterioration time of each test specimen.

또한, 본 발명에서 상기와 같이 시험 시편의 초음파 감쇠값을 측정하는 방법으로는 시험 시편을 물이 담지된 침전조에 담지하는 단계; 상기 시험 시편에 초음파를 방사하여 시험 시편의 저면으로부터 반사된 1차 저면 반사 신호를 측정하는 단계; 및 시험 시편에 초음파를 방사하여 시험 시편의 저면, 저면의 반대면 및 저면으로부터 순서대로 반사된 2차 저면 반사 신호를 측정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. In the present invention, the ultrasonic attenuation value of the test specimen may be measured by supporting the test specimen on a water holding tank. Measuring the first bottom reflection signal reflected from the bottom of the test specimen by radiating ultrasonic waves to the test specimen; And a step of radiating ultrasonic waves to the test specimen to measure the reflected second sub-surface reflection signals in order from the opposite surface and the bottom surface of the bottom surface and the bottom surface of the test specimen.

본 발명에서 시험 시편에 초음파를 방사하는 방법은 예를 들어, 탐촉자(transducer)를 이용하여 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In the present invention, a method of radiating ultrasonic waves to a test specimen can be performed using, for example, a transducer, but is not limited thereto.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 초음파 감쇠값을 측정하기 위한 계통도를 개략적으로 도시한 것이다. 구체적으로, 도 1의 (a)는 1차 저면 반사 신호를 나타낸 것으로, 탐촉자(transducer)(1)로부터 시험 시편(10)으로 방사된 초음파(2)가 시험 시편(10)의 저면(100)에서 반사되어 다시 탐촉자(1)로 도달하여 측정되고 있고, (b)는 2차 저면 반사 신호를 나타낸 것으로, 탐촉자(1)로부터 시험 시편(10)으로 방사된 초음파(2)가 시험 시편(10)의 저면(100)에서 반사된 뒤 다시 저면의 반대면(200)에서 저면(100)측으로 반사되었다가 다시 저면(100)에서 반사되어 탐촉자(1)로 도달하고 있다. 또한 (c)는 시험 시편에 초음파를 방사하여 시간에 따라 측정된 신호를 나타낸 것으로, 각각 표면 반사 신호(20), 1차 저면 반사 신호(30) 및 2차 저면 반사 신호(40)가 검출된 것을 볼 수 있다. FIG. 1 is a schematic diagram for measuring an ultrasound attenuation value according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 (a) shows a first bottom reflection signal. Ultrasonic waves 2 radiated from the transducer 1 to the test sample 10 are transmitted to the bottom surface 100 of the test sample 10, The ultrasonic wave 2 radiated from the probe 1 to the test specimen 10 is reflected by the test specimen 10 The light is reflected from the bottom surface 100 of the bottom surface 100 and then reflected by the bottom surface 100 and then reaches the probe 1. (C) shows signals measured with time by irradiating ultrasonic waves to the test specimen. In the case where the surface reflection signal 20, the first bottom reflection signal 30 and the second bottom reflection signal 40 are detected Can be seen.

본 발명에서 상기와 같이 측정된 신호 중 1차 저면 반사 신호 및 2차 저면 반사 신호를 이용하여 하기 식(1)을 통해 초음파 감쇠값을 보다 정확히 측정할 수 있다. In the present invention, the ultrasonic attenuation value can be more accurately measured through the following equation (1) using the first bottom reflection signal and the second bottom reflection signal among the signals measured as described above.

Figure 112015058044416-pat00003
Figure 112015058044416-pat00003

(단, 상기 식(1)에서 αs는 초음파 감쇠값, VBS1(ω)은 탐촉자에 도달한 1차 저면 반사 신호를 주파수 주역대로 변환시킨 값, VBS2(ω)는 탐촉자에 도달한 2차 저면 반사 신호를 주파수 주역대로 변환시킨 값, Dp(kp1a2/2Dbs1) 및 Dp(kp1a2/2Dbs2)은 초음파 퍼짐 보정, Dbs1은 초음파를 방사하는 탐촉자로부터 시험 시편의 저면까지의 거리, Dbs2는 탐촉자로부터 시험 시편의 저면의 반대면까지의 거리, a는 탐촉자의 직경, kp1은 물에서의 파수(wave number), k2는 시험 시편의 파수(wavenumber), R21 P;P는 시험 시편에서 물로 초음파가 진행될 때 반사되는 반사계수, eik2h2는 시험 시편에서의 초음파의 전파 기간(propagation term), h2는 시험 시편의 두께를 의미한다.)(1) where α s is the ultrasound attenuation value, V BS1 (ω) is the value obtained by converting the primary bottom reflection signal that reaches the probe into the frequency domain, and V BS2 (ω) the car bottom reflection signal is converted in frequency principal value, D p (k p1 a 2 / 2D bs1) , and D p (k p1 a 2 / 2D bs2) are ultrasound spread correction, D bs1 are tested from the transducer to emit an ultrasonic D bs2 is the distance from the probe to the opposite side of the bottom of the test specimen, a is the diameter of the probe, k p1 is the wave number in water, k 2 is the wave number of the test specimen (wavenumber ), R 21 P; P is the reflection coefficient of ultrasound waves propagated in the test specimen, e ik2h2 is the propagation term of the ultrasonic wave in the test specimen, and h 2 is the thickness of the test specimen.

본 발명에서 상기 식(1)은 하기의 계산을 통해 도출할 수 있는데, 우선 VBS1(ω)와 VBS2(ω)를 하기 식(3) 및 식(4)를 통해 얻을 수 있다. In the present invention, the above equation (1) can be derived by the following calculation. First, V BS1 (ω) and V BS2 (ω) can be obtained by the following equations (3) and (4).

Figure 112015058044416-pat00004
Figure 112015058044416-pat00004

(상기 식(3) 및 (4)에서, β(ω)는 시스템의 효율 인자(efficiency factor), T12 P;P는 시험 시편에서 물로 초음파가 투과하는 비율(투과계수), T21 P;P는 시험 시편에서 물로 초음파가 투과하는 비율(투과계수), eik1h1는 물에서 초음파의 전파 기간(propagation term), e- αwh1는 물에서의 초음파 감쇠, e- αsh2는 시험 시편에서의 초음파 감쇠, aW는 물에서의 초음파 감쇠값, h1은 탐촉자와 시험 시편 사이의 거리, VBS1(ω), VBS2(ω), eik2h2, aS, h2, Dbs1, Dbs2, kp1, a, k2, R21 P;P, Dp(kp1a2/2Dbs1) 및 Dp(kp1a2/2Dbs2)는 상기 식(1)에서 정의된 바와 같다. )(The formulas (3) and (4 in), β (ω) is the system efficiency factor (efficiency factor), T 12 P ; P is the rate at which the water is transmitted ultrasound in the test specimen (transmission coefficient), T 21 P; P is in the test sample with water, the rate at which ultrasonic waves are transmitted (transmission coefficient), e ik1h1 the propagation period of ultrasonic waves in water (propagation term), e - αwh1 the ultrasound attenuation in the water, e - αsh2 the ultrasonic attenuation of the test specimen , a W ultrasonic attenuation value of the water, h 1 is the distance between the transducer and the test specimen, V bS1 (ω), V bS2 (ω), e ik2h2, a S, h 2, D bs1, D bs2, k p1, a, k 2, R 21 P; P, D p (k p1 a 2 / 2D bs1) , and D p (k p1 a 2 / 2D bs2) are as defined in the formula (1)).

여기서, 상기 식(3)을 식(4)로 나누면 하기 식(5)를 얻을 수 있고, 이를 정리하면 하기 식(6)을 얻을 수 있다.Here, the following equation (5) can be obtained by dividing the equation (3) by the equation (4), and the equation (6) below can be obtained.

Figure 112015058044416-pat00005
Figure 112015058044416-pat00005

(단, 상기 식(5) 및 (6)에서, VBS1(ω), VBS2(ω), β(ω), T12 P;P, T21 P;P, R21 P;P, eik1h1, eik2h2, e- αwh1, e- αsh2, aS, aW, h1 및 h2은 상기 식(3) 및 (4)에서 정의된 바와 같다.)(Where, in the formula (5) and (6), V BS1 (ω), V BS2 (ω), β (ω), T 12 P; P, T 21 P; P, R 21 P; P, e ik1h1, e ik2h2, e - αwh1 , e - αsh2, a S, a W, h 1 and h 2 are as defined in the formula (3) and (4)).

이때, 상기 식(6)에서 Dbs1과 Dbs2는 하기 식(7) 및 (8)로 나타낼 수 있다.In this case, D bs1 and D bs2 in the equation (6) can be expressed by the following equations (7) and (8).

Figure 112015058044416-pat00006
Figure 112015058044416-pat00006

Figure 112015058044416-pat00007
Figure 112015058044416-pat00007

(상기 식(7) 및 (8)에서 h1은 탐촉자와 시험 시편 사이의 거리, h2는 시험 시편의 두께, c1은 물에서의 초음파 음속, c2는 시험 시편에서의 초음파 음속을 의미한다.)In the above equations (7) and (8), h 1 is the distance between the probe and the test specimen, h 2 is the thickness of the test specimen, c 1 is the ultrasonic sound velocity in water and c 2 is the ultrasonic sound velocity in the test specimen do.)

본 발명에서는 상기 식(6)을 αs를 기준으로 정리하면, 하기 식(1)을 유도할 수 있는 것이다.In the present invention, the following formula (1) can be derived by summarizing the formula (6) with respect to? S.

Figure 112015058044416-pat00008
Figure 112015058044416-pat00008

단, 상기 식(1)에서 Dp(kp1a2/2Dbs1) 및 Dp(kp1a2/2Dbs1)는 각각 하기 식(9) 및 (10)으로 계산할 수 있다. However, D p (k p1 a 2 / 2D bs1) , and D p (k p1 a 2 / 2D bs1) in the formula (1) can be calculated by the following formula (9) and (10) respectively.

Figure 112015058044416-pat00009
Figure 112015058044416-pat00009

Figure 112015058044416-pat00010
Figure 112015058044416-pat00010

(단, 상기 식(9) 및 (10)에서, Dp(kp1a2/2Dbs1), Dp(kp1a2/2Dbs2), Dbs1, Dbs2, kp1및 a는 상기 식 (3) 및 (4)에서 정의된 바와 같다.)(Note that the formula (9) and (10) in, D p (k p1 a 2 / 2D bs1), D p (k p1 a 2 / 2D bs2), D bs1, D bs2 , k p1 and a are as defined in the above formulas (3) and (4).)

본 발명에서 이렇게 각각의 시험 시편 별 초음파 감쇠값을 측정하면 각 시험 시편의 열화 시간에 따른 초음파 감쇠값의 변화를 그래프로 도출할 수 있다. In the present invention, when the ultrasonic attenuation values of the respective test specimens are measured as described above, the change in the ultrasonic attenuation values according to the deterioration time of each test specimen can be derived as a graph.

본 발명에서 상기와 같이 열화 시간에 따른 침전물의 면적 분율의 변화 그래프와 열화 시간에 따른 초음파 감쇠값의 변화 그래프가 얻어지면 이로부터 침전물의 면적 분율과 초음파 감쇠값의 상관관계에 관한 그래프를 도출하여 데이터 베이스화할 수 있다. In the present invention, when the graph of the change in the area fraction of the precipitate with the deterioration time and the graph of the change in the ultrasonic attenuation value according to the deterioration time are obtained, a graph of the correlation between the area fraction of the precipitate and the ultrasonic attenuation value is derived It can be converted into a database.

이 후 본 발명에서는 상기한 데이터 베이스를 기반으로 하여 열화 평가의 대상이 되는 피검사물의 열화 정도를 평가할 수 있는데, 구체적으로는 (e) 피검사물에 초음파를 방사하여 초음파 감쇠값을 측정하는 단계; 및 (f) 상기 (e) 단계에서 얻어진 상기 피검사물의 초음파 감쇠값을 상기 침전물의 면적 분율과 초음파 감쇠값의 상관관계의 그래프에 대입하는 단계를 추가로 수행함으로써 피검사물 내 침전물의 면적 분율을 계산할 수 있고, 이로써 열화 정도를 평가할 수 있게 된다. In the present invention, it is possible to evaluate the degree of deterioration of the inspected object to be subjected to the deterioration evaluation based on the database. Specifically, (e) measuring ultrasound attenuation values by irradiating the inspected object with ultrasound waves; And (f) substituting the ultrasonic attenuation value of the inspected object obtained in the step (e) into a graph of a correlation between the area fraction of the precipitate and the ultrasonic attenuation value, thereby calculating an area fraction of the precipitate in the inspected object So that the degree of deterioration can be evaluated.

본 발명에서는 상기한 바와 같이 시험 시편을 이용하여 침전물의 면적 분율과 초음파 감쇠값의 상관관계에 관한 데이터 베이스를 구축함으로써 열화 평가의 대상이 되는 피검사물의 열화 정도를 반복하여 평가할 수 있고, 피검사물을 파괴하지 않고도 열화 정도를 보다 정확하게 평가하여 기기나 부품의 교체 주기를 적절히 조절할 수 있어 경제적인 장점을 가지게 된다. In the present invention, as described above, the degree of deterioration of the inspected object to be subjected to the deterioration evaluation can be repeatedly evaluated by constructing a database on the correlation between the area fraction of the precipitate and the ultrasonic attenuation value using the test specimen, It is possible to evaluate the degree of deterioration more accurately and to appropriately adjust the replacement period of the apparatus or parts without destroying the apparatus.

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of specific examples. The following examples are provided to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

실시예Example

[실시예 1] [Example 1]

1. 등온 시효된 스테인리스 강재의 시험 시편 준비1. Prepare test specimens for isothermal aged stainless steels

초음파 감쇠값을 이용하여 등온 시효된 스테인리스 강재의 열화 정도를 평가하기 위하여, 하기 표 1의 조성을 갖는 AISI 316L 스테인리스 강재로, 시효되지 않은 시편과 750℃의 온도에서 각각 6,000 시간, 14,000 시간 및 20,000 시간씩 시효된 시험 시편을 준비하였으며, 준비된 시험 시편들의 사진은 도 2에 도시하였다. In order to evaluate the degree of deterioration of the isothermal aged stainless steels using ultrasonic attenuation values, AISI 316L stainless steel having the composition shown in the following Table 1 was subjected to aging at 750 ° C for 6,000 hours, 14,000 hours and 20,000 hours The aged test specimens were prepared and the photographs of the prepared test specimens are shown in FIG.

조성Furtherance CC SiSi MnMn PP SS NiNi CrCr MoMo B B NN AlAl CuCu FeFe 함량
(중량%)
content
(weight%)
0.060.06 0.460.46 1.491.49 0.030.03 0.0260.026 12.4812.48 17.4317.43 2.492.49 0.00080.0008 0.0190.019 0.0250.025 0.150.15 잔부Remainder

2. 시험 시편 내 침전물의 관찰2. Observation of sediment in test specimen

준비된 시험 시편들을 글리세레지아(glyceregia)와 무라크미 용액(Murakmi reagent)으로 에칭한 뒤 광학 현미경으로 각 시험 시편들의 표면을 관찰하여 그 사진을 도 3에 도시하였다. 단, 상기 사용된 에칭액 중 글리세레지아는 침전물을 에칭하고, 무라크미 용액은 시그마상을 에칭한다. The prepared test specimens were etched with glyceregia and Murakmi reagent, and the surface of each test specimen was observed with an optical microscope, and the photograph is shown in FIG. However, the glyceride in the etching solution used etches the precipitate, and the solution of the mask is etched in the sigma phase.

도 3에서 보는 바와 같이 각 시험 시편들에는 M23C6의 침전물과 시그마상이 형성된 것을 볼 수 있다. As shown in FIG. 3, it can be seen that the M 23 C 6 precipitate and the sigma phase are formed in each of the test specimens.

3. 열화 시간에 따른 시험 시편 내 침전물의 면적 분율 그래프3. Graph of area fraction of sediment in test specimen with deterioration time

각 시험 시편에 있어서 침전물을 정량화하기 위하여, 이미지 분석기를 이용해 각 시험 시편들의 단위 면적당 침전물의 면적 분율(Af)과 그 직경(D)을 확인하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었고, 열화 시간에 따른 침전물의 면적 분율의 변화를 도 4에 그래프로 나타내었다. In order to quantify the precipitate in each test specimen, the area fraction (Af) and the diameter (D) of the precipitate per unit area of each test specimen were determined using an image analyzer and the results are shown in Table 2 below. FIG. 4 is a graph showing changes in the area fraction of the precipitate.

구분division 열화시간(hr)Degradation time (hr) 6,0006,000 14,00014,000 20,00020,000 침전물precipitate Af(%)Af (%) 8.678.67 10.3710.37 11.3111.31 D(㎛)D (탆) 0.880.88 0.950.95 1.111.11

상기 표 2 및 도 3에서 보는 바와 같이 열화 시간이 증가할수록 침전물의 면적 분율과 크기가 모두 증가하는 것을 볼 수 있다.As shown in Table 2 and FIG. 3, the area fraction and the size of the precipitate increase as the deterioration time increases.

4. 열화 시간에 따른 시험 시편의 초음파 감쇠값 그래프 4. Ultrasonic attenuation value of test specimen with deterioration time

시험 시편의 초음파 감쇠값을 측정하기 위하여 도 4에 도시한 C-스캔 시스템 장비를 사용하였다. 상기 C-스캔 시스템 장비는 물이 담지된 침전조(immersion tank), 초음파를 방사할 수 있고 중심 주파수가 10,20MHz인 평판형 탐촉자(planar transducer, ultrasonic pulser/receiver) 및 초음파 감쇠값을 계산할 수 있는 컨트롤러(controller)와 수집 시스템(acquisition system)을 포함한다. 이때 상기 시험 시편의 두께는 10cm이고, 탐촉자와 시험 시편 사이의 거리는 5cm이며, 침전조의 깊이는 20cm이다. 상기 침전조에 시험 시편을 담지한 뒤 탐촉자로부터 200MHz의 주파수로 초음파를 방사하여 시험 시편의 표면으로부터 반사된 신호, 저면으로부터 반사된 1차 저면 반사 신호 및 저면으로부터 반사된 뒤 저면의 반대면에서 다시 반사되고 저면에서 최종 반사된 2차 저면 반사 신호를 탐지한 뒤 하기 식(1)에 각 계수를 대입하여 초음파 감쇠값(αs)을 계산하고, 열화 시간에 따른 초음파 감쇠값의 변화를 도 5에 그래프로 나타내었다. In order to measure the ultrasonic attenuation value of the test specimen, the C-scan system equipment shown in FIG. 4 was used. The C-scan system includes a water immersion tank, a planar transducer (ultrasonic pulser / receiver) capable of emitting ultrasonic waves and having a center frequency of 10 and 20 MHz, And includes a controller and an acquisition system. At this time, the thickness of the test specimen is 10 cm, the distance between the probe and the test specimen is 5 cm, and the depth of the precipitation tank is 20 cm. The ultrasonic wave was radiated from the transducer at a frequency of 200 MHz to carry the test specimen to the settling tank, and the signal reflected from the surface of the test specimen, the primary bottom reflection signal reflected from the bottom surface, and the reflection signal from the bottom surface, After detecting the finally reflected second bottom reflection signal at the bottom, the ultrasonic attenuation value (? S ) is calculated by substituting each coefficient in the following equation (1), and the change of the ultrasonic attenuation value according to the deterioration time is shown in FIG. Respectively.

Figure 112015058044416-pat00011
Figure 112015058044416-pat00011

(단, 상기 식(1)에서 αs는 초음파 감쇠값, VBS1(ω)은 1차 저면 반사 신호를 주파수 주역대로 변환시킨 값, VBS2(ω)는 2차 저면 반사 신호를 주파수 주역대로 변환시킨 값, Dp(kp1a2/2Dbs1) 및 Dp(kp1a2/2Dbs2)은 초음파 퍼짐 보정, Dbs1은 초음파를 방사하는 탐촉자로부터 시험 시편의 저면까지의 거리, Dbs2는 탐촉자로부터 시험 시편의 저면의 반대면까지의 거리, a는 탐촉자의 직경, kp1은 물에서의 파수(wave number), k2는 시험 시편의 파수(wavenumber), R21 P;P는 시험 시편에서 물로 초음파가 진행될 때 반사되는 반사계수, eik2h2는 시험 시편에서의 초음파의 전파 기간(propagation term), h2는 시험 시편의 두께를 의미한다.) (Note that the formula (1) α s is the ultrasonic attenuation value at, V BS1 (ω) is the first value obtained by converting the bottom surface of the reflected signal as a frequency lead, V BS2 (ω) is the second to bottom reflection signals a frequency lead as by converting the value, D p (k p1 a 2 / 2D bs1) , and D p (k p1 a 2 / 2D bs2) are ultrasound spread correction, D bs1 the distance to the bottom surface of test specimen from the probe for emitting ultrasonic waves, D bs2 the distance to the opposite side of the bottom surface of the test specimen from the probe, a is the diameter of the probe, k p1 is a wave number in water (wave number), k 2 is a wave number (wavenumber) of the test specimen, R 21 P; P is when the test sample with water is conducted ultrasonic reflected reflection coefficient, e ik2h2 has ultrasonic wave propagation time period of the test specimen (propagation term), h 2 means the test specimen thickness).

도 5에서 보는 바와 같이, 열화 시간이 증가할수록 시험 시편의 초음파 감쇠값이 증가하는 것을 볼 수 있다.As shown in FIG. 5, as the deterioration time increases, the ultrasonic attenuation value of the test specimen increases.

5. 시험 시편 내 침전물의 면적 5. Area of sediment in test specimen 분율과Fraction 초음파  ultrasonic wave 감쇠값Attenuation value 상관관계 그래프 도출 Derive Correlation Graph

도 3 및 도 5에서 얻어진 그래프를 토대로 시험 시편 내 침전물의 면적 분율을 x축으로 초음파 감쇠값을 y축으로 하여 이들의 상관관계를 도 6에 그래프로 나타내었다.Based on the graphs obtained in FIGS. 3 and 5, the area fraction of the precipitate in the test specimen is plotted on the x-axis and the ultrasonic attenuation value is plotted on the y-axis, and their correlation is shown graphically in FIG.

도 6에서 보는 바와 같이, 시험 시편 내 침전물의 면적 분율이 증가할수록 초음파 감쇠값도 대략 직선의 형태로 증가하는 것을 볼 수 있다. As shown in FIG. 6, as the area fraction of the precipitate in the test specimen increases, the attenuation value of the ultrasonic wave increases in a straight line form.

본 발명에서는 상기와 같이 시험 시편을 이용하여 침전물의 면적 분율과 초음파 감쇠값의 상관관계에 관한 그래프를 데이터 베이스화함으로써 추후에 피검사물에 대하여 열화 평가를 하고자 하는 경우 피검사물의 초음파 감쇠값을 측정함으로써 침전물의 면적 분율을 확인할 수 있고 이로써 열화 정도를 평가하여 기기나 부품 등의 교체 여부를 판단할 수 있다. In the present invention, when a graph relating to the correlation between the area fraction of the sediment and the ultrasonic attenuation value is obtained by using the test specimen as described above, and the deterioration is to be evaluated later with respect to the inspected object, the ultrasonic attenuation value of the inspected object is measured The area fraction of the sediment can be confirmed and the degree of deterioration can be evaluated to judge whether or not the apparatus or parts are replaced.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be obvious to those of ordinary skill in the art.

Claims (10)

(a) 서로 다른 열화 시간이 알려진 2개 이상의 시험 시편을 준비하는 단계;
(b) 이미지 분석기(image analyzer)를 이용하여 상기 시험 시편의 단위 면적당 침전물의 면적 분율을 측정하여 열화 시간에 따른 침전물의 면적 분율 변화를 그래프로 도출하는 단계;
(c) 상기 시험 시편에 초음파를 방사하여 초음파 감쇠값을 측정해 열화 시간에 따른 초음파 감쇠값의 변화를 그래프로 도출하는 단계; 및
(d) 상기 (b) 및 (c) 단계에서 얻어진 그래프를 통하여 상기 침전물의 면적 분율과 초음파 감쇠값의 상관관계를 그래프로 도출하는 단계를 포함하는, 초음파를 이용한 재료의 열화 평가 방법.
(a) preparing two or more test specimens having different deterioration times;
(b) measuring the area fraction of the precipitate per unit area of the test specimen using an image analyzer, and deriving a graph of the change in the area fraction of the precipitate with the deterioration time;
(c) measuring the ultrasound attenuation value by irradiating the test specimen with ultrasound waves to derive a change in ultrasound attenuation value according to the deterioration time as a graph; And
(d) deriving a graph of a correlation between the area fraction of the precipitate and the ultrasonic attenuation value through the graph obtained in the steps (b) and (c).
제1항에 있어서,
(e) 피검사물에 초음파를 방사하여 초음파 감쇠값을 측정하는 단계; 및
(f) 상기 (e) 단계에서 얻어진 상기 피검사물의 초음파 감쇠값을 상기 (d) 단계로부터 얻어진 그래프에 대입하여 피검사물의 열화 정도를 평가하는 단계를 추가로 포함하는, 초음파를 이용한 재료의 열화 평가 방법.
The method according to claim 1,
(e) measuring ultrasound attenuation values by irradiating ultrasound waves on the inspected object; And
(f) evaluating the degree of deterioration of the inspected object by substituting the ultrasonic attenuation value of the inspected object obtained in the step (e) into the graph obtained from the step (d). Assessment Methods.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 (c) 단계에서 초음파 방사는 탐촉자(transducer)를 이용하여 수행되는, 초음파를 이용한 재료의 열화 평가 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the ultrasound emission in the step (c) is performed using a transducer.
제5항에 있어서,
상기 (c) 단계에서 상기 초음파 감쇠값의 측정은,
시험 시편에 초음파를 방사하여 시험 시편의 저면으로부터 반사된 1차 저면 반사 신호를 측정하는 단계; 및
시험 시편에 초음파를 방사하여 시험 시편의 저면, 저면의 반대면 및 저면으로부터 순서대로 반사된 2차 저면 반사 신호를 측정하는 단계를 포함하는, 초음파를 이용한 재료의 열화 평가 방법.
6. The method of claim 5,
The measurement of the ultrasonic attenuation value in the step (c)
Measuring the first bottom reflection signal reflected from the bottom of the test specimen by radiating ultrasonic waves to the test specimen; And
And measuring the second reflected bottom signal reflected from the opposite surface and the bottom surface of the bottom and bottom of the test specimen by irradiating the test specimen with ultrasound waves.
제6항에 있어서,
상기 1차 및 2차 저면 반사 신호를 측정하기에 앞서, 시험 시편을 물이 담지된 침전조에 담지하는 단계를 포함하는, 초음파를 이용한 재료의 열화 평가 방법.
The method according to claim 6,
A method for evaluating deterioration of a material using ultrasonic waves, comprising the step of supporting a test specimen on a water-containing sedimentation tank before measuring the primary and secondary bottom reflection signals.
제7항에 있어서,
상기 초음파 감쇠값은 측정된 상기 1차 저면 반사 신호 및 2차 저면 반사 신호를 이용하여 하기 식(1)로부터 측정되는, 초음파를 이용한 재료의 열화 평가 방법.
Figure 112015058044416-pat00012

(단, 상기 식(1)에서 αs는 초음파 감쇠값, VBS1(ω)은 탐촉자에 도달한 1차 저면 반사 신호를 주파수 주역대로 변환시킨 값, VBS2(ω)는 탐촉자에 도달한 2차 저면 반사 신호를 주파수 주역대로 변환시킨 값, Dp(kp1a2/2Dbs1) 및 Dp(kp1a2/2Dbs2)은 초음파 퍼짐 보정, Dbs1은 초음파를 방사하는 탐촉자로부터 시험 시편의 저면까지의 거리, Dbs2는 탐촉자로부터 시험 시편의 저면의 반대면까지의 거리, a는 탐촉자의 직경, kp1은 물에서의 파수(wave number), k2는 시험 시편의 파수(wavenumber), R21 P;P는 시험 시편에서 물로 초음파가 진행될 때 반사되는 반사계수, eik2h2는 시험 시편에서의 초음파의 전파 기간(propagation term), h2는 시험 시편의 두께를 의미한다.)
8. The method of claim 7,
Wherein the ultrasonic attenuation value is measured from the following formula (1) using the measured first and second bottom reflection signals.
Figure 112015058044416-pat00012

(1) where α s is the ultrasound attenuation value, V BS1 (ω) is the value obtained by converting the primary bottom reflection signal that reaches the probe into the frequency domain, and V BS2 (ω) the car bottom reflection signal is converted in frequency principal value, D p (k p1 a 2 / 2D bs1) , and D p (k p1 a 2 / 2D bs2) are ultrasound spread correction, D bs1 are tested from the transducer to emit an ultrasonic D bs2 is the distance from the probe to the opposite side of the bottom of the test specimen, a is the diameter of the probe, k p1 is the wave number in water, k 2 is the wave number of the test specimen (wavenumber ), R 21 P; P is the reflection coefficient of ultrasound waves propagated in the test specimen, e ik2h2 is the propagation term of the ultrasonic wave in the test specimen, and h 2 is the thickness of the test specimen.
제1항에 있어서,
상기 시험 시편은 5,000 내지 30,000 시간 동안 열화된 것인, 초음파를 이용한 재료의 열화 평가 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the test specimen is deteriorated for 5,000 to 30,000 hours.
제1항에 있어서,
상기 시험 시편은 오스테나이트계 스테인리스 강재인, 초음파를 이용한 재료의 열화 평가 방법.
The method according to claim 1,
Wherein said test specimen is an austenitic stainless steel material.
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