열수송관의 음향 방출 및 진동 특징에 의한 누수 및 감육 탐지에 대한 실험적 연구

• Published in: 설비공학 논문집, 34(8) Vol. 34; no. 8; pp. 380 - 389
• Main Authors: 지현욱(Hyon Wook Ji), 장희라(Heela Jang), 황인주(Inju Hwang), 이홍철(Hongcheol Lee)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 대한설비공학회 01.08.2022
• Subjects: 기계공학; Pre-insulated pipe(이중보온관); Acoustic emission(음향방출); District heating pipes(지역난방관로); Diagnosis of abnormal conditions(이상상태진단); Accelerometer(가속도계)
• ISSN: 1229-6422; 2465-7611
• DOI: 10.6110/KJACR.2022.34.8.380

본 연구는 AE센서와 가속도센서를 이용하여 80℃의 온수가 12 bar의 압력으로 일정하게 흐르는 이중보온관의 누수와 감육의 신호를 탐지하고자 하였다. 결과는 다음과 같다. (1) 이중보온관의 내관에서 직접 측정한 음향 방출 및 가속도 신호를 1초단위로 구분하여 특징을 적용한 결과 누수와 감육이 육안으로 확인될 만큼 분명하게 구분이 되었다. (2) 음향방출 신호는 유입부에서 Frequency skewness-Frequency center-Normal negative log-likelihood, 유출부에서 Normal negative log-likelihood-Variance frequency-Standard deviation에 의해 진단이 가능하고, 가속도 신호는 유입부에서 Standard deviation-Root variance frequency-Frequency RS overall, 유출부에서 Frequency skewness-Frequency RMS-Normal negative log-likelihood 에 의해 진단이 가능하다. (3) 가속도계에서 측정한 신호가 AE 센서에 비하여 분산이 2.49배 이상 작아 가속도계 측정 신호의 구분이 상대적으로 용이하다. This study applied acoustic emission sensors and accelerometers to monitor and evaluate the conditions in pre-insulated pipes, the district heating pipes. These measurement techniques yield high accuracy in the monitoring of the pipes. The purpose was to detect leaks, which have been relatively well studied, as well as wall-thinning in the pipes. Measurement data were acquired from the acoustic emission sensors and accelerometers in a test facility with a 60-m long pipe. Filters determined through the spectral analysis of signals, considering the state of the pipes, were then applied. The results showed that leaks were detected in the low-frequency domain, whereas wall-thinning was detected in the high-frequency domain. Fifteen features were applied to the raw data and two types of filtered data, and three features that yielded the best detection performance were identified. The results were plotted in 3D coordinates, which enabled distinguishing the normal state, leak, and wall-thinning by visual observation. KCI Citation Count: 0