Simulation of Ultrasonic Beam Propagation Behavior of Phased Array Ultrasonic Testing in the Boiler Header Stub Welds

초임계 열발전소 설비에서 보일러 헤더 스터브 용접부는 가장 손상되기 쉬운 부분으로, 고온 및 고압 조건에서 장기간 사용으로 인해 발생하는 균열 등의 결함이 손상에 기인하는 것으로 확인되었다. 이러한 이유로 설비의 건전성 확보를 위해 비파괴검사는 필수적이다. 최근 위상배열초음파검사(PAUT) 기술이 운전 중 결함(균열 등) 평가에 널리 적용되고 있다. 그러나 헤더 스터브 용접부는 부분 용입과 같은 복잡한 용접 형상을 가지고 있으며, 설비의 구조적 특성상 용접부의 한쪽 면만 검사가 가능하다. 이러한 이유로 인해 기존의 초음파검사(UT) 기술을 적용하는 데 어려움이 있다. 본 연구에서는 시뮬레이션 모델링을 이용한 초음파 빔의 전파 거동 분석을 통해 헤더 스터브 용접부의 PAUT 검사 절차서를 개발하였다. 개발된 검사 절차서와 검증 시편(Mock-up)을 사용하여 실험적으로 PAUT를 보일러 헤더 스터브 용접부의 운전 중 결함(균열 등) 평가에 적용될 수 있음을 확인하였다.