A Study on the Robotic System for Inspection of Magnetic Leakage Detection

Abstract

In this study, a pipe inspection robot system was proposed to identify the pre-buried status of old pipes buried underground and establish management procedures for maintenance. Driving performance is required either autonomously in the pipe or at the will of the operator to determine the current status of pipes buried underground. Various non-destructive inspection methods are used to check the integrity of pipes, but this study proposed an inspection system that enables rapid inspection through magnetic leakage detection inspection methods. For this study, we defined the design requirements for pipe inspection robots according to the domestic demand for buried pipes, and designed and analyzed pipe robots. Driving performance was performed and considered by configuring a virtual environment-based simulation of the driving algorithm of the piping inspection robot system and a test environment that simulates the actual pipe facility fields. To develop a reliable inspection system, we define model standard defects and identify the non-destructive inspection performance utility of the developed pipe inspection robot system. In order to reflect the requirements of the site, this paper investigated the requirements of the pipe inspection site in advance and proposed an inspection robot system capable of rapid on-site deployment. In addition, the integrity of the pipe was directly confirmed by checking the inspection data through the proposed non-destructive inspection equipment in real time. |지하에 매설된 배관은 노후화에 따른 유지보수가 요구된다. 그리고 지하에 매설 상태의 배관의 내부를 인력기반으로 검사하기 어려운 상황이다. 배관 유지보수를 위한 검사 로봇이 요구되고 있으며 본 논문에서는 효율적으로 지하 매설 배관의 비파괴검사가 가능한 배관 로봇 시스템의 연구를 제안한다. 배관의 건전성을 확인하기 위해 다양한 비파괴 검사 방법이 사용되고 있다. 본 연구에서는 자기누설검출검사 방법을 통해 신속한 검사가 가능한 검사시스템을 기존 선행 연구 결과 분석하였으며, 선행 연구는 기존 자기 누설검사 방법에서 센서가 배관과 접촉되는 영역에 대한 부분을 집중적으로 조사를 하였으며, 최소 센서를 사용하여 기존 검사 영역과 동등한 영역을 검사하는 방법을 제안한다. 본 연구를 위해 매설관에 대한 국내 수요에 따른 배관 검사 로봇의 설계 요구사항을 정의하고, 배관 로봇을 설계 및 분석하였으며, 배관 검사 방법 중 기존 원주 방향 360°에 대해 MFL 센서 배치 방법에서 2개의 센서를 마주 보게 배치하며, 배관 축 방향으로 피치의 간격을 조절하여 기존 검사 영역과 나선 주행 형태의 검사 영역을 비교하여 검사 영역이 기존 영역과 동등한 피치 간격에 대해 시뮬레이션을 통한 검증을 하였다. 제안된 검사 방법을 적용해 검사 영역 검증을 하기 위해 배관 외부에 원주 방향으로 12개, 크기 및 결함 깊이별로 3개, 형태별로 12개 모델 표준 결함을 인위적으로 결함을 생성한 테스틑 베드를 구축하였으며, 본 연구에서 제안된 센서 배치 방법을 통한 로봇 주행과 나선형 검사에 따른 현장 실험을 통한 기존 방법과 동등한 영역에서 결함이 검출 가능한지에 대하여 검증을 하였다. 2개의 MFL 센서를 서로 마주 보는 배치와 피치 간격을 조정하여 제안된 비파괴 검사 장비 검사 영역은 36.96%에서 배관 회수 과정에서 검사를 진행하는 경우 73.92% 전체 검사 영역을 확보할 수 있게 된다. 제안된 연구 방법과 로봇 시스템을 테스트 베드에 주행과 검사를 검증하였으며, 임의적인 표준 결함 구간에 생성된 1m 구간에서 5개의 결함 중 감시된 결함은 5개이며, 검사 영역에 미지의 결함이 존재한다면 제안된 방법으로 로봇의 견인력은 감소하면서, 최소의 센서를 이용하여 결함 검출이 가능한 것을 확인하였다.