초음파전파영상화 기반 T-shape 용접부 균열가시화 기법

초록

국내 도시철도 개통 이후 많은 시간이 경과하여 유지보수의 중요성이 지속적으로 증가하는 가운데, 현재 국내에서는 초기 일본식 검수주기를 이용한 차량검수에서 최근 기술의 발달과 장비성능의 향상으로 유지보수 주기 연장에 대한 움직임은 있으나 신뢰성 높은 시스템이 구축되지 못해 주로 경험적 데이터에 의존하여 검사 및 유지보수를 수행하고 있다. 철도차량에서 가장 큰 하중을 받는 부품이 대차프레임의 경우 운용 중 피로 균열이 지속적으로 발생하게 되며, 이를 검출하기 위해 현재 도시철도법은 UT, MT, RT 등을 이용한 전통적인 결함검사 수행을 권고하고 있지만 이와 같은 현재 비파괴검사법들은 대부분 비자동화이고 긴 검사시간 및 검사자의 높은 숙련도를 요구한다. 본 연구에서는 위와 같은 현재 검사법들의 문제점들을 보완할 수 있는 고속 레이저 가진을 이용한 초음파전파영상화 방법을 소개하고 그 타당성을 제시한다. UPI 시스템에 탑재된 신호처리 기술 중 특히 균열가시화에 특화된 다방향인접파차분 알고리즘을 이용해 균열해 의해 발생되는 기형 초음파의 전파를 가시화 하고, 균열에 의해 유도되는 인접파의 비유사성을 이용하는 shifted time points map (STPM)을 이용하여 인공균열을 정량적으로 가시화 한다.