레일 연마 시 발생하는 미세마모입자 연구를 위한 모사시험기 및 챔버 개발 소개

초록

지하철 레일은 열차의 주기적인 운행으로 인해 다양한 마모, 특히 파상마모가 발생하여 소음 등을 유발시키는 원인이 되고 있다. 따라서, 지하철 레일은 레일의 수명연장 및 파상마모 관리를 위하여 주기적으로 연마를 시행한다. 연마는 주로 연마차 또는 수동 연마기를 이용하여 수행된다. 연마차는 레일 마모 상태와 상관없이 일정 깊이로 레일을 연마시킨다. 수동 연마기는 사람이 직접 조종을 하여 일부 구간에서의 레일 연마를 수행한다. 이 두 방법 모두 정밀한 연마에는 맞지 않는 단점이 있다. 따라서, 정밀 연마를 위하여 현재 철도기술연구원에서는 소형 자동 연마장치를 개발 중이다. 레일 연마시 접촉면에서는 높은 마찰열에 의해 다양한 크기의 마모 입자들이 발생된다. 특히 고열에서 발생하는 미세마모입자들은 지하철 공기질을 헤치는 주 원인이 될 수 있음에도 현재까지 관련 연구는 수행된 적이 없다. 따라서, 본 연구에서는 레일 연마 모사가 가능한 모사시험기를 개발하고, 연마 시 발생하는 미세마모입자의 정밀 측정을 위하여 챔버를 개발하였다. 이를 활용하여 향후 미세마모입자 발생에 미치는 영향인자 및 발생 조건 등을 연구하고, 미세마모입자 발생 저감 방법 등을 수행할 계획이다. 본 발표에서는 현재까지 개발된 시험기 및 챔버를 소개하고 향후 진행될 관련 연구를 소개하고자 한다.