고속철도차량용 주행장치부의 용접부 비접촉 비전처리 방식 검사장치 개발

초록

본 연구에서는 IT 기술을 이용한 비접촉식 비 전처리 방식 용접부 결함 진단시스템을 개발하였다. 본 진단시스템에 대한 특성 평가는 KTX 차량 주행장치부의 용접부에서 실시하였다. 본 진단시스템의 용접부 결함검출은 표면과 내부 결함 모두 가능하도록, 웨지형 센서를 개발하였다. 센서에 대한 결함 검출 능력은 결함 검출크기는 Lab. 시험을 통한 주행장치 대차프레임과 같은 재질로 인공결함 시편을 제작하여 센서 성능을 검증하였다. 인공 결함 크기는 0.5 mm, 1.0 mm, 1.5 mm 및 2 mm로 하여, 검출 확률은 95% 이상임을 확인하였다. 또한 비접촉 비 전처리 성능을 확인하기 위하여 lift-off를 1 mm, 2 mm 및 3 mm까지 변화 시키면서 실시하였다. lift-off 가 클 수록 감도가 저하되지만, 1~2 mm 에서는 결함 검출 확률이 95% 이상이 됨을 확인하였다. 본 진단시스템의 현장 적용성을 확인하기 위하여 KTX 차량 운행 편성차량을 대상으로 직접 실시하였다. 본 진단시스템은 결함 검출부에 대한 결함 성장을 예측할 수 있도록 KTX 차량의 운행노선에서 실제 운용 속도에서 측정된 대차 프레임 주요부의 하중이력과 용접부 형상을 고려한 진단프로그램을 함께 내장하였다.