IR 카메라를 이용한 철도차량 하부부품 비파괴 평가 기법

초록

철도차량 운행연수의 증가에 따라 차량 및 부품의 손상발생 가능성 증가하고 있으며 고장으로 인한 운행 지연 사고가 증가하고 있다. 이에 따라 사전 상태 진단으로 철도차량 부품의 이상 징후 분석을 통하여 운행지연 사고 및 대형 사고를 예방할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다. 철도 차량의 하부 장치는 전동기, 차축, 차륜, 베어링 등으로 구성되어 있으며 운영 중 다양한 원인으로 고장이 발생하고 있다. 미세한 결함이 발생한 초기에는 문제가 되지 않지만, 차량의 구동과 관련된 부분의 결함은 운행을 거듭할수록 손상 부위가 확대되어 대형 사고를 유발할 수 있기 때문에 이를 방지하기 위해 관련 결함을 조기에 비파괴 진단할 수 있는 기술이 필요하다. 본 연구에서는 철도차량 하부의 핵심 부품인 견인전동기, 감속기의 하부장치에 대하여 적외선 열화상 기술을 이용하여 이상 발열을 진단하는 비파괴 진단 평가 기법을 적외선 열화상 카메라를 이용하여 차세대 전동차 차량에 대하여 냉각식 및 비냉각식 IR 카메라를 가지고 차량 운행속도를 50km/h ~ 100km/로 변화 시키면서 철도차량 하부 핵심부품에 대한 이상 진단 시험을 실시하였다. 본 연구를 통해 철도차량 하부 핵심부품에 대한 실시간 운행상태에서 상태진단을 통한 핵심부품의 건전성을 IR 카메라를 이용하여 할 수 있음을 기술적으로 보여주고 있다. 향후 핵심부품의 이상 부위에 대한 이미지 데이터를 신속하게 처리할 수 있는 자동화 처리기법이 추가적으로 연구되어야 함을 보여주고 있다.