위상잠금 적외선 열화상 기술을 이용한 반사판에 따른 비가시 영역의 결함 측정 조건 평가

Abstract

본 연구에서는 최근 비파괴 검사에서 많이 이용되고 있는 육안 검사(VT), 방사선 투과 검사(RT) 그리고 초음파 검사(UT) 등 다양한 비파괴 검사 기법들 중 적외선 열화상 기법(IRT)을 이용하여 배관의 배면부와 같은 비가시 영역 검사의 한계에 따른 결함측정을 위해 진행하였다. 현재 원자력 발전소나 화학공장의 배관 또는 Oil과 Gas 배관에서 발생하는 국부적인 두께 감소(감육, 減肉) 현상은 배관의 건전성을 저하시키는 대표적인 결함으로 알려져 있다. 배관의 두께 감소(감육)을 일으키는 원인으로는 배관의 재질이나 형상, 유동조건 그리고 수질 등에 의하여 침식(erosion), 부식(corrosion) 혹은 유동가속부식(FAC, flow accelerated corrosion) 등이 있으며, 이러한 형태에 의해 배관 내부에서 발생하는 결함은 거의 나타나지 않으며 어느 한계에 다다르면 순함의 경우에는 그 특성상 초기 징후가 간접적으로 파열을 일으키기 때문에 문제가 되고 있다.[6] 배관의 건전성을 진단하기 위한 현재의 비파괴 기법들은 측정 영역 범위가 좁고 검사시간이 오래 걸리며 또한, 배관의 피복을 벗겨 내야 하는 등 측정을 위한 시간과 인력이 많이 드는 문제점을 가지고 있다. 이는 결국 검사 비용의 증가로 이어질 뿐만 아니라 관리영역의 한계로 인하여 안전성 확보가 어려워진다. 따라서 경제적이면서 넓은 검사영역에서 운전 중 감시가 가능한 신 개념의 원거리, 비접촉, 비파괴 측정 검사 기법 도입이 절실하다.[7] 본 논문에서는 적외선 열화상 기법을 바탕으로 결함검사 대상체의 비가시 영역을 반사판(Reflector)을 이용하여 측정하기 위한 실험적 연구를 진행하였다. 이러한 대상체의 비가시 영역에서 대류 또는 복사되어지는 열에너지를 반사판이 흡수할 수 있게 하고 이를 적외선 열화상 카메라로 측정하여 온도분포 및 열적특성의 차이를 분석한다면 결함부를 찾아낼 수 있을 것으로 예측된다. 이를 위해 결함이 가공된 시험편을 제작하여 다양한 조건에서 적외선 열화상 기법 및 위상 잠금 적외선 열화상 기법을 수행하고, 그 결과로부터 결함 검출을 위한 시험조건 결정하며, 분석을 통한 결함을 예측할 수 있도록 한다.