음향방출, 자기누설, 레이저 전단간섭 등 새로운 기술들
비파괴검사(NDT)는 단순히 결함을 찾는 도구를 넘어, 구조물의 건전성, 수명예측, 위험평가까지 가능한 핵심 기술로 진화하고 있다. 이번 포스팅에서는 그중에서도 비교적 널리 알려지지는 않았지만 실무에서 점점 활용도가 높아지고 있는 고급 비파괴검사법 5가지를 정리해본다.
1. 음향방출검사 (AE, Acoustic Emission)
AE는 구조물 내부에서 균열, 파괴, 소성변형 등의 미세한 변화가 발생할 때 방출되는 탄성파(고주파)를 센서로 측정하는 방식이다. 이는 구조물에 하중을 가했을 때 발생하는 스스로의 신호를 감지하는 것이므로, 실시간, 위치추정, 진행성 판단이 모두 가능하다는 특징이 있다.
- 활용 분야: 압력용기, 저장탱크, 고압 배관, 복합재료, 항공우주
- 장점: 재하 중 실시간 감지, 구조물 전체 감시 가능
- 한계: 노이즈에 민감, 분석이 복잡함, 초기 결함보다 진행성 감지에 적합
2. 자기누설검사 (MFL, Magnetic Flux Leakage)
강자성체(주로 탄소강)에 자속을 인가한 후, 내부 결함 부위에서 자기장이 누설되는 것을 감지하는 방식이다. 탱크 바닥판, 배관, 케이블 등의 부식이나 와식(corrosion) 검출에 매우 유용하며, 스캔 방식으로 빠르게 검사할 수 있다.
- 활용 분야: 저장탱크, 강철 와이어, 송유관 내부 부식
- 장점: 빠른 대면적 검사, 표면 및 근표면 결함 검출
- 한계: 비강자성 재료 불가, 정확한 깊이 측정은 어려움
3. 레이저 전단 간섭 검사 (Shearography)
레이저 빔 간섭현상을 활용하여 미세한 변형을 영상화하는 검사법이다. 부하 전후 표면의 간섭 이미지를 비교하여 미세한 결함이나 접착불량, 내부층박리 등을 시각적으로 확인할 수 있다.
- 활용 분야: 복합재료, 항공기 부품, 자동차 본체, 전자재료
- 장점: 대면적 비접촉 검사, 미세한 변형 감지에 민감
- 한계: 외부 진동에 민감, 높은 초기 투자비용
4. 공진 주파수 검사 (RFT, Resonance Frequency Testing)
재료에 고주파 자극을 주어 특정 공진 주파수를 유도하고, 결함이나 변형에 따라 공진 특성이 변화되는 것을 측정하는 검사법이다. 특히 균일한 소재일수록 공진 특성 변화가 민감하게 나타나기 때문에, 금속봉, 튜브, 기계 부품 등에서 사용된다.
- 활용 분야: 고속 생산라인, 세라믹, 터빈 블레이드, 볼트 검사
- 장점: 빠르고 자동화 가능, 전수검사에 적합
- 한계: 결과 해석이 경험 의존적, 복잡한 구조물은 부적합
5. 전자기 초음파 검사 (EMAT, Electromagnetic Acoustic Transducer)
초음파를 발생시키는 방식 중 하나로, 기계적 접촉 없이 전자기 유도로 금속 내에 초음파를 발생시키는 기술이다. 윤활제나 커플런트를 사용하지 않기 때문에 고온 환경이나 자동화 라인에서 탁월한 효율을 보인다.
- 활용 분야: 고온 배관, 두께 측정, 부식 검사, 자동 생산라인
- 장점: 비접촉, 고온 사용 가능, 빠른 검사
- 한계: 강자성체만 가능, 해상도는 접촉식보다 낮음
결론
비파괴검사는 단순한 결함 검출에서 나아가, 구조물의 수명예측과 건전성 평가를 위한 정밀 진단 기법으로 진화하고 있다. 오늘 소개한 5가지 고급 검사법들은 각기 특화된 장점과 적용 분야를 가지며, 일반적인 초음파, 방사선 검사 등과 보완적으로 사용되기도 한다.
검사 목적, 대상 재질, 환경 조건에 맞춰 적절한 조합을 선택하고, 전문가의 해석을 통해 그 진가를 발휘할 수 있는 것이 이들 기술의 핵심이다.