원전 배관·수중 구조물까지…고위험 산업시설 결함 찾는 초음파 센서 작성일 02-24 40 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="fjGeLdSrnu"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="4117b88cd7118278835e6c72df748d6de5918bd5beae07d70f73ce0f488dacb5" dmcf-pid="4kZianyOdU" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="KRISS 연구진이 개발한 초음파 센서를 대형 배관에 설치해 측정되는 초음파 신호와 배관에 가해지는 온도 조건을 분석하고 있다. KRISS 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202602/24/dongascience/20260224112926424wgtv.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="2CfCThB3dz" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202602/24/dongascience/20260224112926424wgtv.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> KRISS 연구진이 개발한 초음파 센서를 대형 배관에 설치해 측정되는 초음파 신호와 배관에 가해지는 온도 조건을 분석하고 있다. KRISS 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="b4708950f8e43d5a27e67911139a1884bbe810ef003f05db0bd16f4bc9f8420d" dmcf-pid="8E5nNLWIMp" dmcf-ptype="general">원자력발전소(원전)의 고온 배관이나 유해 화학물질 저장고, 수중 구조물 등 까다로운 환경에서도 실시간으로 구조 결함을 탐지할 수 있는 센서가 개발됐다.</p> <p contents-hash="7f8531627016db502541d50926cec40ada67e7ab8b3845efad40157c5ec383fe" dmcf-pid="6D1LjoYCL0" dmcf-ptype="general"> 한국표준과학연구원(KRISS)은 승홍민 비파괴측정그룹 선임연구원팀이 검사 대상에 센서를 직접 부착하지 않고도 결함을 전방향으로 탐지하는 비파괴 검사 기술을 개발했다. 연구결과는 지난해 11월 6일(현지시간) 국제학술지 '메카니컬 시스템스 앤 시그널 프로세싱'에 공개됐다.</p> <p contents-hash="c6bfba6fd469e980fbe4e8b744fd70a392231f9684a365225afe764c8aa13d53" dmcf-pid="PwtoAgGhd3" dmcf-ptype="general"> 비파괴 검사는 시료를 부수지 않고도 내부 결함을 찾아내는 기술로 산업 현장의 안전을 확보하는 핵심으로 꼽힌다.</p> <p contents-hash="403958d9e190f6e2a7c9ada5a86b4b79e82483530fb1e455fb125f378c8ec32a" dmcf-pid="QrFgcaHlnF" dmcf-ptype="general"> 기존 비파괴 검사용 초음파 센서는 원전이나 유해물질 저장소 등 극한 환경의 구조물에 사용하기 어려웠다. 검사 대상 표면에 밀착해 설치해야 하기 때문에 강한 열기나 부식성 물질에 노출되면 파손되기 쉽기 때문이다. 특히 작업자의 접근이 차단된 지역은 센서 부착 자체가 불가능하다.</p> <p contents-hash="007da46b24ecc438910d70d363039fa957b746569a7064d85a2d721240799b44" dmcf-pid="xm3akNXSLt" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 원통형 유도관을 도입해 센서가 검사 대상 표면에 직접 닿지 않아도 운용할 수 있도록 설계했다. 유도관은 내부 물질 등이 특정 방향으로 유도하는 관 형태의 구조물을 말한다. 유도관의 형상에 따라 초음파 이동 경로를 제한하고 반사와 굴절 등 물리적 현상을 제어해 파동의 방향성과 에너지 효율을 조절할 수 있다.</p> <p contents-hash="142d613ff1b16d75d7ed724bd6e753054731a9456ae6bd2e48143291f8004f83" dmcf-pid="yKa370J6M1" dmcf-ptype="general"> 구체적으로 원통형 유도관 내부에 빨래를 짜듯 비틀리는 형태의 진동을 일으킨 뒤 검사 대상에 전달하는 방식이다. 검사 대상과 거리가 있어도 파동이 전 방향에 균일하게 퍼지며 정밀 검사가 가능하다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="45ab38bfafc9685cb8ef1fea1a50d7fb676068c29e50966bfe6796e884d6497a" dmcf-pid="W9N0zpiPe5" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="한국표준과학연구원(KRISS)이 개발한 유도관 기반 전 방향 초음파 센서 모식도. KRISS 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202602/24/dongascience/20260224112927765mbug.png" data-org-width="680" dmcf-mid="VBotUFe4J7" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202602/24/dongascience/20260224112927765mbug.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 한국표준과학연구원(KRISS)이 개발한 유도관 기반 전 방향 초음파 센서 모식도. KRISS 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="910f388b2be1616c4ddb9bc9a9abafba801f65820c9d6f947b49930fb59cdb27" dmcf-pid="Y2jpqUnQdZ" dmcf-ptype="general">성능 테스트 결과 유도관 초음파 센서는 방향 균일성 95%와 고순도 파동을 구현하고 전 검사 구간에 걸쳐 신호를 고르게 포착했다.</p> <p contents-hash="60631ef17b27d49059c16333adaf44c4bf220ba81099eaf0cffb09d6982d927f" dmcf-pid="GaWMiRhDdX" dmcf-ptype="general"> 전방향 검사를 위해 여러 개의 센서를 이어 붙이는 기존 분절형 구조에서 신호 간섭과 왜곡이 발생하는 문제도 해결했다. 분절형 방식보다 신호 강도는 13.7배 이상 향상돼 넓은 영역을 빠르게 탐지할 수 있다. 액체 환경에서도 신호가 명확해 물에 잠긴 대형 구조물도 정밀하게 검사할 수 있다. </p> <p contents-hash="51e921b4fdae83daa2e2c71db52106376217eaee3fade891eab3a823f2a0f8d3" dmcf-pid="HNYRnelwJH" dmcf-ptype="general"> 유도관은 다양한 재질과 형상으로 설계할 수 있고 끝단을 구조물 곡면에 맞게 절삭할 수 있어서 다양한 환경 조건과 복합한 형태의 구조물에도 적용이 용이하다. 가격도 기존 센서보다 저렴하기 때문에 </p> <p contents-hash="34e919221fd9dbe06cb23ae30064cf8ea7ed5ae8437c3778ed8634a67ddd6449" dmcf-pid="XjGeLdSrLG" dmcf-ptype="general"> 유도관 초음파 센서는 가격도 기존 센서보다 저렴하고 검사 영역도 넓어 도입될 경우 전체 검사 비용을 절감할 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="16efd189c6fe91d2c8c2755b000bb77d1c5c055c7bfeaa2711587cdcb0a132bc" dmcf-pid="ZAHdoJvmRY" dmcf-ptype="general"> 승 선임연구원은 "높은 신뢰성과 범용성을 바탕으로 다양한 산업 시설의 사고 예방 시스템에 즉시 적용될 수 있다"며 "그동안 검사하지 못했던 사각지대를 탐지해 대형 재난 사고 예방에 크게 기여할 수 있을 것"이라고 밝혔다.</p> <p contents-hash="cdb314282a2aad69cc3d62b63953f1e1b86228bced797b243a6d8f78be970f9f" dmcf-pid="5cXJgiTsMW" dmcf-ptype="general"> <참고 자료><br> - doi.org/10.1016/j.ymssp.2025.113569</p> <p contents-hash="e20777700dba62506151d983697d1cd6793e4a37456186e123437e70a228ae3c" dmcf-pid="1kZianyOLy" dmcf-ptype="general">[이병구 기자 2bottle9@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 김희애, KBS 공사창립 대기획 ‘성물’ 내레이션…3월 3일 첫 방송 02-24 다음 "대학생 땐 '아묻따 아이폰'이었지만…" 20대 '변심' 속내는 [테크로그] 02-24 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
