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대형구조물 사고 막는다…음향방출 측정장비 국산화 성공

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- 아이디케이, 탄성파 활용해 내부 구조물 결함 마이크로미터 수준까지 진단

- 대형구조물, 플랜트·설비, 복합재료 등 건전성과 안전성 측정 등에 활용

헤럴드경제

‘음향방출시험(AET) 장비’ 구조 모식도.[아이디케이 제공]

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[헤럴드경제=구본혁 기자] 석유화학플랜트, 교량과 같은 대형 구조물과 산업 생산시설 등의 안전성 예측과 조기 결함 진단에 활용할 수 있는 ‘음향방출시험 장비’가 국산화에 성공했다.

대덕특구 진단계측 전문기업 아이디케이는 ‘탄성파’를 이용해 우리 주변에 있는 각종 구조물이나 사회기반 시설 등의 안전성과 건전성을 측정할 수 있는 ‘음향방출시험(AET) 장비’를 국내에서 처음으로 개발, 출시했다고 30일 밝혔다.

1994년 서울 성수대교 붕괴, 1995년 서울 삼풍백화점 붕괴 등 각종 사고로 많은 인명과 재산 피해를 입은 아픈 과거가 있다. 최근에는 각종 구조물과 사회 기반 시설 등에 따른 노후화와 지진 발생 등으로 안전사고에 대한 불안감이 그 어느 때보다 커지고 있다.

더욱이 대형 플랜트, 원자로, 고압 배관 등 첨단 산업 시설이 속속 들어서면서 산업 현장에 각종 위험 요인이 많아져 안전사고 예방을 위한 사전 예측과 진단 기술의 중요성이 높아지고 있다.

이런 요구에 발맞춰 대형 구조물의 건전성 확보와 사고 예방을 위해 주기적인 비파괴 검사가 이뤄지고 있다. 현재 주로 사용되는 비파괴 검사방법은 방사선투과검사, 초음파탐상검사, 자분탐상검사, 와전류 검사 등이다.

하지만 이 검사 방법은 모든 구조물과 다양한 조건에서 모두 적용할 수 없고, 검사 대상 구조물의 특성과 비파괴 검사법의 장단점을 파악해 이에 맞는 방법을 선택해 활용해야 한다.

아이디케이는 ‘탄성파’에 주목했다. 탄성파는 물체가 변형되거나, 끊어질 때 발생하는 파동의 일종이다. 금속이나 플라스틱, 목재, 유리, 콘크리트 등 모든 고체에 응력이 가해졌을 때, 내부의 원자와 분자 구조의 변형으로 탄성파가 발생하고 외부로 방출된다.

이 회사가 국산화에 성공한 음향방출시험 장비는 탄성파를 활용해 자기공명영상장치(MRI)를 통해 우리 몸을 진단하듯 구조물의 안전성을 마이크로미터(㎛·1000분의 1mm) 크기 수준의 균열을 찾아낼 수 있는 우수한 성능을 확보하고 있다.

지금까지 활용되고 있는 가장 정밀한 비파괴 검사법인 방사선 검사를 통해서 검출할 수 있는 결함의 크기가 최소 1mm 내외인 것과 비교해 상당한 앞선 성능이다. 현재 이 ‘음향방출시험기술’은 미국 미스트라스사가 세계 시장을 거의 독점하고 있으며, 외산 기술에 비해 성능이나 가격 측면에서 경쟁력을 갖추고 있다.

특히 비파괴 검사로 진단하지 못하는 구조물의 아주 미세한 균열까지 찾아낼 수 있어 대형 구조물의 안전성과 건전성을 사전에 파악해 사고를 예방할 수 있다.

음향방출시험 장비는 센서, 프리앰프, 데이터 취득 보드, 서버, 소프트웨어 등으로 구성됐다. 압전센서를 통해 탄성파를 감지하여 신호를 검출하고, 프리앰프를 통해 검출된 신호를 증폭한다. 데이터 수집보드와 전용 소프트웨어를 이용해 증폭된 신호의 파형을 분석·처리하고, 필요한 정보를 추출함으로써, 검사대상의 내부에서 발생한 결함의 정확한 발생 위치와 진행 정도 등을 종합적으로 판단할 수 있다.

아이디케이는 수소 자동차, 수소 저장탱크 등의 안전 예측과 각종 검사 등에 음향방출시험 장비를 적용하는 등 항공기, 자동차, 군수산업까지 활용 분야를 확대해 나갈 계획이다.

김봉기 아이디케이 대표는 “데이터 취득 및 분석기술, 진단 대상에 따른 특화된 센서 개발 등에 있어 원천기술을 확보하고 있어 대형구조물과 플랜트 및 설비, 복합재료 등에 음향방출시험 장비를 적용할 수 있다”며 “음향방출 관련 원천기술과 국산화를 통해 각종 시설물에 대한 효율적인 유지와 안전관리가 가능해져 국가 안전진단 경쟁력 향상에 기여할 것으로 기대한다”고 말했다.

nbgkoo@heraldcorp.com

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