항공기 비파괴검사 중 와전류탐상(ET)와 초음파탐상(UT)의 원리, 적용 분야, 실제 점검시 주의사항을 체계적으로 정리한 전문 포스팅이다.
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비파괴검사의 기본 개념과 원리
항공기에서 비파괴검사는 왜 중요한가?
학생들이 자주 헷갈리는 개념이다. 항공기 구조물이나 부품은 재질이나 두께가 다양하며, 인명과 직결되므로 손상 여부를 직접 관찰하지 않고도 확인해야 한다. 이때 사용하는 진단 방식이 바로 비파괴검사(NDT, Non-Destructive Testing)이다. 대표적으로
- 와전류탐상(ET, Eddy Current Test)
- 초음파탐상(UT, Ultrasonic Test)
등이 실무에 활용된다. 목적은 재료 내부나 표면의 결함, 균열, 두께 손실 등을 비가시적으로 찾아내는 것에 있다.
와전류탐상과 초음파탐상의 기본 원리
와전류탐상은 비자성 금속 표면이나 표층 가까이에 교류 전류를 인가하면 원형 자기장이 형성되고, 이 과정에서 유도된 순환전류(와전류)가 결함 주위에서 특이하게 변화하는 원리를 이용한다. 결함이 존재할 경우 코일에서 검출되는 반응 신호가 달라져서 이상 유무 판별이 가능하다. 초음파탐상은 내부에 초음파를 조사했을 때 결함 부위에서는 음파 반사가 다르게 나타난다는 원리를 사용한다.
- 와전류법은 표면 또는 근표면 결함 탐지에 강점
- 초음파법은 상대적으로 깊은 내부 결함, 두께 측정에 적합하다.
와전류탐상(ET), 초음파탐상(UT)의 구조와 적용 예시
장비 구성과 실제 적용 사례
구술시험 단골 질문이다. 와전류탐상(ET)은 주로 프로브(코일), 신호증폭기, 교류전원, 계측 디스플레이로 구성된다. 항공기에서는 주로
- 알루미늄 합금 구조 내부의 표면 또는 페이스트(Bolt hole) 균열
- 리벳 주위 미세 손상
탐지에 쓰인다. 초음파탐상(UT)은 탐촉자(트랜스듀서), 펄스발생기, 신호처리부로 구성되며,
- 두꺼운 기체 외피나 주익(wing) 스트럿 내부의 균열
- 손상 깊이와 위치 판별
이 요구될 때 사용한다. 구조물 종류와 손상 예상 위치에 따라 두 테스트를 적절히 선택·병행하는 것이 일반적이다.
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각 NDT 방식별 장단점과 실무 전략
와전류탐상은
- 전도성 재료에 한해 적용 가능
- 이동 및 조작이 간편
- 복잡한 표면도 검사 가능
- 표면 처리, 도막 상태 영향을 받음
등의 특징이 있다. 초음파탐상은
- 비전도성 재료 검사 가능
- 두꺼운 구조의 내부까지 분석
- 음향 커플런트 필요
- 탐촉자 각도, 숙련도에 따라 신뢰도 좌우
되는 딜레마가 있다. 정비사의 숙련 정도, 구조의 복잡성, 결함 발생 위치 예측이 모두 검사 신뢰도의 변수로 작용한다.
현장 점검 포인트 및 오해 바로잡기
항공기 점검 시 주의사항과 실무 실수
NDT는 결함 위치뿐 아니라 오탐, 판정 오류 위험도 항상 내재한다. 현장에서 빈번하게 발생하는 실수로는
- 와전류 프로브와 검사면 간격(리프트오프) 과다
- 알맞은 표면 청결 미비
- 초음파탐상에서 커플런트 도포 부족
- 탐촉자 위치 오류
등이 꼽힌다. 특히 검사 신호 해석이나 장비 캘리브레이션 오류가 결함 검출 실패로 직결될 수 있으므로 정비사는 승인된 절차서, 장비 사용법을 숙지해야 한다.
NDT 검사 관련 대표 오해와 올바른 접근법
와전류탐상은 모든 금속 구조 결함 탐지에 적합하다는 오해가 있으나, 비자성 혹은 긴가닥(두껍고 넓은 대상)에서는 감도 저하 문제가 따른다. 초음파탐상은 내부 결함뿐 아니라 복합소재(예: CFRP)나 층간 결함도 탐지가 가능하나, 경계면 복잡성에 따라 반사파 해석이 까다로워진다. 항상 표준(AMM 등)에 명시된 절차, 참고값을 기반으로 해석하는 것이 원칙이다. NDT 결과는 해석자의 경험적 판단에 따라 좌우되는 만큼, 경험을 통한 신호패턴 학습이 중요하다.
본 글은 PDF '와전류 및 초음파탐상 구술 실전'의 주요 질문 ‘1) 비파괴검사의 원리, 2) 구조 및 적용사례, 3) 점검 시 유의점’ 을 중심으로 재구성하였다.
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