우리얘기

현재 배관 검사는 10m 이내의 범위에서 수동으로 내시경을 배관 내부에 진입시켜 육안 검사를 하거나, 결함이 예상되는 부분 외부에서 X-선, 초음파를 이용하고 있습니다.

이는 정확성이 떨어질 뿐만 아니라 검사 거리가 짧아 배관의 극히 일부로 검사 범위가 한정되는 단점이 있습니다.

발전소나 상하수도 같은 좁은 배관 속을 스스로 이동하며 1㎜ 이하의 미세 결함까지 탐지해 낼 수 있는 로봇이 개발됐습니다.

□ 한국원자력연구원 원자력융합기술개발부 김승호 박사팀이 화력발전소 내부의 지름 10㎝ 배관 속을 100m까지 자유롭게 이동하면서 레이저를 이용해 배관 내부에 존재하는 1㎜ 이하의 이물질, 파임, 돌출 등 미세 결함을 탐지해 낼 수 있는 비파괴 검사 로봇을 개발했습니다.

지름 10㎝ 배관 내부 결함 비파괴 검사 로봇

배관 내부를 3차원으로 재현한 모습

투명 배관에 넣고 작동하는 모습



김승호 박사팀이 개발한 로봇은 4방향에서 발사되는 레이저 주사를 이용, 배관 내부의 모습을 3차원으로 복원한 다음 고화질로 전송함으로써 1㎜ 이하(탐지 가능 최소 크기 0.47㎜) 크기의 미세 결함까지 정확하게 탐지할 수 있습니다.

이동시 0.1㎜ 간격으로 레이저를 발사해서 이동 거리를 측정함으로써 로봇의 위치 좌표와 결함의 발생 위치를 정확히 알아낼 수 있습니다.

특히 크기 대비 출력이 높은 모터를 선택함으로써 소형이면서도 충분한 구동력을 확보하고, 로봇이 배관에 접촉해서 나선형으로 이동하는 나사 구동 방식을 채택, 30㎏의 물체까지 견인할 수 있는 강한 추진력을 얻음으로써 배관 내부를 최대 100m까지 이동할 수 있습니다.

이번에 개발된 로봇은 이물질, 파임, 용접 부위 불량 등 미세 결함으로 인한 배관 파손 및 폭발 가능성을 사전에 탐지할 수 있어, 일차적으로는 화력 발전소 비 가동 기간에 투입돼 배관 안전성 검사에 활용될 예정입니다.

아울러 김 박사팀은 배관 내부의 세 축을 지지점으로 삼아 전진하며 지름 50㎝ 중구경 배관을 검사할 수 있는 로봇도 개발했습니다.

지름 50㎝ 배관 내부 결함 비파괴 검사 로봇

<김승호 박사>   ○ 성    명 : 김승호 (金承鎬, 만 58세)  ○ 소속기관 : 한국원자력연구원 원자력융합기술개발부     학    력   ○ 1972년 ~ 1979년  연세대학교 기계공학과 학사   ○ 1979년 ~ 1982년  연세대학교 기계공학과 석사   ○ 1982년 ~ 1988년  연세대학교 기계공학과 박사   주요경력   ○ 1982년 ~ 1983년 미국 원자력규제위원회(US NRC) 실무연구원   ○ 1988년 ~ 2005년 한국원자력연구원 원자력로봇연구실 실장    ○ 1995년 ~ 1996년, 2003년 ~ 2004년 제어자동화시스템공학회 이사   ○ 2007년 ~ 2008년 뉴욕주립대학 교환 과학자   ○ 2011년 ~ 현재 한국원자력연구원 원자력융합기술개발부장   주요연구업적 <연구 주제>     - 원자력 산업용 첨단로봇 기술개발     - 원자력 산업용 내방사선 로봇 기술개발     - 화재진압 및 화점탐사 로봇 기술개발 <연구 성과>     - 연구논문 건수 : 60건     - 특허출원 : 30건     - 특허등록 : 50건