주요한 시설의 안전 진단의 경우 크게 파괴 진단(Destructive testing)과 비파괴 진단(Non-destructive testing)이 있는데, 그중 비파괴 안전 진단의 경우 방사선을 통한 진단이 주를 이루는 RT(Radioactive testing)와 초음파를 이용한 UT(Ultrasonic testing)가 있다.

▲ 비파괴검사 산학연클러스터 사업단 조윤호 교수

RT의 경우 방사선에 대한 국민의 인식과 안전성 문제로 인해 사용량이 감소하는 추세이다. 이러한 이유로 인하여 상대적으로 UT가 안전진단의 주요한 방법으로 각광받고 있는 상황이다. 초음파를 이용한 UT의 경우 방사선에 대해 안전하다는 장점을 가지고 있지만 오직 직진성만을 가지는 체적파(Bulk wave)를 이용한 진단이 주를 이루기 때문에 상대적으로 넓은 영역에 대한 진단의 경우 많은 시간과 적지 않은 비용이 드는 것이 사실이다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 현재 램파(Lamb wave)를 이용한 연구 개발 및 산업 현장에 대한 적용 시도가 활발하게 진행되고 있다. 램파의 경우 특정한 경계면 조건에서 나오는 초음파 신호로, 원거에서도 물체의 모양이나 크기, 내부결함 등을 민감하게 포착할 수 있는 강점이 있다.

기술개발 위해서 현재 처한 상황 파악하는 것이 급선무!
클러스터 주관기관 책임자 조윤호 교수는 국내 비파괴 기술에 대하여 “대학 및 연구소는 물론 업체 모두 외국에 비해 걸음마 수준”이라고 평가하였다. 비파괴 진단 시장은 4,400억 원 규모로 매년 5.0%이상의 성장률을 보이고 있지만, 한국 연구소 및 회사가 차지하는 부분은 미소한 실정이다. 실제로 주요한 장비의 경우 외국의 업체가 독점을 하고 있으며, 국내 업체가 있더라도 외국의 장비를 벤치마킹 하는 수준에서 크게 벗어나지 못하고 있다. 국내에서는 “비파괴”라는 단어 자체가 전문가가 아니면 생소한 단어 일지도 모른다.

국내에서는 대표적으로 원전, 철도, 조선해양, 항공등의 고부가 가치 산업에만 사용되는데 이마저도 국가 주도하에 진행이 이루어지고 있는 상황이다. 하지만 조윤호 교수는 이러한 상황에 크게 낙담할 필요 없으며, 오히려 이러한 상황이 희망적이고 긍정적일 수 있다고 평가한다. 뒤늦게나마 국가 주도하에 ‘지식클러스터’ 등과 같은 사업을 통하여 국내 대학 및 연구소를 중심으로 비파괴 진단의 중요성 및 현장 적용이 부각되고 있는 분위기이며, 또한 후발 주자인 만큼 앞선 국가들이 거친 전철(前轍)을 밟지 않고 빠르게 목표를 이룰 수 있다는 장점을 가지고 있다고 설명하였다.

▲ 클러스터 좌담회

조윤호 교수는 국내에서 램파(Lamb wave)연구의 선두 주자 중 한명으로 꼽힌다. 조윤호 교수가 램파의 연구에 집중을 하는 이유는 체적파(Bulk wave)와는 다르게 수직 방향뿐만 아니라 표면과 수평 방향에 있는 결함도 포착할 수 있어서 한번 검사로 훨씬 광범위한 구역을 진단할 수 있다는 강점이 있기 때문이다.

조윤호 교수는 이 같은 장점을 이용하는 동시에 데이터를 정량화하는 기법을 개발, 멀리 떨어진 장거리에서도 물체내의 부식과 균열, 두께 감소 등을 확인할 수 있는 첨단 장거리 비파괴 검사기술을 국내 최초로 개발했다. 또한 ‘램파를 활용한 광범위 비파괴 진단 영상화 기술’을 연구성과 사업화 지원 사업을 통해 국내 비파괴 업체에 기술 이전할 예정이다. 또한 그는 지식클러스터 진행 상황에 관한 질문에 “기술적 한계와 현장의 요구를 전체적으로 반영한 최적화 된 진단 시스템을 개발하기 위한 초석을 마련하는 것이 본 산학연 지식 클러스터의 임무입니다. 매월 주기적으로 산학연 지식 클러스터에 참여하는 대학, 연구소, 기업체의 전문가들이 한자리에 모여 회의를 진행하고 있으며 원자력 산업분야의 비파괴 진단 기술에 대한 기술 개발 방향 및 필요 기술에 대한 논의가 이루어지고 있습니다” 라고 설명했다. 

세계로 뻗어나가는 국내 비파괴 진단 기술 교류 “비파괴검사 산학연 클러스터”
조윤호 교수는 산업계와 학계의 연구 분야의 새로운 진단 기술 개발 및 적용을 위한 산학연 클러스터를 구성하였으며, 램파형 진단기술의 원전현장 적용를 위한 산학연 클러스터의 주관 책임자이다. 산학연 클러스터는 정기적인 모임과 워크샵을 개최하며 정부사업 수행, 기술이전, 논문, 특허 출원 등 활발한 활동을 하고 있다. 특히 지난 2월 대전 인터시티 호텔에서 개최한 2차년 클러스터 좌담회에서 산학연 클러스터 주관기관 책임자 조윤호 교수는 본 좌담회를 통하여 “비파괴검사 분야의 산학연 클러스터가 꼭 필요하며, 비파괴분야의 발전을 통하여 원전 및 대형 산업기반 시설의 안전성을 높여 국가의 국력을 높일 수 있는 좋은 방안이다”고 강조하기도 했다.

▲ 산학연 클러스터는 정부사업 수행, 기술이전, 논문, 특허 출원 등 활발한 활동을 하고 있다.

다음은 지난 2월 산학연 클러스터 좌담회 내용의 일부이다.
한국비파괴검사협회 이한국 부회장: 현재 국내 비파괴 검사 사업에서 방사선 위험성의 증가로 인하여 국가에서 규제가 심해지고 있으며, 그에 따라 첨단 비파괴 검사 방법인 UT의 필요성이 중요해졌다.
서울과학기술대학교 박익근 교수(비파괴검사학회 부회장): 비파괴검사 분야의 연구기반이 아직은 많이 취약한편이다. 앞으로 보다 더 국가 R&D 연구가 활발해져야하며 국내 기술을 더욱 발전시켜야한다.
한국표준과학연구원 이승석 박사(前한국비파괴검사학회 회장): 비파괴 연구 인력의 전문성이 너무 취약하다. 앞으로 비파괴연구의 발전을 위해서 고학력의 연구원이 필요하다.
한국원자력안전기술원 강석철 박사: 프랑스 비파괴분야에서 연구를 해보니, 국내에 프랑스 선진 비파괴 연구를 접목하여 발전시킬 필요성이 있다.

엔스코(주) 대표이사 이종포 박사(한국비파괴검사학회 부회장): 비파괴 산업계에 우수한 연구원이 부족하다. 앞으로의 비파괴 분야의 발전과 전문성을 생각한다면 우수한 연구원이 필요하다.
한국표준과학연구원 최만용 박사(한국비파괴검사학회 부회장): 2020년 세계 비파괴검사 기술 엑스포 및 국제 학술대회가 한국에서 개최된다. 2020년 비파괴검사 기술 엑스포와 국제 학술대회의 성공적인 개최를 위하여 산학연이 힘을 모아 만전의 준비를 해야한다.

이처럼 산학연 클러스터 사업단 소속 구성원들은 우리나라에 안전과 비파괴 검사의 발전을 위하여 오늘도 노력하고 있다. NM