국내 연구진이 항공기 제트엔진 내부의 터빈 날개(turbine blade) 미세 결함을 확인할 수 있는 기술을 개발했다.
한국원자력연구원(원장 김종경)은 중성자과학연구부 심철무 박사 연구팀과 공군 항공기술연구소 황영하 박사 연구팀이 항공기 제트엔진 내 직경 0.38㎜의 터빈 날개 냉각홀 내부에 존재하는 수십 마이크로(㎛) 단위의 미세 결함을 탐지할 수 있는 가돌리늄(Gd)표시-중성자 토모그라피 방법을 개발했다고 22일 밝혔다.
이 연구 결과는 미국 비파괴 전문 학술지 ‘비파괴 평가 저널’ 온라인판에 최근 발표됐다.
국내외 항공기 제트엔진은 ‘정비기술지침서’에 따라 4300회 이상 비행한 터빈 날개에 대해 와전류, 초음파, X선 등의 검사를 거쳐 결함이 발견되지 않으면 비행에 계속 사용한다.
이 연구는 기술지침서 기준에 따라 합격 처리된 270개 터빈 날개에 대해 Gd 표시-중성자토모그라피 방법을 적용해 진행했다.
연구결과 와전류 및 X-레이 검사를 통과한 2단계 72개의 터빈 날개 가운데 10개(13.8%)에서 냉각홀 내부에 집단적으로 10㎛ 크기의 결함 및 이물질 등이 발견됐다. 터빈 날개를 절단해 확인한 결과 냉각홀 내부 결함 표면에 산소가 30% 이상 존재하는 것도 확인했다. 이는 열부식에 의한 결함으로 평가됐다.
심철무 박사는 “항공기 터빈 날개 비파괴검사에 신뢰성을 상당히 높여 부식 결함으로 인한 항공기 추락 사고를 상당히 줄일 수 있을 것”이라고 말했다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.com