적외선열화상 비파괴검사 시험방법 국제표준 …...- 2 - 최 종 보 고 서 제 출...
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- 1 - 적외선열화상 비파괴검사 시험방법 국제표준 NP개발에 관한 보고서 (최종보고서) 2010. 1. 31. 주관기관 한국비파괴검사학회 지 식 경 제 부
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적외선열화상 비파괴검사 시험방법
국제표준 NP개발에 관한 보고서 (최종보고서)
2010. 1. 31.
주관기관 한국비파괴검사학회
지 식 경 제 부
- 2 -
최 종 보 고 서 제 출 서
2008년 지식경제 기술혁신사업(표준기술력향상사업)에 의하여 완료한 적외선열
화상 비파괴검사 시험방법 국제표준 NP개발 에 관한 최종보고서를 별첨과 같이
제출합니다.
별첨 : 1. 최종보고서 -15부.
2. 최종보고서 CD -1장. 끝.
2010년 1월 31일
총괄책임자 : 김 원 태 (인)
주 관 기 관 : 한국비파괴검사학회 (직인)
지식경제부장관 귀하
- 3 -
제 출 문
지식경제부장관 귀하
본 보고서를 “적외선열화상 비파괴검사 시험방법 국제표준 NP 개발” 에 관한 지식
경제 기술혁신사업(표준기술력향상사업)(사업기간 : 2008. 12. 1. ~ 2009. 11.
30.) 과제의 최종보고서로 제출합니다.
2010. 1. 31.
주 관 기 관 : 한국비파괴검사학회
총 괄 책 임 자 : 김 원 태
사 업 참 여 자 : 최 만 용
사 업 참 여 자 : 강 기 수
사 업 참 여 자 : 정 홍 주
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요 약 서 (초록)
과 제 명 적외선열화상 비파괴검사 시험방법 국제표준 NP 개발
주 관 기 관 한국비파괴검사학회 총괄책임자 김 원 태
총수행기간 2008. 12. 1. ~ 2009. 11. 30. (12개월)
당 해 연 도
수 행 기 간2008. 12. 1. ~ 2009. 11. 30. (12개월)
총 사 업 비
(단위 : 천원)
정부출연금 : 50,000천원
민간부담금 :
지방자치단체부담금 :
합계 : 50,000천원
참 여 기 관 지방자치단체
결과활용기관 위탁기관
주 제 어
(6 ~ 10개)
적외선열화상, 비파괴검사, 국제표준, 전력설비, 표준화, 시험
규격
1. 최종년도 목표
적외선열화상 비파괴 검사용 시험규격에 대한 기반기술을 개발하여 국내외 관련
한 표준화 활동을 통해 국제규격(ISO)의 NWI (New Working Item) 제출을 위한
NP(New Proposal)가 채택되도록 추진하고자 함.
2. 당해 기반구축 목적 및 중요성
적외선열화상 비파괴검사용 시험표준에서 전력설비의 열화 감시 및 진단을 위한
시험규격의 측정 표준화를 구축하여 ISO 신규프로젝트 제안이 목적이며 이를
ISO 신규 프로젝트로 채택하는 것이 중요함
3. 기반구축 내용 및 범위
적외선열화상 비파괴검사용 시험규격 개발을 위한 표준화 기반을 설정하여 국제
표준 전문가 포럼을 구축하고 전력설비 측정규격에 대한 ISO 프로젝트를 추진
함
4. 기반구축의 성과
적외선 비파괴 검사용 전력설비에 대한 향후 NP 추진을 하기로 채택되었고 이
를 위한 ISO/TC 135/SC 8로부터 NWI 제출 승인을 받음
5. 활용방안 및 기대효과
국내외 관련 전력설비의 성능평가 및 인증 체계 구축
시험표준기술을 국내기관에서 자체 보급 가능
향후 검사자 자격 및 인증 규격 분야에 영향력 행사
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목 차
제 1장 서 론
제 1절 개발기술의 기반구축 목표 및 내용
1. 기반구축 목표
2. 기반구축 내용
3. 사업변경 내용
제 2장 연구개발 내용 및 결과
제 1절 연구개발 추진 실적
1. 연구개발 추진 일정 및 체계
2. 연구개발 추진 조직
3. 연구개발 추진 실적
제 2절 연구개발 내용
1. 개발기술의 중요성 및 필요성
2. 국내ㆍ외 관련기술의 표준화현황
3. 연구개발 내용
제 3장 성과 및 파급효과
제1절 과제의 성과
제2절 기술개발 시 예상되는 기술적ㆍ경제적 파급효과
제 4장 파급 효과
제1절 성과 활용 방향
제2절 성과 활용 계획
부 록
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제 1 장 서 론
제 1절 개발기술의 기반구축 목표 및 내용
1. 기반구축 목표
○ 당해연도 사업 최종목표
적외선열화상 비파괴검사 시험방법 국제표준 NP(New Proposal) 등록
○ 당해연도 주요 사업목표
• 적외선열화상 비파괴 검사용 시험규격에 대한 기반기술을 개발하여 국내외 관련
한 표준화 활동을 통해 국제규격(ISO)의 NWI (New Working Item) 제출을 위한
NP(New Proposal)가 채택되도록 추진함
• 적외선열화상 비파괴검사 시험방법 국제표준 NP 등록
- ISO/TC135/SC8에 제안 설명한 적외선열화상을 이용한 비파괴검사 시험지침이
NP로 정식 등록될 수 있도록 추진
- ISO/TC 135/SC 8 N003(Standard guide of nondestructive testing with
infrared thermography(ISO/NP 10881))
- 표준안의 NP 승인을 위한 국제협력 방안 모색 및 활동
• 적외선열화상 비파괴검사 시험 표준 관련 국내/외 기술 및 동향 파악
- 표준안이 활용될 수 있는 전력설비진단 등 활용분야의 현황 파악 등
• 적외선열화상 비파괴검사 시험지침, 방법 등 국제표준 등록을 위한 활동
- 적외선열화상 비파괴검사 시험검사, 지침 등 회원국들이 수용가능한 표준안 마련
- 국제회의(1회이상/년) 참여 등을 통한 관련 분야 세계 전문가간의 의견교류 및
협력 강화
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2. 기반구축 내용
○ 국내외 표준화활동
• 국제 ISO 전문가 네트워크 구성
• IRT 국제회의 및 ISO IRT 전문가 포럼 구축
○ 국제표준규격 개발 기반기술 연구
• 적외선열화상 비파괴검사 진단 기반기술 개발
• 국내외 IRT_NDT 기술 동향 및 표준화 동향 연구
○ ISO 국제규격 NP 승인
• 적외선열화상 비파괴검사 시험규격 NWI 개발
• 적외선열화상 비파괴검사 시험규격 국제표준 NP 등록
3. 사업변경 내역
가. 기반구축 목표 및 내용 변경
• 없음
구 분 변경전 변경후 변경사유 승인근거
기반구축 목표 및 내용 ISO NP 개발 좌동 - -
추진체계KSNT-ISO
국제표준화강화좌동 - -
사업비 증감 50,000천원 좌동 - -
사업비 변경
기타
합 계
나. 주관기관, 참여기관, 총괄책임자 등 변경
• 없음
구 분 변경전 변경후 변경사유 승인근거
주관기관 KSNT 좌동 - -
참여기관 없음 좌동 - -
연구책임자 김원태 좌동 - -
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제 2장 연구 개발 내용 및 결과
제 1절 연구개발 추진 실적
1. 연구개발 추진 일정 및 체계
가. 연구개발추진 일정
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나. 연구개발 추진 체계
• 추진체계
본 사업 과제책임자는 ISO/TC 135/SC 8/WG 1의 Convenor로서 ISO 전문가 회의
체, 국내 관련 업체 및 관련 전문가로 구성된 국내 표준화 포럼, 한국비파괴검사학
회 표준화분과 위원회와 연계해 본 사업의 산ㆍ학ㆍ연 연계를 통해 국제규격 개발
을 수행하였다.
• 추진전략
① IRT_NDT 시험규격 기술개발
ㆍIRT_NDT 시험기술 국내외 자료수집 및 분석
ㆍ적외선열화상 시험기술 및 평가기술 개발
ㆍ측정환경 설계 및 시험기술 확보
② 국내 IRT NOT 표준화 기반 구축
ㆍ전력설비 IRT진단 국내외 자료수집 및 분석
ㆍ적외선열화상 전력설비 평가기술 개발 인프라 확보
ㆍ전력설비 진단시스템 기술개발
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③ IRT NDT 시험규격 ISO/NP 승인 추친
ㆍ ISO 국제표준화 기반구축
ㆍ IRT_NDT 전문가 국제포럼 개최
ㆍ 각 WG 별 국내 표준화 개발 기반 구축
2. 연구개발 추진 조직
• 적외선열화상 비파괴검사 시험규격 개발관련 워킹그룹(WG)을 구성하고 각 워킹
그룹의 ISO/NP 기반, 국제표준화 활동 체계, 표준화 기반 구축을 확보한다.
• WG 추진 내용
• 적외선열화상 국내전문가 그룹의 포럼를 추진하여 인력 인프라 구축을 하고 적
외선열호상연구회의 정기적 워크샾 및 기반메커니즘의 평가 및 정량화 검증을 위한
활성화를 추구한다.
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3. 연구개발 추진 실적
가. 적외선열화상 비파괴검사 시험방법 국제표준 NP 등록
- ISO/TC135/SC8에 제안 설명한 적외선열화상을 이용한 비파괴검사 시험지침이
NP로 정식 등록될 수 있도록 추진
No 구분신청구분
표준화기구
세부조직1
세부조직2
표준내역1
활동기간참여자소속
참여자성명
표준기술명
첨부화일
1 국제 신규 ISO TC135 SC8제안 컨비너 ‘08. 1.- 공주대 김원태비파괴검사
요코하마회의
- ISO/TC 135/SC 8 N003(Standard guide of nondestructive testing with
infrared thermography(ISO/NP 10881)
• 수정안 NWI Draft 개발
• 2009. 11. 요코하마 TC 135/SC 8 Meeting에서 발표
No 구분신청구분
표준화기구
세부조직1
세부조직2
표준내역1
표준내역2
총괄자소속
총괄자성명
표준기술명
첨부파일
1 국제 제정 ISO TC135 SC8 NP과제제안채택
공주대학교
김원태
Standard for IR
Examination of Electrical Installations
별첨
- 표준안의 NP 승인을 위한 국제협력 방안 모색 및 활동
No 구분신청구분
표준화기구
세부조직1
세부조직2
표준내역1
활동기간참여자소속
참여자성명
표준기술명
첨부화일
1 국제 신규 ISO TC135 SC8제안 컨비너 ‘08. 1.- 공주대 김원태비파괴검사
도쿄회의
나. 적외선열화상 비파괴검사 시험 표준 관련 국내/외 기술 및 동향 파악
- 표준안이 활용될 수 있는 전력설비진단 등 활용분야의 현황 파악 등
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No 구분 주관기관 기간주요내용
참가인원
사업비집행
수익금관련자료
기술지도소속
기술지도성명
비고
1 워크샵 KRISS 2009전력진단표준
120 - - 발표집 KRISS김원태최만용
다. 적외선열화상 비파괴검사 시험지침, 방법 등 국제표준 등록을 위한 활동
- 적외선열화상 비파괴검사 시험검사, 지침 등 회원국들이 수용 가능한 표준안 마
련
No 구분신청구분
표준화기구
세부조직1
세부조직2
표준내역1
활동기간참여자소속
참여자성명
표준기술명
첨부화일
1 국제 신규 ISO TC135 SC8제안 컨비너 ‘08. 1.- 공주대 김원태비파괴검사
도쿄회의
- 국제회의(1회이상/년) 참여 등을 통한 관련 분야 세계 전문가간의 의견교류 및
협력 강화
No 구분신청구분
표준화기구
세부조직1
세부조직2
표준내역1
활동기간참여자소속
참여자성명
표준기술명
첨부화일
1 국제 신규 ISO TC135 SC8제안 컨비너 ‘08. 1.- 공주대 김원태비파괴검사
APCNDT참가
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라. 사업결과 총괄
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제 2절 연구개발 내용
1. 개발기술의 중요성 및 필요성
• 적외선(IR; InfraRed) 열화상Thermography) 기술은 물체에서 발산하는 적외선 또
는 열을 검출하여 이때 물체의 온도변화 또는 온도분포로부터 물체의 이상 유무를
재료의 파단이나 파괴없이 열영상을 판단하는 기술이다.
• 비파괴검사(NDT; Nondestructive Testing)기술은 방사선, 초음파, 전자기, 열, 빛
에너지 등을 이용하여 재료, 산업설비기기, 플랜트, 구조물, 용접부 등 대상품을 파
괴하지 않고 물리적 성질과 결함발생 여부를 검출하는 품질검사 및 안전성 평가기
술이다.
• 해당 기술은 고도의 신뢰성과 안전성이 요구되는 원자력산업, 방위산업, 항공우주
산업 등의 발달과 더불어 그 활용성과 중요성이 증대되고 있고, 과학기술의 발전과
더불어 관련기술도 무선네트워크, 인공지능화 되는 등 급속히 발전되고 있다.
• 적외선열화상 비파괴검사(IR_NDT; InfraRed Thermography for Nondestructive
Test; IRT_NDT이라 함)는 제품의 마지막 공정단계나 사용 중인 부품의 비파괴평가
뿐만 아니라 제조 공정단계의 평가를 위해서 이용할 수 있는 매우 유익한 도구이
다. 특히 1990년대에 들어와서는 컴퓨터 S/W 기술의 발달에 힘입어 정량적 비파괴
평가 기술은 보다 요구되며 1990년 중반부터는 IRT_DT 기술 관련의 상용화 제품이
출현하게 되었다.
• 적외선열화상 기술 특정은 비접촉, 원거리 검사의 장점으로 국내에서는 전력설비
열화진단, 건축구조물 단열평가 등에 활용되어 왔다. 최근에는 검사 대상체에 따라
검출능 향상을 위한 가진기법(광, 초음파, 와전류 등) 연구와 기존 적외선 열화상기
법의 결함 검출능을 향상시키기 위해 외부 열원을 변조하여 대상체에 입사하고 위
상 잠금(lock-in), 펄스(pulse) 등의 신호처리 기술 개발에 중점을 두고 연구를 하
고 있으며, 이를 이용하여 금속재료 부식결함 검사, 표면 미세결함검사, 복합재 박
리검사 등 다양한 분야에 적용을 하고 있다.
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• 적외선 열화상은 입사되는 열원을 고출력 램프를 사용하여 비접촉으로 대상체를
가열하고 이때 반응하는 적외선 에너지변화를 비접촉으로 측정함으로서 대상체의
내부 결함을 비접촉으로 측정할 수 있다. 그러나, 적외선 열화상기술은 물체에서 방
사하는 적외선에너지를 검출하고 이를 온도로 환산하는 원리로서 물체와 검출소자
사이에 존재하는 습도, 온도 등의 환경변수의 영향은 검출결과에 영향을 줄 수 있
다.
• [그림 1]은 적외선열화상에 의한 결함부에서의 온도분포에 대한 개괄도이다. 이
와 같이 적외선열화상 비파괴검사에 의한 진단방법은 전체적인 비파괴산업의 다변
화에 의한 국내 활성화를 이룰 수 있다.
Fig.1 IR NDT Detection Mechanism
• 제품의 품질과 신뢰성 향상을 위해 검사기술의 전문성 및 추적성이 요구되는 기
술로서 적용규격, 검사방법, 활용장비, 기술인력 등에 대한 요건이 표준화되고 객관
적으로 검중되어야만 그 결과가 인정되는 기술적 특성을 가진며, 관련 기술개발 뿐
아니라 수요산업에 적용하는 검사방법, 활용장비 및 인력 등에 대한 인증시편의 개
발을 통한 신뢰성 제고로부터 정량화된 표준화, 국제화가 필요한 기술이다.
• 국내에서는 적외선비파괴 측정용어 및 장치에 대하여 KS에 제안하는 중에 있으나
산업측정에 적용되는 진단 및 비파괴검사에 필요한 정량화된 시험방법서나 교정/시
험체계가 없는 실정이다.
- 16 -
• 또한, 현재 국내외적으로 산업현장 적용에 있어서 검사절차 및 결과의 평가에 있
어 검사자의 능력에 전적으로 의존하게 되며, 또한, 측정장비 및 검사자의 자격에
대한 검증체계가 없는 실정이다. 또한 이 기술은 ISO/TC 135/SC 8로 분류되어 국
제표준화가 진행되고 있으나, 국내외적으로 규격개발의 초기 단계로 국내환경을 고
려하고 국제규격에 부합하는 측정표준 기술을 개발하는 것은 향후 기술정착에 있어
중요한 사안이다.
• 이러한 기술적 요구에 대응하기위해 각 국에서는 검사자의 자격, 검사시스템의
성능평가, 검사 절차 등의 규격개발을 진행하고 있으며, 본 연구진은 ISO TC 135
SC 8의 간사국으로서 의장과 간사 그리고 WG 1의 컨비너를 맡아 이와 관련된 규
격 개발을 진행하고 있다.
• 전력설비 적외선열화상 기술은 전기/전력설비의 열화 및 고장진단을 통해 사회간
접 설비인 SOC 열화 모니터링에 적용되는 산업적 증폭효과가 지대하다. 그러나,
국내뿐만 아니라 국제적으로 이에대한 표준규격인 ISO 진단규격 및 시험방법에 대
한 규격이 미비하며 표준화 연구개발의 구축을 통해 글로벌 기술확대와 표준력 향
상을 도모 할 필요가 있다.
• 본 과제에서는 적외선열화상의 비파괴검사에 활용할 수 있는 기본 시험규격 중
전력 설비 진단용 시험규격을 위한 기반환경을 구축하고 이로부터 ISO NP를 제안
하기위하여 타 국가기관(일본, 캐나다 등)과의 상호 공조를 통하여 국내 개발 기술
이 반영된 ISO 규격으로 제안하는데 연구 목표가 있다.
2. 국내ㆍ외 관련 기술의 표준화 현황
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• 적외선열화상 비파괴검사(InfraRed Thermography for Nondestructive Testing;
IRT-ND)는 제품의 마지막 공정단계나 사용 중인 부품의 비파괴평가뿐만 아니라 제
조공정 단계에서의 평가에 적용할 수 있는 매우 유익한 도구이다. 특히 컴퓨터
S/W 기술의 발달에 힘입어 정량적 비파괴평가 기술은 보다 치열하게 요구되며
1990년 중반부터는 IRT-NDT 기술 관련의 비파괴검사 계측에 관한 상용화 제품이
출현하게 되었다.
• 적외선열화상과 관련된 시험 및 진단 기술 분류는 사회의 안전망 구축 및 감시체
계의 제어기술 발전과 함께 관련 접근방법은 인체로부터 방출되는 열에너지를 수동
적으로 검출하는 직접식(DIRT; Direct InfraRed Technology)과 결함진단을 위한 직
접식 및 간접식 또는 강제식(IIRT; Indirect or External InfraRed Technology)이 있
다. 간접식은 PPT(Pulse Phase technology)와 LMT(lock-in Modulated
Technology)로 나누어진다.
• 직접식인 DIRT는 검사 대상의 물체로부터 방출되는 적외선의 스펙트럼 크기에 의
존 하여 대상체의 결함을 탐지하는 것으로 감시 및 안전방호 기술에 널리 적용되고
간접식은 진단 대상체의 표면뿐만 아니라 이면결함(subsurface)을 탐지하는 미세
정량 기술에 응용되며, 진단기기와 측정장치에 대한 신뢰성 확보 및 관련 고장진단
기술을 위한 기반구축이 시급한 실정이다.
• 국제적으로는 WTO 체제에서 통용되는 국제표준 비파괴검사 규격을 제정하는
ISO/TC 135 분야 중 ISO/TC 135/SC 8 - Infrared Thermography in
nondestructive testing - 적외선열화상 비파괴검사시험 -에 대한 국제표준규격 소
위원회가 1998년 만들어졌고 이를 중심으로 적외선열화상 비파괴검사의 국제표준
규격에 대해 논의되고 있다.
• 한국은 국제적 표준화 참여는 2004년 한국이 ISO TC 135 SC 8의 Secretariat로
선임되어 2 현재 의장, 간사, WG 1 컨비너가 아국으로 구성되어 출범한 상태이다.
• 2007. 11. 부네노스아이레스 ISO/TC 135 총회에 4개의 NWIP를 제안하였고, 이
에 대한 동향은 일부 P-member로부터(일본 및 아르헨티나)의 순차적으로 WIP를
검토하도록 하자는 제안을 통해 향후 우리가 제안한 NWIP의 순조로운 채택이 기대
된다.
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• ISO/TC 135 총회가 PANNDT 국제회의와 연계해 2007. 10 아르헨티나 부에노스
아이레스에서 개최했으며, 이때 ISO/TC135 SC8 회의를 통해 제안된 New
Proposal(NWIP)에 대한 WG 결성에 관해 회의를 하였고 국제표준규격을 검토하고
PANNDT에 참가해 관련 적외선열화상 전문가와 국제표준화에 대한 협의를 하여
ISO/NP 10880 및 10881의 보완을 협의 하였다.
〈표 1> ISO TC 135 총회 개최 경위
년도 회의 개최일/장소 SC개최현황 간사국
1972 1st,총회 Sep. 21-23/런던 SC 1-6 설치 BSI(Brit)
1975 2nd총회 Apr. 14-16/필라델피아 SC 5 (SC7설치)
1980 3rd총회 Dec. 9-11/모스크바
1983 4th총회 Sep. 12-16/오타와 SC 3, SC 7 GOST(U.S.S.R)
1985 5th총회 Oct. 29-Nov.1/필라델피아 SC 2, SC 3, SC 6
1987 6th총회 May. 11-15/요코하마 SC 2, SC 3
1989 7th총회 Apr. 13-19/베를린 SC 2， SC 3， SC 5
1991 8th총회 May. 14-16/이스프라 SC 3， SC 6
1993 9th총회 Oct. 11-14/프레토리아 SC 3， SC 5， SC 7 JISC(Japan)
1995 10th총회 Sep. 23-25/베를린
1997 11th총회 Sep. 29-Oct.l/파리SC 2，SC 3SC 4，SC 6
1999 12th총회 Sep. 21-23/런던SC 2， SC 3， SC 6
SC 7, (SC 8설치)
2001 13th총회 Sep. 1-5/마드리드/ 스페인SC 2，SC 3
SC 4， SC 6， SC 7
2003 14th총회 Sep. 21-23/제주/ 한국Plenary Meeting,
SC 2，SC 5 SC 6，SC 7
JISC(Japan)Secretary:Prof.
H. Hatano
2005 15th총회 Sep. 15-21/콜럼버스/ 미국Plenary Meeting
SC 2，SC 5SC 6， SC 7， SC 8
JISC(Japan)Secretary:Prof.
H. Hatano
2007 16th총회Sep. 22-27/부에노스아이레스/ 아르헨티나
Plenary MeetingSC 2，SC 5
SC 6， SC 7， SC 8 SC9
JISC(Japan)Secretary:Mr. T. Tsuchiya
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• 미국, 일본, EU 등 선진공업국들은 품질인정, 안전성, 신뢰성 확보를 위한 국제
기술 기준의 강화하고 국가기준을 국제수준으로 표준화하고 있으며, 자국의 수입품
및 발주시설에 대한 검사를 해당국의 검사기준과 자격기준에 의한 검사를 요구함.
• 국제무역의 개방시대인 현 시점에서 선진 각국은 기술우위와 국력을 바탕으로 국
제규격이나 표준을 자국의 이익에 맞게 만들고자 엄청난 노력을 경주하고 있으며,
대부분의 국가는 국제표준규격에 부합하는 기술제도로 체제를 구축하여 대응하고
있음 (유럽, 일본, 미국, 스리랑카 등).
• 국내의 경우 산업ㆍ구조적 측면에서 생산기반관련 산업설비, 플랜트 등 전방산업
이 비교적 잘 발달되어 있고, 정부의 정책에 따라 급속한 성장으로 비파괴검사기술
수요 증가가 예상되는 환경임.
• 대표적 적외선열화상 전문 학술회의로는 유럽의 QIRT(Qualitative InfraRed
Thermography)와 적외선장비 제조업체인 FUR가 주관하고 미국서 매년 개최되는
Inframation Conference, 그리고 미국의 SPIE - Thermal Sensing and Imaging와
Thermosense가 있다.
• 적외선열화상 분과를 통해 기술 및 연구개발 활동을 발표하는 비파괴검사 전문학
술회의로서, 미국의 Iowa State University에서 주관하는 비파괴검사 전문학술회의
인 QNDE, 세계적인 전문학술잡지인 NDT&E, 등, 아시아의 APCNDT, 유럽의
ECNDT, 세계적으로는 WCNDT 등이 있다.
• 상기 세계 학술회의 등 이를 통한 국제전문가 회합이 이루어지고 이와 같은 추세
는 IRT_NDT 기술과 관련한 국제 표준화의 구체적 움직임을 예고한다고 할 수 있
다.
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3. 연구개발 내용
가. 적외선 열화상 비파괴검사 기술 개요
• 적외선 복사 (Infrared Radiation)
자연계에서 많은 다른 형태들의 전자기적 복사와 마주친다. 가시광선, 자외선, 전파
및 X-선들은 모두 전자기적 복사의 예들인데 이것들은 파장이 다르다. 적외선 복사
는 가시광선과 초음파 사이에 있는 전자기 스펙트럼의 영역을 차지한다. 아래와 그
림은 스펙트럼 내에 있는 어떤 특정한 특징들과 함께, 전자기적 스펙트럼의 주요한
분할들을 보여준다.
Fig.2 Electromanetic spectrum of ligjt
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모든 물체들은 그들 온도의 함수로서 IR 복사를 일정하게 방출하다. 물체가 뜨거워
지면 그것은 더 강한 적외선 복사를 방출하고 더 짧은 파장에서 복사한다. 적절한
온도(화씨 200도 이상)에서, 복사의 강도는 인간의 몸이 그 복사를 열로서 감지할
수 있도록 충분히 높게 된다. 충분히 높은 온도에서(화씨 1200도 이상), 강도는 충
분히 짧게 된다. 이것이 왜 뜨거워진 철이 붉은 색을 띄는가 하는 이유이다. 물체가
더 뜨거워질 때(예를 들어, 화씨 5000도에서 전구의 텅스텐 필라멘트), 강도는 더
높아지게 되고(즉, 더 밝게 빛나게 되고) 파장은 더 짧게(더 흰색으로) 된다. 그러나
가시광선 방출 (emission)아래의 낮은 온도에서 조차도, 모든 것은 이러한 더 긴
파장의 적외선 빛으로 빛나며, 다른 온도들에서의 물체들은 다른 파장들과 강도들
로 빛난다. 이들 물체들로 부터의 복사는 본질적으로 가시광 장면(visible light
scene)과 유사한 적외선 장면을 생성한다.
• 적외선 열화상 측정 원리
Fig. 2에서처럼 물체 표면에서 방출되는 적외선을 검출하여 그 물체의 온도분포가
높은 곳은 장파장의 적색으로, 낮은 곳은 단파장의 청색으로 나타낸 열화상이다. 따
라서 열적으로 가열된 재료를 적외선 카메라를 통해 구조물의 표면온도 분포를 화
상으로 알 수 있을 뿐 아니라 물체의 각 지점에 대한 온도분포까지 측정할 수 있다
[1].
Fig. 3 Principle of Infrared Thergraphy in surroundings
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• 복사열 측정 원리
Fig. 3의 물체에 입사한 복사에너지는 빛의 성질에 의해 물체로부터 3가지 형태로
나타난다. 조사된 복사열은 일부 흡수가 될 수 있고, 일부는 물체에 의해 반사되고,
일부는 물체를 투과할 수 도 있다, 이로부터 다음과 같은 식이 유도된다.
여기서, a, p, τ는 각각 흡수율(absorptivity), 반사율(reflectivity), 투과율
(transmissivity)이며 식 (2)는 복사에 대한 키르히호프 법칙이다
• 방사율(Emissivity)
복사열이 완전히 흡수되는 흑체(black body)의 복사강도를 기술한 플랑크(Planck)
법칙에 의해 물체로부터 방출되는 전체에너지는 스테판 볼츠만 법칙으로 다음과 같
다.
식 (3)에서, σ는 스테판 볼츠만(Steffan-Boltz man)상수 (5.67 x10-W/m2k2)이다.
흑체로부터 방사된 에너지는 Wbb,, 이고 이상적인 흑체 방사체라는 것은 실제적으로
존재하지 않으며, 실제 방사된 에너지가 Wobj이면, 물체의 방사율 ε는 다음과 같다
식 (4)로부터， 적외선 열화상에 적용되는 방사율은 적외선 카메라에 의해 사용되
어지는 적외선 파장간격에서 발생하는 ελ의 평균값으로 Fig. 3에서처럼 서로 다른
물체의 온도에 따라 적절한 방사율의 예측이 매우 중요함을 알 수 있다.
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• 비파괴검사용 적외선 열화상기술
적외선 열화상에 의한 비파괴 검사는 대상체 자체에서 발산하는 복사에너지를 검출
하여 건전성을 평가하는 수동형 검사기법(passive technique)과 외부에서 대상체에
광(photo), 진동, 초음파, 와전류 등과 같은 에너지로 자극하고 그 응답특성(복사에
너지)을 검출하여 평가하는 능동형 검사기법(active technique)으로 나눌 수 있다.
본 기술은 대상체의 표면 복사에너지를 검출하고 이를 온도로 환산하여 실시간으로
영상을 제공함으로서 재료의 열적특성평가, 전력시설물 열화진단, 복합재료 결함검
사, 건축물 단열평가, 체열측정을 통한 의료진단 등의 분야에 활용되고 있다. 특히,
사회전반의 산업시설물에서 작금 가장 널리 사용되는 자체 발열을 갖는 전기 및 전
력 시설 및 장비 에서는 “적외선비파괴검사” 전력설비 진단규격 개발 및 비파괴 검
사시험이 ISO/TC 135/SC 8로 분류되어 국제표준화가 진행되어야 하나, 국내에서
는 규격개발에 대한 필요성을 인식할뿐 초기 단계로 국제환경을 고려하고 국제규격
에 부합하는 측정표준 기술을 개발하는 것은 향후 기술정착에 있어 중요한 사안이
다. 본 표준력 향상 표준규격 개발 연구에서는 적외선 열화상을 이용한 전력설비
비파괴 검사기술의 신뢰성 향상과 함께 연구기반의 구축을 통해 검증하는 국제적인
적외선열화상 선도기술의 첨두로서, 국제규격에 대응하는 시험시설의 운영시스템을
구축해서 향후 ISO 국제표준규격 시험 절차서와 검사결과의 신뢰성 및 검사자의 자
격을 검증할 수 있는 국제표준화 확산을 위해 필요하다.
나. 적외선 열화상 전력설비 진단 개념 및 자료 조사
• 전력설비 시설의 진단 개념
많은 전력설비 시스템 시설은 노후화하고, 이전에는 상상할 수 없는 많은 부하가
걸리고 있다. 특히 변압기는 건설과 인도 후 몇 달 또는 몇 년이면 교체된다. 네트
워크 중의 파손 비용은 결과적으로 비용이 많이 드는 때로는 파멸적인 결과를 가져
오기도 한다. 전력설비는 예방적 유지활동(PM)을 오랫동안 수행하여 왔으나, 모든
생산라인 품목에 가하는 예산상의 경제적 압박은 비용 절감이 엄청난 유지활동을
돌아볼 수 없게 하였다.
용해 가스오일 분석(DGA), 공중 초음파, 그리고 적외선 열화상 같은 상태 모니터링
기술의 사용은 불필요한 PM을 줄였을 뿐만 아니라, 시설이 원하는 대로 가동한다
는 커다란 확신을 주어왔다.
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적외선 열화상은 가시광선을 보는 것과 거의 같은 방법으로 적외선 복사를 탐지하
는 전자 이미지 카메라를 활용하는 것이다. 두 가지 다 모든 물체가 절대 0도 이상
에서 복사하는 전자파 에너지의 형태로 파악하는 것이다. 한번 복사한 에너지는 많
은 종류의 표면에서 반사하고, 일부만이 전달될 뿐이다. 적외선 복사는 2-14 마이
크로미터의 파동으로 정의되고 따라서 가시광선보다 길다. 표면 온도가 증가하면
보다 많은 적외선을 복사하게 된다. 여러 표면은 복사율이라고 불리는 다양한 효율
성으로 복사한다. 페인트칠이 되지 않은 금속은 비효율적이고 낮은 복사율 값을 가
지고 있다. 나아가, 낮은 복사율의 표면은 대표적으로 주위의 복사 에너지를 많이
반사한다.
적외선 열화상은 변압기나 전력설비 시설의 상태 모니터링 도구로서 점점 더 많이
사용하고 있다. 조건이 맞고 열화상이 인정된 것이라면, 결과는 놀랄만하다: 파손되
기 훨씬 전에 현재하는 그리고 잠재적 문제점의 파악 이것은 시스템 소유자가 적기
에 효율적인 비용으로 추가 진단과 수리를 할 수 있게 한다.
적외선시스템에서 사용되는 특수 렌즈는 적외선 에너지를 다종 요소 탐지기 어레이
에 집중시켜 가시광선 또는 열의 패턴을 모사하는 서머그램으로 전환되는 전기 반
응을 산출하게 한다. 오늘날의 카메라는 높은 복사율을 가진 30℃의 표면에서 0.
5℃정도의 작은 온도 차이를 볼 수 있다. 어떤 적외선 카메라는 탐지된 복사를 방
사분석 온도 측정방법으로 전환할 수 있게 특별히 설계되고 조정된다. 적절하게 사
용하면, 이들 시스템은 ± 2 ℃ 또는 ± 2% 측정범위의 정확한 비접촉 측정결과를
계속적으로 산출 할 수 있다. 불행하게도, 현장 조건에서 페인트칠하지 않은 금속
표면의 정확하고 반복적인 측정은 극도로 힘든 일이다.
• 전력설비 자료조사
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- 전력설비 시설의 상태 모니터링:
전력설비 시설의 열이미지가 진단값을 가지게 하려면, (1) 시설이 어떻게 건설되고
작용하는지를 알아야 하고, (2) 어떻게 말썽을 일으키고 그 문제의 열 서명은 어떤
것인 지를 이해하여야 하고, 그리고 (3) 시스템과 주변 상태가 어떻게 열 서명에 영
향을 미치는지를 이해하는 것이 필요하다. 전력설비 시설의 대다수의 파손은 (1) 전
기 접촉 지점의 비정상적으로 높은 저항 발열 또는 (2) 냉각 시스템의 고장으로 인
한 시설 전체의 과열현상에서 비롯된다. 정상 상태에서는 열 서명이 이들 파손을
미리 나타낸다. 그 때 열화상 값은 파손의 발생 전에 미리 이들 문제들을 파악할
수 있다. 표면온도가 중요하지만, 문제점의 심각성이 아닌 보다 많은 다른 것들이
표면 온도에 영향을 미친다. 한번 의심부위 또는 문제 지역을 찾게 되면, 정확한 성
질 또는 상태 또는 그것이 얼마나 진행되었는지를 인식하는 추가 검사가 보다 값진
것이 될 수 있다.
- 검사대상 :
전력설비 시설은 복잡한 장치의 다양한 그룹이다 논의의 목적으로, 이들을 보다 일
반적으로 관찰하고, 다시 유입 변압기, 유입 장치, 과전류 보호, 차단기, 전선 그리
고 커넥터를 포함하는 여러 그룹으로 나눌 수 있다. 또한 점점 더 많은 시설이 가
스로 절연을 한다.
유입 변압기는 정상운전상태에서 열을 발생시킨다. 이 열을 적절하게 분산시키지
못하면 조기 파손이 생긴다. 파손은 또한 비정상적으로 높은 저항 발열로 인한 과
열로 연결부위 자체에서 발생하기도 한다. 이들이 변압기 내부에서 발생하면, 탐지
하기가 매우 어렵거나 불가능하다; DGA가 훨씬 더 좋은 진단도구가 될 수 있다.
- 변압기 탱크:
모든 탱크 측면의 기초(Baseline) 열 서명은 시간의 경과에 따른 변화 경향을 나타
내는 제한적 값을 가질 수 있다. 두 가지 문제가 있다: 첫째로, 탱크가 너무 방대하
기 때문에 표현하는 열 서명 변화가 극도로 작을 것이다. 둘째로, 변압기 대부분의
표면을 모두 보기 어렵고, 볼 수 있는 것들은 특성화하기 어려운 열전달의 수많은
영향을 받은 것들이다.
즉, 변압기 각 측면의 주변과 최대 부하 상태의 알고 있는 “기초” 이미지를 모아
저장하는 것은 여전히 대표적으로 단순한 일이다. 이들은 연간 또는 필요한 단위로
업데이트된 이미지와 비교할 수 있게 한다. 유사 변압기의 서명을 비교하는 것이
약간의 장점이 있지만 변압기는 특유한 서명을 갖지 않는 경우가 많다.
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- 냉각 시스템 :
대류시스템의 정상적 패턴은 물 사이의 열 경도가 일정하더라도 꼭대기에서 따뜻하
고 바닥에서 차가운 액체가 된다. 냉각 시스템의 열 이미지 세트는 기름 온도게이
지가 표시하지 않는 변칙적 패턴을 분명히 보여 줄 것이다. 가장 보통의 변칙은 부
족한 기름 순환에 관련된 차가운 튜브를 보여준다. 이것은 정상적이든 비정상적이
든 낮은 기름 상태에서 가장 많이 발생한다. 순환부족은 또한 수위 초과패드, 전도
된 라이저 튜브, 폐쇄된 밸브, 튜브나 헤더의 막힘에 관련되어 왔다. 여름 피크 상
태 중에 감소된 기름 순환 상태는 변압기의 과열을 야기하고, 수명을 결정적으로
단축시킬 수 있다.
냉각 팬과 기름 순환 펌프가 있는 경우에는 또한 검사할 수 있다. 특히 팬은 자주
일상적인 PM에서 누락된다. 두 가지 다 검사 약 15분전에 가동하기 시작하여야 한
다. 팬은 여러 가지 서명을 나타낼 수 있다; 정상적으로 가동할 때, 팬 모터는 따뜻
하게 나타 날 수 있다. 모터가 고장이면, 상대적으로 차가워질 것이다. 팬과 펌프
모터가 과열로 움직이지 않거나, 베어링(또는 펌프 썰)이 파손된 경우 정상보다 따
뜻하게 보인다. 팬 또는 펌프가 역회전하거나 또는 밸브가 닫힌 경우를 나타낼 수
도 있다. 팬과 펌프는 변압기의 “아킬레스건”이다: 파손되면 심각한 반동, 다시 말
하면 열관련 손상 또는 파손이 거의 확실하게 되는 최악의 상태에서만 가동하도록
설계되어 있다.
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냉각 시스템 검사는 여름 성수기 이전 그리고 필요한 경우에 그 중에 모든 것이 설
계대로 가동 하는 것을 보장하도록 일정을 잡아야 한다. 모든 수리 또는 유지작업
후에 하는 검사는 운전 상태를 문서화하고, 무의식적으로 밸브를 닫거나 팬이 역전
하도록 내버려두는 것과 같은 문제를 최소화한다.
- 부싱:
높고 낮은 측면의 부싱 모두는 열화상으로 유익하게 검사할 수 있다. 부하가 걸린
경우, 내부 연결과 함께 전선측면 연결 부위에서 부싱 헤드와 전선과 연결부위의
변칙 상태를 발견할 수 있다. 전선 측면 연결부위의 직접적 관찰과 페이스들간의
단순 비교를 하여야 한다. 정상 서명은 주변 공기 온도와 같거나 비슷하다. 설명 할
수 없는, 변칙적인 열 서명 또는 주변/다른 페이스보다 높은 온도는 추가 조사가
꼭 필요하다고 지적하고 보장하는 것으로 간주한다.
내부 문제는 보다 더 사소한 서명으로 표시되는데, 연결부위 자체와 관찰된 표면간
에 존재하는 열 경도가 크기 때문이다. 부싱 헤드를 직접 분명하게 관찰하는 것은
일반적으로 가능하나, 코일 내부의 연결을 보는 것은 불가능하다. 충분히 따뜻한 하
나의 서명이 있다면, 열이 코일 연결부위에서 부싱 스터드 자체까지 전도되어 올라
오기 때문에 부성의 기초에 나타날 것이다. 땅 위에 서 있는 것이 어렵다면, 특별히
큰 변압기의 이 부분까지도 볼 수 있다.
- 탭변환기:
전부는 아니라도 대부분의 랩 변환기 부품은 탱크 온도와 같거나 약간 낮은 온도에
서 작동한다. 보통의 경우 비정상적으로 과열된 기름 안의 랩 연결부위는 자주 전
체 변환기 부품을 과열시키는 데 충분한 열을 발생시킨다. 랩 변환기가 탱크보다
따뜻하게 나타나는 경우에, 설계상 정상이 아니라면, 추가 조사의 원인이다. 불행히
도, 문제의 랩은 검사시점에 활성화되지 않아 문제를 발견할 수 없는 경우가 있다.
규칙적인 DGA가 여전히 끝없이 중요하다.
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- 커넥터:
정상적으로 가동하는 커넥터는 일반적으로 라인과 통일하거나 약간 낮은 온도에서
작동한다. 비정상적 저항의 커넥터는 정상적인 것보다 많은 열이 발생한다. 대량의
커넥터를 사용하는 많은 전력설비 시설은 열을 효율적으로 분산하여 손상이 심각해
질 때까지 열 서명이 탐지하기 어렵게 되는 경우가 많다. 이것은 외부 표면에 이상
이 없더라도 이미 내부 접촉 표변의 손상으로 증거할 수 있게 된다.
또한 접지 시스템의 손상된 연결부위에 탐지할 수 있는 열 서명이 있다. 그것이 연
결 포인트 자체 또는 손상된 접지 매트 자체에 있든지 간에 그런 상황의 전류는 그
이미지가 보이기에 충분한 열을 발생시킨다.
- 과전류 보호:
변전소의 또는 인근의 과전류 보호는 설계에 따라 다양하게 변할 수 있다. 가장 일
반적인 것은 지상에 접지한 높은 저항 경로이다. 보통의 경우 과전류 보호는 주변
공기 온도에서 작동하는데 그것은 전류가 흐르지 않기 때문이다. 저항기가 파손되
면 항상 작은 양의 전류를 지상에 흐르게 되는데, 과전류가 흐르지 않더라도 같다;
이것은 특히 구조상 규정된 작은 부위에서 그리고 주변온도보다 약간 높은 온도에
서 다시 어레스터를 계속적으로 가열시킨다. 이처럼 중요해 보이지 않는 서명이라
도, 어레스터 파손이 임박함을 보여줄 수 있다; 파손은 자주 파멸적이고 부근의 사
람에게 위험할 수 있으므로 이들 조기 경보를 무시하여서는 아니 된다.
- 절연기:
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절연기는 상온 또는 그 근처 온도에서 작동한다. 절연기가 보여주는 오직 다른 “정
상적인” 열 서명은 태양열 흡수에서뿐이다; 여기서 어두운 절연기는 밝은 색의 것
보다 자주 따뜻해 질 수 있다. 금이 가거나 더러운 절연기는 결과적으로 지상으로
흐르는 높은 저항 경로에서 발생하는 사소한 누전 때문에 사소한 열 서명을 표시할
수 있다. 이들 서명은 주변 상태의 변경 또는 절연기가 비에 씻김에 따라 변경되거
나 사라질 수 있는데, 따라서 서명이 없다고 향상 문제가 없다는 긍정적인 증거는
아니다
- 관련 스위치와 차단기:
높은 저항발열문제는모든종류의스위치와차단기메커니즘의공통적인문제이다. 보통의
장치는 상온 또는 그 근처 온도에서 작동한다. 장치와/또는 페이스간의 단순 비교
는 문제를 재빨리 나타낸다. 그러나 어떤 경우에, 요크 차단기와 같이 두 방향에서
공급되는 장치인 경우, 차가운 부분이 실제적으로 문제를 나타낼 수 있다는 데 주
의하여야 한다. 그런 경우에, 한쪽은 따뜻할 수 있는데, 다른 쪽의 높은 접촉저항
포인트에서 그 쪽 방향의 전류가 차단되기 때문이다. 육안 검사 또는 저항 검사가
그것을 자주 나타낼 수 있지만, 열점이 문제라고 비약해서는 안 된다. 적절하기로
는, 모든 스위치, 차단기 장치는 다시 가동에 들어갈 때, 검사하여야 한다. 지속적
인 사소한 발열(대략 200F)이라도 어닐링 손상을 야기할 수 있는데, 이는 재빨리
악화되어 접촉 표면의 중대한 손상 또는 최악의 경우에 장치 자체를 같이 용접해
버리기도 한다.
- 검사가 필요한 상태:
대부분의 전력설비 시설의 페인트칠하지 않은 금속 표변을 현실적으로 관찰하면,
다른 상태가 전도적이면 대부분의 경우, 아무리 사소해도- 비정상적인 발열이 표시
될 것이다. 따라서 바른 상태가 되도록 모든 노력을 다하여야 한다. 실제 온도보다
큰 온도 차이(페이스와 페이스간 또는 상온보다 높은)가 측정되더라도, 방사분석 온
도 측정의 정밀도와 반복성 또한 매우 낮다. 어떤 표면 복사율이 약 0.6보다 낮다
면, 그 측정은 비록 정확하더라도 추천하지 않는다.
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- 시스템 부하:
부하가 증가하면 발열이 그 증가분의 제곱으로 올라가므로, 세배의 부하는, 배송 변
전소에서 흔하지는 않지만, 아홉 배의 열을 산출할 것이다. 만일 시스템의 부하가
적을 때 검사하면 어떤 비정상은 탐지의 역치보다 낮은 열 서명을 가질 것이고, 다
른 것들은 비록 탐지할 수 있지만, 나중에 부하가 증가할 때 즉 피크에 있을 때보
다 차 거울 것이다.
어떤 표준들은 설계 부하의 40%는 수용할 만한 상태라고 하지만, 잠재적 파손 전
류를 분석한 자료는 그것은 겨우 최소한이고, 특히 부하가 그것을 넘어 엄청나게
증가할 때, 검사가 가능한, “최악의 경우” 상태인 때에 수행하는 것보다 낫다고 제
안한다. 산업계의 어떤 사람들은 현재 측정에 기하여 장래 부하에서의 온도를 예측
하는 것이 가능하다고 생각한다; 이 방법은 매우 신뢰하기 어렵고, 알려진 열전달
엔지니어가 중요한 업력을 한 경우라는 제한적 환경이 아니면 추천할 수 없다 하지
만, 부하가 증가할수록 그만큼 비정상 시설이 나빠진다는 것은 분명하다.
- 대류/바람
적외선 열화상 사용의 가장 중요한 제약
은 대표적으로 바람에 의한 대류 냉각이
다 대류 냉각은 2가지 문제를 일으킨다;
첫째로, 손상의 초기 단계에 있는 즉 오
직 정상보다 약간 따듯한 연결부 위는
탐지의 역치 아래로 냉각될 것이다. 둘
째로, 발견된 비정상이 때론 엄청나게
냉각되고, 바람이 줄면 다시 가열할 것
이다.
많은 서머그래퍼는 일반적으로 수용하는
약간의 “엄지손가락 법칙”을 사용하여
바람의 영향을 교정하려 한다. 불행히
도, 이들 단순한 방법은 적당하지 않다.
낮은 온도의 문제를 여전히 볼 수 없고,
대류 열전달은 복잡하여, 문제가 보다
진전된 경우에야 이해할 수 있는 단순한
교정법이 항상 적용되지 않는다.
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고전적 열전달 방법론으로 열 모델을 만들어 대류 중에 예상되는 온도 변화 범위를
개발하는데 유용하게 쓸 수 있다. 예를 들어 IEEE 표준 738은, 자연 대류와 복사
냉각 효과와 더불어 풍속을 고려하는 데 적당한 열동력학과 유체방정식을 이용하여
노출된 (bare)리 오버헤드 컨덕터에 이것을 적용하였다. 그러나 이것과 통일한 모델
을 광범위하게 변하는 현장 상황에 놓인 모든 시설에 적용하는 것은 불가능한 일이
다.
- 주변상태:
주변 상태의 변화 영향 또한 중요하나, 계량화하기는 어렵다. 바람을 제외한 주요
변수는 기온 변화, 태양열의 영향 그리고 강수의 존재이다. 기온 변화의 정확한 영
향은 예측하기 어렵다. 분명히 기온의 상승은 부품 측정 온도의 증가를 가져올 것
이다. 그러므로 더운 여름 공기가 보다 적은 냉각 능력을 가지고 있기 때문에, 더운
몇 달 동안 높은 저항 연결이 더 뜨거워질 것이다. 여름과 겨울의 최대 온도차이가
70-100F가 되기 어렵다. 추운 기후에서, 약간 따듯한 정도의 문제는 탐지를 신뢰
할 수 있거나 탐지가 가능한 정도 이하의 수준으로 차가워 질 수 있다. 특히 태양
에너지의 높은 흡수성을 가진(노후 컨덕터와 어두운 절연기/부싱 같은) 부품의 태양
열로 인한 가열은 작은 열 차이를 가릴 것이다. 여름에 하는 늦은 오후의 검사는
특히 문제가 많고, 가능하면 피하여야 한다.
모든 형태의 강수, 눈, 비 또는 안개는 증발로 인하여 - 특히 강제 증발을 할 만큼
충분한 열에너지가 있는 비정상적으로 따뜻한 부품을 냉각시킬 수 있다. 증발로 인
한 냉각은 주변 공기 온도보다 낮게 온도를 떨어뜨릴 수 있다 다시 말해, 약간 따
뜻한 정도의 비정상은 탐지할 수 있는 지점 아래로 차가워 질 수 있다.
-기타 시설:
수많은 동일한 기술과 문제가 유입 회로 차단기， 전압조절기 그리고 리클로우저
같은 기타 유입 전력설비 시설에 적용되고 있다. 그러나 이들의 경우에, 정상적인
변압기에 서와 같은 온도에서 열을 발생하지 않는다. 그러므로 탱크는 주변 기온에
매우 가까운 온도에서 가동한다. 세가지 페이스 중 어떤알수없는탱크온도변화가일
어난다면그것은 걱정거리이고, 때로는 그 원인의 뿌리를 결정하기 위한 조치가 즉
시 필요하다 그 이유는 아무리 사소하더라도 비정상적 발열은 전체 기름 탱크의 온
도를 변경시키기 위해 매우 뜨거워야 할 높은 저항의 작은 열원(내부 연결부위)에
의해 발생할 수 있기 때문이다. 또한 변압기, 부싱 연결부위와 함께 내외부에서 발
열이 나타난다면, 전자는 탐지하기 더욱 어렵고, 일반적으로 교정하기에 심각하다.
DGA 검사가 열화상에 나타난 수많은 내부 문제를 보다 잘 이해하는 데 유용할 수
있다.
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• 전력설비 열화상의 공통적인 문제점:
오늘날 시행되는 매우 많은 검사가 최선의 결과를 얻는 데 실패하고 있다. 가장 공
통적인 문제는 아래와 같다.
- 방사분석 온도 측정에 초점:
위에 나타난 대로열서명에나타나는표연온도는대부분이특성화하고계량할수없는다수
의변수에따라광범위하게변할수있다. 대부분의 검사자들이 주변과 시스템 상태의 영
향에 주의를 기울이는데 실패한다. 그 결과로 어떤 문제는 탐지되고, 어떤 것은 잘
못된 진단이 나오게 된다.
- 기본적 열 동력학:
열전달이 어느 정도 진행되지 않은 상태에서, 열원(어느 정도까지는 대부분 내부)과
열 이미지 (대부분 경우 외부)로 보는 표면의 관계를 단순하게 이해하는 것이 핵심
이다. 어떤 주어진 시간에 표면온도가 정확히 얼마나 될지는 많은 변수가 영향을
줄 것이다. “움직이는 과녁”과 내부 열원의 정확한 관계는 복잡하고 특히 열 경도
가 매우 큰 경우에는 모든 유입 장치의 경우와 같다.
단지 열 이미지만으로는 방사 분석 데이터를 이해하기에 불충분하다. 바람과 기온
과 같은 주변 영향을 조심스럽게 측정하고 -비정상위치에서- 열 데이터와 함께 기
록하여야 한다. 유사하게, 부하와 회로 구성과 같은 모든 관련 시스템의 영향 또한
주의 깊게 기록하여야 한다.
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- 전력설비 검사 시스템
1.2mRad의 범위에서 공간적 해상도를 갖고 있는 것이 보통이다. 이것은 직경 2인
치의 대표적 부품을, 너무 뜨거운 경우에는 138 피트의 최대 거리에서 탐지할 수
있다는 것을 의미한다. 일 인치의 부품은 그 거리의 반에서 볼 수 있다. 두개의 이
미지(왼쪽)는 가까이 가면 얼마나 자세하게 볼 수 있는지를 보여준다; 망원렌즈로
바꾸면 유사한 결과를 얻을 수 있다. 적외선 시스템의 측정 해상도는 2와 4사이의
대표적인 변수로 공간해상도보다 작다. 그러므로, 시스템의 측정 해상도 밖에 있더
라도 여전히 열점을 볼 수 있는 것이 보통이다. 해상도의 한계를 벗어난 측정은 대
표적으로 실제보다 작게 나타나는데, 그것은 열점이 자주 시야의 나머지 부분을 차
지하는 차가운 하늘 온도와 함께 평균화되었기 때문이다. 그러므로 문제의 겉보기
온도는 자주 저평가된다. 유일한 해결책은 측정 해상도 한계 내에서 작업하는 것인
데, 가까이 가거나 또는 보다 좋은 해상도를 가진 렌즈 또는 시스템을 사용하는 것
이다. 불행히도 대부분의 적외선 시스템 공급자는 측정 해상도의 사양을 제공하지
않아, 경험으로 알게 되어야 한다. 고려하여야 할 다른 하나의 시스템 변수는 탐지
되는 주파수 대역이다. 전력설비 검사에 사용하는 대부분의 적외선 시스템은 8-15
마이크로미터 사이의 복사 또는 “장파장 대역”을 탐지한다. 이 대역은 반사된 태양
에너지 또는 태양 "빛(glint)"에서 반사된 과탐지에 상대적으로 둔감하다. 과거에는
중파 대역과, 2-5 마이크로 미터에 감응하는 시스템이 보통이었다. 태양 빛의 문제
가 훨씬 더 일반적이었고, 그 결과 이 대역은 더 이상 광범위하게 사용되지 않는다.
이 모든 것이 서머그래퍼가 자주 무시하는 두 가지 사항을 지적한다. 첫째로, 비정
상이 있다면 우리가 볼 수 있는 그런 상태를 가지고 작업을 하여야 한다. 최적상태
보다 적은(Less than optimum), 탐지의 역치에서 또는 그보다 약간 위에서, 다시
말하자면 주변 또는 유사 시설보다 매우 작은 상승에서 아주 중요한 비정상상태가
자주 발생한다. 둘째로, 비정상의 방사분석 온도는 파손을 향해가는 정도의 믿을만
한 지표가 되지 못한다는 것이다.
- 열 경도:
이 시스템에서 보이는 열 에너지는 부품의 표면에서 복사한다. 고저항의 발열은 거
의 향상 표면 내부의 어떤 점에서 발생한다. 겹쳐진 내부의 가장 뜨거운 열점과 보
이는 표면에는 열 경도가 존재한다. 이 경도는 약 수백도의 큰 온도일 수 있다. 사
실상 어떤 접합부는 특별히 열을 분산시키기 위해 설계되었다. 열 경도가 어떤 효
과를 가질 수 있는지는 대표적인 접합부품을 위한 정확한 모델이 도움이 될 수 있
다.
- 34 -
다. 전력설비 진단 시험구축 및 시험 결과
1) 고전압 전력설비 진단시험체 설계 및 제작
• 시험체 설계 및 제작:
Fig. 4 Schematic diagram of experiment외 apparatus
• 연구기술 방향
현 기술 현황 개선 방안
ü진단환경(대기온도, 풍향, 풍속, 햇빛
등) 및 진단조건(거리, 각도, FOV 등)이
진단결과에 영향을 미치고 있으나, 검
사자의 경험에 의존하여 진단이 수행되
고 있으므로 검사결과에 대한 객관성이
결여됨.
ü주요 진단 대상체(휴즈, 접속개소 등)
에 대해 영향인자의 정의, 민감도 분석,
영향을 최소화할 수 있는 검사 조건을
정량적으로 제시하여 진단결과에 대한
객관성을 부여한다.
ü결과처리(측정횟수, 화상 표현방식, 필
터 등), 진단보고서 기록항목(일시, 풍
속, 대기조건, 결과 등)이 정의되지 않
는 상태에서 검사자의 주관적 판단으로
결과를 기록함으로써 시간변화에 따른
대상체의 열화정도를 비교 시에 일관성
이 부족함.
ü진단 수행절차, 기록, 결과처리, 진단
보고서 작성, 보관방법, 상호비교 방법
등을 일관성 있게 문서화함으로써 시간
경과에 따른 비교/판단 시에 정확한 진
단결과를 제시할 수 있음.
- 35 -
• 고전압 휴즈 제작:
Fig. 5 Combination of high voltage and fuses
• 시험장치 구성 및 방법
- 휴즈의 발열원인을 고려
- 휴즈의 저항이 증가하고 저항증가가 발열이 되는 메커니즘
- 120 A용량 8개 중 1개의 휴즈를 120A 이하의 휴즈로 장착함으로서 발열이 될
것임.
휴즈용량에 따른 발열 정도변화를 열전대로 측정하여 온도-전력 선도예측 그래프를
그리고 정상부와 발열부의 온도차가 어느정도일때 고장으로 판별할지를 제시할 필
요가 있음. 여기에는 주변환경변화, 방사율을 기본적으로 고려하여야 함.
• 전력설비 시설 상태를 모니터링
적외선 열화상의 가장 좋은 실천 사례검사는 적당한 사전 주의, 계획과 안전에 대
한 주의를 하면서 수행되어야 한다. 만일 안전이 문제되는 상황으로 바뀌면, 계획을
수정하거나 또는 상황이 바뀔 때까지 즉시 검사를 중단하여야 한다. 검사는 2~5
m/s 이하의 바람이 부는 최대 부하 상태에서 수행하여야 한다. 페이스간 또는 부품
간의 모든 온도 차이의 주된 이유를 결정하기 위하여 후속조치가 필요한 것으로 기
록하고 (적당하다면, 모든 교정 조치를 취하여야 한다. 검사를 높은 풍속에서 수행
하여야 한다면, 어떤 비정상은 탐지되지 않을 수 있고, 탐지된 곳 중에 바람이 줄어
들면 더 뜨거울 수 있다는 사실을 알아야 한다.
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• 전력설비 진단 평가시험
시험항목 방법 예상결과물
공통항목 측정각도 (좌우, 상하)에 따른 온도 Cosine 효과영향 분석
풍속에 따른 영향 대류열전달계수 예측
조명(햇빛방향)에 따른 영향 햇빛 방향에 따른 진단결과 확인
최적 환경조건 설정 실제 경험자들에 의하면, 화창한 날보다는 새벽, 해질녘, 보슬비 등 약간 흐린 경우에 최적 결과가 나오는 것으로 알려져 있음.
휴즈열화시험
열화(용량변화)에 따른 온도저하 정도 측정
예측방정식 수립
열화 휴즈와 정상 휴즈의 온도차 비교
열화판단을 위한 온도차 정의
다양한 퓨즈에 대해 열전대 비교를 통한 방사율 측정시험
방사율 평균치 또는 table 설정치 제시
접속개소열화시험
볼트부 접속 토크변화에 따른 온도 저하 정도 측정
온도-토크 실험식 수립
정상접속개소와 열화개소와 온도차 비교*
열화판단을 위한 온도차 정의
접속개소의 방사율 측정시험 방사율 평균치 또는 table 설정치 제시
* 최적 진단방법과 고장판별 조건을 결정함.
• 복사율과 반사배경:
방사 분석 온도 측정의 가장 좋은 방법은 비정상이 나타날 때까지 아무것도 하지
말라고 제안한다. 그렇더라도, 낮은 복사율 표면에는 주의를 기울어야 하는데 그들
이 강하게 복사하지 못할 것이고 혼란스러운 반사를 하기 때문이다. 의심스러운 시
설이 발견되면, 문제되는 표면의 복사율에 대하여 조심스러운 평가를 하여야 한다.
복사율 교정값 검색표가 도움이 될 것이나, 결국에는 이들 값이 현실에 맞도록 조
정하는데 숙련된 서머그래퍼가 필요할 것이다. 많은 부품이 낮은 복사율 특성에 불
구하고 굉장히 고도의 "공동(cavity)" 복사를 보여줄 것이다. 한번 적당한 값이 정해
지면, 또한 적당한 반사 온도 보상 값을 결정한다.
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• 기초 검사
새롭게 설치된 모든 시설을 대상으로 수행하여야 할 것이다. 손상이 발생한 모든
경우에, 수리를 하거나 파괴 검사를 수행하고, 후속 모니터링을 하여 상태가 정상이
라는 것을 확인하여야 한다. 위험과 현재 상태의 전략적 분석에 기하여 설정한 주
기로 시설 상태의 정기적 모니터링 일정을 잡아야 한다. 최적의 적용을 위한 자원
이 부족한 경우, 변경내용 (deviation)을 기록하고 전체적인 유지부문 투자를 필요
한 만큼 조달하도록 조정하여야 한다.
- 시험 1
제목 : 휴즈 온도측정 민감도 분석
방법 대전류발생기의 전류(A)를 고정시킨 상태에서 휴즈의 온도를 측정함.
[절차]
1. 일정한 전류조건에서 온도 분산을 구하여, 휴즈의 온도변화 변동량를 결정
2. 온도 변동량 이상의 변화를 줄 수 있는 최소 전류값을 결정
예) 200A의 전류 조건에서 8개 휴즈의 온도가 50±5 ℃로 측정되었다면,
=> 55 ℃가 될 수 있도록 전류를 올려서 전류 값을 기록 기록된 전류값이 220A
였다면,
=> 전류 변동폭이 20A 이내에서는 온도변화를 감지할 수 없다는 것을 의미
=> 20A 변동이 전력설비 진단에 있어 의미 있는 수치인지를 검토 필요
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Fig. 6 Thermography images at different currents with temperatues variations
- 시험 2
제목 : 전류변화에 휴즈의 온도변화
방법 : 대전류발생기의 전류(A)를 상승시키면서 휴즈의 온도를 측정함.
목적 : 외부 환경이 일정한 조건(온도 25도/ 풍속 0, 습도 45-55 RH)에서 전류량
과 온도와의 기본 데이터를 확보
=> 향후 외부환경조건 변화 데이터와 비교 목적
=> 같은 전류조건에서 온도 분산을 구하여， 휴즈에 대한 온도측정 오차범위를 결
정
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Fig. 7 Thermography images in increasing currents
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- 시험 3
제목 : 풍속변화에 휴즈의 온도변화
표를 정리하여 풍속에 따른 온도변화 최적 피팅 곡선을 찾음.
Fig. 8 Set-up of flow testing
=> 기존 책자에 풍속에 따른 온도저하 실험치가 있으므로 비교할 필요가 있음.
=> 풍속 방향에 따라 대류조건이 바뀌므로 방향에 따른 시험을 할 필요가 있음
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Fig. 9 Thermography images in different flow rate
• 온도와 전기 저항의 관계:
Fig. 10 Temperatue rising in each fuse
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비록 아직까지 광범위하게 인정되지는 않았지만, 전기 저항과 온도 사이에 중요한
관계가 존재한다. 비정상적으로 높은 저항을 가진 부품이 발열하기 시작하면, 저항
이 증가하고 이는 다시 추가 발열을 야기하고, 결과적으로 온도가 추가 상승한다.
다른 말로 하나, 나쁜 상황은 자주 매우 빠르게 더욱 나빠진다! 부품 온도가 10℃
상승하면 저항이 4% 증가한다.
Fig. 11 Standard deviation for different currents
이 가속적 열화는 왜 처음 탐지된 후 얼마되지 않아 부품이 그렇게 빨리 파손되는
지 또는 언제 "도망(runaway)" 단계에 도달하는지를 설명하는 하나의 이유이다.
• 전류 분로(Current shunting):
(a) Average temp. differences for each fuses (b) Abnoral temp. rising in connector
Fig. 12 Temperature distributions in power installations
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차가운 것이 높은 저항을 가질 수 있고, 따뜻한 부품 또는 시설이 정상적인 상황일
수 있다는 것을 간과하는 것이 보통이다. 가장 기본적인 사례는 여러 가닥의 컨덕
터에서 자주 보이는 “간판 효과”이다. 이것은 여러 가닥이 부식으로 파괴되거나 또
는 전기적으로 분리되어 남은 가닥들이 전체 부하를 살펴야 하고 따라서 따듯하게
나타나게 된다. 전류는 차가운 가닥에서 분기하게 된다. 왜냐하면 그들의 높은 저항
때문에 적당하게 작용하지 않기 때문이다. 유사한 상황은 많은 요크타입의 차단기
(왼쪽)에 존재하는 것을 볼 수 있다. 보다 크고 훨씬 더 중대한 크기로 링버스와 같
은 이중 공급 회로가 있는데, 여기서 한곳의 높은 저항은 전류를 회로의 다른 쪽으
로 분기하게 한다; 이 추가 전류는 다시 어떤 비정상적 높은 저항을 야기할 것이고
비록 작은 양이라도 발열을 야기할 것이다. 만일 회로가 이들 과탐지을 수리하도록
개방되어 있다면, 모든 전류는 높은 저항때문에 회로의 측면을 통하여 흐르게 될
것이고 자주 파멸적 결과를 보인다. 잠재적 복잡성과 파손의 결과 때문에 이중 공
급 회로에서 발견되는 모든 문제에 극도의 주의를 하여야 하고, 숙련된 엔지니어링
지원을 보장하는 경우가 없는 경우보다 더 많다.
• 외기 풍속 영향
전류， 미래의 부하, 시설 데이터, 바람, 주변 공기 온도, 강수량 기타 모든 관련
시스템과 환경 영향을 측정하고 기록하여야 한다.
Fig. 13 Temperature distributions for each fuses
- 44 -
가능하면 모든 부품을 직접 관찰하고, 그렇더라도, 열 데이터를 평가함에 있어 부품
의 열 경도를 고려하여야 한다. 유입 장치 내부의 문제와 같은 직접적으로 관찰하
지 않은 부품에서, 온도의 이상적인 상승은 육안 검사, 에어본 초음파 또는 DGA
검사 같은 즉각적인 추가 검사를 제안하여야 한다.
• 결과 판독
서머그래퍼는 적외선 시스템을 사용하고 발견한 것을 이해하고 그렇게 할 수 있는
사람과 같이 일할 자격이 있어야 한다. 서머그래퍼는 자신의 한계 내에서 일하고
자격과, 지식이 있는 엔지니어링 직원의 도움을 받아야 한다. 방사분석 온도는 정확
한 복사율과 배경 반사 온도 그리고 사용하는 시스템이 측정 해상도 내에서 작용하
는 상태가 되었을 때 측정하여야 한다. 필요하다면 해상도를 증가시키기 위해 보충
적인 렌즈를 사용할 수 있다. IR 시스템을 정기적으로 점검하여 눈금 조정하여야
한다. 필요한 경우, 밝은 색깔 페인트 또는 그리스 같은 높은 복사율 목표 (targets)
를 발라, 측정 신뢰도를 높이도록 표면 복사율을 증가시킬 수 있다. 온도는 세가지
방법으로 보고할 수 있는데 (1) 교정, (2) 유사 부품보다 상승 그리고 (3) 주변보다
상승이다. 일반적으로 측정은 하나의 점보다 작은 지역을 대상으로 이루어 진다.
3) 외란기법 안정화를 위한 적외선 열화상 표준측정시스템
• 적외선 열화상 비파괴 검사용 표준 챔버 ( Standard chamber for IR NDT)
챔버의 내부는 내부 방사율 0.91, 내부온도 23±0.5 ℃, 및 상대습도 55% 이하로
유지되어야 하며, 검사대상체와 외부 열원과의 열교환을 최소화할 수 있어야 한다.
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• 적외선 열화상 카메라는 시험편과 적정 거리를 유지하고 표면과 수직을 이루도록
한다.
• 적외선 열화상 기술을 아용하여 측정한 열위상 분포 영상으로부터 결함의 크기를
측정한다.
- 시험 방법 : 그림과 같이 적외선 열화상 카메라를 이용하여 대상체 표면의 열위
상 분포를 기록한다. 측정결과인 열위상 분포의 상대위상 변화로부터 결함의 크기
를 측정한다.
• 시험 장비들을 설치 후 최소 20분간 적외선 카메라를 예열 시킨다.
• 시험편의 표면은 방사율이 일정한 방사율 페이트로 표면을 도색하는 것을 권장하
나, 도색이 어려운 경우 표면의 먼지나 얼룩이 묻어 있지 않은지 확인한다.
• 적외선 카메라에서 제공되는 결과는 영상에서 결함이 차지하고 있는 화소(pixel)
수로 표현이 되며, 결함의 크기측정을 위해서는 다음과 같은 과정이 필요하다. 적외
선 카메라의 화각에 따라 1개의 화소에 대응하는 실제 길이는 식(2)로 표현된다.
여기서，x는 단위 화소에 대응하는 길이(㎜), L는 지시자(calibrator)의 길이(㎜), P
는 지시자의 길이에 대응하는 화소 수(pixel)이다. 또한 결함의 크기는 식(3)에 의
해 측정된다.
여기서, D는 결함의 크기(㎜), M는 결함이 차지하는 화소수(pixel)이다.
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• 측정 불확도 평가
1 측정 불확도 평가는 연구원에서 발행한 “측정불확도 표현 지침”
(kRISS-99-070-SP)에 따라 산출하였으며, 다음의 순서로 불확도를 평가하였다.
2 측정의 수학적 모텔 설정: 측정결과에 영향을 주는 입력량을 고려하여 식(3)과
같은 모델을 설정한다.
3 합성표준불확도 관계식 유도: 불확도 전파법칙에 따라 수학모델로부터 각 입력량
의 상관관계를 고려하여 합성표준불확도 관계식을 다음과 같이 유도한다.
4 각 입력량에 대해 A형 평가(일련의 관측값을 통계적으로 분석하는 방법)와 B형
평가 (통계적 분석이 아닌 다른 방법)를 통해 표준불확도를 산출한다.
5 합성표준불확도 계산: 불확도 관계식에 각 감도계수 및 표준불확도의 값을 대입
하여 합성표준불확도를 구한다.
6 불확도 총괄표 작성: 각 불확도 성분의 표준불확도, 확률분포, 감도계수, 불확도
기여량 및 자유도, 그리고 합성표준불확도를 나타낸 총괄표를 작성한다.
7 확장불확도 계산: 측정결과의 확률분포가 유효자유도가 10보다 큰 t분포로 가정
하여 포함인자를 2.04를 합성표준불확도에 곱하여 확장불확도(신뢰수준 약 95 %로
보고)를 구한다.
8 불확도 보고: 확장불확도로 보고하는 것을 원칙으로 하여 신뢰수준과 확률분포
및 포함인자를 함께 보고한다.
• 준비사항
이 절차를 적용하기 위해서는 먼저 시험에 사용되는 측정기기의 외관 및 작동이 정
상임을 확인하여야 한다. 외관 및 작동 상의 심각한 결함이 있는 경우에는 성능 시
험을 수행하기 이전에 이에 대한 보수를 수행하여야 한다. 시험에 사용되는 측정
기기들이 안정된 상태에서 동작할 수 있도록 시험 전에 최소 20 분 이상 예비 작
동을 시켜야 한다.
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4) 전력설비 열화상 비파괴 시험절차서(안)
적외선 열화상을 이용한 전력 설비 검사 표준 규격
Standard for IR Examination of Electrical Installation - Non-destructive Testing
서문
이 규격은 전력/전기 설비의 배전 선로상의 기기류, 접속부, 수전설비 등의 열화는
저항을 증가시키며 이는 이상 발열의 원인이 된다. 적외선 열화상 기술은 적외선
카메라를 이용하여 이런 이상 발열 및(또는) 냉각부를 검출함으로서 전력/전기 설비
의 안전 진단 및 상태감시에 활용할 수 있다.
1. 적용 범위
1.1 이 규격은 전력/전기 시설물에서 접촉 불량, 열화 등이 원인이 되어 이상발열
을 하는 시설물의 식별 또는 온도 분포를 측정하는데 사용될 수 있다.
1.2 이 규격은 전력/전기 설비의 적외선 검사와 그것을 수행하는 적외선 열화상 검
사 자를 지정하기 위하여 실수요자에 의해 사용되어질 수 있다.
1.3 이 규격은 전력/전기 시설물의 적외선 열화상 검사를 수행할 때 실수요자와 적
외선 열화상 검사자의 서로 연관된 책임성을 열거하고 있다
1.4 이 규격은 전력/전기 시설물의 정성 및 정량적 적외선 검사에 있어서 검사자가
검사 과정에서 확인해야할 사항과 검사 후 결과보고서에 기록되어야할 내용을 규정
한다.
1.5 본 규격을 사용함에 있어 안전과 관련된 사항은 포함하지 않고 있으며, 검사에
따른 적절한 안전 대책을 수립하는 것과 관련 안전규정의 적용여부는 본 규격 사용
자에게 책임이 있다.
2. 장비구성
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2.1 기준 시험편
기준시험편은 정해진 시험편을 사용한다. 시험편의 재질은 검사대상체의 재질과 같
은 재질을 사용하도록 하며, 재질에 대한 열확산계수가 제공되어야 한다. 200A의
전류 조건에서 8개 휴즈 시험편의 열적물성을 시험 시 나타내어야 한다.
2.2 시험장치 정의
검사장치는 온도검출 분해능은 0.02 K 이상으로 한다. 전체시험장치 구성은 아래와
같다. 시험편과 카메라는 수평에 위치하도록 하며, 풍량은 1.2 m의 일정거리로 물
체와 떨어져 위치하도록 설정한다.
3. 용 어
3.1 실수요자(end user) 적외선 검사에 의해 제공된 정보를 사용하는 책임자
3.2 적외선 열화상 검사자(infrared thermographer) 요구되는 검사 임무를 수행하기
위해 실수요자가 인정한 사람으로 적외선 검사장비에 대한 지식을 충분히 갖추고
있어야 한다. 또한, 검사장비의 작동법과 이력, 실수요자의 요구, 안전규정에 대하
여 숙지하고 있어야 한다.
3.3 인증된 보조자(qualified assistant) 실수요자 및 적외선 열화상 검사자가 인정
한 사람으로서 검사 대상체의 원리 및 기능을 이해하고, 실수요자의 요구와 안전규
정을 숙지하고 있어야 한다.
3.4 적외선 열화상(infrared thermography) 물체의 표면 또는 배경에서 적외선 방
사의 변화를 측정하여 정확한 온도의 변화로 나타나는 과정 또는 기술
3.5 정성적 적외선 열화상검사(qualitative infrared inspection) 이상부분의 영상 또
는 화상만 제공하고 온도데이터는 제공하지 않는 적외선 검사
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3.6 정량적 적외선 열화상검사(quantitative infrared inspection) 이상부분의 영상
또는 화상 그리고 온도데이터를 모두 제공하는 적외선 검사
3.7 열영상(thermal image(s))적외선 열화상 계측 장치에 의하여 (실시간으로) 기록
된 적외선 강도분포 화면(들) 또는 온도분포 화면(들)
3.8 이상부분(abnormal spot) 비정상적으로 뜨겁거나 차가운 전력설비의 부분 또는
그 일부
4. 검사의 기본원리 및 주의 사항
4.1 적외선 열화상 검사의 목적은 실수요자의 전력설비에서 이상부분들을 문서화하
고 확인하는 것이다.
4.2 전력설비에서 설치된 부품들의 부적합과 불일치I 파손, 부하 불균형, 과부하,
회로 단락, 느슨하거나 손상된 결선 등의 고장은 부분적인 저항증가를 일으키며, 이
저항 증가로 인하여 적외선 열화상 검사결과에서는 고온 이상부분으로 나타나게 된
다. 또한 손상으로 작동을 하지 않는 부품의 경우에는 저온 이상부분으로 나타나게
된다.
4.3 단열시스템에서의 이상부분은 불충분한 재료의 양, 부적절한 설치, 손상되거나
이탈한 재료들에 의해 주로 야기된다.
4.4 적외선 열화상 검사결과로부터 대상체의 건전성 평가 또는 이상부위에 대한 조
치는 검사대상체에 대한 구조 및 기능에 대한 정확한 지식을 갖추고 있는 검사자만
이 가능하다.
4.5 적외선 검사는 검사 당시에 획득한 데이터만을 제공한다.
4.6 적외선 검사결과는 전력 설비의 동작여부에 대한 정보는 제공하지 않으며, 동
작여부를 검사하기 위해서는 다른 시험방법들과 병행할 필요가 있다.
5. 개인의 책임성
5.1 실수요자의 책임성
실수요자는 적외선검사에 의해 제공된 자료의 결과에 대하여, 수행되었거나 수행되
지 않은 행위의 결과로부터 초래하는 일련의 상황에 대해 모든 책임을 갖는 것으로
간주 한다.
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5.2 적외선 열화상 검사자의 책임성
a) 관찰된 복사의 형태를 이해하기 위해 적외선 열화상 기술의 이론 및 적외선 열
화상 장비에 대한 전기적 또는 기계적 기능에 대해 충분한 지식을 가지고 있어야
한다.
b) 실수요자의 지침과 안전실무를 숙지하고 이행해야 한다.
c) 검사요구사항을 충분히 만족하기 위하여 교정된 적외선 열화상 검사장비를 사용
해야한다.
5.3 인증된 보조자의 책임성
a) 인증된 보조자는 검사대상체에 대한 이력과 작동법을 숙지하고 있어야 한다.
b) 검사를 위하여 검사 대상체를 준비해야 하며, 적외선 열화상 검사자에게 검사
대상체에 대해 충분한 설명을 하여야 한다.
b) 실수요자의 지침과 안전실무를 숙지하고 이행해야 한다.
5.4 기타
검사에 있어서 실수요자 또는 적외선 열화상 검사자에 의해 검증 또는 인증이 되지
않은 사람은 검사와 관련된 대상체의 개폐 및 적외선 검사장비의 사용 또는 이동
등과 같은 어떠한 행위도 할 수 없으며, 장비로부터 안전한 거리를 유지하도록 실
수요자 및 적외선 열화상 검사자는 알려야 한다.
6. 검사 절차
6.1 실수요자는 적외선 열화상 검사자와 동반하여, 검사 대상이 되는 전력설비의
이력과 작동법을 숙지한 인증된 보조자를 투입해야 한다.
6.2 인증된 보조자와 함께 적외선 열화상 검사자는 안전한 경로에서 검사 대상체,
적외선 열화상 검사장비 및 검사에 사용될 일련의 장비를 점검해야 한다.
6.3 정량적 적외선 검사에 앞서, 검사자는 장비의 교정검사를 수행하여 모든 온도
측정 장비가 제조자의 정확도 기준 사양 범주 내에 있음을 보증해야 한다.
6.4 인증된 보조자는 검사를 위하여 검사 대상체를 준비해야 한다.
6.4.1 검사되는 장비에 접근하기 위해 필요한 허락을 얻어야 하고 검사 활동을 수
행하기 위한 동작여부를 통보해야 한다.
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6.4.2 검사 전에 필요한 모든 밀폐 덮개를 열거나 제거하여 검사 대상을 적외선 열
화상 검사자에게 직접 보여줘야 한다.
6.4.3 검사되어지는 장비가 적절한 부하 상태에 있음을 확인하고, 필요할 때 만족
한 부하를 얻도록 하고, 안정적인 열패턴을 내보이도록 충분한 시간동안 부하를 허
용해야 한다.
6.5 검사 대상체를 검사할 때 열화상 검사자는 실수요자의 모든 안전규칙, 규제, 업
무를 이행하도록 한다.
6.6 태양열 조사량, 바람, 표면상태 대기 습도 그리고 열전달과 같은 환경적 및 물
리적인 조건들이 합당하여 정확한 자료 취득에 문제없을 때 적외선 열화상 검사자
는 검사를 수행한다.
6.7 적외선 열화상 검사자는 7장의 검사 결과보고서에서 요구하는 모든 자료를 기
록하고 발견되는 어떠한 이상부분들도 문서화하여야 한다.
주) 방사율이 0.5 이하인 표면을 검사할 때 특별한 주의가 요구된다. 이러한 환경
하에서 이상부분들을 탐지하는 것은 매우 어렵다. 또한 이러한 표면들은 왜곡될 수
있는 반사가 발생한다. 적외선 열화상 검사자는 이러한 잠재적인 오류요인들을 숙
지하여 검사 장비의 위치를 이동하거나 표면에서 반사되는 요인을 차단하는 등 오
류요인을 최소화 할 수 있는 기술을 사용해야 한다.
6.7.1 적외선 열화상 검사자의 요청을 받으면 인증된 보조자는 전기장비의 부하를
측정해야 한다.
6.8 인증된 보조자는 적외선 열화상 검사자에 의한 문서작성과 검사가 끝난 후 즉
시
6.4.2에서 열려있는 덮개 등을 닫거나 재위치해야 한다.
6.9 적외선 열화상 검사자는 7장에 열거되어 있는 적절한 내용들을 포함하여 실수
요자를 위한 보고서를 준비해야 한다.
6.10 실수요자가 이상부위에 대해 수리한 후 재검사 요청이 있을 때, 적외선 열화
상 검사자는 각 이상부분들에 대한 재검사를 수행하여 수리된 부위의 작동온도가
정상이고 잠재적인 문제가 교정되었음을 보증해야 한다.
- 52 -
7. 보고서 작성
7.1 적외선 열화상 검사자는 모든 적외선검사에 대해 문서를 제공해야 한다. 다음
의 정보는 실수요자에 보내는 보고서에 포함되어야 한다.
7.1.1 적외선 열화상 검사자의 이름, 소속, 주소, 전화번호 그리고 관련된 자격이
있다면 인증수준 및 인증번호
7.1.2 실수요자 이름과 주소
7.1.3 적외선 열화상 검사자와 같이 검사하는 보조자의 이름
7.1.4 사용된 적외선 열화상 검사장비의 제조사, 생산 모델과 일련번호
7.1.5 검사된 시험장비 목록(6.2 참조)과 검사되지 않은 항목에 대한 설명.
7.1.6 검사 날짜와 보고서 완료 날짜
7.2 정성적인 적외선검사를 수행 할 때, 적외선 열화상 검사자는 확인된 각각의 이
상부분에 대한 다음의 정보를 제공해야 한다.
7.2.1 이상부분의 정확한 위치
7.2.2 검사대상체의 이름, 검사를 위해 대상체에 부가된 정격전압, 교류비 등 부하
값
7.2.3 주위 공기온도 및 습도, 검사 시간대의 기상상태
7.2.4 이상부분이 문서화된 시간
7.2.5 열화상(열상)과 그에 상당하는 가시광선 영상의 복사본
7.2.6 적외선 열화상 검사장비 렌즈의 가시영역(FOV) 또는 확대배율 그리고 정확
도, 신뢰, 검사 자료의 재현성에 영향을 미칠 수 있는 장비 배치도
7.2.7 창문, 필터, 대기, 외부 광학기기 등 감쇠매체의 기록
7.2.8 필요의 경우, 이상부분의 중요성에 근거하여 안전하게 설비가 작동되도록 인
증된 보조자 혹은 실수요자에게 검사자의 판단에 따라 수리 우선 등급을 제공
7.2.9 결과, 재현성 또는 이상부분의 해석에 영향을 미칠 수 있다 생각되는 기타
정보 또는 특이사항
7.3 정량적인 적외선 검사를 수행할 때, 적외선 열화상 검사자는 각각의 이상부분
에 대해서 다음과 같은 부가적인 정보를 제공해야 한다.
주) 정량적인 적외선 검사의 목적은 온도 자료를 산출하는 것이다. 만약 온도 자료
가 바람직하지 않거나 요구되지 않는다면 적외선 열화상 검사자는 정성적인 적외선
검사를 수행하고 온도를 측정하거나 제공하지 않는다.
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7.3.1 적외선 카메라와 관측물의 이상부분 부위간의 거리 및 각도
7.3.2 가능한 경우 전력설비의 이상부위에서 최대 정격부하와 검사 당시의 측정 부
하의 비교 결과
7.3.2.1 측정된 부하를 정격부하로 나누고 100을 곱하여 계산하여 이상부위의 부하
백분율
7.3.3 이상부분 부위의 온도를 계산하는데 사용된 방사율, 투과율, 반사율
7.3.4 이상부분 부위의 온도
주) 낮은 방사율을 갖는 표면의 실제온도는 교정된 복사계 측정값과 다를 수도 있
다.
제3절 연구개발 최종 결과
• ISO/TC 135/SC 8 NP 제안 및 제출 승인 1건
"Standard for IR Examination of Electrical Installations", ISO/TC 135/SC 8, N
032, 2009-11-12
• 시험절차서(안) 1건
"적외선 열화상 비파괴검사용 Al6061-T6 CRM 제조 및 인증 절차서",
KSNT-R-304-003-2009, 2009.
• 국제논문발표 1건
김원태 외, "Infrared Thermographic Diagnostics of Ageing Connector Joints
and Fuses in Power Installations", APCNDT, 2009.
• ISO/TC 135/SC 8 NWI Draft 1건
김원태, "Infrared Thermographic Diagnostics of Ageing Connector Joints and
Fuses in Power Installations", lSO/TC 135/SC 8 meeting, 2009.
• 외란기법 안정화를 위한 적외선 열화상 표준측정시스템 구축
• 적외선 열화상 전력설비 진단기술 개발
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제 3장 성과 및 파급 효과
제 1절 과제의 성과
• 적외선 열화상 기술을 이용한 비파괴 진단/검사 기술은 전력설비 분야에서 가장
많은 수요를 가지고 있으며, 이와 관련된 규격이 미국의 ASNT, ASTM, 영국(BS),
일본(JSNDI), 독일(DIN) 등에서 일부 개발되어 진단대상별로 단체규격을 사용하고
있다. 그러나 전려설비 검사결과에 대해 일반적인 사항만을 서술하고 있어 국제규
격으로 상정을 위해 기존규격의 보완에 대한 논의가 진행되고 있으므로 본 과제의
결과로부터 ISO 국제규격의 개발로 이 분야의 첨두에 이를 수 있다.
• 미국의 경우 147H의 규격 있으며, 4개의 신규 규격이 진행 중이다. 또한 독일은
CEN에 3개의 규격과 ISO에 3개의 규격을 제안하고 있다. 국내에서는 관련 규격
이 아직 없으며 향후 본 연구를 통한 ISO 규격의 개발로 대체하고자 한다.
• 현재 ISO/TC 135/SC 8에서는 적외선 열화상 비파괴검사분야 용어에 대해
working group (convener 공주대학교 김원태 교수)이 형성되어 2009년 9월경에
Working Draft가 완료될 것으로 예상된다.
• 최근에는 비파괴 검사분야의 검사자 자격에 대한 문제가 중요한 이슈가 되고 있
으며, 국외의 경우 FLIR, Snell 등의 관련 기업에서 ASNT 및 ISO 등에서 자격 부
분을 이슈화하여 자사의 교육프로그램을 인증프로그램으로 채택시키기 위한 노력을
하고 있다. 이와 관련하여 국내에서는 장비수입업체와 관련학회(비파괴검사학회, 소
음진동학회 등)에서 국외 교육프로그램을 유치하는 방안과 국내에서 자체 개발하려
는 노력을 하고 있다.
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제 2절 기술개발 시 예상되는 기술적ㆍ경제적 파급효과
• 적외선열화상 비파괴검사 기술 관련의 기대효과로는 는 단기적으로는 산업전반
분야의 관련기술자들로 하여금 적외선열화상 비파괴검사 기술을 전 분야에 걸쳐서
비파괴계측 및 신뢰도 향상에 적용하도록 전파할 수 있을 것이며 장기적으로는 측
정기술에 관련된 핵심기반기술에 대한 선진국의 표준화 선점에 따른 우리나라의 기
반기술의 상대적 우월성을 확보할 수 있고, 비파괴 표준화 시험규격의 표준화를 제
안함으로써, 적외선열화상을 이용한 제품의 비파괴 정밀 검사에 의해 품질 향상, 생
산성 향상, 에너지 절약 등의 경제적 파급 효과는 물론, 초정밀, 정확한 정량화 기
술개발 등으로 제품 신뢰도를 증대할 수 있다.
• ISO 표준화 전략 강화
국제사회에서의 적외선열화상 비파괴 표준화는 제품의 부품단계 신뢰성뿐만 아니
라 각각의 공정단계나 사용 중인 부품의 비파괴평가 및 제조 공정단계의 평가를 위
해서 이용할 수 있는 매우 유익한 기술이다. WTO 편제하에서 국가간의 기술 보호
장벽은 높아지고 OECD 가입에 따른 첨단기술 개발 및 최근의 비젼기술의 발전과
함께 가장 핵심적인 기술 중의 하나로 부상하고 있는 적외선열화상 비파괴 표준화
에 대한 자국 기술의 ISO 국제표준 규격으로의 확산에 적용한다.
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제 4장 파급 효과
제 1절 성과 활용 방향
• 국내 표준화
적외선열화상 비파괴검사(IRT_NDT) 기술관련 센서산업, SOC 안전진단, 국방/항공
산업으로의 파급효과를 극대화하기 위하여 관련 산업분야의 기술연구진과 적외선열
화상응용기술연구회간의 정례 워크샾, 협동세미나 등의 실시를 통하여 국제규격의
동향을 소개하고 국내 규격개발 기술의 응용분야를 확대해 나간다. DIT 기술 관련
의 연구자들을 현재 진행되고 있는 DIT 표준화 국제학술활동에 적극 참여시킴으로
써 적외선열화상 비파괴검사(IRT_NDT) 기술 관련의 표준화 활동에 국내 기술진의
단체규격 활동영역을 국제화 시켜나간다.
• 국제 표준화
국제 국공립연구소 산업체, 대학 등과 연계하여 비파괴계측 분야 연구자들과 규격
개발 및 표준화 기술 공유를 위한 협의체 구성을 추진한다. 또한, ISO/TC 135/SC
8의 적외선열화상 비파괴검사(IRT_NDT) 국제표준 기술 관련 국제공동연구 협의체
를 통한 국제표준 규격을 개발한다. 또한, 기계 및 진동분야의 상태감시 국제규격
분야인 ISO/TC 108/SC 5/WG 11의 기계시스템 및 장비개발에서의 적외선열화상
상태감시 및 진단의 국제규격 개발에 적극 참여함으로서 국내기술의 국제규격 부합
화 및 국제표준화를 접목함으로써 향 후 국내의 적외선열화상의 선도적 연구여건이
되도록 시스템기술 분야의 국제표준화에 적용하도록 한다.
제 2절 성과 활용 계획
• 성과 활용 계획
본 사업을 통해 아국 내 연구자 혹은 관련 전문가 및 기술자의 ISO/TC 135/SC 8
에서의 국제표준 활동 무대가 확대되는데 활용하고 본 ISO/TC 135/SC 8과 liaison
하고 있는 ISO/TC 108/SC 5/WG 1(어휘 정의 작업그룹) 및 WG 11(기계 및 진동
분야에서의 적외선열화상 작업그룹)의 국제표준의 활성화에 활용하고 관련 국제표
준국들과의 유대감을 공고히 형성해 가도록 한다.
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부록
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부록1.
요코하마 회의참가 보고서
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요코하마 회의 참가 결과 보고서
보 고 자 성 명 김 원 태 소 속 공주대학교
국제회의명
국 문 국제표준기구 SC 8 국제회의 참가
영 문 Attendance of ISO/TC 13S/SC 8
수임직책(또는 활동분야)
ISO/TC 13S/SC 8/WG 1 컨비너분야: 적외선열화상 비파괴검사(TT) 국제규격 개발
회 의 목 적 ISO/TC 13S/SC 8 NP 협의 및 ISO/DIS 10878 협의
회 의 기 간 2009. 11. 10. ~ 2008. 11. 12
회 의 장 소 일본 Ykohama， Pacifico Yokoharna Center
참석국 및 단체 6개국 13명
우리대표단 구성
대 표 이승석(국제의장)
전문가 최만용(국제간사)， 김원태(WGl 컨비너)
회 의 안 건- TT_NDT 금속 참조시편 표준규격개발 NP 검토- SC 8의 N003, N004, N006 NP 검토- SC 8/WG 1, ISO/NP 10878 WD 규격 개발
주요회의결과
- TT_NDT 일반시험규격 개발 검토- TT_NDT 금속참조시편 개발 검토: 아국에서 제안 및 NP voting 진행중- 전력설비 TT 진단규격 개발 검토- TT-NDT 시스템 및 장비규격 개발 검토- SC8 N025, ISO/DIS 10878 규격 comment 검토
주요결정실적(한국참여기준)
- TT_NDT 일반시험규격 개발 합의-Japan- TT_NDT 금속참조시편 개발 합의- Korea- 전력설비 TT 진단규격 개발 합의- Korea, India- TT-NDT 시스템 및 장비규격 개발 -China- ISO/DIS 10878 규격 comments, Canada 검토
차기회의 개최일정 2010. 6. 2-12. USSR의 Moscow에서 개최
한국의규격제안실적과향후 추진계획
- Sc 8 N10878-NP의 Voting 진행중- TT_NDT 금속참조시편 NP 승인 추진- TT_NDT 전력설비 시험규격서 NP 제안 추진
한국의 국제간사 및 국제의장 수임 가능성
- TC 135/SC 8의 국제간사 및 국제의장을 아국서 수임해 활동 중- TC 13/SC 8/WG 1의 컨비너를 본인이 수임해 활동 중
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2. ISO/TC 135/SC 8 회의 경과 및 의결사항
□ 그 간의 회의성과 및 경과(최근 개최된 회의에서)
○ 2007. 10. 17. 아르헨티나 Buenos Aires에서 개최된 TC 135 Closing Plenary
의 N322에서 2008. 8. 중국 Shanghai에서 열리는 WCNDT와 joint해 /SC 7, 8, 9
meeting 을 개최키로 결정
○ 2007. 10. 24. 아르헨티나 Buenos Aires에서 개최된 ISO/TC 135/SC S
meeting에서 ISO/NP 10878 승인 및 WG 1 구성 결정
○ 2007. 10. 24. ISO/TC 135/SC S meeting에서 아국에서 WG 1 결성 및 WG의
컨비너로 김원태 교수(공주대학교) 수임
○ 2008. 7. 중국 쓰촨에서의 대지진으로 2008. 8. 중국 Shanghai meeting이
2008. 10. 로 연기(ISO/TC 135 N330)
o 2009. 10. 25. ~ 200S. 10. 28. 중국 Shanghai, Exhibition Center (Rm3510)
에서 ISO/TC 135/SC S Meeting 개최
○ 2009. 11. 10. 일본 Tokyo, JSNDI에서 ISO/KSNT-JSNDI-Meeting 개최
ㆍNew Work item(SC 8, N018):Metallic Reference Block 검토
ㆍISO/DIS 10S7S의 JSNDI Comments 검토
○ 2009. 11. 11일본 Tokyo, JSNDI에서 ISO/KSNT-JSNDI- SCC Meeting 개최
ㆍTL_NDT General Guide of Infrared Thermography 검토
ㆍTT_NDT Concrete Reference block 검토
ㆍTT_NDT Diagnosis of Power installations 검토
o 2009. 11. 12. 일본 Yokohama, Pacifico Yokohama Center (Rm419)에서
ISO/TC 135/SC 8 Meeting 개최
□ 당 출장에서의 회의 일정
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Date Time Committee Notes
‘09. 11. 10. I4:00~I7:00 KSNT-JSNDI Tue
‘09. 11. 11. I4:00~I7:00 KSNT -JSNDI-SCC Wen
‘09. 11. 12. I3:30~I7:00 SC 8 meeting Thu
□ SO/TC 135/SC 8 Meeting 경과
○ 장소
Rm 419, Pacifico Yokohama Center, 1-1-1 Minatomirai, Nishi-ku, Yokohama
220-0012 Japan
○ Meeting 진행
- 의장, Dr. 이승석
- 간사, Dr. 최만용
- /WG 1 컨비너, Prof. 김원태
○ Membership 현황
- P member
: ABNT (Brazil), BSI (United Kingdom), BSN (Indonesia), DIN(Germany), JISC
(Japan), KATS (Korea), SA (Australia), Brazil(ABNT)
- O member
: AENOR (Spain), AFNOR (France), HZN (Croatia), IRAM (Argentina), SCC
(Canada), UNI (Italy), Romania(ASRO), Italy(UNI)
- Liaison
: TC 108/SC 5
○ 회의 참석자
- Korea, 이송석, 최만용, 김원태
- Japan, Mr. N. Ooka 외 5인
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- China, Dr. Hajime Hatano
- Indonesia, Dr. B. Venkatramen
- Canada, Prof. Maldague
- Taiwan, Prof. C. Chiang
○ 회의 경과
1) 2009-11-12 현재 진행 중인 ISO/NP 018, General Requirements for
Standard Specimen in Infrared thermography - NDT, Metallic Block의 voting 현
황
2) 2007-04-25 제안된 NP 검토
(1) N003, Standard Guide for Examing Electrical Installations with Infrared
Thermography
(2) N004, Infrared Thermography in NDT - Characters of equipment and
system
(3) N006， Standard Guide of NDT with Infrared Thermography
3) ISO/DIS NDT - Infrared Thermography - VocabulaIy
: Indonesia, Janpan， Brazil로부터의 Comments 검토
○ Agenda
1. Opening of the meeting (13:30)
2. Roll call of delegates
3. Adoption of the agenda， Doc. ISO/TC 135/SC 8 N022
4. Brief Report of ISO/TC 135
5. Report of the Secretariat
6. Status of ISO DIS 10878 Non-destructive testing - Infrared thermography
Vocabulary
7. Status of N 018 New Work Item Proposal : Non- destructive Testing -
General Requirements for Standard Specimen in Infrared Thermography -
Metallic Reference Block
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8. Discussion of previous New Work Items
: Doc. ISO/TC 135/SC 8 N 003, N1004, N 006
9. Other business
10. Plans for next meeting
11. Approval of Resolutions
12. Close of the meeting
2. 회의 시 논의된 국제규격(안)과 국내 산업의 관련성
□ 해당 국내 민간 업체 및 관련 단서
NO업 체 명 주생산품 주 소
담 당 자 전 화 FAX E-mail
1케이엠티엘 건설/비파괴진단
홍사장
2코린스계기 전력/비파괴진단
홍돈화
3메디코아 의료진단
조영신
4KNDT&i 설비/비파괴진단
이의종
5신계측기술정보 계측기술개발
이광호
6
한국전력연구원비파괴평가센터
전력/비파괴진단
김세경
7(주)앤스코 설비/비파괴진단
이종포
8(주)한국공업ENG 김세경
백재규
□ 논의된 국제규격(안)이 관련 산업계에 주는 영향
○ ISO TT_NOT국제규격을 확립하여 적외선열화상 비파괴 검사의 인프라 구축을
통한 세계적인 선도 기술 보유국이 될 수 있다
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○ 이와 규격의 개발로부터 보건, 원자력 원전설비, 방재, 다리, 댐, 공공시설 등의
SOC에서 기술적 진보의 기반 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.
○ 국제규격 개발을 이용한 비파괴 영상진단 기술은 기존의 비파괴 검사기술이 가
졌던 문제점들을 개선하여 계측기술 전반에 큰 기술적 파급효과를 기대할 수 있다.
○ 국내 산업의 국제 기술 경쟁력 확보를 위해서는 초고도의 비파괴검사 및 표준화
설계기술 개발의 초석을 이루어 적외선열화상 비파괴검사(TT) 기술이 다변화에 의
한 전체적인 비파괴산업의 국내 활성화를 이룰 수 있다
□ 논의된 국제규격(안)에 대한 국내 산업계의 대응 방안제시
① 시장중심의 전략적 표준화 추세
- 대만, 일본 공동 시장 참여를 위하여 해당국의 적극적 참여를 희망
- ISO 비파괴검사의 표준개발은 상호 시장 진입을 위한 Win-Win전략
② 적외선열화상 비파괴검사 분야 전문기관과의 협력 필요
- 적외선열화상 비파괴검사 분야는 일본(JSNDI), 미국(ASTM), 독일(DIN), 대만, 인
도 등 표준기관에서 ISO 표준화 활동의 전문가로 주도
③ 향후, ISO 국제부합회 평가체계 추진을 위한 기반구축 필요
- ISO를 기반으로 한 비파괴검사 인증, 규격 부합화 등 비파괴검사의 국제 부합화
적합성평가 요구 대두 예상
3. 주요 문서의 논의 결과 및 최종 협상결과
1) 2007-04-25 제안된 NP 및 N018 검토
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: ISO/DIS 10878 TT_NDT-definition of vocabulary and terminology의 진행 이
끝 나가므로 SC 8의 N003, N004, N006 의 담당 NP 제안국 선정
(1) N003, Standard Guide for I Examining Thermography - Korea and India
(2) N004, Infrared Thermography in NDT - Characters of equipment and
system - China
(3) N006, Standard Guide of NDT with Infrared Thermography -
(4) ISO/NP 018, General Requirements for Standard Specimen in Infrared
thermography - NDT, Metallic Block
: Korea
2) ISO/DIS NDT - Infrared Thenpography - Vocabulary
:Canada에서 commets 수정 및 검토
4. 평가 및 건의사항
□ 우리대표단의 활동(활동성과)
○ SC 8, N018 참조시편 NP 수행을 위한 합의 도출
- 브라질의 일반규격 선행 개발과 관련해 N018과의 병행 추진
○ ISO/DIS 10878 수정 코멘트 정리
- 아국의 컨비너가 국제규격 개발을 주도
- 일본, 인도네시아, 브라질 comments를 검토
- 캐나다가 보완 합의
○ ISO/TC 135/SC 8 N003, Standard Guide for Examining Electrical With
Infrared Thermography
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- 한국과 인도가 공동으로 NP 제안
○ ISO/TC 135/SC 8 018, General Requirements for Standard Specimen in
Infrared thermography - NDT, Metallic Block
- 한국서 제안한 NP의 승인을 위한 합의 도출
□ 관찰 및 평가
○ ISO/TC 135/SC 8의 중국 및 브라질의 참여 및 아국의 국제표준화 활동 다양화
가 예상되며 국내 비파괴검사의 시험, 진단 및 평가 등 비파괴검사 산업의 국제경
쟁력 확보를 위한 인프라구축이 시급하며 및 기술의 신뢰성 향상을 위하여 국제표
준화 선도적 대응 필요
○ ISO/TC 135/SC 8의 향 후 인도 및 캐나다의 추가 멤버 참가 예정이 예측되며
따라서 아국의 적외선열화상 비파괴검사의 국제표준 규격개발 지원 및 대책이 요구
○ 향 후 추가적인 NWI 및 NP 개발을 위한 회원국간 공감대를 공유함으로서 적외
선 열화상 비파괴검사 기술의 국제적 선도적 위치 평가
□ 건의사항
① 적극적인 ISO 표준화 활동 요구
- 각 TC/SC별 회원국의 투표 의무와 더불어 각국의 코멘트 및 표준개발을 위한
프로젝트의 전문가 참여 요구
- SC 8에 추가적인 참여 의사를 표명하고 있는 국가 및 관련 표준기관에서 ISO
표준화 활동의 전문가로 주도
② 정부, 업체 및 관련 표준기관과 협력 강화 대책
- 관련기구와의 연대를 통하여 ISO표준의 영향력 확대와 위상 정립
③ 우리기술의 국제표준 반영을 위한 표준화 전략적 추진 필요
- 표준 선점을 통한 국가경쟁력 강화 품목을 중심으로 표준개발 및 국제표준화 로
드맵 작성을 통한 전략적 추진 및 인프라 사업확대 필요
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부록 2
1. ISO/TC 135/SC 8 N 032
2. ISO/TC 135/SC 8 NP Draft
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1. ISO/TC 135/SC 8 N 032
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2. ISO/TC 135/SC 8 NP Draft
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부록 3
도쿄회의
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ISO/TC 135/SC 8 Meeting [JSNDI] 홰외출장
공주대학교 김 원 태
ㆍ추가 ISO/NP 협의
- 적외선열화상 일반지침서 (General Guide)의 ISO/WD 10878 작성 후 NP 필요성
- JSNDI의 적외선열화상 일반지침서 (General Guide) 완성 및 영문화 후 상호검토
- 2008.10. Shanhai ISO/TC 135/SC 8 Meeting서 Russia Dr. Vaviloy와 Canada
Prof. Maldague에 의해 언급된 전기/전력 적외선열화상 진단서에 대해 JSNDI에서
도 산업적 파급효과 및 그 중요성을 함께 공유
- 적외선열화상 전력설비 시험진단서의 ISO 규격개발 필요성 상호 공감
- 2009.11.12.에 ISO/TC 135/SC 8 Meeting에서 상기 일반지침서 및 전력진단서
의제
ㆍ비파괴 적외선열화상 공동연구 필요성 협의
- 동경대와 Bio-materials에 대한 적외선공동연구 협의
- 일본 국립신소재연구소와 동경대-일본국립신소재연구소-KRISS 공주대 정규 모
임 검토
- 일본 비파괴검사기술시장 및 기술동향자료 수집
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1. 보고자개요
■ 성명 : 김원태
■ 소속 : 공주대학교
■ 전화 : 868-5474, 팩스 : 868-5650
■ 이메일 :
2. 출장 (연수) 개요
■ 줄장기간 : 2009년 4월 8일 ~ 4월 11일 (3박 4일)
■ 학회명 및 출장지
■ KSNT-JSNDI Joint Meeting
■ Tokyo and Yokohama, Japan
3. 출장목적
■ ISO/WD 10878 점검 및 ISO/nP 개발협의.
■ IR Thermography 기술동향분석
4. 보고사항요약
■ KSNT-JSNDI Joint Meeting in Thermography
- ISO/WD 10878 수정 점검 및 CD 승인 검토
- (금속) 인증블럭 ISO/NP 개요 검토 및 향후 추가 ISO/NP협의
- 2009. 11.12. ISO/NP 135/8C 8 Meeting 개최 결정
■ InfraRed Thermography 기술개발 협의
- 콘크리트 및CFRP 인증블럭 개발현황회의 (오사카대)
- 적외선열화상 열탄성응력 기술개발검토 (동경공대)
■ NDT 비파괴 계측 및 InfraRed Thermography 동향 검토
- Tokyo Big Site Exhition 참가 및 NDT 일본기술 동향자료 수집
- Bio-materials Lab 방문 및 공동연구협의 (동경대)
- 일본 NDE 연구동향 전문가 meeting (일본 국립 신소재 연구소)
5. 건의사항
■ Thermography 산업적용 증가에 따른 ISO 국제규격에 대한 필요성 공감
■ Thermography 국제규격(ISO TC 135/SC8)을 포함한 ISO/NP 개발에 보다 적극
적인 참여로 기술적 우위를 확보할 필요가 있음.
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■ 동경대-일본국립신소재연구소-KRISS-공주대 간의 인프라가 확보됨에 따라 관련
국제공동연구 및 정기적인 기술/정보교류 체계 구축을 통한 기술적 국제우위 확보
인식 필요
6 수집자료명
■ 2009 APCNDT Brochure
■ 콘크리트 및 CFRP 연구동항 Layout (오사카대 제공)
■ Tokyo Big Site Exhibition 자료
- NOT 및 온도 측정계기/측정물성 자료
- Vision 및 Infrared Thermography
- Application of Thermography to Solids
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보고내용
ㆍISO/WD 10878 Review
- Canada 개정, Japan and UK comments 검토 및 간사국 편집 doc. 협의
- CD 일정을 가능한 앞당기도록 회원국간 상호협조 독려해 DIS 일정(09.9.10.) 추
진
ㆍMetal R.B. ISO/NP 일정검토
- SS(Stainless Steel) R.B.를 Metailc R.B.로 개정해 향후 NP doc. 작성
- 2009.11.12. 개최될 ISO/TC 135/SC 8 Meeting 전에 NP layout작성 및 회람
- Concrete 및 CFRP R.B 각각에 대해 Working group 구성
ㆍConcrete R.B. 및 CFRP R.B. ISO/NP 협의
- Concrete R.B.에 대한 NP 제안을 ISO/TC 135/SC 8 Meeting(2009.11.12)서 제
안
- CFRP R.B.에 대한 JSNDI 현재 진행되고 있는 기술개발 검토
ISO/TC 135/SC 8 meeting (JSNDI) 주요 협의 내용
■ ISO/WD 10878 review
■ 2009 APCNDT 기간중 ISO/TC 135/SC 8 Meeting 개최
■ Metallic Reference Block 의 ISO/NP 일정 협의
■ 추가 ISO/NP 검토
-Concrete R.B. -CFRP R.B-General guide -Power Installations
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부록 4
2009 적외선열화상 국제전문가 초빙 Workshop
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2009 Workshop Program oh InfraRed Thermography with Dr. Vavilov
□ Personal Information
- Name: VladimirVavilov
- Affiliation: Institute of Introscopy, Tomsk, Savinykh St., 7, Russia
- Position: Doctor and Professor, ASNT Level III
□ Invitation
- Inviter:Dr. Man Yang Choi
(cc. Prof. WonTae Kim, Kongju National University)
- Location: Korea Research Institute of Sciences and Standards, Daejeon,
Korea
□ Schedule
Official visiting period: May 20 (arriving) ~ May 23 (leaving), 2009
Date for workshop activities: May 21 ~ May 23. 2009
□ Program
First day, Thursday, May 21 (09:00 ~ 18:00)
- Testing and Diagnosis in Power installations
ㆍIntroduction and experimental layout
ㆍheory and Analysis
ㆍSimple testing and evaluation
ㆍISO Document Descriptions and NP development
Second day, Friday, May 22 (09:00 - 18:00)
- Training on ITC level program
ㆍNDT Basic
ㆍPdM Basic
ㆍIR Method lecture
Third day, Saturday, May 23 (09:00 ~ 12:00)
- Advanced Technology in IR
ㆍMethods and Applications in IR
ㆍFuture Standardization topics to be considered in ISO
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부록 5
APCNDT 발표논문
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[보고 서식 제3호 ④]
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