열차운행에 따라 철도레일에 반복적으로 가해지는 높은 하중은 레일에 결함을 발생시키게 되며 결함이 진전될 경우 궁극적으로 레일의 파손을 유발할 수 있다. 레일의 파손은 많은 유지보수 비용을 유발시키며 나아가 열차탈선이라는 안전문제와 직결되어 있어 레일의 결함을 조기에 검출할 수 있는 효율적인 비파괴 검사법(NDT)이 필요하다. 특히, 레일과 같이 길이가 매우 긴 연속체 구조물을 효과적으로 검사하기 위해서는 고속탐상을 통한 시간단축이 실용화를 위한 주요 요구조건이 된다. 이에 본 연구에서는 비접촉으로 고속탐상이 가능한 비파괴 검사기술인 누설자속탐상 (Magnetic Flux Leakage, MFL) 기술의 기반으로 철도레일 결함 탐상을 위한 적용 가능성을 검증하였다. 검증은 다양한 위치와 크기를 갖는 5가지 종류의 결함레일 시편에 자체 제작한 MFL 센서를 적용하여 결함검출 가능여부를 확인하는 방법으로 진행하였다. 시험결과 수직 및 대각선 방향의 국부손상에 대해 자속누설 신호가 잘 검출 되었으며 이를 통해 누설자속탐상 기술의 철도레일 적용 가능성을 확인할 수 있었다. 향후 연구를 통해, 철도레일 단면에 최적화된 센서부 제작 및 고속탐상이 가능하도록 신호처리가 이루어진다면 철도레일 국부결함 검출을 위한 매우 효과적인 비파괴 검사법이 될 것으로 기대된다.

• 강동훈(한국철도기술연구원 교통신기술연구실) | Donghoon Kang 교신저자
• 김주원(성균관대학교 u-city 공학과 박사과정) | Ju-Won Kim
• 최기수(성균관대학교 건축토목공학부 석사과정) | Ki su Choi
• 박승희(성균관대학교 건축토목공학부 조교수) | Seunghee Park