북한이 펄스 와전류 장치를 이용한 비파괴검사 기술을 연구하고 있는 것으로 알려졌다.

북한 김책공업종합대학은 8월 18일 홈페이지를 통해 비파괴적인 검사에서는 제품을 손상시키지 않고 결함의 크기와 모양, 상태를 평가하게 된다고 소개했다. 

대학은 비파괴적검사 방법에는 회리전류검사(ECT), 초음파검사, X선 검사 등 여러 방법이 있다고 설명했다. 초음파검사방법은 정확성과 재현성이 좋지만 검사시편에 직접 접촉해야 하고 특수한 액체를 바르는 등 공정이 복잡하고 원가가 비싸며 X선 검사법은 운영자들이 방사선에 노출될 수 있다는 결함이 있다고 한다. 

하지만 회리전류기술은 구조가 비교적 간단하고 검사 시편과의 직접적인 접촉이 없으며 원가가 저렴하고 검사 속도가 빠른 장점을 가지고 있다는 것이다. 

대학은 ECT에서 자극 전류로 정현파를 이용하는 경우 출력이 증가하면 자극 코일이 가열돼 파손될 수 있으며 주파수를 높이면 결함을 검출할 수 있는 깊이가 제한된다고 지적했다.

반면 임풀스회리전류(PEC) 기술은 이러한 제한성을 극복할 수 있다는 것이다. PEC 기술은 강자성 재료로 된 압력 동체나 관의 넓은 구역에 대한 비접촉식 검사에 널리 이용된다고 대학은 전했다.

대학이 소개한 PEC는 Pulsed eddy current로 펄스 와전류 또는 와전류 펄스 장비로 불리기도 한다. 와전류는 도체 주변의 자기장이 급격히 변화할 때 전자기 유도로 발생하는 소용돌이 형태의 전류를 뜻한다.

대학은 PEC 기술로 비자성 재료의 내부 결함을 탐지할 때 중요한 것이 자극 전력을 증가시키는 것과 감도를 높이는 것이라고 지적했다. 하지만 펄스의 진폭, 너비와 같은 파라미터들은 한계값 이상으로 증가시킬 수 없다는 것이다. 결함이 있는 부분과 없는 부분의 차동 신호를 얻어 결함을 식별할 수 있어야 한다고 대학은 설명했다. PEC 탐침 설계에서 기본은 결함 가까이에서 자기장이 최대한 집중되도록 최적화하는 것이라고 한다.

대학은 조광명 기계과학기술학부 연구사가 동심형수감부(센서)의 유한 요소 모형을 작성하고 비교적 감도가 높은 센서의 형태를 얻어내고 그에 기초해 센서를 제작했다고 한다. 또 같은 방법으로 차동형 센서를 제작하고 동심형 센서와 대비 실험을 진행했다는 것이다.

대학은 두께가 4mm인 스테인리스 강판에서 표면 아래 3mm깊이에 위치한 내부 결함을 통해 동심형 센서의 신호가 최대로 되는 구조치수를 확정하고 센서를 제작해 실험을 진행했다고 한다. 동심형 센서는 결함의 유무는 판정할 수 있었으나 그 크기나 깊이는 정확히 판정할 수 없었다는 것이다. 차동형 센서를 제작해 실험한 결과 신호 세기가 매우 크고 결함의 깊이에 따라 뚜렷한 변화가 나타났으며 신호를 증폭하지 않고도 충분히 처리할 수 있었다고 한다.

연구를 통해 차동형 센서가 비자성 재료에 대한 내부 결함 탐지에 효과적이라는 것을 실증했다고 한다.