샬롬엔지니어링, 위상배열초음파 기술…AI 철도차량 검수체계 전환 '마중물'
'차륜 자동검사시스템' 국가 R&D 공동 수행
위상배열초음파 기술, 차륜구조 최적화 적용
AI 분석 융합, 차륜 검수체계 자동화 구현 목표
"위상배열초음파, 선행 투자·자체 개발 지속"
鐵車 유지보수 신뢰·효율성↑, 운행 안전 확보


샬롬엔지니어링이 자체 구축한 철도차량 차륜 자동검사 시험장비(위상배열 초음파 탐촉자, 차륜 리프팅 장치 및 자동회전 장치). / 사진=샬롬엔지니어링

샬롬엔지니어링이 보유한 '위상배열초음파(PAUT, Phased Array Ultrasonic Testing)' 기술이 철도 시설뿐만 아니라, 차량 스마트 유지관리 시스템 구축에 '마중물'이 되고 있다.

샬롬엔지니어링은 국토부와 국토교통과학기술진흥원(KAIA)가 추진하는 국가연구개발(R&D) 사업인 '철도차량 차륜 자동검사시스템 기술개발 사업'에 선정됐다.

이번 R&D는 한국철도공사(코레일), 투아이시스, 알에프컴, 한국산업기술시험원(KTL), 국립한국교통대학교와 함께 공동 수행한다. 사업은 오는 2029년까지 추진할 예정으로, 지난달 8일 서울에서 공식 착수보고회를 가졌다.

샬롬엔지니어링은 코레일과 공동으로 '위상배열초음파' 기술을 활용한 레일 검사 장비를 개발해 실용화했다. 현재 국내 철도운영기관뿐만 아니라 베트남 등 해외 시장에도 이 장비를 공급한 실적을 갖고 있다.

또 위상배열초음파 기술을 기반으로 고속 주행 환경에서도 레일 내부의 결함을 정밀하게 검출할 수 있는 전기배터리 구동 방식의 친환경 레일탐상차를 개발·실증한 경험도 확보하고 있다.

이행섭 샬롬엔지니어링 사장은 "이러한 기술 축적을 기반으로, 철도차량 차륜 내부 결함 검사 분야로 확장하기 위해 '위상배열초음파' 기술에 대한 선행 투자와 자체 개발을 지속해 왔다"고 설명했다.


철도차량 차륜 자동검사 시험 모습(탐촉자 밀착 및 정렬, 리프팅 및 회전 제어, 차륜 초음파 탐상). / 사진=샬롬엔지니어링

특히 샬롬엔지니어링은 자체적으로 차륜 자동검사 시험장비를 구축해 실체 차륜을 대상으로 탐촉자 구성, 입사 조건, 주사 경로, 신호 취득 및 분석 절차에 대한 사전 테스트를 수행했다.

이를 통해 차륜 형상과 재질 특성에 따른 결함 검출 가능성과 시스템 적용 타당성 등을 미리 검증했다.

철도차량 차륜은 운행 중 반복 하중과 충격 등에 의해 내부 균열이나 결함이 발생할 수 있다. 이를 적기에 발견하지 못하면, 차량 유지보수 효율성과 주행 안전성이 저하될 우려가 있다.

기존에는 인력 중심의 수동 검사 방식으로 이뤄지고 있다. 이러한 방식은 검사자의 숙련도와 판독 경험에 따라 결과에 편차가 발생할 수 있고, 반복성 및 재현성 확보에도 한계가 있다.

이번 '철도차량 차륜 자동검사시스템' R&D에선 다수의 초음파 소자가 가진 시간을 제어하는 '위상배열초음파' 기술을 차륜 구조에 최적화해 적용한다.

또 검사 데이터를 AI 기반으로 분석함으로써 △차륜 내부 결함의 정밀 검출 △판정 객관화 및 검사 공정 자동화 구현을 목표로 한다.


위상배열 초음파 탐상 및 결함신호 분석 소프트웨어(S/W). / 사진=샬롬엔지니어링

특히 이번 R&D를 통해 개발되는 시스템을 현장에 적용하면, 차륜 내부 결함 유무를 보다 객관적이고 정량적으로 판별할 수 있는 체계를 구현할 수 있다.

이를 통해 향후 철도차량기지 내 차륜 검수체계를 자동화하고, 디지털화 및 스마트 유지보수 체계 고도화를 촉진할 것으로 기대된다.

이행섭 샬롬엔지니어링 사장은 "이번 연구과제 선정은 철도차량 차륜 검수 체계를 데이터 기반의 스마트 검수 체계로 전환하기 위한 중요한 출발점"이라고 강조했다.

그러면서 "위상배열초음파 AI 분석 기술을 융합해 철도차량 유지보수의 신뢰성과 효율성을 높이고, 열차 운행 안전 확보에 기여할 수 있도록 성실히 연구개발을 추진하겠다"고 밝혔다.

/ 장병극 기자
[출처 : 철도경제신문(https://www.redaily.co.kr)