Simulation-Based Multi-POD Analysis for Immersion PAUT Reliability Evaluation of Waspaloy Material

첨단 항공엔진 소재는 고온, 고압, 초고속의 극한 환경에서 운용되어 Ni계 초내열합금인 Waspaloy가 널리 사용된다. 그러나 대부분 해외 수입에 의존하고 있어 국내 주도 개발이 진행중이며 부품 소재 관련 요구도를 만족하여야 한다. 이러한 소재 부품의 신뢰도 확보를 위해 비파괴검사가 수행되고 있으며 대표적으로 수침 위상배열초음파검사(PAUT)가 적용된다. 본 연구에서는 시뮬레이션 기반으로 Waspaloy 소재에 대한 수침 PAUT의 Multi-POD(Probability of Detection) 기법을 통한 신뢰도 분석을 수행하였다. 5 MHz 탐촉자 데이터기반 시뮬레이션 모델을 구축하고, Meta-Model을 활용하여 결함 유형, 길이, 깊이, 기울기, 물거리, 초점거리에 대한 민감도 분석을 수행하였다. 분석 결과 물거리, 결함 길이 및 깊이가 검출에 가장 큰 영향을 미치는 인자로 확인되었다. 이에 물거리와 결함 길이를 주축으로 하고 결함 깊이를 3개의 범위로 나누어 결함 유형별 Multi-POD를 산출하고 인자 간 상호작용을 정량화하여 나타내었다. 기존 POD 곡선과 달리 검사 인자들간의 복합적인 영향을 체계적으로 분석할 수 있으며 이는 항공우주 산업에서 보다 포괄적인 비파괴검사 신뢰도 평가 체계를 제공할 것으로 기대된다.