우주 로켓용 그라파이트재료의 결함 자동으로 전방위 비파괴 검사하는 ‘전자주사식 어리에형 초음파검사 시스템’ 개발 日立엔지니어링(東京都 港區, 사장 永田一良)은 文部科學省 우주과학연구소의 협력을 얻어 우주 로켓용 그라파이트재의 결함을 자동으로 전방위 비파괴 검사할 수 있는 ‘전자주사식 어리에형 초음파검사 시스템’을 개발했다. 그라파이트재는 초음파의 산란과 감쇠가 크고, 전반 특성이 불균일하여 지금까지는 결함검출이 어려워 수작업으로 몇 개월이 걸렸었다. 이 시스템에서는 해석까지 포함하여 3시간이면 되고, 주파수를 바꾸면 그라파이트 이외의 검사도 가능. 개발한 시스템은 48소자(진동자)로 된 어러이플로브에 미소한 시간차를 주어 물 속에서 초음파를 송수신. 초음파 빔의 각도, 초점은 고속으로 자동제어한다. 여기에 기계적 주사를 조합시켜 내부결함을 고감도, 고 SN비(比)로 검출한다. SN비는 4로 종래의 2배. 미세결함을 검출하기 위해서는 고주파수를 사용할 필요가 있는데, 초음파의 산란, 감쇠가 커서 검사가 불가능하다. 그러나 저주파수일 경우에는 분해능이 나빠 결함을 제대로 찾지 못한다. 따라서 진동자 재료를 압전소자와 수지 콤포지트, 펄스 송신방식을 300볼트의 스퀘어펄스(종래는 150볼트, 인펄스 방식)로 하여 방사에너지를 크게 했다. 또 디지털 가산회로로 노이즈를 저감, 1메가헬츠의 저주파수에서도 제대로 전반할 수 있게 했다. 직경 3밀리미터 이상의 평면상 결함을 검출한다. 검사결과는 평면, 측면의 투영도를 표시, 결함의 위치, 치수, 방향, 분포 등을 알 수 있다. 수신파형을 모두 점수기록하기 때문에 자세한 파형 해석이 가능. 1호기는 아이 에이치 아이 에어로스페이스 富岡사업소(郡馬縣)에서 가동하고 있다. 로켓 노즐부의 그라파이트제 슬로트인사이트 부품은 취성 재료로 고온(3500℃), 고부하 환경 하에서 사용되므로, 결함이 있으면 파손의 요인이 된다. 00년 2월의 우주과학연구소의 M-V로켓발사 실패는 이 부품의 결함에 의한 파손이 원인으로 추측된다. 비파괴검사가 필요한데, 두께가 300밀리미터여서 X선이나 일반 초음파로는 어려웠다고 한다. (NK)