전도성 시험체를 대상으로 재질 내부의 이상 유무를 비파괴적으로 평가하는 대표적 기법에는 와전류탐상법(Eddy Current Test, ECT)이 있다. 이는 전자기 유도 원리를 기반으로 전도성 자성 재료 또는 비자성 재료의 다양한 물리적, 구조적, 또는 금속학적인 특성을 측정하거나 구분하는데 활용된다. 즉, 전도성 시험체에 교류전류가 흐르는 코일을 접근시키면 시간에 따라 변화하는 자계가 발생되어 도체에 작용된다. 도체를 투과하는 자속의 방향은 시간적으로 변화하므로 전자기 유도 현상에 의하여 도체에는 자속의 변화를 방해하려는 기전력이 생긴다. 이에 따라 도체에는 와전류가 형성되는데, 유도된 와전류의 크기 및 분포는 주파수, 도체의 전기 전도도와 투자율, 시험체의 크기와 형상, 균열과 같은 결함 등에 의해 변화한다. 이와 같이 시험체 내에 유도된 와전류가 재료의 특성이나 결함 등에 의해 변화되는 현상을 이용하여 결함 및 재질 평가를 수행하는 비파괴검사 방법을 와전류탐상법이라 한다. 이는 비접촉식으로서 특히 표면층 결함에 대해 검출 능력이 우수하고 열악한 산업 환경에서도 적용 가능하며 유지관리가 쉬워서 여러 분야에서 활용되고 있다.
와전류탐상법의 기본이 되는 물리현상은 전자기 유도 현상이다. 이 현상은 1831년에 Faraday와 Henry에 의하여 발견되었고, Maxwell에 의하여 수학적으로 정리되었다. 와전류 탐상 기술은 원자력발전소의 증기발생기 인코넬 세관에 대한 결함 탐지 분야와 관련하여 rotating pancake coil, multi-pancake coil 및 single pass array transmit-receiver probe 등으로 발전하여 사용되고 있다. 또한 step function의 전류를 코일에 가할 때 피검체에서 multi-frequency eddy current가 유기되는 현상을 응용하여, 일정 깊이 이하의 재질 상태에 대한 정보도 얻을 수 있는 Pulsed ECT 기술도 소개되고 있다. 이는 항공기 날개와 같이 다층 알루미늄 구조물의 부식 결함이나 표면경화강 시험체에 대한 경화 깊이 측정 등에 활용될 수 있다.
와전류탐상법은 여자코일(exciter)과 탐촉코일(sensor)의 배치 방법에 따라 앞에 소개한 전통적인 와전류탐상법과 원격장와전류법(Remote Field eddy current Test, RFT)으로 구분할 수 있다. 원격장와전류 기술은 전도성 배관 형상 피검체 내부에 위치한 여자기로부터 저주파 교류 전원에 의해 유기된 자기 에너지가 인근의 관벽을 투과 후 외벽을 따라 일정 거리를 흐르다가 다시 관 내부로 유입되는 관벽투과(through-wall transmission) 특성을 지닌 비접촉식 결함 평가 기술이다. 즉, 전도성 배관 내부에서 배관과 동일 축을 가진 여자기에 저주파 교류 전류를 가하면 자기장이 형성된다. 이 자기장은 배관 축을 따라 두 가지 방법으로 흐르게 된다. 첫 번째는 exciter에 의해 생성된 직접 자기장(direct magnetic field)이다. 그러나 직접 자기장은 exciter 부근의 전도성 배관과 상호 작용하면서 배관 벽체 내에서 생성된 와전류의 작용으로 배관 축을 따라 급속히 감쇠 된다. 한편 exciter 부근 배관 벽체를 표피효과(screening effect)를 극복하고 투과하여 배관 외부에 도달한 자기장은 별 어려움 없이 배관 외부를 따라 축 방향으로 흐르게 된다. 축 방향으로 일정 거리를 지난 지점에서는 이 외부 자기장이 내부의 급속히 감소된 직접 자기장보다 그 크기가 크게 되는데 이를 원격장(remote field)이라 한다. 원격장은 초기에 far field라고 불리었으나, 초음파에서 탐촉자 음장 분포에 사용되는 near field 및 far field와 혼돈을 피하기 위하여 remote field로 바뀌어 사용되고 있다. 이 영역에서는 외부 자기장이 배관 내부로 다시 투과하여 들어오게 되면서 배관 벽체와 상호 작용하게 되고 이 과정에서 원격장와전류가 유기된다. 벽체에 유기된 원격장와전류를 sensor 코일로써 신호의 크기와 위상차를 획득하여 배관의 이상 유무를 평가할 수 있다. 원격장와전류 기술은 배관벽 투과 특성을 지녔기 때문에 배관의 내․외벽 손상 평가에 가장 적합한 기술의 하나로 간주되고 있다.
RFEC 기술은 1950년대 Shell사에서 개발되어 유정 관의 내․외부 부식 평가에 응용되다가, 1980년대에 Canada의 Queen's University에서 본격적인 기초 및 응용 연구가 이루어진 기술이다. 대규모 취수 관로에 사용되는 강화(prestressed) 콘크리트 압력과(concrete pressure pipe) 내의 prestressed wire 손상 평가 분야, CANDU 핵연료 채널의 건전성 평가 분야, 대형 가스배관의 응력부식균열 탐지를 위한 스캐닝 분야, 열 교환기 세관의 곡관부 잔류응력 평가 등에 많은 응용 연구가 수행된 바 있다. 상업적으로는 열 교환기 세관 비파괴검사(Russell Technologies), 주철관으로 이루어진 수도관로의 비파괴평가(Hydroscope Canada), 그리고 대구경 상수관 혹은 원전 취수관 등과 같이 고압의 물 수송에서 사용되는 강화콘크리트압력관의 prestressed wire 손상 평가(Pressure Vessel Inspection Company)에 RFEC/TC(Transformer Coupling) 기술이 적용된 바 있다.
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