Optimized Bobbin-Probe Inspection Technique for Crack Detection in SA688 TP304L Heat Exchanger Tubes of Nuclear Power Plants

원자력발전소의 고압급수가열기는 SA688 TP304L 스테인리스강 전열관으로 구성되며, 급수와 증기 간의 열교환을 통해 발전 효율을 높이는 핵심 설비이다. 그러나 전열관은 제조 과정에서 발생한 높은 잔류응력으로 인해, 가동 초기부터 입내응력부식균열(Transgranular Stress Corrosion Cracking, TGSCC)이 발생하기 쉽다. 이러한 균열은 마모 등 체적 결함에 비해 와전류 임피던스 변화가 작아 탐지가 어렵기 때문에, 효과적인 검출을 위한 최적의 비파괴검사 기법 개발이 요구된다. 본 연구에서는 와전류탐상검사(Eddy Current Testing, ECT)를 적용하여 균열 검출 성능을 분석하고, 최적의 보빈 검사 기술을 개발하였다. 다양한 깊이와 길이의 인공결함 시험편을 제작한 후, 다중주파수를 적용하여 ECT 신호의 진폭 및 위상각을 분석하였다. 그 결과, 차동 코일 Ch.3(140kHz)가 가장 우수한 검출 성능을 나타냈으며, 축 방향 결함이 원주 방향 결함보다 더 높은 신호 진폭을 보였다. 또한, 주파수에 따라 결함 검출 민감도와 신호 특성이 달라짐을 확인하였다. 본 연구는 균열 결함 특성과 주파수 조건에 따른 최적화된 ECT 분석기법을 제시함으로써, 전열관 균열의 조기 탐지와 유지 관리 효율성 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.