Far-Side Advanced PAUT (FMC-TFM, PCI) Simulation of Stainless Steel Welds Considering Grain Structure Characteristics

원자력 발전 설비 안전등급 1·2의 오스테나이트계 스테인리스강 배관에서 접근 제한 용접부의 검사체적을 확보하기 위해서는, 한쪽면 PAUT 적용에 대한 다자비교 기반 실증과 물리 기반 시뮬레이션의 병행 검증이 필요하다. 본 연구에서는 Ogilvy 모델을 적용하여 용접부 이방성으로 인해 편향된 초음파 빔의 진행 방향을 예측하였으며, 이를 바탕으로 주요 모드변환 시나리오를 통해 빔 전파 경로와 결함 신호 특성을 해석하였다. 시뮬레이션 결과는 실제 검사 데이터의 S-scan 및 TFM 영상과 구조적 유사도(SSIM)로 정량 비교하여 신뢰성을 분석하였고, 이를 통해 최적 파라미터를 도출하여 물리 모델을 수립하였다. 구축된 모델을 바탕으로 결함 위치, 탐촉자 구성, 주사 각도 등 다양한 NDT 시스템 조건에 대한 기초 데이터를 생성하였으며, FMC 데이터를 이용해 Phase Coherence Imaging(PCI)을 합성하여 적용성을 평가하였다. 그 결과, PCI는 관통두께 대비 10% 깊이 결함까지 안정적으로 검출하였고, 타 기법 대비 결함 팁 및 코너 신호의 분리가 향상되어 깊이 사이징의 정확도를 높였다.