Key Factor Analysis for High-Reliability Immersion Phased Array Ultrasonic Testing of PQ IN718 Using a Meta-Model Approach

Nickel 기반 초내열합금 PQ IN718(Premium Quality Inconel718)은 항공기 엔진의 터빈 로터와 압축기 임펠러 제작에 널리 사용되나, 조대한 결정립 구조로 인한 초음파 감쇠와 산란으로 내부 결함 검출에 어려움이 있다. 본 연구는 Meta-Model 기법을 활용하여 PQ IN718 소재의 PAUT(Phased Array Ultrasonic Testing)에서 주요인자가 결함 검출에 미치는 영향을 분석하였다. 2.25 MHz와 5 MHz 탐촉자를 사용하여 Billet, Blisk, Disk 형상 시험편을 대상으로 수침식 검사를 수행하고, 주파수, 물거리, 초점 깊이, 결함 크기/깊이, 결함 유형의 6가지 인자를 분석하였다. 분석 결과, 물거리가 결함 검출에 가장 큰 영향을 미치며, 특히 2.25 MHz에서 민감도가 높았다. 또한 평면형 결함이 구형 결함보다 검출이 용이함을 확인하였다. 본 연구 결과는 시험편별 최적 검사 조건 도출과 손상 허용 설계를 위한 POD(Probability of Detection) 곡선 산출의 기초 데이터로 활용될 수 있으며, 항공우주 산업의 고신뢰성 초음파검사 시스템 구축에 기여할 것으로 기대된다.