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과제현황 목록

과제기본정보

친환경 자주식 위상배열 초음파 탐상 시스템 개발3년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술사업화지원 과제번호 22TBIP-C155843-03
국가과학표준분류 1순위 원자력 | None | None 적용분야 제조업(전기 및 기계장비)
2순위 화학공정 | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 재료 | None | None 과제유형 개발
과제명 친환경 자주식 위상배열 초음파 탐상 시스템 개발
주관연구기관 샬롬엔지니어링(주)
총괄연구 책임자 성명 황상원
소속 샬롬엔지니어링(주) 직위 수석연구원
전화번호 070-7404-7000 FAX 031-737-2880
총 연구기간 2020-04-01 ~ 2022-12-31
당해연도 연구기간 2022-01-01 ~ 2022-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
3차년도 256,000,000 17,470,000 157,150,000 174,620,000 430,620,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 □ 열차안전운행 확보, 승차감 향상 및 유지보수 최적화를 위한 자주식 위상배열초음파 탐상시스템 개발
? 자주식 위상배열초음파 탐상 모듈 개발(검측속도 10km/h)
? 친환경 자주식 탐상전용 트롤리 개발
? 자동 결함분석 프로그램 개발

- 목표사양
?위상배열초음파 탐상시스템 : 검측속도 10km/h, 내부결함, 결함크기 2 mm 이상 검출, 결함 발견율 80% 이상
- 주행속도 20km/h 이상 탐상전용 자주식 트롤리 개발
- 검측시스템 형식승인시험 및 시운전
- 레일결함 검측시스템 성능평가 기준 및 절차서 개발
?KS/ISO 규격 기반 : 초음파 장치 성능평가 기준 도출/성능평가 절차서 개발
- 탐상장비 운영 및 유지보수 매뉴얼
- 탐상장비 성능검증 테스트베드 구축
최종목표 ○ 철도레일의 내부균열 정밀검사 선행기술(휴대형 위상배열 초음파 레일탐상 장치)를 응용한 ‘친환경 자주식 위상배열초음파 레일결함 탐상 기술’ 의 사업화 추진

○ 연구개발 세부목표
- 자주식 위상배열초음파 레일 결함탐상 모듈
(검측속도 10km/h 이상, 결함크기 2 mm 이상, 발견율 80% 이상)
- 친환경 자주식 탐상전용 트롤리
(주행속도 20km/h 이상, 배터리 방식)
- 결함 자동 분석 프로그램
- 유지관리/운영기준 메뉴얼 구축
연구내용 및 범위 기 개발된 ‘휴대형 위상배열초음파 탐상시스템 기술’을 응용하여 친환경적인 고속/고정밀 탐상시스템 기술의 성공적 상용화를 위해 다음과 4단계로 연구 추진

○ 1단계(기존 및 응용기술 완성) : 기존 보유 기술의 문제점을 보완하고 이를 응용한 고속/고정밀 탐상시스템 기술의 완성도 향상 및 설계기술 정립
- 고속?고정밀 기술에 대한 실용화 장애요인 분석 및 탐상시스템 개선 사항 도출
- 친환경을 고려한 구동방식 기술요건 도출 및 선정
- 탐상 전용 트토리에 대한 유한요소 해석 기반으로 한 구조안전성 검증 및 설계절차 도출

○ 2단계(성능시험검증) : 대상 기술의 성능검증 및 설계, 운영, 유지관리 기술의 정립 및 제작된 시험편을 통한 성능 검증
- 정량화 및 표준화된 시험편 제작 및 시험을 통한 결함평가, 성능검증 및 현장 적용성 검증
- 주행 안전성 및 승차감 검토 및 검증
- 레일결함 탐상과 결과분석을 위한 운영 및 유지관리 매뉴얼 작성
- 사용성과 효율성 향상을 위하여 운영기관의 레일탐상 담당자와 비파괴 전문자문 실시
- 시험체에 대한 실험을 수행 하고 실험 결과분석을 통해 실질적 성능을 검증함으로써 기술의 실용화를 위한 공학적 근거 마련

○ 3단계(시스템 현장검증) : 정량/표준 시험편을 통하여 성능이 검증된 고속/고정밀 탐상기술의 실용화를 위해 실제 운영선에 시험편 부설하고 현차시험을 통한 실 적용성 검증
- 대상기술의 현장 시험검증을 위한 시험부설 부지 선정 및 형식승인시험 절차 수립
- 레일 부설을 위한 시공 계획 수립 및 제작, 협의
- 실질적인 현장 적용성을 검증을 위하여 테스트베드 시험시공실시 및 현차주행시험을 통행 실제 운영선에서의 기술에 대한 정확성, 주행안전성, 환경성 등의 우수한
성능과 기술성·경제성·유지관리성 등을 분석함

○ 4단계(사업화준비단계): 실용화된 개발기술의 사업화 추진을 통하여 과제의 최종목표인 기술 제품화 및 사업화를 달성
- 개발기술에 대해 비파괴 전문가, 운영기관 탐상 담당자 및 구매부서 입회하 성능 입증
- 실용화된 개발기술의 사업화 활성화를 위해 기술에 대한 전문기관을 통한 가치평가와 마케팅 전략을 수립하고 활용하여 개발기술 홍보를 수행
- 개발 기술에 대한 기술실시를 통한 철도운영기관, 개발기업 등의 기관과 기술이전 및 협약 등 기술실시계약을 달성함
- 현장실적 확대를 위해 철도운영 기관 등을 대상으로 기술 상용화 실적을 확보
- 검증된 기술에 대하여 지속적인 판매실적 증가 및 양산 시스템 구축을 통한 매출 증대로 국내의 기술사업화를 달성하며 추가적으로 해외 시장 개척 방안 모색
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
3차년도 주관연구기관(샬롬엔지니어링)
자주식 위상배열 초음파 탐상시스템 개발 요구사항 분석 및 시스템 구성 설계

공동연구기관(투트랙)
레일결함 검출 사용자 요구사항 분석

- 위탁연구기관(광주도시철도공사) : 테스트베드 후보지 선정
주관연구기관(샬롬엔지니어링): 자주식 위상배열 초음파 탐상시스템 레이아웃 설계
? 개발 요구사항 분석
? 하중/강도설계, 전원부 설계, 센서부 지그 설계
? 고속 검측 초음파 탐상 모듈 설계
? 접촉매질 공급부 설계, 위치인식/이동거리 계측부 설계
? 레일검측 통합 컴퓨터부 설계, 주변 제어부 설계

공동연구기관(투트랙) : 레일결함 조사 및 분석
? 결함유형 정의 및 검출한계 분석
? 레일결함 유형별 레일 결함 시험편 현황조사
? 결함 레일 절손사례 및 절손 메커니즘 분석

위탁연구기관(광주도시철도공사) : 테스트베드 구축 사전조사
? 검측장비 적용 요구사항 도출
? 테스트 베드 구축에 필요한 요구조건 도출
연구성과 기술적 기대성과 ○ 기술적 측면
- 10km/h의 검측속도로 고정밀 검측이 가능한 기술로 우수한 결함검측과 분석으로 수요처 요구사항 만족으로 실용화 추진
- 세계 최초 고속으로 위상배열초음파의 철도 적용으로 국내 궤도유지보수 기술 경쟁력을 세계적 수준으로 향상
- 국가R&D사업을 통해 개발된 탐상기술 및 기술이전 및 기술사업화 도모
- 궤도분야의 우수한 전문 인력을 양성함으로써 궤도유지보수 분야 기술 수준을 한 단계 향상
사회 경제적 파급효과 ○ 경제, 산업적 측면
- 고속?고정밀 위상배열초음파 탐상기술의 국산화로 구매비용 절감 및 유지보수 비용 절감
- 개발기술 실용화를 통해 중소기업 신규 수익 및 고용 창출
- 궤도 개량 사업 시장을 선점함으로써 국내 철도 인프라 분야의 해외 시장 진출에 기여

○ 사회적 측면
- 자주식 위상배열초음파 레일탐상 시스템개발로 정확한 레일결함 검측과 이에 따른 신속한 레일 보수 및 교체 등 유지보수를 통한 양호한 궤도상태 관리가
가능하며,
- 철도차량 운행의 주행안전성 및 승차감 확보로 철도 이용 고객만족도 향상 가능
- 일반?도시철도 등 철도운영기관 기술 적용을 통한 철도 시설물 관리에 대한 대국민 신뢰도 향상 기대
활용방안 - 도시철도 운영환경에 최적화된 자주식 초음파 레일탐상 시스템 제작을 통해 외산 레일탐상 차량 대체
- 국내
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 친환경 자주식 위상배열초음파 레일 결함탐상 내부결함
영문 ECO Self-propel Phased array Ultrasonic Rail-damage detection Internal defect
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