터보차저 검사를 위한 산업용 내시경

터보차저 검사를 위한 산업내시경

[배경]

자동차 업계에서는 전기차, 하이브리드차 등 친환경차 확산으로 연비가 점차 개선되고 있으며, 내연기관 엔진은 배기량이 작고 갈수록 작아지고 있습니다. 그런 가운데 차량 출력을 유지할 필요가 있어 1980-1990년대에 널리 보급된 터보 기술이 이제 고연비와 고출력을 동시에 달성하기 위한 상반된 수요에 대응하기 위해 다시 주목받고 있습니다. 유럽의 자동차 제조업체들은 터보차저가 추가된 1,000-1,500cc 엔진을 장착한 연비 효율이 좋은 소형 자동차를 생산하고 있으며, 터보차저의 품질 관리 및 검사에 큰 비중을 두고 있습니다.

[문제]

터보차저에는 배기가스의 운동에너지를 이용하여 충전 중 압력을 높이기 위해 로터리 터빈이 들어 있습니다. 또한 공기통로를 단계적으로 좁혀 압력을 높이는 구조로 복잡한 달팽이 모양을 띠고 있습니다. 따라서 터빈 케이싱은 주조된 구성품입니다.

주조 구성품의 경우, 융용된 재료가 모래 금형의 모든 부분에 도달하여 적절한 모양을 형성하는지 확인하는 것이 중요합니다. 모래 금형을 완전히 제거하고 다른 구성품과 접촉하는 모든 부분을 가공해야 합니다. 그 과정 중에 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.

용융된 재료의 온도가 1,000°C까지 올라가기 때문에 모래를 연소시켜 재료가 금형에서 깨끗하게 이탈되는 것을 방지할 수 있습니다.
금형에 재료를 부을 때 공기가 유입되어 캐비티가 생길 수 있습니다.
정교하게 구조화된 부분에서 모래가 완전히 제거되지 않아 해당 부분이 막힐 수 있습니다.
고온에서 융용된 재료가 냉각되고 응고되면 균열과 수축 캐비티가 생길 수 있습니다.
버 또는 칩이 구성품에 떨어져 남게 될 수 있습니다.

이런 문제는 직접 들여다볼 수 없는 깊은 곳에서 발생하고 간과되기 쉬운 경우가 많습니다. 또한 각 부품 설치 후 변위가 발생했는지 여부도 검사할 필요가 있습니다. 따라서 가장 빠르고 신뢰성이 높은 품질검사 방법인 산업내시경으로 내부 검사를 수행합니다. 내시경으로 주로 달팽이 모양의 구성품 내부를 검사하고 설치된 터빈과 터보차저 케이스 사이의 간극을 검사합니다.

[Olympus 산업내시경을 사용하여 촬영한 주조 구성품 내부의 균열 및 칩 이미지]

[Olympus 특유의 이점]

터보차저 내부 검사에 가장 많이 사용되는 Olympus의 산업내시경에는 지름 2.4-6.0mm, 길이 2m의 유연형을 비롯해 검사에 적합한 다음과 같은 다양한 특성이 있습니다.

방진 및 방적 성능: 이러한 산업내시경은 각각 방진 및 방적 성능을 갖추고 있어 주조 공장에서 발생하는 먼지와 가공용 절삭유가 있는 환경에서도 사용할 수 있습니다.
다양한 광학 아답터 유연형의 내시경마다 다양한 검사 용도에 따라 선택할 수 있는 광학 아답터 제품군이 준비되어 있습니다.
내구성이 뛰어난 삽입 튜브: 유연형 내시경에는 텅스텐 브레이드를, 강성형에는 스테인리스강이 채택되었습니다. 두 유형 모두 검사를 위해 빈번한 삽입을 견딜 수 있는 소재가 사용됩니다.
사용자가 목표 지점을 쉽게 관찰할 수 있는 팁 만곡 메커니즘: 유연형의 내시경의 팁은 손으로 조작하여 적절하게 조작할 수 있습니다.