[기계공학실험] Ultrasonic Testing {비파괴검사(Non-Destructive Examination : NDE}

소개글

[기계공학실험] Ultrasonic Testing {비파괴검사(Non-Destructive Examination : NDE}에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 제목

2. 실험 개요

3. 실험 목적
3.1 비파괴 검사의 목적
가. 신뢰성 향상
나. 제조기술의 향상 및 개선
다. 제조원가의 절감

4. 실험 기기

5. 실험 방법

6. 결과 및 고찰

본문내용

을 통해 알 수 있다. 10.21mm, 13.19mm, 14.60mm 같은 것들 이 결과값 사이에 중간중간 나타나는 신호인데 이는 측정된 결과값에 여러 가지 많은 요소들로 인해 방해를 받거나 굴절된 비정상적인 echo라 볼 수 있다. CRT에 나타난 수치는 신호의 절반만 계산되어 나타남으로 비정상적인 echo가 어떻게 발생하게 되 었는지 알기 위해서는 나온 값에 2배를 해줘야 원래의 신호 길이로 나타나게 된다.
① 10.21 × 2 = 20.42
② 13.19 × 2 = 26.38
③ 14.60 × 2 = 29.2
① 같은 경우는 20.42로 1번째 수치를 2배(22.82) 한 것에 약간 미치지 못함으로 ① 번 echo는 2번째 경계면을 지나 바닥까지는 완벽하게 미치지 못하고 tranducer로 되돌아온 것으로 볼 수 있다. 또는 2번째 경계면까지 닿은 후 반사되어 표면까지 올 라와서 다시 내려갔는데 1번째 경계면까지 도달하지 못하고 중간의 불순물이나 여러 가지 장애물, 주변상황 때문에 다시 표면의 tranducer로 돌아온 것일 수 도 있다.
② 같은 경우는 26.38로 3번째 수치를 2배(26.16) 한 같과 거의 근사함으로 ②번 echo는 첫 번째 경계면에서 반사되어 다시 표면으로 왔다가 다시 첫 번째 경계면에 도달하여 표면의 tranducer로 반사된 형태가 될 것이다.
③ 같은 경우는 수치가 29.2로 2번째 수치의 2배값과 1번째 수치의 2배 값을 하면 29.618로 ③번 echo는 2번째 경계면에서 반사되어 표면까지 올라오고 표면에서 또 다시 반사되어 1번째 경계면 까지 내려왔다가 반사되어 다시 표면의 tranducer로 도 달한 경우이다.
실험3. 사각 입사 초음파의 반사 현상 : 사각 탐상
Figure 1,2의 S(sound path), D(absolute depth), P(projection distance)값을 측정 하시오.
<그림 1.3>을 참고하여 측정된 값의 1/2이 S, D, P값임을 알 수 있다.
- S(sound path) : 39.29 mm
- D(absolute depth) : 19.645mm
- P(projection distance) : 34.025mm
Figure 1,2와 같이 탐촉자를 index 기준으로 좌우로 위치를 바꾸면서 원형 아크릴에 서 반사한 신호와 사분원에서 반사한 신호를 관찰하시오.
원형 아크릴에서 반사한 신호의 echo amplitude가 완만하게 변하는 반면 사분원에 서 반사한 신호의 echo amplitude는 급격히 변하는 이유를 설명하시오.
- figure 2에서와 같이 transducer를 그림과 같은 부근에서 좌우로 조금씩 움직여보 니 어떤 한 순간에서 echo가 갑자기 증가하였다. 그러나 그 부분은 매우 짧았고 그 부분을 지나치면 거의 echo가 나타나질 않았다. 반대로 figure 1에서 transducer를 그림과 같이 조금씩 좌우로 움직여 보니 조금씩 echo가 나타나다가 점점 커졌다가 최대값을 기록하고 다시 점점 작아지는 양상을 보였다. 이런 이유는 figure 2에서는 시편이 모두 steel로 60°의 각도를 가지고 있는 transducer가 굴곡진 시편에 초음 파를 보내게 되면 시편은 transducer에서 보낸 초음파를 직각방향으로 반사시켜 보 내기 때문에 정확히 초음파와 시편이 직각이 되는 부분만 반사가 되어 다시 transducer로 보내지기 때문에 갑자기 echo가 생기는 것이며 직각으로 반사되는 부 분을 지나치게 되면 초음파는 다른 방향으로 반사되기 때문에 거의 모든 초음파가 transducer에 돌아오지 못하게 되기 때문에 위에서 설명한 현상이 나타나게 되는 것 이다. 이와는 반대로 figure 1에서는 서서히 증가했다가 서서히 감소하는 경향을 보 이는데 figure 1에서는 중간에 둥그런 모양의 아크릴 판이 삽입되어 있으므로 transducer를 떠난 초음파가 아크릴 내에서 계속 반사되다가 일부 transducer로 들 어오게 되는 것이고 중심으로 갈수록 echo는 점점 커지게 된다. transducer에서 보 낸 초음파가 거의 모두 돌아오게 되는 시점인 원의 중간부분을 지나치게 되면 echo 가 가장 커지게 되고transducer가 계속 진행하여 원의 중간을 지나치게 되면 다시 되돌아오는 초음파가 점점 적어지면서 echo가 작아지는 현상이 나타나게 되는 것이 다.
실험4. 결함 위치 Scanning : Aluminum specimen (hidden groove)
실험 4는 실험시간에 팀별로 제출하였으므로 보고서에서는 생략한다.
실험5. Ultrasonic Thickness Gauge
각 두께를 측정하여 노트북으로 값을 받아 data 처리
실제두께
25mm
15mm
10mm
5mm
2.5mm
실험값
25.11mm
15.06mm
10.08mm
5.06mm
2.51mm
고찰
지금까지 비파괴 검사를 이용한 재료의 두께 측정, 결함 측정 등 여러 가지를 실험해 보았는데 이론적으로만 알고 있었던 것을 실험을 통하여 실제로 접해보니 흥미로웠고 재미있었다. 비파괴 검사는 우리의 일상생활에 대한 안전도를 검사할 수 있는 방법이며 기존의 파괴검사로는 낭비가 많아 모든 제품을 조사하는 데는 적합하지 않았던 것과는 달리 초음파의 침투성 원리를 이용하여 소재결함이나 용접결함 같은 치명적인 사고의 원인을 규명하고 예방할 수 있다. 안전이 무엇보다도 중요하게 느껴지는 현대사회에서 비파괴검사기술을 활용한 유해위험기계기구의 근원적인 안전성 확보방안으로 위험기계기구에 적합한 비파괴검사 기준 및 기술을 개발보급하여 누구나 활용할 수 있도록 하여야 하겠다. 이번 실험을 통해 비파괴검사에 대해서 비교적 많은 지식을 습득 할 수 있었던 것이 큰 기쁨으로 남으며 앞으로 기회가 된다면 실제로 사용되어지고 있는 다양한 재료들에 대해 비파괴 검사를 해보고 싶다.
참고 문헌
비파괴시험[이의종 - 골드-1996]
자분 및 와전류검사[문정훈, 김진구-원창출판사-1998]
초음파탐상검사[문정훈, 김진구-원창출판사-1998]
구조재료실험[김무한-문운당-1998]
비파괴검사공학[이의종, 이주석-일진사-1999]

키워드

Ultrasonic Testing,   비파괴검사,   NDE,   기계공학실험,   홍익대학교,   비파괴,   초음파탐상검사,   기계