용접부의 비파괴 검사 - 방사선 투과 시험(RT), 초음파 탐상 시험(UT), 자분탐상기법, 침투탐상기법, Acoustic Emission, 와류전류 시험

본문내용

적합하지 못하다.
2.5.3 기본 개념
(1) 침투액의 성질
현재의 침투액은 철도 조사에 사용되었던 과거의 Oil-and-Whiting 방법에 사용되었던거에 비해서 더욱 복잡하다. 염색제건 형광제건 공통의 일반적 특성을 갖고 있는데, 좋은 침투액의 성질 및 특성은 다음과 같다.
-매우 미세한 간극 사이로도 잘 스며들 수 있는 능력
-높은 적시는 능력(High wetting ability)
-높은 표면 장력
-재료의 균질성
-천천히 마름
-재료를 부식 시키지 않음
-상대적으로 낮은 점성을 갖음
-쉽게 제거 될 수 있음
이중 적시는 능력 (wetting ability)이 아마도 좋은 액체 침투제가 되기 위한 가장 중요한 성질이다. 표면조도, 피검사체 형식, 청결도 등 모두 적시는 능력에 영향을 미친다. 적시는 능력은 침투액 한방울을 평평하고 딱딱한 표면위에 떨어뜨릴때의 반사각에 좌우된다고 볼 수 있는데, 각도가 작을수록 적시는 능력이 우수하다고 판단 할 수 있다. 두 번째 중요한 성질은 침투액의 표면장력의 크기이다.
(2) 침투 탐상 시험 과정
모든 침투 탐상 시험은 최소한 다음과 같은 주요한 6가지 과정을 통해 이루어진다.
① 페인트 및 녹 제거후 표면에 침투액을 바른다.
② 5-20분 동안 침투액이 불연속부에 스며들도록 기다린다.
③ 과잉 침투액을 표면으로부터 제거한다.
④ 현상액을 표면에 균일하게 살포한다.
⑤ 현상액이 마름과 동시에 결함이 노출된다. (사진 촬영)
⑥ 검사체 표면에 있는 모든 물질(현상액등)을 제거한다.
2.5.4 시험 결과의 평가 및 해석
침투액에 의한 결함의 표식은 허위일 수 있는데, 이는 별로 중요하지 않은 재료의 불연속적을 나타내거나, 고르지 못한 재료의 표면 상태를 나타낼 수도 있다는 것이다. 보통 잘못된 표식은 남은 침투액을 적절히 제거하지 않았거나, 이물질로 오염되었을 때 발생될 수 있다. 따라서 조사자는 경험을 통해 허위 표식과 진짜 결함을 판단할 수 있어야 하며, 우선 허위 표식을 골라낸 후 다음 진짜 불연속부를 평가 해야한다. 진짜 불연속부도 문제가 될 수 없는 것과 구조물의 영향을 미치는 실제 결함으로 분류 될 수 있는데, 의심이 가는 경우 그 부분에 대해 세척후 다시 현상액을 뿌려야 확인할수 있다. 실제 결함을 나타내는 표식은 다음과 같은 두가지 유형으로 나눌수 있다.
1) 균열 또는 균열성 결함에 의한 선형으로 나타난 표식.
2) 공극에 의한 점이 나타난 표식
2.5.5 결함 탐지 한계
침투액에 의한 스며들 수 있는 균열 또는 불연속점의 최소 크기는 잘 정의되어 있지 않다. 따라서, 미세한 균열을 탐지해 내는 데는 형광성 침투제가 유리하다고 볼 수 있다. 어쨋든, 두가지 형식의 침투액에 대해, 실제 적용시의 결함 발견에 대한 한계는 잘 정립되어 있지 않으나, Lockhead-Georgia Company에 의해 제공된 자료에 의하여, 탐지 가능한 최소 균열 길이는 다음과 같다.
- 공장 생산 부품 (실험실 조사) : 0.13 mm
- 공장 생산 부품 (현장 조사) : 0.76 mm
- 구 조 물 (현장 조사) : 1.27 mm
2.6 Acoustic Emission 시험법
Acoustic Emission 또는 응력파장발산은 재료내의 국한된 소스로부터 에너지의 빠른 해체에 의해 발생되는 순간적인 기계진동이다. 응력 또는 어떤 다른 자극이 발산을 일으키기 위해 필요하며, 방출에너지 정도는 금속내에서 약간 분자이탈운동을 일으키게 하는 것으로부터 구조물에 치명적인 균열을 불러일으킬 수도 있다. 사실, 지진은 Acoustic Emission의 한 형태라고 볼 수 있다.
일반적으로, Acoustic Emission 모니터링 시스템은 수동적인 장치이다. 그것들은 단순히 균열 발생이나 성상에 의해 발생되는 소리, 부식과 같은 화학작용, 꼬임과 같은 미세한 동적작용, 박피 변형, 공동유착, 그리고 연결지점에서의 이탈등에서 오는 소리를 듣는 것이다. 그러나, 감지기는 균열이 진전되지 않을 시에는 그것을 찾아내지 못한다. 그렇지만 적당한 자극 즉 Acoustic Emission을 재료의 진동, 혹은 제조과정, 압력관이나 구조물의 구조적 평가뿐만 아니라 그외의 특별한 경우에도 쓰여질 수 있다. 요약하면, Acoustic Emission Test를 통해 결함부위를 찾아내고, 이 부위에 대해 다시 방사선 및 초음파 탐사 시험을 하는 것이 경제적이고 효율적이라고 볼수 있다.
2.7 와류전류 시험 (Eddy Current Test)
전선에 흐르는 전류는 전선주위에 전자기장을 발생시킨다. 이 전자기장은 코일내의 전선이 벗겨졌을 때 집중되어 나타나고, 가는 전선이 여러번 겹쳐저 있는 코일은 매우 작은 전류의 흐름에도 유용한 전자기장을 발생시킨다. 이러한 코일은 재료의 와류전류시험에 쓰여진다. 에너지화된 코일이 강재의 표면 가까이에 위치했을 때 와류전류가 재료내에 유도되어지며, 이들 전류는 재료의 전기전도에 비례한다. 전기장과 전도체 사이의 상대작용이 전기를 유발 또는 발생시키기 때문에 코일 전류는 교류(AC)이어야만 한다. 강재안에 유발된 전류는 코일 전류의 반대방향으로 흐르며, 코일안의 전류가 방향을 바꿀 때 유도된 전류도 반전된다. 재료의 성질 뿐만 아니라 균열 또는 공극과 같은 불연속의 존재도 유도전류의 크기와 위상에 영향을 준다. 그러므로, 적절한 장비를 이용하면 와류전류 성질을 이용하여 재료의 상태를 평가할 수 있는 것이다. 지적한 것처럼 와류전류기술은 금속재료의 결함 위치를 알아낼 수 있을뿐만 아니라, 선택된 재료의 성질을 평가하는데 유용하다. 이들 시험은 빠르고, 값싸게 수행될 수 있으나, 적절한 와류전류기술을 선택하고 검사결과를 평가하는데 있어 해석오차를 피하는 데는 상당한 주의가 요구되어진다. 와류전류의 흐름에 영향을 주는 많은 재료와 장비상의 변수들은 실제 적용시 해석과정이 복잡해 질 수 있다. 위에 설명한 바와 같이 Eddy Current Test를 통해 결함을 찾아내기 위해서는 비교적 고가의 장비가 필요하고, 숙달된 전문가가 이 작업을 수행해야 한다. 따라서, 일반적인 토목 구조물에는 잘 적용되지 않고 있다.

키워드

용접,   비파괴,   방사선,   초음파,   탐상,   음향,   결함,   검사