[비파괴검사] 방사선 투과시험 (Radiography Test, RT)

목차

1. 개요
　1.1 방사선투과시험 기초
　　(1) 방사선
　　(2)방사선의 발생과 성질
　　　1) X-선의 발생
　　　2) γ선의 발생
　　　3) X-선의 흡수와 산란
　　　4) 전리 작용
　　　5) 형광작용
　　　6) 사진작용
　1.2 방사선투과시험특성
　1.3 방사선투과시험원리

2. 방사선투과시험의 종류
　　(1) X-선 투과검사
　　(2) γ선 투과 검사

3. 방사선투과시험실제
　3.1 방사선탐상장치
　　(1) X-선 장치
　　(2) γ선 장치
　3.2 필름과 증감지
　　(1) X-선 필름
　　(2) 증감지
　　(3) 상질계
　3.3 방사선투과시험절차
　　(1) 선원의 선택
　　(2) 촬영거리의 선택
　　(3) 필름과 증감지의 선택
　　(4) 투과사진의 농도
　3.4 방사선 안전관리
　　(1) 방사선 안전관리

4. 방사선투과시험의 적용 (응용분야)과 특성

5. 앞으로의 전망

본문내용

다. KS에서는 최소 반경은 0.1mm이고, 선경은 1.25의 공비를 가진 등비급수로 되어 있는 것을 주로 사용한다. 판도 규격마다 모양이 좀 다르나 어떤 두께의 판에 직경이 다른 구멍을 뚫어 만든다.
3.3 방사선투과시험절차
방사선투과시험은 결함검사 목적으로 이루어지는 경우가 많으므로 작은 결함이라도 투과사진에 될 수 있는데로 명료하게 식별될 수 있도록 즉 결함상의 콘트라스트가 가장 좋도록 촬영조건과 촬영배치를 해야한다.
두께가 tcm인 시험체에 부로우 홀로 인해 두께가 Δt 만큼 얇아졌다면 결함에 대한 투과 콘트라스트 Δt는 다음 식으로 주어진다.
(10)
여기서 μ는 두께 tcm의 시험체에 대한 흡수계수, 는 필름농도 D에서 특정곡선의 접선기울기, n은 산란비이고, K는 비례상수이다. 또 결함의 크기가 선원의 크기에 비해 작을 경우, 촬영의 기하학적 조건에 따라 결함에 대한 투과사진콘트라스트는 선원크기에 영향을 받는다. σ는 그것에 대한 보정계수이다. 따라서 투과사진의 콘트라스트를 크게 만들기 위해서는 σ는 1에 가깝도록 선원의 크기가 작은 것을 선택해야 하며 선원, 상질계간 거리를 규정값 이상으로 잡아야 한다.
(1) 선원의 선택
에너지가 낮은 방사선을 사용할수록 μ값이 커지게 되며 Δt 가 큰 결함상이 얻어진다. X-선의 경우 낮은 에너지의 선을 내는 동위원소를 택하는 것이 좋다. 그러나 X-선의 관전압을 낮추며 투과가 어려워져 노출시간이 길어지므로 작업능률이 아주 떨어진다.
(2) 촬영거리의 선택
선원과 시험체간의 거리는 될 수 있는데로 멀리하고, 시험체와 필림간의 거리를 아주 좁히면서 선원의 크기에 대한 영향이 적어진다. 그러나 방사선의 강도는 선원과 필름 사이의 거리의 제곱에 역비례하여 감소하므로 거리를 멀리 하면 노출시간이 길어지게 된다.
그림 10. 촬영거리 선택
(3) 필름과 증감지의 선택
방사선투과시험에서는 보통 노스크린형 X-선필름과 연박증감지를 함께 사용하고 있지만 시험체의 재질, 두께, 사용하는 X-선 장치의 능력, 요구되는 검사의 정밀도, 검사능률 등을 고려하여 선택하는 것이 좋다.
그림 11. 방사선 필름
(4) 투과사진의 농도
결함의 투과사진큰트라스트 ΔD는 식 (10)에서 알 수 있는 것같이 값에 비례한다. 또한 노스크린형 필름일 때 농도가 0.5를 넘으면 는 농도 D에 거의 비례한다. 따라서 이 농도범위에서 ΔD는 D가 커질수록 커지게 된다.
투과사진을 관찰할 때 필름관찰기의 빛이 직접 눈으로 들어오든가 투과사진의 표면에서 반사하여 눈으로 들어오는 등 투과사진을 투과하여 눈으로 들어노는 빛 이외의 빛이 들어올 경우는 투과광만으로 관찰할 때의 투과사진콘트라스트에 비해 투과사진의 겉보기 콘트라스트가 떨어져 결함식별에 영향이 있다. 따라서 암실 등 될 수 있는대로 어두운 장소에서 투과사진을 관찰하는 것이 좋다.
3.4 방사선 안전관리
(1) 방사선 안전관리
방사선에 피폭되면 인체에 장해가 생긴다는 것은 잘 알고 있는 사실이다. 그러므로 방사선을 취급할 때는 세심한 주의를 기울여야 한다. X-선장치는 전원을 끄면 X-선은 발생하지 않지만 선원은 항상 방사선을 방출하고 있기 때문에 관리에 특히 신중을 기하지 않으면 안된다. 또 방사선은 직진하므로 시험체나 주위의 벽마루, 천정 등에서 산란한다는 것도 유념해야 한다. 방사선은 [원자력법]에 의한 안전관리책임자의 지도 관리 하에 사용해야 한다.
즉, 비파괴검사에 매우 유용한 방사선도 피폭되면 인체에 장해를 일으킬 수 있다. 따라서 작업환경이나 작업조건을 충분히 고려하여 방사선피폭을 가능한 한 최소화 하도록 안전하게 취급하지 않으면 안된다. 방사선업무에 종사하는 사람은 작업 중 필름뺏지나 포켓선량계를 착용하여 피폭선량을 측정하여야 하며, 법률로 정해져있는 피폭한계를 초과하지 않도록 안전관리에 만전을 기해야 한다.
그림 12. 필름 뺏지
그림 13. 포켓선량계 착용모습과 내부 눈금
4. 방사선투과시험의 적용(응용분야)과 특성
방사선투과시험은 비파괴시험방법 중에서 내부결함을 2차원의 투영 상으로 검출하여 X-선필름 등에 그대로 기록하는 방법으로 객관성과 기록성이 우수하므로 널리 이용되고 있다.
방사선투과실험은 결함 중에서도 브로우 홀, 슬래그 개입, 개재물 및 수축공 등과 같이 방사선의 투과방향에 개한 두께차가 생기는 결함, 즉 구상으로 된 결함은 작은 결함까지도 비교적 잘 검출되지만 균열 등과 같이 어느 정도의 면적을 가지고 있더라도 두께가 얇은 결함은 균열면에 평행에 가까운 방향으로 방사선이 입사 될 경우에는 검출이 가능하지만 15° 이상으로 기울여 입사하게 되면 두께차를 이루지 못하게 되므로 결함의 검출이 어렵다. 예를 들어 용접부의 융합불량은 이와 같은 형태의 결함으로서 방사선의 조사방향이 맞지 않으면 검출되지 않는다.
그리고 방사선투과시험은 방사선이 투과되지 않으면 결함은 검출할 수 없다. 방사선은 시험체내에 흡수되기 때문에 투과에 한계가 있고 에너지가 낮을수록 투과력이 약해진다.
방사능투과시험은 그것이 가지는 특성상 압력 용기, 선체, 파이프라인 및 기타 구조물의 용접부 검사에 많이 이용되며 주조품 검사에서도 주로 방사선투과시험을 적용한다. 단조품이나 압연품에 발생하는 결함은 성지로 볼 때, 방사선투과시험의 적용이 적합하지 못하다. 시설물의 안정성을 확보하기 위한 사용 중에 발생하는 결함 즉 피로균열이나 부식균열 같은 것도 방사선투과시험보다 자분탐상이나 침투탐상 및 초음파탐상법이 더 유용하다.
(a) 군집 기공 (b) 분산 기공
(c) 슬러그 유입 (d) 슬러그 라인
(e) 종균열 (f) 횡균열
그림 14. 방사선투과시험적용의 예
5. 앞으로의 전망
방사선투과시험법은 조선소, 철강업체, 건설업체, 가스용기제 작업체 및 보일러제조회사등에서 많이 사용되고 있으며 기록물의 영구보존가능하고 또 모든 재료의 내외부결함을 검출할 수 있다는 이점 때문에 가장 많이 이용하는 비파괴검사방법으로 이론과 실무 경험을 겸비한 전문인력의 수요는 꾸준할 것으로 기대된다.
방사선투과는 산업체 뿐만아니라 의료용으로도 많이 사용되고 있기 때문에 그 사용범위가 굉장히 넓으며 앞으로도 꾸준히 사용될 것으로 전망된다.

키워드

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