2005년 5월 1일 초음파 기사 필답

1. 초음파 시험 결과를 평가하기 위해 고려해야 할 방법 5가지 (0817)(5점)

(1) 흠집의 에코높이

(2) 건전부의 제1회 바닥면 에코(B1)에 대한 흠집 에코 높이 F1과의 비 : F1/BG

(3) 흠집이 있는 부분에서의 제1회 바닥면 에코(B1)에 대한 흠집 에코 높이 F1과의 비 : F1/BG

(4) 등가 결함 지름

(5) 흡집의 지시 길이

(6) 흠집의 지시 높이

(7) 흠집의 넓이

(8) 흠집의 위치

(9) 감쇠(일정높이 이상의 바닥면 에코의 횟수 또는 단위 길이당 감쇠값으로 표시한다.)

(10) (1)에서 (9)까지의 적당한 항목의 조합

또 이결과에 따라 등급 분류하는 경우는 동일 시험편에서 2방향 이상에서 탐상하고, 동일한 것이라고 생각되는 흠집의 등급 분류가 다른 경우는 하위의 등급을 채용한다.

2. KS B 0896 에따라 강 용접부를 경사각 탐상을 할때 탐상 감도를 정하는 방법을 기술하시오(6점)

(1) A2 - 공칭 굴절각 60° 또는 70°

φ4×4mm의 표준구멍의 에코 높이가 H선에 일치하도록 게인을 조정하여 필요에 따라 감도 보정량을 더하여 탐상 감도로 한다.

(2) A2 - 공칭 굴절각 45°

φ4×4mm의 표준구멍의 에코 높이가 H선에 일치하도록 게인을 조정한 후 감도를 6dB 높이고, 필요에 따라 감도 보정량을 더하여 탐상 감도로 한다.

(3) RB-4

표준 구멍의 에코 높이가 H선에 일치하도록 게인을 조정하고 탐상 감도로 한다.

3. 보고서에 들어갈 시험 조건 5가지(5점)

(1) 시험 시방서 또는 관련규격

(2) 시험 방법

(3) 탐상방법 및 주사방법

(4) 사용한 주파수

(5) 초음파 탐상기의 각 손잡이의 조도

(6) 탐상 감도

(7) 검출 레벨

(8) 감도 보정량

4. 탐상방향 선정시 고려할 사항 4가지(8점)

ⓐ 발생예상되는 결함위치 및 방향을 예상

ⓑ 결함의 초음파 반사면에 수선을 세워 그 수직선과 교차하는 시험체표면을 탐상면으로 한다.

ⓒ 시험체 구조상 ⓑ에서 표면을 탐상면으로 할수 없는 경우, 1회반사법을 탐상면으로 한다.

ⓓ 횡파사각탐촉자를 사용하는 경우 굴절각 40이상 70이하의 범위에서 결함면을 수직에 근사한 방향으로 초음파가 부딪히는 것이 가능한 굴절각을 선정한다.

ⓔ 결함의 발생위치 전체를 미칠수 있도록 탐촉자의 주사범위를 결정한다.

5. 포아슨의 비 μ, 전단탄성계수, 영률 E, 밀도 ρ일 때,(4점)

가. CL(종파속도)을 μ, E, ρ로 나타내시오.               □ [eqn: C _{L} = sqrt {{E} over {rho } TIMES {1- mu } over {(1+mu)(1-2mu)}}]

나. CS(횡파속도)을 μ, E, ρ로 나타내시오.               □ [eqn: C _{S} = sqrt {{E} over {rho } TIMES {1} over {2(1+mu)}}]

6. 초음파탐상시험의 예비탐상 시험중 검사자로부터 결함의 존재를 확인받고 결함의 종류 판별과 결함의 정량적 평가에 접근하려 한다. 작업지시서의 작성 및 결함의 정량적 평가법에 대해 간단히 기술하시오. 4가지

결함의 정량적 평가법 - 초음파탐상에 의해 결함을 평가하는 경우 결함에코높이, 결함지시길이, 결함높이, 결함의 경사 등의 정보에 의해 종합적으로 평가하지 않으면 안된다. 일반적으로, 사용되고 있는 초음파탐상에 의한 결함크기의 정량적 평가법을 정리하면 다음과 같다.

1. 탐촉자의 이동거리에 의한 방법	가. 데시벨 Drop법 - 6dB, 10dB, 20dB(유효빔폭법) 나. 평가레벨법 - 거리진폭특성곡선법, 소멸법
2. 에코높이를 이용하는 방법	가. 에코높이만에 의한 방법 나. 산란파법(회절파법) 다. 탠덤탐상법 라. 단층탐상법 마. DGS법
3. 에코의 전파시간차를 이용하는 방법	가. 단부에코법 나. 산란파법 다. 표면파법 라. 모드변환법 - 횡파표음파모드변환법 - 표면파 횡파(종파)모드변환법
4. 주파수를 이용하는 방법	주파수 분석법
5. 영상법	가. 호로그라피법 나. 전자주사 등

7. 적산효과에 대해 간단히 설명 (5점)

동일 진행 거리를 가지면서 여러 진행 경로를 가지는 음파들의 중복에 의해 결함 에코 높이가 점점 높아지고 적층된는 현상.

강판의 수직탐상에서 흔히 볼 수 있는 현상으로 판이 얇을수록, 결함이 작을수록, 결함이 시험체 중심에 존재 할수록 많이 발생한다.

8. 표면 거칠기가 감도 및 분해능에 영향을 주는데 저하 방지 3가지 (6점)

ⓐ 표면을 매끈하게 한다.

ⓑ 탐상기의 게인을 올린다.

ⓒ 저주파수 탐촉자를 사용한다.

ⓓ 초음파 출력이 높은 탐촉자를 사용한다.

ⓔ 탐촉자의 표면에 보호막을 사용하여 피검재와의 접촉을 개선해 준다.

2005년 10월 23일 제 4회 기사

1. 탐상보고서를 작성하시오. (6점)

1) 검사대상물

① 검사시간 및 일자    ② ( 검사장소, 고객 또는 거래선 )    ③ 검사자

④ 사용규격 및 절차서  ⑤ 검사대상물: 재질, 번호, 탐상부위

2) 장치

① 초음파탐상기

② 탐촉자 : 주파수, 굴절각, 치수

③ 접촉매질

④ 교정방법과  (교정시험편)

3) 교   정

① 탐상감도      ② (시간축조정)      ③ 감쇠보정과 전이손실보정

4) 검사기법

① 주사방법

② 결함길이 및 (결함높이) 측정방법

③ 기록기준

④ 탐상제한 : 피검체의 모양이나 기타 요인으로 탐상을 못한 부분

5) 탐상결과

① 검사지시번호

② 결함의 (위치와 치수)

③ 합부판정

2. 20db drop법시 결함길이 산출 방법을 쓰시오. (6점)

※ dB drop법  그림과 같이 탐촉자를 전후 주사하여 최대에코높이가 미리 정한 De dB만큼 낮아졌을 때의 탐촉자의 이동거리 X₂- X₁과 탐촉자의 굴절각으로부터 결함의 높이를 구하는 방법이다.  결함높이 H=( X₂- X₁)Cos θ. 이때, De 값으로는 6dB, 10dB, 20dB가 사용된다.  De값의 결정은 결함의 크기, 모양, 기울기와 표면거칠기 등에 의해 탐상전에 미리 결정한다.  이 방법은 초음파빔이 결함면에 5°이내의 수직으로 입사할때에 정확한 값을 얻을 수 있다.

※ 유효빔넓이법 (유효빔폭법) 이 방법에는 20dB drop법과 에코소멸법이 있다. 20dB drop법은 영국의 BS 3923에서 사용되고 있으며, 그 내용은 탐상을 하기 전에 여러 빔거리의 측면공으로부터 최대에코를 얻고, 여기에서 20dB 낮아지는 곳까지의 탐촉자의 전후 주사거리를 구한 다음, 실제탐상시, 결함으로부터의 최대에코에서 20dB떨어지는 곳까지의 탐촉자의 전후주사 이동거리를 구하며, 미리 구한 시험편에서의 탐촉자이동거리를 뺀 값에 Cos θ를 곱하여 이를 결함높이로 하는 방법이다.  결함의 끝부분은 측면공의 끝부분과 비슷한 반사특성을 가졌으므로, dB drop법보다 비교적 정확한 방법이다.  그러나, 실제로는 결함과 측면공의 빔거리가 항상 동일할 수는 없으므로 보정을 한다하여도 문제는 있다.  이 방법으로는 결함의 높이가 비교적 작게 잡히게 된다.  에코소멸법은 결함에코가 탐촉자를 전후 주사시켜 소멸되는 곳까지의 탐촉자의 이동거리를 측면공의 빔거리로서 보정하여 결함의 높이를 구하는 방법으로서, 결함의 끝단을 실측하게 되므로 20dB drop법보다 정확한 방법이다.

3. 펄스반복주파수가 높을때 생기는 현상 2가지를 쓰시오. (6점)

① 잔향에코(ghost echo)가 발생하기 쉽다   ②  CRT상의 에코의 밝기가 밝게 나타난다

4. 지향성을 ∅라 할때 탐촉자의 공진주파수는 일정하고 진동자치수가 클 때 ∅는 (커지고) 진동자치수가 일정하고 주파수가 커질 때 ∅는 (커진다) (4점)

둘다 커진다 입니다... 지향각과 지향성은 반대입니다..지향각 공식 아시죠? 잘해보세요

지향각과 지향성은 반대개념으로 봐야된다네요... 지향각을 물어본게 아니고 "지향성을 Ø로 표시할 때"라고 물어봤기 때문에 논란이되는것 같네요 저도 틀린것 같습니다. 이럴줄 알았으면 커진다,작아진다 하나씩 쓰기라도 했으면 2점이라도 얻을텐데

5. STB 표준시험편과 RB 대비시험편의 사용목적 3가지를 써라. (6점)

① 결함의 위치를 판정하기 위한 측정범위 조정

② 반사원 에코높이를 측정하기 위한 탐상감도 조정

③ 탐상장치의 성능 측정

6. KS B 0817의 기본주사 3가지를 쓰고 용도를 설명하시오. (6점)

① 전후주사 : 경사각법에서 탐촉자를 앞뒤로 이동하는 주사

② 좌우주사 : 경사각법에서 일정 간격으로 용접선과 직각으로 탐촉자를 이동시켜 실시하는 주사 방법

③ 스위블 주사 (구:목돌림주사) : 경사각법에서 용접선에 대하여 초음파 빔의 방향을 변화시키기 위해서 탐촉자의 입사점을 중심으로 해서 탐촉자를 회전시켜 실시하는 주사 방법.

④ 진자주사 : 경사각법에서 흠집에 대하여 초음파 빔의 방향을 변화 시키기 위해서 흠집을 중심으로 한 원둘레 위를 중심점을 향하게 하고 탐촉자를 이동시켜 실시하는 주사 방법.

7. KS D 0040에 따른 건축용 강판의 초음파 탐상 검사시 불합격된 강판은 용접 보수후 합격할 수 있다. 이때 합격할 수 있는 경우 만족되어야 하는 사항 2가지를 쓰시오.(6점)

용접보수 : 초음파 탐상시험에서 불합격이 된 강판 및 평강은 용접 보수를 하고 합격으로 할 수 있다. 이 경우 다음의 항목을 만족하여야 한다.

① 내부 결함의 제거부분의 깊이는 공칭 판두께의 25% 이내로 하며, 또 그 면적은 인수․인도 당사자간의 협의에 따른다.

② 결함의 제거부분은 KS D 0213의 자분 탐상시험 또는 KS B 0816의 침투 탐상시험을 하여 결함의 제거를 확인하여야 한다.

③ 용접 보수한 부분은 이 규격에 규정하는 탐상조건에 따른 초음파 탐상시험 외에 필요에 따라서 KS B 0845의 방사선 투과시험 및 자분 탐상시험 또는 침투 탐상시험을 하여 보수 결과를 확인하여야 한다.

8. 20dB를 계산하면 몇배인가? (5점)

[eqn: dB``=`20log(X)]에서 [eqn: 20`=`20log(X)] ---> 10배

2006년 4월 23일

1. 진동자의 직경 φ10mm 이고 입사각 50°, 굴절각 70°일 때 시험편 내부에서의 빔 직경은 ? 단 , 빔의 확산은 없다. (5점)

⇒ [eqn: H _{2} = {Cos~70} over {Cos~50} TIMES 10=5.32mm~:~1.0 TIMES 5.32~의~타원형~형태]

2. 저면에코방식에 대해 간단히 서술하시오(5)

시험체 자체의 에코를 사용하기 때문에 표면거칠기, 곡률, 감쇠차의 보정이 필요없다. 밑면이 불규칙할 경우에는 에코가 나타나지 않거나 에코높이가 낮아지므로 이 방식의 사용이 곤란하다. 또한 감쇠가 큰 재질에서는 근거리 결함의 경우 과대 평가 될 우려가 있다.

3. 문제. KS D 0248을 적용하여 100mm의 단강품 절차서를 작성하시오.(5)

① 시험체 형상의 확인 - ② 탐상면, 탐상방향의 확인 - ③ 시험체두께측정 - ④ (사용탐촉자 의 선정) - ⑤ 측정범위조정- ⑥ (탐상방식의 설정) - ⑦ 거리진폭특성곡선의 작성 - ⑧ (탐상감도의 조정) - ⑨ 탐상면의 손질과 접촉매질의 도포 - ⑩ (탐상) - ⑪ 결함 데이터의 체취 - ⑫ (감쇠계수의 측정) - ⑬ 데이터의 정리 - ⑭ (등급분류) - ⑮ 기록

4. KS D 0233 가벼움, 중간, 큼....으로 정의되어 있다. 결함의 기록? 인지 평가 방법인지      기억안남(4)

결함의 기록일 경우  - 기출제 되었던 문제

1) 강판 내부 : 특별히 지정이 없는 한 △ 및 × 결함의 표시기호, 위치 및 그 치수를 기록한다. 다만 지시 길이가 50mm 미만인 △결함 및 지시 길이가 25mm 미만인 결함은 점결함으로 취급하여 치수를 기록할 필요는 없다.

2) 원주변 및 그르브 예정선

① 결함지시길이가 10mm 이하의 ○결함은 결함으로 취급하지 않고 기록할 필요는 없다.

② ○(10mm 이하를 제외한다.), △ 및 ×결함의 표시기호, 위치 및 그 치수를 기록한다. 다만, 지시 길이가 50mm 미만의 ○ 및 △결함과 지시 길이가 25mm 미만의 ×결함은 점결함으로 취급하고, 치수를 기록할 필요는 없다.

평가 방법일 경우

5.  결함의 길이를 측정하는 방법 4가지 쓰기 (8점)

6. N5Z10×10A60 (4점)

N5 : 보통의 주파수 대역으로 공칭주파수가 5MHz  Z : 지르콘 티탄산계 자기

10×10 : 진동자의 치수는 높이[eqn: TIMES]폭  10×10(mm)    A60 :굴절각이 60인 경사각 탐촉자

보통의 주파수 대역으로 공칭 주파수가 5MHz, 지르콘티탄산납계 자기 진동자의 치수는 높이[eqn: TIMES]폭 [eqn: 10 TIMES 10(mm)]인 굴절각이 45도인 경사각 탐촉자

7. 평가감도 및 주사감도 (9점)   ---- 0점처리됨

1) 감도는 가능한 (높은것)으로 하고, 이는 노이즈 신호로부터 (결함지시)를 구분하는데 있다. 노이즈로부터 (신호)를 구분????   --- 괄호채우기

2) 평가감도와  주사감도의 정의

“주사감도(SCANNING SENSITIVITY)”라 함은 주사를 위해 펄스 폭, 게인 등을 적절하게 조정한 감도를 말한다.

“평가감도(EVALUATION SENSITIVITY)”라 함은 흠집 에코 높이를 평가할 때 기준이 되는 감도를 말한다.

3) 평가감도 설정하는 일반적인 방법 3가지

8. 굴절각 45°인 탐촉자를 사용하여 강관(steel pipe)을 관의 외부에서 탐상하려 할 때 100% 검사가 가능한 관의 최대두께는 얼마인가?(단, 강관의 외경은 100mm이다.) (5점)

탐촉자의 굴절각도에 따라 초음파빔이 도달하지 못하는 부위가 있으므로 이를 그림으로 나타내보면 내경에는 초음파가 도달할 수 없으므로

[eqn: sin 45 = {50-t} over 50], [eqn: THEREFORE ~ t=50(1-sin 45)=14.64mm]