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초음파탐상-이론
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카테고리UT관련
등록일2016-03-18 12:00:19
작성자게시판관리자
0초음파탐상(Ultrasonic Testing : UT)
3-1 초음파탐상검사의 개요
초음파를 이용하여 시험체에 초음파를 전달하여 내부에 존재하는 불연속으로부터 반사 된 초음파의 에너지량, 초음파의 진행시간등을 분석하여 불연속의 위치 및 크기를 정확 히 알아내는 방법
․방사선투과검사의 비교
① 장점
․시험체의 두께가 두꺼워도 쉽게 검사가 가능하다.
․균열과 같은 면상의 결함 검출능력이 탁월하다.
② 단점
․결함의 종류를 식별하기 어렵다.
․금속조직의 영향을 받기 쉽다.
․검사원의 자질에 따른 영향이 크다
3-2 초음파탐상의 기본이론
3-2-1 초음파의 특성
3-2-1 음파의 분류
20㎐ 20㎐ 1㎓ 100㎓
Subsonic
Audible Sound
Ultrosonic
Hypersonic
3-2-1-2 초음파의 속도
․재질의 밀도, 탄성율
․V = f․λ V : 속도(m/sec)
f : 주파수 (㎐ : Cycle/sec)
λ: 파장(m/cycle)
재질의 음속 및 주파수 5㎒때의 파장
재질
종파
횡파
Vl(m/s)
λ(㎜)
Vs(m/s)
λ(㎜)
알루미늄
6260
1.3
3080
0.63
강
5900
1.2
3230
0.64
물
1480
0.30
액체와 기체에서는 횡파가
존재하지 않는다.
공기
340
0.07
※ 강의 종류에 따라 음속의 변화느 1% 이하 → 무방
※ 횡파의 음속은 종파음속의 약 ½정도
3-2-1-3 초음파의 성질
a) 지향성이 좋다.
b) 주어진 매질에서는 속도가 일정하며, 매질이 달라지면 속도가 달라진다.
c) 진행거리가 비교적 길다.
d) 온도변화에 대해 속도가 거의 일정하다.
e) 경계면이나 불연속면에서는 반사를 한다.
f) 조건에 따라서 파형변이가 일어난다.
3-2-1-4 초음파탐상검사의 범위
a) 시험체의 물리적 특성 추정
b) 시험체의 두께측정
c) 시험체의 결함 검출
3-2-2 초음파의 종류
3-2-2-1 종파(Longitudinal Wave, Compressive Wave)
{종파의 진행]
a) 파를 전달하는 입자가 파의 진행방향에 대해 평행하게 진동하는 파
b) 고체, 액체, 기체에 모두 존재 : 탄성출돌에 의한 전달
c) 속도가 가장 빠르다. (강: 5900m/sec, 물: 1480m/sec, 공기: 340m/sec)
3-2-2-2 횡파(Transverse Wave, Shear Wave)
[횡파의 진행]
a) 파를 전달하는 입자가 파의 진행방향에 대해 수직으로 진동하는 파
b) 속도는 동일재질에서 종파속도의 약 50%이다.
c) 동일주파수에서 종파에 비해 파장이 작아지므로, 작은 결함검출에 유효하다.
3-2-2-3 표면파(Sunface Wave, Rayleigh Wave)
a) 한 파장정도의 깊이를 투과하여 표면으로 진행하는 파
b) 입자의 진동양식은 타원형
c) 에너지의 50%이상이 ¼파장내에서 존재하며 표면으로부터 1파장 깊이에서의 에너지 는 약 4% 정도로 감소한다.
d) 속도의 동일재질에서 횡파속도의 약 90%이다.
3-2-2-4 판파(Plate Wave, Lamb Wave)
[판파의 진행]
a) 고체박판에서만 조재
b) 속도는 재질의 두께, 주파수, 파의 형태에 따라 달라진다.
c) 진동형태가 매우 복잡하며, 대칭형과 비대칭형으로 분류된다.
3-2-3 음장(音場)의 특성
3-2-3-1 근거리음장(Fresnel Zone, Ner Field)
진동자 표면으로부터 발생되는 음파들의 에너지 상호작용으로 인해 진동자의 표면으로 부터 일정한 거리내에서는 초음파의 강도 및 방향이 불규칙하게 되는데, 이 일정한 거 리를 근거리음장이라 한다.
Xo : 근거리 음장의 길이
D : 진동자의 직경
λ: 파장
3-2-3-2 원거리음장(Fraunhofer Zone, For field)
a) 반사파의 강도는 거리가 증가함에 따라 지수함수적으로 감소한다.
(이유 : 감쇄(Attenuation), 분산(Beam Spread)
b) 감쇄의 원인은 산란(Scattering)
c) 빔의 분산 : Sin θ=1.22λ/D
(θ: 빔의 분산각, λ: 파장, D: 진동자의 직경)
[음장의 형태]
3-2-4 파의 진행특성
3-2-4-1 굴절과 파형변이
a) 굴절의 법칙(Snell's Law)
속도가 다른 두 개질사이의 경계면에 음파를 입사시키면, 음파의 일부분은 반사하 고,
나머지는 투과한다. 이때, 반사파의 반사각은 입사각과 항상 동일하며, 투과파는
입사방향에 대해 그 방향을 바꾸어 진행하게 되는데 이를 굴절(Refraction)이라 한다.
[Senll의 법칙]
[χ: 입사각 V1: 매질 1에서의 속도]
[β: 굴절각 V2: 매질 2에서의 속도]
b) 파형변이(Mode Conversion)
․음파가 경계면에 경사지게 입사하고 경우에는 한종류의 파가 동일한 종류의 파로만 굴절되는 것이 아니고, 입사각에 따라서는 부분적으로 또는 전체적으로 다른파로 변 형되어 나타나게 된다.
c) 임계각(Critical Angle)
① 제 1임계각 : 굴절종파가 90°로 굴절하게 되어 검사체내에서는 횡파만이 존재하 게 되는 입사각
[제 1 임계각]
90°= 1
그러므로
② 제 2임계각 : 횡파의 굴절각이 90°가 되도록 입사각을 증가시키면, 굴절파는 시험 체의 표면으로 진행하게 되며, 표면파가 형성되는 입사각
[제 2 임계각]
1 = 90° = 1
3-2-4-2 반사와 통과
a) 음향 임피던스(Z:Acoustic Impedunce)
․정의 : 재질이 음파의 진행을 방해하는 것
․Z=ρ․V (Z : 음향임피던스, ρ: 재질의 밀도, V : 초음파의 속도)
․재질에 초음파를 송신하였을 때 초음파에너지의 일부만이 재질에 전달되고, 음파에 너지의 대부분은 한물질에서 다른 물질로 진행할 때 두 다른 물질의 경계면에서 반 사하는데, 음파의 반사량은 음향임피던스에 좌우된다.
b) 수직입사시 반사와 통과
[평면경계면에서 수직입사될 경우 반사와 퉁가]
․음압반사율 γ = =
․음압투과율 t = 1-γ = =
․왕복투과율 T = t1 x t2 = X
=
= 1-γ2
3-2-4-3 회절 및 감쇄
a) 회절(Difraction)
[고체내에서의 음파의 회절]
․금속내의 미세한 게재물 또는 기공에 부딪힐 때 간섭(Interference) 또는 회절현상이 발생. 이때 초음파에너지의 일부는 결함위주로 굽어지고, 이때 발사량은 상당량 감 소한다.
b) 감쇄(Attenuation)
① 산란 : 재질의 구성이 완전하게 균일하지 않기 때문에 발생하는 현상
┌ 음향 임피던스 값 변화 : 게재물, 기공
└ 흡수 : 초음파에너지의 일부분이 열로 변환
c) 기타 : 시험체의 표면거칠기
3-2-4-4 시험체가 초음파에 미치는 영향
a) 표면거칠기 b) 시편의 모양
c) 시편내에서의 파형변이 d) 불연속의 방향과 깊이
3-2-4-5 데시벨(dB)
․정의 : 음압의 비, 전압의 비, 에코우 높이의 비등과 같이 2개의 수치에 대한 비를 대 수를 사용하여 표시하는 단위
dB = 20log10 (A1, A2 : 에코의 강도(Ampitude))
3-3 탐상장비
3-3-1 탐상기
┌ Analogue : UFD-110/110M, UFD-310, USK-7S
└ Digital : USK7D, USK10, EPOCH II,III, Sitescan
․주파수선택 보정기, 탐상범위의 보정기, 탐상감도 보정기, CRT
[탐상장비의 전면]
3-3-2 탐촉자(Probe)
3-3-2-1 압전효과(Piezoelectric Effect)
․전기적인 에너지를 기계적인 에너지로, 반대로 기계적인 에너지를 전기적인 에너지로 바꾸는 현상
3-3-2-2 진동재질
┌ 수정(Quartz) : 고온사용용이, 송신효율이 낮고, 파형변이가 쉽게 일어남
│ 압전(Ceramic) : 송신효율이 좋다.
└ 황산리튬(LiSO4) : 수신효율이 좋다.
3-3-2-3 탐촉자의 구조
(가) 수직탐촉자 (나) 사각탐촉자
[탐촉자의 구성]
3-4 탐상기법
3-4-1 탐상기법의 종류
3-4-1-1 원리에 의한 분류 : 펄스반사법, 투과법, 공진법
3-4-1-2 표시방법에 의한 분류 : A-Scope, B-Scope, C-Scope등
3-4-2-3 진동방식에 의한 분류 : 수직탐상법(종파이용), 사각탐상법(횡파이용), 표면파탐상법,
판파탐상법
3-4-1-4 탐촉자수에 의한 뷴류 : 1탐촉자법, 2탐촉자법, 다(多)탐촉자법
3-4-1-5 접촉방법에 의한 분류 : 직접접촉법, 수침법(전불수침법, 국부수침법)
3-4-2 탐상장비의 조정
3-4-2-1 시험주파수의 선택 : 2～5-㎒
3-4-2-2 탐상범위의 보정
┌ Coarse Sweep Range Selection
│ Sweep Length Control(펄스사이의 간격조정)
└ Sweep Delay Control(펄스사이의 간격은 고정시킨채 좌우이동)
3-4-2-3 탐상감도 설정
․표준, 대비시험편의 인공결함을 이용하여 스크린상에 어떤 기준이 되는 값을 설정
a) 펄스폭 조정기 : 펄스발생기의 출력을 조정한다.
b) 증폭기(감쇄기) : 보통 2dB 간격으로 수신신호의 높이를 조절해준다.
c) Rejection : 시간축에 나타나는 전기적 잡음신호를 제거하는데 사용된다.
그러나, 이조정기를 사용하면 장비의 감도 직선성을 변화시키게 되므 로, 일단 탐상감도를 설정한 후에는 사용해서는 안된다.
3-4-2-4 접촉매질의 선택
․초음파가 탐촉자에게 피검재로 효과적으로 전달되도록 물, 글리세린, 기름 등을 사용 하여 탐촉자와 피검재사이의 공기를 제거해 준다. (음향임피던스차 해소)
3-4-3 시간축(Sweep Range)설정
3-4-3-1 수직탐상법
[시간축 설정방법]
a) 수직 탐촉자 25T에 높고 저면반사파를 얻는다.
b) Sweep Delay와 Sweep Length을 사용하여 1차 저면반사파를 눈금 25에 맞추고 2차 반사파를 눈금 50에 맞추면 시간축은 50㎜로 설정
c) 초기펄스는 탐촉자 표면에서 반사되는 펄스로서 탐촉자 및 주파수등에 따라 달라지 므로 시간축 설정시 0점으로 사용해서 안된다. 즉 시간축 설정시에는 반드시 2개 이 상의 저면반사파를 이용해야 한다.
3-4-3-2 사각탐상법
․탐촉자표면에서 초음파가 경사를 이루며 발생되도록 사각탐촉자를 사용하여 탐상하 는 방법(경사각탐상법)
a) 입사점측정
[사각탐촉자의 입사점측정방법]
100R 중심점에 위치시켜 최대높이의 펄스가 얻어졌을 때 탐촉자의 옆면에 입사점을 표시한다.
b) 굴절각 측정
[사각탐촉자의 굴절각 측정방법]
․일반적으로 45°, 60°, 70°
․시험체의 두께가 얇을수록 굴절각이 큰 탐촉자 사용
→ 검사규격에 그 범위가 지정되어 있다.
c) 시간축 설정
․시험체의 두께 및 굴절각에 따라 변화
→ 일반적으로 1Skip - 1.5Skip 정도로 시간축 설정
․제1저면반사파-20, 제2저면반사파-40에 놓으면 250㎜로 설정된 것임.
[시간축 설정(250㎜)]
3-4-3-3 감도(Sensitivity) 설정
․대비시험편(Reference Block) 또는 보정시험편(Calibration Block)의 표준구멍 또는 노치(Notch)등에 반사하는 에코우의 높이를 기준으로 감도 설정이 일반적이다.
a) 수직탐상법
┌ 저면탐상법
└ 시험편이용법
b) 사각탐상법
․시험편이용법
┌ ASME(The American Society of Mechanical)
│ KS(Korean Industrial Standard)
└ AWS(American Welding Society)
[Basic Calibration Block]
[STB-A2 시험편의 형상] [RB-4 시험편의 형상]
3-4-3-4 거리 진폭교정 곡선(DAC : Distace Amplitude Corrction Curve)
초음파가 재질에서 진행함에 따라 에너지 손실이 발생함에 따라 동일한 크기의 반사원 에서 반사하는 반사파의 감도도 거리가 증가함에 따라 약해진다. 이와같이 거리에 따 른 반사파의 강도를 교정해 주는 곡선을 DAC 곡선이라 한다.
a) 수직탐상법
․대비시험편 RB-4 이용
[수직탐촉자의 DAC 곡선]
b) 사각탐상법
․KS-STB-A2 시험편 이용
[사각탐촉자의 DAC 곡선]
3-4-3-5 불연속부 크기
- 최대높이법(Maximum amplitude)
- 20dB drop법
- Half Amplitude(6dB Drop법)
- 에코높이(AVG : DGS)등
[6dB drop법]
3-4-3-6 불연속부 위치측정
[사각탐상에 사용되는 용어]
․결함의 깊이(0.5Skip 이내) d = W cos θ
․결함의 깊이(0.5～1Skip) d = 2t - W cos θ
․탐촉자 - 결함거리 y = W sinθ
․0.5Skip 빔 행정거리
․1Skip 빔 행정거리
․0.5Skip 거리
․1Skip 거리
(W : 빔행정거리, θ : 굴절각, t:판재의 두께)
3-5 보고서 내용
a) 제조자명 b) 제품명
c) 시험번호 또는 기호 d) 시험년월일
e) 기술자의 성명 및 자격 f) 시험체의 재질 및 두께
g) 탐상기명 및 두께(탐촉자 포함) h) 사용한 표준시험편 및 대비시험편
i) 탐상부위의 상태 및 손질방법 j) 탐상범위
k) 접촉매질 l) 검출레벨(탐상검도)
m) 최대에코우 높이 n) 결함지시 길이
o) 결함위치(결함스케치 포함) p) 결함의 등급
q) 적용규격 r) 합부판정
3-1 초음파탐상검사의 개요
초음파를 이용하여 시험체에 초음파를 전달하여 내부에 존재하는 불연속으로부터 반사 된 초음파의 에너지량, 초음파의 진행시간등을 분석하여 불연속의 위치 및 크기를 정확 히 알아내는 방법
․방사선투과검사의 비교
① 장점
․시험체의 두께가 두꺼워도 쉽게 검사가 가능하다.
․균열과 같은 면상의 결함 검출능력이 탁월하다.
② 단점
․결함의 종류를 식별하기 어렵다.
․금속조직의 영향을 받기 쉽다.
․검사원의 자질에 따른 영향이 크다
3-2 초음파탐상의 기본이론
3-2-1 초음파의 특성
3-2-1 음파의 분류
20㎐ 20㎐ 1㎓ 100㎓
Subsonic
Audible Sound
Ultrosonic
Hypersonic
3-2-1-2 초음파의 속도
․재질의 밀도, 탄성율
․V = f․λ V : 속도(m/sec)
f : 주파수 (㎐ : Cycle/sec)
λ: 파장(m/cycle)
재질의 음속 및 주파수 5㎒때의 파장
재질
종파
횡파
Vl(m/s)
λ(㎜)
Vs(m/s)
λ(㎜)
알루미늄
6260
1.3
3080
0.63
강
5900
1.2
3230
0.64
물
1480
0.30
액체와 기체에서는 횡파가
존재하지 않는다.
공기
340
0.07
※ 강의 종류에 따라 음속의 변화느 1% 이하 → 무방
※ 횡파의 음속은 종파음속의 약 ½정도
3-2-1-3 초음파의 성질
a) 지향성이 좋다.
b) 주어진 매질에서는 속도가 일정하며, 매질이 달라지면 속도가 달라진다.
c) 진행거리가 비교적 길다.
d) 온도변화에 대해 속도가 거의 일정하다.
e) 경계면이나 불연속면에서는 반사를 한다.
f) 조건에 따라서 파형변이가 일어난다.
3-2-1-4 초음파탐상검사의 범위
a) 시험체의 물리적 특성 추정
b) 시험체의 두께측정
c) 시험체의 결함 검출
3-2-2 초음파의 종류
3-2-2-1 종파(Longitudinal Wave, Compressive Wave)
{종파의 진행]
a) 파를 전달하는 입자가 파의 진행방향에 대해 평행하게 진동하는 파
b) 고체, 액체, 기체에 모두 존재 : 탄성출돌에 의한 전달
c) 속도가 가장 빠르다. (강: 5900m/sec, 물: 1480m/sec, 공기: 340m/sec)
3-2-2-2 횡파(Transverse Wave, Shear Wave)
[횡파의 진행]
a) 파를 전달하는 입자가 파의 진행방향에 대해 수직으로 진동하는 파
b) 속도는 동일재질에서 종파속도의 약 50%이다.
c) 동일주파수에서 종파에 비해 파장이 작아지므로, 작은 결함검출에 유효하다.
3-2-2-3 표면파(Sunface Wave, Rayleigh Wave)
a) 한 파장정도의 깊이를 투과하여 표면으로 진행하는 파
b) 입자의 진동양식은 타원형
c) 에너지의 50%이상이 ¼파장내에서 존재하며 표면으로부터 1파장 깊이에서의 에너지 는 약 4% 정도로 감소한다.
d) 속도의 동일재질에서 횡파속도의 약 90%이다.
3-2-2-4 판파(Plate Wave, Lamb Wave)
[판파의 진행]
a) 고체박판에서만 조재
b) 속도는 재질의 두께, 주파수, 파의 형태에 따라 달라진다.
c) 진동형태가 매우 복잡하며, 대칭형과 비대칭형으로 분류된다.
3-2-3 음장(音場)의 특성
3-2-3-1 근거리음장(Fresnel Zone, Ner Field)
진동자 표면으로부터 발생되는 음파들의 에너지 상호작용으로 인해 진동자의 표면으로 부터 일정한 거리내에서는 초음파의 강도 및 방향이 불규칙하게 되는데, 이 일정한 거 리를 근거리음장이라 한다.
Xo : 근거리 음장의 길이
D : 진동자의 직경
λ: 파장
3-2-3-2 원거리음장(Fraunhofer Zone, For field)
a) 반사파의 강도는 거리가 증가함에 따라 지수함수적으로 감소한다.
(이유 : 감쇄(Attenuation), 분산(Beam Spread)
b) 감쇄의 원인은 산란(Scattering)
c) 빔의 분산 : Sin θ=1.22λ/D
(θ: 빔의 분산각, λ: 파장, D: 진동자의 직경)
[음장의 형태]
3-2-4 파의 진행특성
3-2-4-1 굴절과 파형변이
a) 굴절의 법칙(Snell's Law)
속도가 다른 두 개질사이의 경계면에 음파를 입사시키면, 음파의 일부분은 반사하 고,
나머지는 투과한다. 이때, 반사파의 반사각은 입사각과 항상 동일하며, 투과파는
입사방향에 대해 그 방향을 바꾸어 진행하게 되는데 이를 굴절(Refraction)이라 한다.
[Senll의 법칙]
[χ: 입사각 V1: 매질 1에서의 속도]
[β: 굴절각 V2: 매질 2에서의 속도]
b) 파형변이(Mode Conversion)
․음파가 경계면에 경사지게 입사하고 경우에는 한종류의 파가 동일한 종류의 파로만 굴절되는 것이 아니고, 입사각에 따라서는 부분적으로 또는 전체적으로 다른파로 변 형되어 나타나게 된다.
c) 임계각(Critical Angle)
① 제 1임계각 : 굴절종파가 90°로 굴절하게 되어 검사체내에서는 횡파만이 존재하 게 되는 입사각
[제 1 임계각]
90°= 1
그러므로
② 제 2임계각 : 횡파의 굴절각이 90°가 되도록 입사각을 증가시키면, 굴절파는 시험 체의 표면으로 진행하게 되며, 표면파가 형성되는 입사각
[제 2 임계각]
1 = 90° = 1
3-2-4-2 반사와 통과
a) 음향 임피던스(Z:Acoustic Impedunce)
․정의 : 재질이 음파의 진행을 방해하는 것
․Z=ρ․V (Z : 음향임피던스, ρ: 재질의 밀도, V : 초음파의 속도)
․재질에 초음파를 송신하였을 때 초음파에너지의 일부만이 재질에 전달되고, 음파에 너지의 대부분은 한물질에서 다른 물질로 진행할 때 두 다른 물질의 경계면에서 반 사하는데, 음파의 반사량은 음향임피던스에 좌우된다.
b) 수직입사시 반사와 통과
[평면경계면에서 수직입사될 경우 반사와 퉁가]
․음압반사율 γ = =
․음압투과율 t = 1-γ = =
․왕복투과율 T = t1 x t2 = X
=
= 1-γ2
3-2-4-3 회절 및 감쇄
a) 회절(Difraction)
[고체내에서의 음파의 회절]
․금속내의 미세한 게재물 또는 기공에 부딪힐 때 간섭(Interference) 또는 회절현상이 발생. 이때 초음파에너지의 일부는 결함위주로 굽어지고, 이때 발사량은 상당량 감 소한다.
b) 감쇄(Attenuation)
① 산란 : 재질의 구성이 완전하게 균일하지 않기 때문에 발생하는 현상
┌ 음향 임피던스 값 변화 : 게재물, 기공
└ 흡수 : 초음파에너지의 일부분이 열로 변환
c) 기타 : 시험체의 표면거칠기
3-2-4-4 시험체가 초음파에 미치는 영향
a) 표면거칠기 b) 시편의 모양
c) 시편내에서의 파형변이 d) 불연속의 방향과 깊이
3-2-4-5 데시벨(dB)
․정의 : 음압의 비, 전압의 비, 에코우 높이의 비등과 같이 2개의 수치에 대한 비를 대 수를 사용하여 표시하는 단위
dB = 20log10 (A1, A2 : 에코의 강도(Ampitude))
3-3 탐상장비
3-3-1 탐상기
┌ Analogue : UFD-110/110M, UFD-310, USK-7S
└ Digital : USK7D, USK10, EPOCH II,III, Sitescan
․주파수선택 보정기, 탐상범위의 보정기, 탐상감도 보정기, CRT
[탐상장비의 전면]
3-3-2 탐촉자(Probe)
3-3-2-1 압전효과(Piezoelectric Effect)
․전기적인 에너지를 기계적인 에너지로, 반대로 기계적인 에너지를 전기적인 에너지로 바꾸는 현상
3-3-2-2 진동재질
┌ 수정(Quartz) : 고온사용용이, 송신효율이 낮고, 파형변이가 쉽게 일어남
│ 압전(Ceramic) : 송신효율이 좋다.
└ 황산리튬(LiSO4) : 수신효율이 좋다.
3-3-2-3 탐촉자의 구조
(가) 수직탐촉자 (나) 사각탐촉자
[탐촉자의 구성]
3-4 탐상기법
3-4-1 탐상기법의 종류
3-4-1-1 원리에 의한 분류 : 펄스반사법, 투과법, 공진법
3-4-1-2 표시방법에 의한 분류 : A-Scope, B-Scope, C-Scope등
3-4-2-3 진동방식에 의한 분류 : 수직탐상법(종파이용), 사각탐상법(횡파이용), 표면파탐상법,
판파탐상법
3-4-1-4 탐촉자수에 의한 뷴류 : 1탐촉자법, 2탐촉자법, 다(多)탐촉자법
3-4-1-5 접촉방법에 의한 분류 : 직접접촉법, 수침법(전불수침법, 국부수침법)
3-4-2 탐상장비의 조정
3-4-2-1 시험주파수의 선택 : 2～5-㎒
3-4-2-2 탐상범위의 보정
┌ Coarse Sweep Range Selection
│ Sweep Length Control(펄스사이의 간격조정)
└ Sweep Delay Control(펄스사이의 간격은 고정시킨채 좌우이동)
3-4-2-3 탐상감도 설정
․표준, 대비시험편의 인공결함을 이용하여 스크린상에 어떤 기준이 되는 값을 설정
a) 펄스폭 조정기 : 펄스발생기의 출력을 조정한다.
b) 증폭기(감쇄기) : 보통 2dB 간격으로 수신신호의 높이를 조절해준다.
c) Rejection : 시간축에 나타나는 전기적 잡음신호를 제거하는데 사용된다.
그러나, 이조정기를 사용하면 장비의 감도 직선성을 변화시키게 되므 로, 일단 탐상감도를 설정한 후에는 사용해서는 안된다.
3-4-2-4 접촉매질의 선택
․초음파가 탐촉자에게 피검재로 효과적으로 전달되도록 물, 글리세린, 기름 등을 사용 하여 탐촉자와 피검재사이의 공기를 제거해 준다. (음향임피던스차 해소)
3-4-3 시간축(Sweep Range)설정
3-4-3-1 수직탐상법
[시간축 설정방법]
a) 수직 탐촉자 25T에 높고 저면반사파를 얻는다.
b) Sweep Delay와 Sweep Length을 사용하여 1차 저면반사파를 눈금 25에 맞추고 2차 반사파를 눈금 50에 맞추면 시간축은 50㎜로 설정
c) 초기펄스는 탐촉자 표면에서 반사되는 펄스로서 탐촉자 및 주파수등에 따라 달라지 므로 시간축 설정시 0점으로 사용해서 안된다. 즉 시간축 설정시에는 반드시 2개 이 상의 저면반사파를 이용해야 한다.
3-4-3-2 사각탐상법
․탐촉자표면에서 초음파가 경사를 이루며 발생되도록 사각탐촉자를 사용하여 탐상하 는 방법(경사각탐상법)
a) 입사점측정
[사각탐촉자의 입사점측정방법]
100R 중심점에 위치시켜 최대높이의 펄스가 얻어졌을 때 탐촉자의 옆면에 입사점을 표시한다.
b) 굴절각 측정
[사각탐촉자의 굴절각 측정방법]
․일반적으로 45°, 60°, 70°
․시험체의 두께가 얇을수록 굴절각이 큰 탐촉자 사용
→ 검사규격에 그 범위가 지정되어 있다.
c) 시간축 설정
․시험체의 두께 및 굴절각에 따라 변화
→ 일반적으로 1Skip - 1.5Skip 정도로 시간축 설정
․제1저면반사파-20, 제2저면반사파-40에 놓으면 250㎜로 설정된 것임.
[시간축 설정(250㎜)]
3-4-3-3 감도(Sensitivity) 설정
․대비시험편(Reference Block) 또는 보정시험편(Calibration Block)의 표준구멍 또는 노치(Notch)등에 반사하는 에코우의 높이를 기준으로 감도 설정이 일반적이다.
a) 수직탐상법
┌ 저면탐상법
└ 시험편이용법
b) 사각탐상법
․시험편이용법
┌ ASME(The American Society of Mechanical)
│ KS(Korean Industrial Standard)
└ AWS(American Welding Society)
[Basic Calibration Block]
[STB-A2 시험편의 형상] [RB-4 시험편의 형상]
3-4-3-4 거리 진폭교정 곡선(DAC : Distace Amplitude Corrction Curve)
초음파가 재질에서 진행함에 따라 에너지 손실이 발생함에 따라 동일한 크기의 반사원 에서 반사하는 반사파의 감도도 거리가 증가함에 따라 약해진다. 이와같이 거리에 따 른 반사파의 강도를 교정해 주는 곡선을 DAC 곡선이라 한다.
a) 수직탐상법
․대비시험편 RB-4 이용
[수직탐촉자의 DAC 곡선]
b) 사각탐상법
․KS-STB-A2 시험편 이용
[사각탐촉자의 DAC 곡선]
3-4-3-5 불연속부 크기
- 최대높이법(Maximum amplitude)
- 20dB drop법
- Half Amplitude(6dB Drop법)
- 에코높이(AVG : DGS)등
[6dB drop법]
3-4-3-6 불연속부 위치측정
[사각탐상에 사용되는 용어]
․결함의 깊이(0.5Skip 이내) d = W cos θ
․결함의 깊이(0.5～1Skip) d = 2t - W cos θ
․탐촉자 - 결함거리 y = W sinθ
․0.5Skip 빔 행정거리
․1Skip 빔 행정거리
․0.5Skip 거리
․1Skip 거리
(W : 빔행정거리, θ : 굴절각, t:판재의 두께)
3-5 보고서 내용
a) 제조자명 b) 제품명
c) 시험번호 또는 기호 d) 시험년월일
e) 기술자의 성명 및 자격 f) 시험체의 재질 및 두께
g) 탐상기명 및 두께(탐촉자 포함) h) 사용한 표준시험편 및 대비시험편
i) 탐상부위의 상태 및 손질방법 j) 탐상범위
k) 접촉매질 l) 검출레벨(탐상검도)
m) 최대에코우 높이 n) 결함지시 길이
o) 결함위치(결함스케치 포함) p) 결함의 등급
q) 적용규격 r) 합부판정
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