Transfer Correction Determination

전이보상(감도보정) 방법에 대한 설명




(주) 삼영검사엔지니어링/기술팀

과장 한근대

2003. 1. 29

1. 참고문서

- API RP 2X (1996)

- AWS D 1.1 (2000)

- ASME B & PV CODE SEC V (2001)

- KS B 0896 (1999)




2. Transfer Correction이란?

초음파 경사각 탐상에 있어서 표준시험편 또는 대비시험편 등 감도를 설정하는 기준과 실제 시험체간에 표면거칠기, 접촉상태, 음향특성의 차이로 인한 초음파의 손실을 보정해주는 절차이다. 이는 DAC(Distance Amplitude Correction)가 초음파의 진행거리 차이에 대한 보정을 하기 위한 것과 혼동되지 않아야 한다.




3. 각 코드에서 transfer correction의 적용

KS, AWS, API에 언급된 전이보상 절차를 비교해 보기로 한다.

ASME의 경우는 Basic Calibration Block을 시험체와 동일 조건으로 제작하여 사용하는 것을 기준으로 하고 있기 때문에 transfer correction에 대한 언급을 하지 않는다.

AWS에서는 Sec 6. Part F, 'Ultrasonic Testing of Groove Welds'에서, 일반적인 탐상에서는 언급이 없다. 단, 6.27절, ‘Tubular T,Y,K의 UT'에서 sensitivity 설정을 basic sensitivity + distance amplitude correction + transfer correction으로 한다고 하고, 이어지는 설명에서는 도장 두께가 10 mils (0.25 mm) 미만인 용접부에 대해 transfer correction을 적용할수 있다는 설명을 한다. 그 절차에 대해서는 설명이 되어 있지 않다. 이에 한해 해석을 한다면, AWS 에서는 transfer correction을 고려하지 않는다 해도 코드에 적합하다는 판단을 할 수 있게 된다. 단, 이는 적절한 표면조건과 재질등이 만족되는 경우일 것이다. 언급되어 있는 곳은 부록 K. 로서 ’UT의 대안 기법‘이다. Annex K는 두께범위가 AWS의 적용을 벗어나는 용접부의 경우(8～200mm를 벗어나는 경우)에 대해 적용하도록 되어 있고, 또는 특수한 경우 발주자와의 협의에 의해 적용할 수 있도록 하고 있다. 또한 일반적으로 Annex K를 Tubular T,Y,K에 대해 적용하는 것을 금지하고 있다.(6.20.1～6.20.2, p.208) 이렇게 매끄럽지 못하게 되어 있는 것은 API RP 2X의 내용을 충분히 제대로 반영하지 못하고 AWS D1.1을 작성한 결과가 아닌가 하는 생각을 가지게 한다. 어쨌든 이에 언급된 방법은 API, KS와 거의 동일하다.

AWS에서는 시험체와 대비시험편의 두께가 같다는 전제하에, 3군데 이상에서 측정하여 평균값을 사용하도록 하고 있으며, KS에서는 STB-A2의 두께가 비교적 얇기 때문에, 검사하고자 하는 대상에서의 에코위치 전후에서 A2에 의한 신호를 취하여 연결선상에서 값을 정하도록 한다. API에서는 시험체, 시험편 각각에 대해 1 skip ,2 skip에 대한 측정을 하여 이를 연결하고 두 개선의 차이를 사용하도록 하고 있다. KS에서는 각 용접형태, 즉, 맞대기, 원주방향, 축방향, TYK에 따라 각각 다른 방법으로 STB-A2와 RB를 사용한 방법을 설명하고 있다. 다소간의 세부 방법에 차이가 있지만, 기본 원리와 절차는 동일함을 알수 있다. API RP 2X와 AWS에서의 절차를 번역하였다.




4. API RT 2X에서 Transfer Correction의 절차

전이보상치는 다음에 따라 정할수 있다:

a. 기준 대비시편과 시험체와의 표면거칠기, 접촉면적, 음향특성의 차이를 보정하기위한 절차가 필요하다. 전이보상은 동일 시험군의 최초검사시에 해야하며, 표면 거칠기, 표면상태, 코팅 등에 변화가 생겼을 경우에도 해야한다. 만약 보상치가 6 dB를 넘으면 표면처리를 다시 해야한다.

b. 동일 탐촉자 두 개를 송신, 수신으로 접속한다. 1 skip에서의 신호가 75%가 되도록 게인을 조정한다. 다시 탐촉자를 움직여 2 skip에서 신호를 잡는다. 에코의 높이와 위치를 각각 표시한다. 그 다음에 게인은 그대로 두고, 시험대상체로 옮겨서 같은 방법으로 표시한다.

기준 대비시편에 의한 점 두 개를 연결하고, R 선이라 한다. 시험체에 의한 점 두 개를 연결하고 I 선이라 한다. 스킵거리가 4인치(100mm)이상이면 이 두 개의 선을 사용하고, 아니라면, 추가적으로 3,4 skip을 그려서 사용한다.

c. 두 선의 대략적인 차이를 보정량으로 한다. 두 에코의 크기를 나눈값을 사용해서 표 3을보고 감도 보정량을 정한다. R 선이 I 선보다 위에 있다면 게인을 더해주고, 밑에 있다면 게인을 뺀다..

d. 위의 b,c 와 다른 방법으로 할수도 있는데, DAC를 그려서 하는 방법이다. 두 개 탐촉자를 송수신으로 접속하고 첫 번째 skip에서의 신호를 90%로 하고, 이때의 게인을 기록한다. 다음 skip들의 신호를 계속 그려나간다. 이 점들을 연결해서 DAC를 그린다.

e. 시험체로 옮겨서, 첫 번째 skip 신호가 위의 DAC에 맞도록 게인을 조정한다. A를 기준대비시편에서의 게인 값, B를 시험체에서의 게인 값이라고 할때, 보정치 C는, A - B = C로 구할수 있다. 각도에 따라 감쇄량에 차이가 나므로, 실제 검사에서 측정해야한다.

f. 위의 두가지 방법은 효과적인 것으로 사용되고 있다. 전이보상치 측정 방법은 정확성을 승인받아야하고, 기술자는 그 과정을 확인해야한다.




5. AWS D1.1 Annex K.에서 transfer correction 절차- 그림 K-4 에 있는 설명

* 절차

(1) 두 개의 동일 탐촉자를 배치한다.

(2) 시험편에 투과모드로 세팅하고, 최대 에코를 얻어서 dB를 기록한다.

(3) 시험체에 옮겨서, 최대 에코를 얻는다. dB를 기록한다. 최소 3곳에서 반복해서 측정한다.

(4) 3회를 평균한 값과 시험편에서 얻은 값의 차이를 보정치로 사용한다.

* 시기

(1) 최초 검사시

(2) 보정량이 25% 이상 변할 것으로 예상되는 재질, 형태, 두께, 표면등에 변화가 있는 경우,




6. 결론 및 적용방법

(1) AWS가 적용되는 공사에는 API RP 2X의 첫 번째 방법을 사용하는 것이 좋으며, KS에는 그대로 A2를 이용한 방법을 사용하도록 절차서에 반영 및 방법을 숙지할 필요가 있다.

(2) 전이보상 절차는 어려운 것이 아니며 원리도 간단하기 때문에 calibration시에 반드시 반영하도록 초음파 탐상 검사원 스스로 노력할 필요가 있다.