강재 초음파시험(UT : Ultrasonic Test)ㅣ 강재 용접부 비파괴검사

본 글은 「시설물의 안전 및 유지관리 실시 세부지침(안전점검·진단 편) 해설서(공통편)」(2024, 국토안전관리원) 문헌의 내용과 이미지에서 발췌하였음을 알려드립니다.

 

강재 초음파시험(UT : Ultrasonic Test)

 

1) 강재 용접부 시험 일반

• 강재 용접부 비파괴검사를 통하여 강구조물의 주부재 용접이음부의 결함상태를 조사하고, 검출된 결함은 적용규격에 따라 등급분류를 실시하고 그 결과에 따라 결함의 영향을 평가한다.
• 강재 비파괴시험 적용 방법은 기본적으로 강구조물에 대하여 육안조사(VT)를 실시하고, 적절한 시험방법을 선정하여 실시한다.

강재 초음파시험기	강재 자분탐상기 (MP-A : 극간법)

 

2) 초음파탐상시험

• 강재 초음파시험기(UT : Ultrasonic Testing)를 이용한 탐상방법은 여러 가지 방법이 있으며 시험대상물이나 시험목적에 의해 시험방법이 선정된다.
• 초음파시험에 쓰이는 초음파는 펄스파로서 몇 ㎲(1㎲=1×10-6s)정도의 짧은 시간 내의 진동을 시험체로 보낸다. 초음파 펄스를 보내는 순간부터 초음파 펄스를 수신하는 순간까지의 경과시간을 측정함으로서 결함이나 후면 등의 반사원까지의 거리 즉 결함의 위치를 알 수 있다.
• 현재 일반적으로 사용되는 초음파시험은 펄스파를 이용한 반사법으로 시험체의 내부에서 반사되는 반사원의 면적 즉 결함의 면적이 크면 그것에 비례하여 커지는 에코우의 높이로 결함의 크기를 추정할 수 있게 된다.
• 강재 비파괴검사의 최종적인 목적은 재료 또는 부품 등이 사용 중에 파괴되는가 안되 는가의 여부를 판단하기 위해 결함의 유무, 결함의 크기 및 형태를 정확히 파악하는 데 있듯이 초음파 검사도 주로 결함의 검출에 사용된다.
• 수문, 교량, 철골 구조물 등의 이음부는 대부분 용접으로 접합되어 있으며, 이러한 여러 분야에서 휴대용 초음파 시험기를 이용한 용접부 조사가 광범위하게 시행되고 있다.

 

3) 초음파탐상시험 절차

초음파탐상시험 절차

①용접부 표면처리	②매질(글리세린) 도포	③두께측정	④용접부검사(UT)

 

4) 결함의 판정

영 역		M검출 레벨은Ⅲ, L검출 레벨은 Ⅱ와Ⅲ			Ⅳ
판 두께		18 이하	18 초과 ～ 60 이하	60 초과	18 이하	18 초과 ～ 60 이하	60 초과
등급	1 류	6㎜ 이하	t/3 이하	20㎜ 이하	4㎜ 이하	t/4 이하	15㎜ 이하
	2 류	9㎜ 이하	t/2 이하	30㎜ 이하	6㎜ 이하	t/3 이하	20㎜ 이하
	3 류	18㎜ 이하	t 이하	60㎜ 이하	9㎜ 이하	t/2 이하	30㎜ 이하
	4 류	3 류를 초과하는 것

•  2방향에서 탐상한 경우에 동일한 결함의 분류가 다를 때는 하위 분류를 채용한다.
• 표의 적용에 있어서 동일하다고 간주되는 깊이에서 결함과 결함의 간격이 큰쪽 의 결함의 지시 길이가 같거나 그것보다 짧은 경우는 동일한 결함군으로 간주하고, 그것들의 간격까지 포함시켜 연속한 결함으로 다룬다.
• 표의 "t"는 그루브를 뗀쪽의 모재의 두께(mm)를 의미하며, 맞대기 용접에서 맞대는 모재의 판 두께가 다른 경우는 얇은 쪽의 판두께로 한다.

 

5) 용접부 내부결함 조사 사례

구분	내용
개 요	● A교량의 강교 박스 거더 웨브의 맞대기 용접부의 내부결함 조사를 위하여 초음파탐상법을 적용하였다.
탐상방법	● 초음파탐상기로 A 스코우표시의 펄스반사식의 SITESCAN 130을 적용하여 초음파탐상시험을 실시하였다.
탐상결과	● 탐상자료를 분석한 결과는 다음과 같다. ● 상기 파형은 용접부의 종방향으로 연속적으로 분포하고 있는 용입 부족으로 분석되었고, 결함깊이는 7.7mm, 길이 500mm로 측정되었으며, 결함등급은 KS B 0896에 따라 4급으로 판정되었다.