방사선 투과시험 RT(Radiographic Test) 안내ㅣ 강재 용접부 비파괴검사

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

 

방사선 투과시험

 

1) 시험일반

• 방사선투과시험은 한 방향측에 방사선 발생장치를 배치하여 그 반대측에 X선 필름(방사선투과촬영에 사용하는 필름의 총칭)이 장전된 카세트를 구체면에 밀착하여 촬영한다.
• X선은 물체를 투과하는 과정에서 지수 함수적으로 그 세기의 강함을 잃어 가므로 투과사진을 촬영할 때는 시험체의 두께에 따라 X선의 에너지의 세기 및 조사(노출)시간을 제어해야 한다. 에너지는 전압(관전압)에 의해, 세기는 전류(관전류)에 의해서, 또한 노출시간은 타이머에 의해 각각 제어할 수 있으며, 일반적인 휴대형의 공업용 X선 장치로는 관전류가 고정되어 있기 때문에 관전압 및 타이머에 의해 촬영조건을 제어하고 있다.
• 일반적으로 스틸사진이 피사체의 반사상을 찍는데 반하여 투과사진은 피사체의 투영상이다. 단, X선을 광원(선원)으로 한 경우, X선은 피사체도 투과하기 때문에 그 투과사진은 반투명한 피사체에 뒤에서 빛을 비추었을 때 반투명한 스크린 상에 얻어지는 투영상과 같다. 또한, 태양광과 같이 평행광선이면 피사체의 실태의 투영상 및 피사체 사이의 정확한 상대위치가 얻어지지만, X선을 광원으로 한 경우는 X선은 점광원으로부터 발생하는 반사광이기 때문에 얻어지는 투과사진은 기하학적으로 확대된 투영상이 된다.
• 따라서, 투과사진으로부터 얻어지는 정보는 피사체의 윤곽과 상대적인 밀도 및 피사체사이의 확대된 상대적인 위치관계이며, 피사체표면의 정보는 얻어지지 않는다.

RT 시험순서

방사선 투과시험 탐상모식도

 

3) 시험방법

구분	내용
투과 사진 상질의 종류	● 투과 사진의 상질은 A급, B급, P1급, P2급 및 F급의 5종류로 분류하고, ● 강판의 맞대기 용접 이음부 및 촬영시의 기하학적 조건이 이와 동등하다고 보는 용접 이음부는 A급과 B급으로 분류하여 적용한다.
선원(線源)과 감광 재료의 조합	● 선원과 감광 재료는 투과도계의 식별 최소 선지름을 식별할 수 있도록 조합한다.
조사(照射)범위의 선정	● 촬영시에는 조리개 또는 조사통을 사용하여 조사 범위(영역)를 필요 이상으로 크게 하지 않는 것이 바람직하다.
촬영방법	● 방사선의 조사방향 투과사진은 원칙적으로 시험부를 투과하는 두께가 최소가 되는 방향에서 방사선을 조사하여 촬영한다. ● 투과도계의 사용 ▷ 그림에 표시한 것과 같이 식별 최소선지름을 포함한 투과도계를 시험부 선원측 표면에 용접 이음부를 넘어서 시험부의 유효길이 L3의 양 끝부근에 투과도계의 가장 가는선이 위치하도록 각 1개를 둔다. 이때 가는선은 바깥쪽이 되도록 한다. ▷ 투과도계와 필름 간의 거리를 식별 최소 선지름의 10배 이상 떨어지면 투과도계를 필름에 둘 수 있다. 이 경우에는 투과도계의 각각의 부분에 F의 기호를 붙이고 투과 사진상에 필름에 둔 것을 알 수 있도록 한다. ▷ 또한 시험부의 유효 길이가 투과도계 나비의 3배이하인 경우 투과도계는 중앙에 1개만 둘 수 있다. ● 계조계의 사용 ▷ 계조계는 모재의 두께가 50mm 이하인 용접 이음부에 대해서 다음의 구분에 따라 사용하고 시험부의 유효길이의 중앙 부근에서 그다지 떨어지지 않은 경우 모재부의 필름쪽에 둔다.  ▷ 다만 계조계의 값이 표시값 이상이 되는 경우는 계조계를 선원측에 둘 수 있다.
촬영배치	● 선원․투과도계․계조계 및 필름의 관계 위치는 원칙적으로 다음에 표시하는 배치로 한다. ▷ 선원과 필름 간의 거리 (L1 + L2)는 시험부의 선원측 표면과 필름간의 거리 L2의 m배 이상으로 한다. m의 값은 상질의 종류에 의한다. ▷ 선원과 시험부의 선원측 표면간의 거리 L1은 시험부의 유효 길이 L3의 n배 이상으로 한다. n의 값은 상질의 종류에 의한다. ▷ 시험부의 유효 길이 L3을 표시하는 필름 마크는 선원측에 둔다.

 

4) 결함의 분류방법

구분	내용
결함의 종별	● 결함의 종류는 다음 표에 따라 분류한다. 여기서 1종 결함이 제 2종 결함인가의 구별이 곤란한 결함에 대하여는 그들을 제1종 결함 또는 제2종 결함으로 각각 분류하고 그중 분류번호가 큰 쪽을 채택한다.
결함 점수	● 제1종의 결함 점수 및 제4종의 결함 점수를 구하는 방법은 다음에 따른다. ▷ 결함 점수는 시험 시야를 설정하여 측정한다. 결함이 시험 시야의 경계선상에 위치한 경우는 시야 외의 부분도 포함하여 측정한다. ▷ 시험 시야는 시험부의 유효 길이 중에서 결함 점수가 가장 커지는 부위에 적용한다. ▷ 제1종 결함이 1개인 경우의 결함점수는 결함이 긴지름의 치수에 따라서 다음 표의 값을 사용한다. 다만 결함의 긴지름이 표시한 값 이하의 것은 결함 점수로서 산정하지 않는다. ▷ 제4종 결함은 제1종 결함과 같이 점수를 구한다. 다만 결함 점수는 결함의 긴지름의 치수에 따라 표 값의 1/2로 한다. ▷ 결함이 2개 이상인 경우의 결함 점수는 시험 시야 내에 존재하는 각 결함의 결함점수의 합으로 한다. ▷ 제1종 결함과 제 4종 결함이 동일 시험 시야 내에 공존하는 경우는 양자 점수의 합을 결함 점수로 한다.
결함의 길이	● 결함의 길이는 제2종 결함길이를 측정하여 결함길이로 한다. ● 다만 결함이 일직선상에 존재하고 결함과 결함의 간격이 큰 쪽의 길이 이하의 경우는 결함과 결함 간격을 포함하여 측정한 치수를 그 결함군의 결함 길이로 한다.
결함의 분류	● 제 1종 및 제 4종의 결함 분류 투과사진에 의하여 검출된 결함이 제1종 및 제4종 결함인 경우의 분류는 다음 표의 기준에 따라 하는 것으로 한다. 표 중의 숫자는 결함 점수의 허용 한도를 표시한다. 다만 결함의 긴 길이가 모재 두께의 1/2을 넘을 때는 4류로 한다. 또한 결함의 길이가 표시값 이하의 것이라도 1류에 대해서는 시험 시야 내에 10개 이상 없어야 한다. ● 제 2종의 결함 분류 투과사진에 의한 결함이 제2종의 결함인 경우의 분류는 다음 표의 기준에 따라 하는 것으로 한다. 표 중의 값은 결함 길이의 허용 한도를 표시한다. 다만 1류로 분류된 경우에도 용입 불량 또는 융합 불량이 있으면 2류로 한다.    ● 제 3종의 결함 분류 투과사진에 의하여 검출된 결함이 제3종의 결함인 경우의 분류는 4류로 한다. ● 종합 분류 시험부의 유효길이를 대상으로 하여 결함의 종별마다 분류한 결과에 따라 결정한 종합 분류는 다음에 따른다. ▷ 결함의 종별이 1종류인 경우는 그 분류를 종합분류로 한다. ▷ 결함의 종별이 2종류 이상의 경우는 그 중의 분류번호가 큰 쪽을 종합분류로 한다. 다만 제 1종의 결함 및 제 4종 결함의 시험 시야에 분류의 대상으로 한 제2종의 결함이 혼재하는 경우에 결함 점수에 의한 분류와 결함의 길이에 의한 분류가 같은 분류이면 혼재하는 부분의 분류는 분류 번호를 하나 크게 한다. 이때 1류에 대해서는 제1종과 제4종의 결함이 각각 단독으로 존재하는 경우 또는 공존하는 경우의 허용 결함 점수의 1/2 및 제2종 결함의 허용 결함 길이의 1/2를 각각 넘는 경우에만 2류로 한다.

 

5) 강재 용접 이음부의 방사선 투과시험 사례

구분	내용
개 요	● 사례 교량은 총 19경간 3연속교의 강상판형교로서 4련으로 구성되어 있으며, 강재조사 부위는 하부플랜지에 존재하는 맞대기용접부에 대하여 방사선투과시험을 시행
탐상방법	● 촬영은 KS-B-0845(강 용접부의 방사선 투과시험 방법 및 투과사진 등급분류 방법)를 기준으로 다음과 같이 촬영하였다.
탐상결과	● 방사선투과조사는 108개소를 조사, 23개소가 불합격이며, 군집기공 11개소, 슬래그 혼입 7개소, 융합불량 3개소, 용입부족 2개소로 나타났다. 방사선투과 시험에 의한 사진의 사례를 아래에 나타내었다.