용접결함 비파괴 검사 ㅣ 철골공사 실무

출처: NCS학습모듈, " 강구조시공 용접접합",교육부(20??)

 

용접결함 비파괴 검사

용접결함 비파괴 검사

 

1) 자분 탐상 검사 (MT: magnetic particle testing)

       강자성체의 시험체를 교류 또는 직류로 자화시키면 시험체 내에 자력선을 형성되며, 시험체의 표면 또는 표면 아래에 결함이 있는 경우 결함 부위에서 자력선이 표면 위로 누설 자장이 발생하여 결함 주위에 국부적인 자장을 형성한다. 이때 시험체에 자분을 뿌리면 누설 자장에 의해 자분이 결함 부위에 밀집되는 현상을 이용하여 결함의 존재 유무를 육안으로 판단하는 검사 방법이다.

자분 탐상 검사의 장단점
장점	● 표면 및 표면하 균열 검사에 가장 적합하다. ● 작업이 신속하며 간단하다. ● 결함 모양이 표면에 직접 나타나 육안으로 관찰이 용이하다. ● 다른 검사와 달리 검사자가 쉽게 검사 방법을 배울 수 있다. ● 시험품의 크기, 형상 등에 크게 구애받지 않는다. ● 정밀한 전처리가 요구되지 않아 검사가 용이하다. ● 얇은 도장 및 도금, 비자성 물질의 도포 등에도 작업이 가능하다. ● 규격품은 대량 검사 및 자동화가 가능하다. ● 작업비용이 비교적 저렴하다.
단점	● 강자성체에 한해 검사가 가능하다. ● 불연속부의 위치가 자속 방향의 ● 수직이어야 검출이 가능하다. ● 검사 후 탈자가 요구되는 경우가 발생한다. ● 검사 후 후처리로 자분의 제거가 필요하다. ● 특이한 형상의 소재는 시험 방법에 까다롭다. ● 대형의 주조물, 단조물의 시험에는 높은 전류가 요구된다. ● 검사가 전기 접점에서 스파크 등으로 인하여 가공면에 손상을 주는 경우가 있다.

자분 탐상 검사  시험순서 및 사진

(1) 시험면의 전처리 작업을 한다.(유지, 도료, 녹, 기타 부착물 제거) (2) 시험체나 예상되는 결함에 알맞은 자화 방법을 확인하여 필요한 작업을 한다. (3) 자분은 습식법, 건식법 / 연속법, 잔류법에 따라 자분의 종류를 선택한다. (4) 시험체 전체에 균일하게 자분의 흐름이 생기도록 조심히 적용시킨다. (5) 자분의 종류에 맞게 관찰한다. (6) 관찰이 끝나면 탈자, 자분의 제거, 녹방지 처리 등을 한다.

 

 

2) 침투 탐상 검사 (PT: liquid penetrant testing)

       침투 작용을 원리로 하여 시험체 표면에 있는 결함에 침투한 침투액을 흡출시켜 결함지시 모양을 식별하는 방법이다. 용접부, 단조품 등의 비기공성 재료에 대한 표면 개구 결함을 검출하며 금속이나 비금속 등 거의 모든 재료에 적용이 가능하다.

침투 탐상 검사의 장단점
장점	● 시험 방법이 가장 간단하다. ● 고도의 수련이 요구되지 않는다. ● 제품의 크기, 형상 등에 크게 구애를 받지 않는다. ● 국부적 시험이 가능하다. ● 미세한 균열의 탐상도 가능하다. ● 비교적 가격이 저렴하다. ● 판독이 비교적 쉽다. ● 철, 비철, 플라스틱 및 세라믹 등 거의 모든 제품에 적용된다.
단점	● 시험할 표면이 개구부여야 한다. ● 시험 표면이 너무 거칠거나 기공이 많으면 허위 지시 모양을 만든다. ● 시험 표면이 침투제 등과 반응하여 손상을 입는 제품은 검사할 수 없다. ● 주변 환경 특히 온도에 민감하여 제약을 받는다. ● 후처리가 종종 요구된다. ● 침투제가 오염되기 쉽다.

침투 탐상 검사 시험순서 및 사진

(1) 시험면의 전처리 작업을 한다.(유지, 도료, 녹, 기타 부착물 제거) (2) 침투제를 도포한 후 침투제가 침투할 시간을 준다. (3) 걸레에 세척제를 뿌려 표면을 닦아낸다. (4) 현상제를 얇고 균일하게 뿌린다. (5) 흰색의 현상제를 배경으로 나타난 붉은 선의 결함 지시 모양을 관찰, 판독 한다. (6) 검사 부위에 도포된 침투제 및 현상제를 세척제를 사용해 제거한다.

 

3) 방사선 투과 검사 (RT: radiographic testing)

      방사선 투과 검사는 엑스선, 감마선 등의 방사선을 사용 조건 및 용도에 따라 선택하여 시험체에 투과시켜 x-선 필름에 형성시킴으로써 시험체 내부의 결함을 검출하는 검사방법으로 내부 결함을 검출하는 비파괴 검사 방법 중 현재 가장 널리 이용되고 있다. 방사선은 대부분의 재료를 투과할 수 있는 특성을 지니고 있으며 재료의 두께에 따라 방사선의 투과량이 달라진다. 즉, 시험체 내에 불연속이 존재하는 경우 건전부와 불연속부의 방사선 투과량이 다르므로 방사선에 의해 감광되는 필름의 감광 정도도 달라진다. 방사선 투과 검사는 시험체 뒤에 필름을 부착시키고 방사선으로 촬영한 다음 필름 현상 과정을 통해 영구적 인상을 얻어 이를 관찰함으로써 시험체 내의 불연속의 크기 및 위치 등을 판별하는 방법이다.

방사선 투과 검사의 장단점
장점	● 두께차를 가지는 구상 결함 검출 능력이 우수하다. ● 모든 재질에 적용할 수 있으며 시험체 내부에 존재하는 불연속을 검출할 수 있다. ● 검사 결과를 영구적으로 기록, 보존할 수 있다. ● 결함의 종류와 형상을 알 수 있다.
단점	● 방사선 안전 관리가 요구된다. ● 라미네이션이나 방사선 조사 방향에 대해 15도 이상 기울어져 있는 균열 등은 검출되지 않는다. ● 현상이나 필름 판독을 해야 결과를 알 수 있다. ● 미세 균열은 검출되지 않는 경우도 있다. ● 판 두께가 두껍게 되면 검출이 불명확하다. (두께 25~30mm정도가 적당)

방사선 투과 검사 시험순서 및 사진

(1) X선 발생 장치의 원리를 이해한다. (2) X선 필름과 증감지를 선택하여 필름 카세트에 넣어둔다. (3) 탐상물 및 필름을 촬영에 적합하도록 배치한다. (4) 전원 및 접지선을 접속시킨다. (5) 조정기를 점검하고 전원 개폐기를 닫는다. (6) 전압을 조정한다. (7) 전압 및 전류 조정기를 최저위로 한다. (8) 타이머를 소정의 노출시간에 맞춘다. (9) X선 개폐기를 닫는다. (10) 관전압, 관전류를 필요한 노출 조건이 되도록 조정한다. (11) 소정의 노출 시간이 경과하면 타이머가 작동하여 X선 개폐기가 열리므로 X선의 방출이 정지된다. (12) 전원 개폐기를 연다. (13) 감광된 필름을 암실에서 현상한다. (14) 시험편의 결함을 판독한다.

 

 

4) 초음파 탐상 검사 (UT: ultrasonic testing)

       초음파 탐상 검사는 고주파수 음파의 빔을 검사할 재질 내로 보내 표면 및 내부 결함을 검출하는 비파괴 검사법의 하나이다. 초음파는 에너지의 손실과 더불어 재질 내를 진행하며, 계면에서 반사한다. 반사된 빔을 검출하여 분석하므로 결함의 존재 및 위치를 알아낼 수 있게 된다. 대부분의 초음파 탐상 장치는 다음의 하나 또는 그 이상의 것을 감지함으로써 결함을 검출한다.

초음파 탐상 검사의 특징

● 투과 능력이 우수하여 수 m의 재질 내부 검사가 가능하다. ● 미세 결함에 대한 감도가 우수하다. ● 신속한 결과 및 검사의 자동화가 가능하다. ● 다양한 재질의 검사가 가능하다.(플라스틱, 인체 등) ● 인체 및 환경에 안전하다. ● 검사자의 숙련된 지식과 기술이 요구된다. ● 표면 조건에 영향을 받는다.(전달 손실) ● 표면 결함의 검출이 곤란하다.(불감대 영역: 약 7mm 정도) ● 접촉 매질이 필요하다.(고체-기체 전반사) ● 표준 시험편 및 대비 시험편이 필요하다. ● 재질 내부 조직에 영향을 받는다.(불균일, 조대 조직) ● 결함의 형태 및 방향에 영향을 받는다.