제 1장 와전류탐상검사 이론

 

3-4 임피던스에 영향을 주는 요소

와전류탐상검사는 코일의 임피던스 변화를 탐지하여 검사를 수행하게 되는데 코일의 임피던스에 영향을 주는 요인에 대해 살펴본다

3-4-1  전기전도도(Electrical conductivity)

와전류 탐상은 전자유도의 원리를 이용하므로 전기 전도도의 영향을 많이 받는다.  즉, 전기 전도도가 높을수록 와전류의 생성이 용이해지므로 전기 전도도는 와전류 탐상시 중요한 변수가 되며 이 값에 따라 탐상의 정도가 달라지게 된다

이때 사용하는 전기전도도의 값은 통상 IACS(International Annealed Copper Standard) 단위를 사용한다.  IACS란 단면적 1㎟, 길이 1m의 풀림 처리된 순 동(Pure copper)을 20℃에서 측정한 비저항이 0.17241옴(ohm)을 나타낼때의 전도도를 100%로 기준한 것을 말한다.  일반적으로 전도도는 σ(sigma)로 표시하고 단위는 % IACS로 나타낸다.

다음의 표에 각종 금속에 대한 비저항과 전도도 값을 나타내었다. 

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재료

비저항

(ohmㆍcmX10-6)

전도도

(% IACS)

알루미늄

2.65

64.9

알루미늄 6061-76

4.10

42.0

알루미늄 7075-T6

5.30

32.0

알루미늄 2024-T4

5.20

30.0

알루미늄 브론즈

12.00

14.0

구리

1.72

100.0

황동

6.90

25.0

구리니켈 합금(9:1)

18095

9.1

구리니켈 합금(7:3)

37.00

4.6

2.35

75.0

1.63

105.0

20.77

8.3

망간

4.45

38.6

모넬

48.20

3.6

인코넬

100.00

1.7

304 스테인레스강

72.00

3.0

316 스테인레스강

74.00

2.5

티타늄

48.60

3.6

텅스텐

5.65

30.0

지르코늄

40.00

4.3

표에서 알수 있듯이 비저항과 전도도의 단위가 다르므로 직접 계산할 수가 없다.  이때 비저항과 전도도의 관계를 나타내면 다음 식과 같이 표시할수 있다.

            %IACS=172.41/비저항(ohm-cm×10-6 )

일반적으로 전기 전도도와 저항은 반비례 관계를 갖는다.  즉 저항값이 클수록 전도도는 감소하게 된다.  결국 전도도의 변화에 따라 코일의 임피던스에 영향을 주게 된다.

일반적으로 전도도가 높을수록 시험코일의 임피던스값은 작아지게 된다.  이것을 그림으로 나타내면 그림과 같다. 


그림과 같이 0%의 전도도 즉, 시험코일 근처에 시험체가 없는 공심코일 상태에서부터 100% IACS전도도까지 임피던스의 변화를 측정하여 각 점을 연결하면 그림과 같은 궤적이 얻어진다.  이를 임피던스면 도형(Impedence-Plane Diagram)이라 하며 전도도가 증가할수록 궤적의 아래쪽을 향함을 알수 있다.

이밖에 금속의 전기전도도에 영향을 미치는 요인으로는 온도, 열처리정도, 화학 조성, 결정립의 크기, 경도 및 잔류응력 등이 있다.  따라서 와전류 탐상을 통하여 재료의 결함 검출 이외에 특성평가에도 이용될수 있다

 
다음중 전기전도도를 나타낼때 사용하는 단위의 기준은?

IAEA IACS