제 3장 장비

 
3-2 탐촉 자의구조와 종류
3-2-1 탐촉자의 구조


그림 수직탐촉자의 구조


탐촉자의 구조는 사용목적에 따라 달리하여 사용할수 있는데 일반적으로 사용되는 탐촉자를 기준하여 살펴본다.
탐촉자는 이미 앞에서 설명한 바와같이 초음파를 발생시키는 진동자와 펄스폭의 조정 및 불필요한 초음파를 흡수하는 흡음재 그리고 진동자를 보호하기 위한 보호막으로 구성되어 있으며 그림1 과 같이 금속케이스에 전극을 입힌 구조로 되어 있다.


그림 사각탐촉자의 구조


또한 초음파를 시험체에 경사지게 입사시키기 위해서 진동자를 탐촉자내에서 그림2와 같이 경사지게 위치시킨 사각탐촉자가 있다.
이와같이 동일한 원리로 진동자의 방향을 변경시키는 이유는 검사조건에 부합되도록 탐촉자의 구조를 달리하기 위함이다. 즉 수직탐촉자와 사각탐촉자가 필요한 경우는 그림3에 나타난 바와같이 평판 및 용접부의 검사를 가정하면 쉽게 이해할 수 있다.


그림시험체형상에 따른 탐촉자의 사용


그림3에서 볼 수 있는 바와같이 평판의 경우에는 시험면 전체에 탐촉자를 이동시키면(주사:走査, Scanning이라함은 탐촉자를 탐상면위에서 탐상목적에 따라 이동시키는 것을 말함) 시험체 내부에 존재하는 불연속을 검출할수 있다. 그러나 용접부의 경우 모재위에서는 탐촉자를 주사할수 있지만 용접부위에서는 용접면에 탐촉자가 완전히 밀착되지 않으므로(용접물결의 골과 산사이의 공간이 생겨 탐촉자에서 발생되는 초음파가 이곳에서 대부분 반사하므로 탐상이 불가능함) 탐촉자를 주사할수 없게 된다. 따라서 용접부내에 존재하는 불연속을 검출하기 위해서는 그림3(b)과 같이 초음파를 시험체에 경사지게 입사시키면서 불연속의 위치에 따라서 탐촉자를 이동시키면 탐상이 가능하게 된다. 따라서 사각탐촉자의 경우는 초음파가 시험체에 입사하는 각도(굴절각)가 탐상감도에 중요하게 되는데 일반적으로 제작사에서는 굴절각 45°, 60°, 70°인 사각탐촉자를 주로 제작 판매하고 있다. 이와같이 고정된 굴절각을 사용하면 결함의 위치가 굴절각과 수직인 경우가 드물기 때문에, 각각의 결함에 따라 이외의 굴절각을 다시 세분하여 사용해야 할것으로 생각될수 있으나 초음파빔의 퍼짐이라는 특성이 있기 때문에 초음파빔의 입사방향이 결함과 완전하게 수직하지 않아도 결함의 검출감도가 크게 낮아지지는 않는다.



그림4 수직 및 사각탐촉자


대부분의 검사규격에서 사각탐촉자의 경우는 시험체의 두께에 따라 굴절각 45°, 60°, 70°중에 선택하여 사용하도록 요구하고 있는데, 강재를 검사하는 경우 탐촉자의 보호막이 플라스틱 종류임을 감안할 때 굴절각이 이와같은 경우에는 시험체내에는 주로 횡파만이 존재하기 때문에 대부분의 사각탐상시험은 횡파에 의해 행해진다.
그러나 특수한 목적에 따라 특정한 굴절각을 가진 사각탐촉자가 필요한 경우에는 그림 5와 같이 프라스틱(반드시 Plastic을 사용할 필요는 없으나 초음파의 감소가 상대적으로 적게하기 위해서 탐촉자전면에 부착된 보호막과 유사한 재료를 사용한다. 쐐기를 사용하기도 한다.


그림 5 쐐기의 사용


이때 쐐기의 각도를 조정하면 굴절각을 임의로 변경시켜 사용할수 있다.
  탐촉자내에서 발생되는 초음파의 펄스폭을 조정하고 불필요한 초음파를 흡수하는 물질은?

보호막 흡음재