제 4장 기본탐상법

 

3. 불연속 크기의 측정
불연속부의 크기는 반사파의 진폭과 절대적인 상관관계가 있으며 그 측정방법도 여러가지가 잇으나 여기서는 가장 기본적인 방법에 대해서만 설명한다.

3 -1 거리 진폭교정 곡선 방법
실제 초음파탐상검사시 가장 일반적으로 적용되는 불연속부 크기 측정방법이다. 초음파탐상검사는 방사선투과검사와 달리 결함의 종류를 명확하게 구분한다는 것은 다소 문제가 있다. 따라서 대부분의 검사규격에서는 시험편에 인공결함을 만들어 이 결함의 반사파 높이를 기준하여 결함반사파 높이의 100%이상, 50~100%, 20~50등 몇가지 Group으로 분류한후 이에 해당되는 불연속의 길이를 제한함으로서 합부(合不)를 결정하고 있다.
따라서 검사규격에서는 인공결함의 크기를 설정하여 기준감도로 하기 때문에, 앞서 설명한 방법으로 거리진폭교정곡선(DAC)을 작성해야 한다.
거리진폭교정곡선의 작성방법중 가장 간단한 예를 들어본다.


그림은 시간축을 50mm로 보정한 상태이고 그림왼쪽과 같이 직접 1mm인 인곡결함에 대해 거리만 다른 상태에서 떨어진 반사파를 나타내고 있다.

즉 탐촉자의 위치A에서 얻은 반사파는 펄스a이고 증폭기를 고정시킨채 탐촉자의 위치를 B,C,D로 이동시키면 펄스 b,c,d가 나타나게 된다. 펄스가 나타났을때 최대피크(Peak)가 얻어지는 점을 CRT화면상에 점으로 직어 표시한후 이를 곡선으로 연결하면 DAC곡선이 된다.
거리진폭교정곡선의 단순의미는 반사파의 진폭이 DAC곡선을 초과하는 경우에는 기준한 인공결함보다 크고 반대인 경우에는 작다는 것을 의미하는데, 실제 탐상후 결함을 확인하여 보면 예상했던 바와 다르게 나타나는 경우가 많다.

이는 반사파의 진폭이 일차적으로는 불연속의 크기에 영향을 받지만 불연속의 방향도 대단히 큰 영향을 미치게 되며 아울러 불연속의 재질과 시험체 재질의 임피던스차이 즉 결함의 재질(종류)도 대단히 큰 영향을 주게 된다. 실제로 방사선투과검사를 수행한 시험체를 초음파탐상검사로 다시 검사하면 시험체의 합부는 동일하게 나타날지 모르지만 불연속의 크기등은 다르게 나타나는 경우가 많다. 그렇다고 해서 비파괴검사를 신뢰할수 없다는 의미는 아니다. 시험체의 완전함을 증명하기 위해서는 사용조건 또는 그 이상의 조건에서 파괴검사Destructive test)를 한다면 보다 완전함을 증명하는 검사(Proof test)가 될 수 있으나, 엄청난 낭비일뿐만 아니라, 시험체의 손상이 우려된다.

다시말하면 비파괴검사는 상대적인 비교검사이다. 이와같은 모든 상황을 고려하고 모든 시험을 거쳐 검사규격의 합부가 결정된 것이므로 주어진 검사규격에 따라 검사하고 그 결과를 결정하여 합격(Accept)으로 결정되면 검사된 시험체의 신뢰도는 확률적으로 문제가 없음을 의미한다.

검사규격에서 요구하는 크기의 인공결함을 기준으로 DAC를 작성하였을 때 증폭기에 나타나는 dB값이 평가감도라 하고, 실제 탐상시에는 시험체의 표면거칠기, 표면조건, 주사속도등으로 작은 결함의 검출이 누락되는 것을 방지하기 위하여 일반적으로 평가감도의 2배(6dB)정도로 높여서 주사하며, 이 높여진 감도를 주사감도라고 한다. 실제 주사감도는 반드시 평가감도의 2배로 할 필요는 없고 검사원이 보다 검사에 편리하다면 3~4배로 주사해도 무방하나 주사감도를 너무 높게하면 잡음의 진폭도 따라서 커지기 때문에 일반적으로 주사감도는 평가감도에 6dB를 더한값으로 한다.

그러나 불연속이 검출되면 감도는 다시 평가감도로 맞추어놓고 평가해야 한다. 실제로 거리진폭교정곡선을 이용하여 결함의 크기를 평가해야 하는 경우는 대비시험편을 이용하여 DAC를 작성해야 하는데, 이때 대비시험편과 시험체의 검사조건(표면거칠기등)이 다르기 때문에 전달손실이 생긴다. 따라서 불연속의 합부를 결정하기 위한 감도는 DAC작성시의 평가감도에 전달손실로 인한 감도를 더하여 평가기준감도로 설정해야 한다.

  초음파 탐상시 DAC곡선을 작성하고 탐상을 하던중눈금20에서 진폭이 DAC 곡선의 100%가 되는 반
  사파A가 나타났다. 게속 탐상을 하였더니 눈금40에서 진폭이 DAC 곡선의 100%가 되는 반사파 B
  가 나타났다면 반사파A와 반사파B가 나타내는 결함의 이론적인 크기는?

동일할 것이다 반사파B에 해당되는 결함이 A에 비해 1/2정도일 것이다