제 4장 기본탐상법

 
4-3  불연속부의 길이 측정
불연속부의 길이 측정방법에는 크게 나누어 dB drop법과 감도기준법이 있는데 측정원리는 검출된 불연속의 최대 에코우높이를 기준하여 규정된 비율만큼 에코우높이가 낮아졌을 때 까지의 탐촉자 이동거리를 불연속부의 길이로 한다.
4-3-1   dB drop법
dB drop법에는 최대높이법(Maximum Amplitude), 20dB drop 또는 6dB drop법등 여러가지로 나누어 적용하고 있으나 6dB drop법이 가장 일반적으로 적용되는 측정방법이다.
6dB drop법의 측정원리는 그림1에 나타난 바와같이 초음파가 불연속으로부터 최대로 반사할수 있는 위치(C지점: 이때 얻어지는 반사파의 크기가 최대가 됨)에서 탐촉자를 좌우로 이동시키면 초음파 빔폭의 ½정도만 불연속부에 입사 및 반사하는 위치(A,B지점:이때 얻어지는 반사파의 높이는 C지점에서 얻어진 반사파높이의 ½이 됨)가 나타나게 되므로 이를 시험체상에 표시하고 이때 A와 B사이의 길이를 측정하면 불연속의 길이가 된다.


그림1 dB drop법의 원리

즉 초음파탐상시 시험체에서 불연속부가 검출되었을때 탐촉자를 좌우로 이동시켜 결함반사파의 높이가 그림2(a)에서와 같이 최대로 되었을때(이때 탐촉자는 그림1의 C에 위치함) 이때의 펄스높이를 CRT화면상에 표시하고 탐촉자를 좌우로 이동시키면 반사파의 에코우높이가 변하게 된다. 탐촉자를 계속 이동시키면 그림2(b)에서와 같이 최대 에코우높이의 50%로 낮아질 때(이때 탐촉자는 그림1의 A또는 B에 위치함) 탐촉자의 위치를 시험체에 표시하고 다시 반대방향으로 탐촉자를 이동시켜 동일한 방법으로 시험체위에 탐촉자의 위치를 표시한다. 즉 검출된 결함반사파 최대높이의 50%(즉 6dB)로 떨어질때의 탐촉자 이동거리를 불연속부 길이로 하기 때문에 6dB drop법이라고 한다.



그림


앞에서 결함의 크기를 측정할 때 작은 결함의 측정에 한하여 설명하였는데 작은결함의 경우 6dB drop법을 적용하면 그림2와 같이 된다.&
탐촉자가 C의 위치에 있을 경우에는 초음파빔폭이 결함의 크기에 비하여 충분히 크기 때문에 결함으로부터의 반사파가 최대로 되며 이때 탐촉자를 약간씩 좌우로 이동시켜서 반사파의 진폭은 변하지 않게 된다. 그러나 탐촉자를 계속하여 이동시켜 결함의 ½정도에만 초음파가 도달하는 위치가 되면(이때 탐촉자는 그림3 의 A또는 B에 위치함) 결함반사파의 진폭은 최대반사파 진폭의 ½정도가 된다. 이때 탐촉자이동거리를 결함길이로 정하는 것이 6dB drop법인데 그림3에서 볼수 있듯이 결함의 크기에 비해 탐촉자의 이동거리는 매우 커지게 된다. 따라서 불연속의 크기가 초음파빔폭에 비해 충분히 작은 경우에는 6dB drop법을 사용할수 없으므로 앞서 설명한 방법을 적용해야 보다 정확한 탐상을 수행할수 있다.


그림3 작은 결함에 대한 dB drop법의 적용

dB drop법으로 결함의 길이를 측정할때에는 주사방법이 큰 영향을 미치게 된다. 즉 결함의 길이를 측정할때에는 기본주사방법중 전후주사 또는 좌우주사를 하여야 하며 목돌림주사 또는 진자주사를 사용해서는 안된다.
즉 그림4와 같이 목돌림 또는 진자주사로 불연속을 측정하는 경우 실제 불연속의 길이와 탐촉자의 이동거리는 매우 다르게 된다. 이와같은 상황은 실제의 경우에 비해 과장하여 나타냈으나, 실제 탐상시 시험체의 두께가 두꺼운 경우 빔의 진행거리가 길어지기 때문에 탐촉자를 조금만 목돌림하여도 탐촉자이동거리는 매우 길어지기 때문에 주의해야 한다.


그림4 잘못된 불연속 길이 측정법

또한 dB drop법으로 불연속부 길이를 측정하는 경우 주의해야할 또다른 상황은 그림 5와 같이 곡률을 갖는 시험체의 경우 탐촉자의 이동거리와 결함의 크기와는 상당한 차이가 있다.
실제 이와같은 상황이 많이 발생되는데 그림5는 곡면에 따라 균일하게 결함이 존재하는 경우를 가정하였기 때문에 결함의 위치를 고려하면 비교적 간단한 비례식으로 결함길이를 측정할수 있는데 결함의 존재방향이 임의의 방향으로 놓여있다면 정확한 결함길이를 측정한다는 것이 간단하지 않다. 따라서 이와같은 경우에는 실제도면을 이용하여 초음파탐상결과 나타나는 결함의 위치를 정확하게 작도하여 측정해야 한다.


그림 5 곡률을 갖는 시험체에서 결함길이의 변화

  큰결함의 길이 측정방법은?

6dB drop법 브릿지 언바란스법