제 6 장 검사 결과 해석법

 
3-2     시험체 특성에 의한 방해신호
가장 대표적인 경우가 시험체 재질의 결정립이 매우 조대한 경우 결정입계로부터   반사되는 반사파이다. 일반적으로 감도가 매우 낮기 때문에 잡음으로 간주되기  쉬우며 잡음과는 분류되었더라도 검사규격에서 규정하는 검출감도 이하가 되는 경우가 많다. 그러나 스텐레스용접부와 같은 시험체를 높은 감도로  검사하게 될 때 이와같은 반사파가 방해신호로 나타나기도 한다. 그러나 이와같은 경우일지라도 방해신호는 계속하여 검출되기 때문에 검사원이 쉽게 구분할수  있다.   실제 초음파탐상시 가장 문제가 되는 방해신호이다.     시험체의 기하학적 구조로 인해 발생하는 경우가 많으나 이는 그림 5-  20에서 볼수 있는 바와같이 반사원의 위치와 시험체의 도면과 비교하면 쉽게 알 수 있다.
그림1은 시험체 형상으로 인해 반사파가 나타나는 가장 간단한 경우로 볼수 있는데 그림(a)에서 탐촉자가 A 또는 C위치에 있을 때 CRT 화면에 나타는 반사파가 그림(b)와 같다. 이와같은 경우 빔의 행정거리가 동일하기 때문에 CRT화면의 시간축상에는 동일한 위치에서 반사파가 나타나지만 탐촉자의 위치가 다르기 때문에 반사원의 위치가 달라지게 된다. 따라서 이를 정확하게 작도(作圖)하여 보면 A위치 (그림 a)에서 검출된 반사파는 시험체의 형상에 의한 반사파라는 것을 쉽게 알수있게 된다. 그러나 실제 탐상에서는 초음파의 빔퍼짐으로 인해 탐촉자가 B위치에 있는 경우에도 불연속으로부터의 반사파가 검출되기 쉬우며 이와같은경우 탐상장비의 성능에 따라 다르지만 불연속으로부터의 반사파와 시험체 형상으로 인한 반사파가 동시에 검출되고, 넓은 폭을 갖는 1개의 반사파로 나타날수도 있다. 이와같이 되는 경우에는 불연속의 길이를 정확하게 측정하기  위해서는 숙련된 검사원이 정밀하게 탐상해야 한다.


(a)                                       (b)
그림1 시험체 형상으로 인한 방해신호의 예

즉 시험체형상으로 인해 발생되는 방해신호는 수직탐상에서는 그다지 많이 발생되지않고, 발생되더라도 쉽게 구분할수 있는데 반해 사각탐상에서는 시험체의 형상에 따라 많은 영향을 받게 된다.
특히 용접부를 검사하는 경우는 용접덧붙임으로 인해 사각탐상으로 검사해야 하는데, 이때 나타나는 가장 대표적인 방해신호인 용접덧붙임에 의한 방해신호에 대해 자세히 설명하고 그 외의 경우는 시험체의 형상과 관련되어 중복을 피하기 위해 설명을 생략한다. 
가장 일반적인 용접부의 방해신호로는 그림2에서와 같이 탐촉자가 0.5 Skip위치에 있을 때 반대면 용접덧붙임으로 인한 방해신호가 나타난다.


(a)                                              (b)
그림2 용접덧붙임에 의한 방해신호 

탐촉자가
그림 (a)에서 A위치에 있을 때 탐상면과 반대면에 있는 용접덧붙임(Back bead)에 의해 반사파가 나타나는데 이는 그림(b)에서 보면 0.5 Skip위치보다 약간 뒤에 나타나게 된다. 이는 용접덧붙임이 용접모재보다 약간 튀어나오도록 용접하기 때문에 빔행정거리가 0.5 Skip보다 약간 길게되기 때문이다. 또한 용접부의 형상에 따라 용접부끝부분(그림 (a)에서 탐촉자가 B의 위치에 있을 때)에서도 반사파가 나타나기도 한다. 그러나 0.5 Skip 지점에 결함이 존재할수  는데 대표적인 것이 용입부족(IP : Incomplete Penetration)이다.


(a)                              (b)
그림3 용입부족에 의한 반사파 

그림3은 용입부족에 의한 반사파가 0.5 Skip지점에 나타나는 것을 보여주고 있는데 용입부족은 용융금속이 용접루트(Root)부에 충분히 채워지지 않은 경우이므로 모재표면에 비해 약간 안쪽으로 들어가 있어 빔행정거리는 0.5 Skip보다 약간 짧게되어 그림3(b)와 같이 나타난다.
그러나 이와같은 설명은 이론적인 것이며 실제검사시에는 시험체의 두께 검사장비등의 조건에 따라 달라지기는 하지만, 빔행정거리의 차이는 CRT 화면상에 나타나는 반사파의 폭에 비해 작기 때문에 세심한 주의가 필요하다.
검사현장에서 방해신호를 확인할 때 가장 흔히 사용되는 방법은 검사원이 손에  글리세린과 같은 접촉매질을 묻혀 의심되는 부위에 손을대어 보면 반사파의 일부가 접촉매질을 통해 손으로 통과되기 때문에 반사파의 높이가 약간 작아지거나 흔들리게 된다. 실제로 앞선 그림2와 같은 경우에는 이와같은 방법이 매우 유효하게 적용되지만, 용입부족과 용접덧붙임에 의한 반사파신호는 모두 영향을 받기 때문에 큰 효과가 없다.
따라서 방해신호를 판별하는 또다른 방법은 파의 형태를 분석하는 것과 주사방법의 변경에 따른 반사파의 변화를 관찰하는 것이다. 이와같은 경우 용입부족으로부터의 반사파와 방해신호를 구분할때에는 주사방법을 바꾸어보면 효과적일 수 있다. 즉 목돌림주사를 하면 용입부족으로부터의 반사파 높이는 급격하게 변화하는 특성을 이용하면 된다.
용접덧붙임에
의한 또다른 방해신호는 탐상면위로 표면파가 형성되어 용접덧붙임으로부터의 반사파가 나타나는 경우이다


(a)                                            (b)
그림4 표면파로 인한 방해신호의 예

이는 주로 굴절각이탐촉자를 사용하였을 때 나타나는 현상으로 그림 4(b)에서 보면 반사파가 2개 나타나 있는데 반사파 A는 그림(a)에서 초음파의 진행이 A경로로 이루어질 때 표면파의 형성으로 인해 나타난 반사파이고 반사파 B는 그림(a)에서 0.5 Skip지점에서(B 경로) 반사한 에코우이다.
즉 반사파 A는 초음파의 빔퍼짐으로 인해 탐상면위로 표면파가 형성되어 용접덧붙임에서 반사한 방해신호인데 이는 탐촉자와 용접비드사이의 거리를 측정하여 보면 알 수 있고 보다 간단한 방법은 그림4(a)에서 탐촉자와 용접부사이를 손으로 짚어보면 반사파 A는 사라지거나 높이가 급격하게 낮아지므로 쉽게 확인할수 있다.
이외에도 용접부에서는 파형변이등으로 인한 방해신호가 나타나는 경우가 많은데, 방해신호와의 판별은 우선적으로 반사원의 위치와 시험체의 형상을 비교하고, 파형(Echo Shape)과 주사방법의 변형등 다양한 방법을 적용함으로서 확인할 수 있다.
  평판 맞대기 용접부를 초음파 탐상으로 검사할 때 빔 행정거리가 0.5skip지점 근처에서 길게 결함이
  검출된 경우 예상되는 결함의 종류는?

융합부족 용입부족