초음파 검사 (UT)에 대한 기본 지식
보이지 않고 모든 물질에 대부분 자주 포함되어있는 비균질물진은 초음파를 이용하여 검출되고 위치를 알 수 있습니다. 초음파 검사는 안전 관련 부품의 경우 매우 중요합니다. 결함검출뿐아니라 두께측정도 가능합니다.
주요 응용범위
- 용접 이음의 이동 검사
- 결함 감지 및 주물의 품질 검사
- 바, 봉, 프로파일, 플리이트와 같은 간단한형상과 강철, 바철, 플라스틱으로 만들어진 튜브형상을 가진 대량 제품의 자동 테스트
- 튜브, 파이프 라인, 선박 및 화학 공장에서의 두께측정. 이것은 양쪽에서 액세스할 수 없는곳과 기계적옆에 게이지를 사용할 수없는곳에 사용하기 적당.
이론
초음파는 사람이 들을 수 없는 주파수를 가진 소리도 정의됩니다. 즉, 20,000Hz (20kHz)이상. 재료시험의 주요 주파수 범위는 0.5에서 10MHz이이므로 들을 수 있는 한계를 넘는 범위입니다. 특별한 응용측정의 경우 10MHz이상과 0.5MHz이하의 주파수에서도 가능합니다.
입사파가 두개의 다른 물질사이의 접점과 부딪힐때 한부분은 반사되고 다른부분은 두번째 물질속으로 투과됩니다. 반사되고 투과되는 팩터는 재료의 물성(음속과 밀도)에 따라 달라집니다. 강철과 공기 사이에서는 초음파는 거의 100% 반사됩니다.
재료의 비균질은 기공, 균열, 수축, 개재물등입니다. 여기에서 초음파는 잘 반사되어 탐촉자로 돌아옵니다. 탐촉자에서 목적물내로 초음파의 전송을 위해서 대부분 액상 접촉매실이 사용됩니다. 예, 물, 오일, 젤 자동시험을위해서 전체재료와 탐촉자는 물속에 완전히 잠겨있어야 합니다.
재료의 음속이 알려진경우, 결함의 깊이는 초음파의 전파시간으로 부터 정확하게 계산될 수 있습니다. 음속은 재료상수입니다. 예를들어 공기의 음속은 330 m/s (0도에서, 20도에서는 334m/s)이고 강철은 5920 m/s입니다.
두께는 정해진 재료의 앞표면과 저면 사이의 초음파 전파시간으로 측정할 수 있습니다.
수마이크로 범위의 정밀도를 가집니다.
두께측정장치는 작고 간편한사용으로 두께값을 측정합니다.
수마이크로 범위의 정밀도를 가집니다.
두께측정장치는 작고 간편한사용으로 두께값을 측정합니다.
롤링플레이트안에 박판과같은 비균질물이 소리빔과 비교하여 큰 경우에는 그 결함의 크기는 스캐닝에 의해 검출됩니다. 그러나 작은결함크기(소리빔보다 작은크기)의 정확한검출은 이 방법으로 불가능합니다. 이런경우 이런결함의 반사율은 인공적인시험 반사(평평한바닥홀, 원주반사체)의 에코 진폭을 가지고 비교합니다. 또한 여기에서 초음파는 비균질체와 시험반사체에 수직으로 부딪히는게 필요합니다.
최소 검출 결함의 크기는 초음파 파장에 의존합니다. 예를들어 강철에서 20MHz와 갈은 높은주파수의 파장은 0.3mm입니다. 이경우 자주사용되는 2MHz의 주파수의 파장은 3mm입니다. 경험상으로 파장크기의 결함은 검출할 수있습니다.
종종 용접부위와 같은 테스트를 위해 사각탐촉자가 사용됩니다. 적적한 초음파 각도는 결함유형과 방향에 따라 선택됩니다. 또한 여기서 초음파가 거의 수직으로 기공이나 용해부족부분에 부딪히는게 중요합니다.
초음파 검사의 장점
- 표면이나 내면에 비균질체 검출
- 좋은 소리전도성을 가지 모든 물질의 시험이 가능합니다. (때때로 10미터 이상의 재료의 두께도 시험할 수있습니다. 예. 단조터빈축)
- 초음파시험은 자동화가 가능합니다. (전기신호로 변환된 음속신호를 이용하여)
- 빠른 시험 방법 (대략 초당 1000회측정 수행)
- 방사선방호에 해당없습니다
- 평면 불균질제의 믿을 수있는 탐지 (예, 균열, 플레이트의 갈라짐, 용접부 용융부족등)
추가 정보
다음 동영상 “초음파를 이용한 재료시험“ 동영상에서 더 많은 정보를 찾을 수 있습니다.
