초음파탐상검사 기초 및 응용(초음파탐상검사 입문 및 현장 실무를 위한)(양장본 Hardcover)

1. 서론

1.1 초음파탐상검사의 기본 개념

1.2 초음파탐상검사의 적용과 한계

1.3 초음파탐상검사의 역사

1.4 초음파탐상검사의 현재와 미래

1.4.1 초음파탐상검사의 현재

1.4.2 초음파탐상검사가 나아가는 방향



2. 초음파의 물리적 원리 및 현상

2.1 초음파의 특성

2.1.1 파동의 수학적 표현

2.1.2 중첩의 원리

2.1.3 회절과 간섭

2.1.4 공진

2.1.5 분산

2.1.6 음향임피던스 및 초음파의 음압과 세기

2.1.7 매질에서 초음파 전파 속도

2.2 초음파의 종류

2.2.1 파원의 형태에 의한 분류

2.2.2 진동 유지 시간에 의한 분류

2.2.3 전파 매질에 의한 분류

2.3 초음파 음장

2.3.1 원형 진동자에 의한 음장

2.3.2 빔의 퍼짐

2.3.3 사각형 진동자에 의한 음장

2.3.4 집속 음장

2.3.5 펄스로 가진할 때의 음장

2.4 반사, 투과, 굴절

2.4.1 경계면에 수직 입사한 파의 반사와 투과

2.4.2 여러 경계면에 수직 입사한 파의 반사와 투과

2.4.3 경계면에 경사지게 입사된 파의 굴절과 모드 변환

2.5 검사 대상체·반사원과 초음파의 상호 작용

2.5.1 평면 반사체에 의한 평면파 반사

2.5.2 반사체의 반사파와 DGS 선도

2.5.3 반사체의 그림자 영역

5.5.4 기울어진 원판형 반사체와 자연 결함

2.6 고체에서 초음파의 감쇠

2.6.1 흡수와 산란

2.6.2 감쇠계수

2.6.3 금속 조직에서 산란에 의한 감쇠계수

2.6.4 감쇠에 의한 파형의 왜곡

2.6.5 감쇠 계수의 측정 방법



3. 초음파 발생과 수신 방법

3.1 압전 재료에 의한 초음파 발생과 수신

3.1.1 압전 재료의 특성

3.1.2 초음파 송신자와 수진자로서 압전 재료 판

3.1.3 압전 소자에 인가하는 펄스

3.2 다른 방법에 의한 초음파 발생과 수신

3.2.1 기계적 방법

3.2.2 정전기적 방법

3.2.3 전자기적 방법

3.2.4 레이저에 의한 초음파 발생과 수신



4. 초음파 탐상 장비와 압전형 탐촉자

4.1 초음파 탐상기의 기본 구성 요소

4.1.1 펄스 발생기(pulser)

4.1.2 증폭기(amplifier)

4.1.3 영상 표시 장치(display unit)

4.1.4 A-스캔 화면의 가로 축 조절 기능

4.2 초음파 탐상 장비의 다른 기능

4.2.1 게이트(gate)

4.2.2 DAC 및 TCG 회로

4.2.3 초음파 두께 측정

4.2.4 보조 장치와 기록 방법

4.3 디지털 초음파 탐상 장비의 특징

4.3.1 디지타이징에 의한 신호 진폭 오차

4.3.2 신호 처리 시간에 의한 응답 속도 지연

4.3.3 장비 설정과 A-스캔 데이터의 저장

4.4 압전형 초음파 탐촉자

4.4.1 압전형 초음파 탐촉자의 특성

4.4.2 대역폭(진폭 감소 정도)에 의한 탐촉자 분류

4.4.3 압전형 초음파 탐촉자의 종류

4.4.4 특수 초음파 탐촉자

4.5 음향 결합과 접촉매질

4.5.1 표면 전처리 및 조건

4.5.2 접촉매질 사용 목적과 갖추어야 할 요건

4.5.3 곡면과 음향 결합

4.5.4 고온에서 음향 결합

4.5.5 음향 결합의 점검

4.5.6 수침법 또는 물 층에 의한 음향 결합



5. 초음파 탐상 장비의 성능 평가 및 교정

5.1 초음파 탐촉자 성능 점검

5.2 초음파 탐상기의 성능 평가 방법

5.2.1 수평 직선성

5.2.2 수직 직선성

5.2.3 분해능

5.2.4 측정 감도와 잡음

5.3 장비의 교정

5.3.1 교정 시험편과 대비 시험편

5.3.2 수직 탐상의 교정

5.3.3 경사각 탐상의 교정



6. 초음파 탐상의 응용

6.1 초음파 탐상기를 사용한 두께 측정

6.1.1 초음파 두께 측정의 정확도와 허용 오차

6.1.2 신호의 위치 측정 방법과 두께 측정 값의 정확성

6.1.3 다중 뒷면 에코에 의한 두께 측정 방법

6.1.4 교정 시험편과 다른 재료의 두께 측정

6.1.5 시간 지연(delay)의 사용

6.2 수직 탐상법

6.2.1 수직 탐상에 의한 결함 검출

6.2.2 수직 탐상에 의한 층상분리(lamination) 검출

6.2.3 수직 탐상에 의한 접합부 평가

6.2.4 수직 탐상의 스캔 방식

6.2.5 수직 탐상에 의한 결함 크기 산정

6.3 경사각 탐상법

6.3.1 경사각 탐상에서 반사체의 위치 계산

6.3.2 배관 제품 탐상

6.3.3 경사각 탐촉자에 의한 탐상 방식

6.3.4 경사각 탐상에 의한 결함 크기 산정

6.4 표면파 탐상법

6.4.1 표면파의 장점

6.4.2 표면파의 한계

6.4.3 교정과 결함 위치

6.5 수침법

6.5.1 종파 검사

6.5.2 횡파 검사

6.5.3 B-스캔 표현

6.5.4 투과법



7. 철강 제품 검사

7.1 주조품 검사

7.1.1 탐촉자

7.1.2 장비

7.1.3 열처리

7.1.4 표면 조건

7.1.5 절차

7.1.6 주조품 결함의 종류

7.1.7 주강 롤의 검사

7.1.8 초음파 감쇠의 측정

7.2 단조품 검사

7.2.1 단조품의 결함

7.2.2 균일한 단면의 검사 대상체 검사

7.2.3 열처리에 의한 결함

7.2.4 사용 중 성장하는 결함

7.2.5 돌출부(LUG)의 검사

7.3 용접부 검사

7.3.1 검사 절차

7.3.2 판과 배관의 맞대기 용접

7.3.3 육안 검사

7.3.4 종파 검사

7.3.5 횡파의 엄격한 루트 탐상

7.3.6 횡파의 용접부 몸체 검사

7.3.7 용접 결함 그리기

7.3.8 횡 균열에 대한 탐상

7.3.9 결함 식별

7.3.10 이중 V 개선 용접부 검사

7.3.11 받침 쇠를 갖는 용접부 검사

7.3.12 T 용접부

7.3.13 노즐 용접부



8. 결함 크기 산정 방법

8.1 진폭 강하 기법에 의한 결함 크기 산정

8.1.1 빔 형상 그리기 시험편

8.1.2 빔 퍼짐 그리기(측면 - 깊이 방향)

8.1.3 빔 퍼짐 그리기(앞쪽 단면)

8.1.4 빔 형상을 이용한 결함 크기 산정(측면 - 결함 높이 평가)

8.1.5 빔 형상을 이용한 결함 크기 산정(수평 방향 - 결함 길이 평가)

8.2 최대 진폭 기법에 의한 결함 크기 산정

8.3 선단 회절 신호에 의한 결함 크기 산정

8.4 TOFD를 사용한 결함 크기 산정

8.4.1 TOFD의 원리

8.4.2 TOFD의 장단점

8.4.3 TOFD의 적용 분야

8.5 DGS 선도에 의한 결함 평가

8.5.1 기본적인 DGS 선도의 사용

8.5.2 전이 손실 보정

8.5.3 재료 감쇠 손실 보정

8.6 경사각 탐상의 횡파 감쇠와 전이 손실 측정

8.6.1 횡파의 감쇠 측정

8.6.2 전이 손실 측정

이정기 . 성균관대학교 물리학과 학사

. 한국과학기술원 물리학과 이학박사

. 나우기연㈜ 부설연구소 소장 역임

. 대한검사기술(주) 부설연구소 소장 역임

. 전남대학교 중화학설비안전진단센터 학술연구교수

現 나우주식회사 첨단NDT 교육센터장

(사)한국비파괴검사학회 편집위원 및 기술이사

(사)법안전융합연구소 연구위원