와전류검사 기초 및 응용(와전류검사 입문 및 현장 실무를 위한)

1. 개요
1.1 개요
1.2 역사적 배경
1.3 장단점
1.3.1 장점
1.3.2 단점
1.3.3 제한 사항
1.4 주요 적용 분야

2. 전자기 기본 이론
2.1 전기의 기초
2.1.1 기본 전하와 정전기력
2.1.2 도체와 부도체
2.1.3 전위차와 전압
2.2 전류와 전기 회로
2.2.1 기전력과 전류
2.2.2 전류(직류와 교류)와 키르히호프 법칙
2.2.3 옴(Ohm)의 법칙
2.2.4 비저항과 전기전도도
2.2.5 축전기(capacitor)와 커패시턴스(capacitance)
2.2.6 인덕터(inductor)와 인덕턴스(inductance)
2.3 전류와 자기장
2.3.1 직선 도선에 의한 자기장
2.3.2 원형 도선에 의한 자기장
2.3.3 코일(솔레노이드)에 의한 자기장
2.4 전자기 유도
2.4.1 패러데이 법칙(Faraday's law)과 렌츠의 법칙(Lenz's law)
2.4.2 자체 인덕턴스
2.4.3 상호 인덕턴스
2.5 교류 회로
2.5.1 교류 전압과 전류
2.5.2 교류회로의 저항
2.5.3 교류회로의 리액턴스
2.5.4 교류회로의 임피던스

3. 와전류검사 원리
3.1 기본 원리
3.2 와전류의 발생
3.2.1 와전류 유도 과정
3.2.2 와전류 유도 관련 식
3.3 와전류의 특성
3.3.1 와전류의 경로
3.3.2 와전류의 크기와 방향
3.3.3 와전류 밀도
3.3.4 표준 침투 깊이와 유효 침투 깊이
3.3.5 위상 지연
3.3.6 주파수 선정
3.4 와전류 회로 모델
3.4.1 등가 회로와 단순화 임피던스 선도
3.4.2 코일 임피던스와 검사 재료 특성 사이의 관계
3.5 전도성 재료와 전자기 결합
3.5.1. 전자기 결합계수
3.5.2 리프트 오프
3.5.3 충전율
3.6 와전류에 영향을 미치는 변수
3.6.1 검사 재료의 특성
3.6.2 와전류검사 장치 변수
3.7 와전류검사 순서

4. 와전류검사 장치
4.1 와전류검사 장치 구성
4.1.1 교류 발생기
4.1.2 탐촉자
4.1.3 신호 검출, 처리, 저장 및 디스플레이 장치
4.1.4 필터
4.1.5 다중 주파수 와전류검사 장치
4.1.6 검사장치 교정
4.2 와전류 신호의 출력
4.2.1 X-Y 전압 평면
4.2.2 임피던스 평면
4.2.3 리사주 패턴
4.3 코일의 설계
4.3.1 전기 용어
4.3.2 탐촉자의 설계 고려사항
4.3.3 제한 주파수
4.4 표준(대비)시험편
4.4.1 KEPIC(ASME) 표준시험편 요건

5. 와전류검사 기법과 적용
5.1 검사 기법의 분류
5.1.1 코일 형태에 의한 분류
5.1.2 코일 배치에 의한 분류
5.2 검사 주파수 설정
5.2.1 열교환기 튜브의 검사 주파수
5.3 특수 전자기검사 기법
5.3.1 누설자속 기법
5.3.2 원격장 와전류검사
5.3.3 자기편향 와전류검사
5.3.4 펄스 와전류검사
5.3.5 교류 자기장 측정
5.3.6 주파수 스위프 와전류검사
5.3.7 자기 카메라 검사
5.4 적용 분야
5.4.1 열교환기 튜브 검사
5.4.2 표면 검사
5.4.3 치수 측정
5.4.4 금속 재료의 물성 측정
5.4.5 자성 재료 검사
5.5 열교환기 튜브 손상 기구
5.5.1 부식
5.5.2 침식
5.5.3 마모
5.5.4 기타 손상 기구

6. 와전류검사 신호 분석
6.1 와전류신호의 진폭/위상각 측정
6.2 신호 분석 기본 원리
6.2.1 결함 깊이와 위상 지연 관계
6.2.2 주파수와 위상 지연 관계
6.2.3 리사주 신호 형성 방향
6.3 와전류신호 분석법
6.3.1 신호 분석법
6.4 와전류신호 분석
6.4.1 보빈 탐촉자
6.4.2 보빈 탐촉자 신호 분석
6.4.3 표면 코일 탐촉자의 신호 분석

7. 용어 정의와 공식
7.1 용어 정의
7.2 공식

이희종 ㆍ 국립충남대학교 기계공학 공학박사
ㆍ 비파괴검사 기술사, ASNT NDT Level III
ㆍ 전 한전 전력연구원 NDE 센터장
ㆍ 전 EPRI Steam Generator Qualified data Analyst(QDA)
ㆍ 전 KEPIC 원전가동중검사 분과위원회 위원장