비파괴검사

비파괴검사 (Non-Destructive Testing) 란  재료나 제품의 원형과 기능을 전혀 변화 시키지 않고 재료에 물리적 에너지(햇빛, 열, 방사선, 음파, 전기와 전기에너지)등을 적용하여 조직의 이상이나 결함의 존재로 인해 적용된 에너지의 성질 및 특성 등이 변화하는 것을 적당한 변환자를 이용하여 이들 성질의 변화량을 측정함으로써 조직의 이상 여부나 결함의 정도를 알아내는 모든 검사를 말합니다. 비파괴검사의 종류는 방사선투과법 (Radiography : RT) 초음파탐상법 (Ultrasonics : UT) 자분탐상법 (Magnetic Particles : MT) 육안검사 (Visual Testing : VT) 누설검사 (Leak Testing : LT) 액체침투탐상법 (Liquid Penetrants : PT) 와전류탐상법 (Eddy Current : ECT, ET) 음향탐상법 (Acoutic Emission : AE) 중성자투과검사 (NRT) 적외선검사 (IRT) 이렇게 여러가지로 나뉩니다.   오늘은 그 중에서 조선소와 플랜트에 제일 많이 쓰이는 용접검사 (RT, UT, MT, PT, VT , LT)에 대해서 몇 가지 알아보도록 하겠습니다.   1) 방사선투과법(Radiography : RT) 방사선투과검사는 X-선, 감마선등의 방사선을 시험체에 투과시켜 X-선 필름에 상을 형성시킴으로써 시험체 내부의 결함을 검출하는 검사방법으로, 내부결함을 검출하는 비파괴검사 방법 중 현재 가장 널리 이용되고 있습니다. X-선 및 감마선의 물체를 투과하는 성질을 이용, X-선 발생기에 의해 생성되는 X-방사선이 조사부위의 두께 및 원자번호에 비례하여 흡수된다는 원리에 근거하고 있으며  그 투과하는 정도는 시험체의 밀도 및 두께 등에 따라 달라지게됩니다. 따라서 X-선 및 감마선이 시험체를 투과할 때 내부에 결함이 있으면 시험체로부터 투과되어 나오는 방사선량에 차이가 생기고 이때 시험체 뒤에 X-선 필름을 부착시키게 되면 투과된 방사선량에 따라 필름의 감광정도가 달라집니다. 이 X-선 필름을 현상하면 감광된 정도에 따라 농도의 차가 생겨 특정상을 형성하는데 X-선 흡수는 결함부 바로 옆의 손상되지 않은 부위와 비교하면 이미지가 보통 더 어둡게 나타나 다른 양상을 나타내게 되므로 이것을 관찰하여 시험체 내부에 존재하는 결함의 위치, 크기 등을 판정할 수 있습니다. 방사선투과법의 가장 큰 장점은 내부결함의 크기 및 형태 등 결함의 성질을 판단하기가 쉽고,이미지로 얻은 결과가 양호하며 결과를 거의 영구적으로 보관 가능하다는 것입니다. 단점으로는 결함부위의 공간적인 정보를 얻을 수 없다는 것으로 결함의 깊이를 추정하기 어렵고 방향성이 좋지 않은 2차원 결함을 검출하기 어렵다는 것입니다.  또한 방사선을 투과하는 장비는 방사선 분실과 피폭등으로 인체에 유해한 방사선을 방출하기 때문에 Al캡에 채워 텅스텐 제 용기에 보관하여야 하며 전문가 이외에는 사용이 제한됩니다. 방사선투과기의 크기로 인하여 경우에 따라서는 현장에서는 사용이 어려울 수도 있으며, 탐색속도가 느리고, 탐색비용이 상당히 고가입니다.  이면을 볼 수 없는 파이프와 소켓의 내부와 구조물들 일부에 많이 사용됩니다. 2) 초음파탐상법(Ultrasonics : UT)  초음파 음향 인피던스가 다른 경계면에서 반사, 굴절하는 현상을 이용하여 대상의 내부에 존재하는   불연속을 탐지하는 기법으로 대형 가스관 검사에 적합하다. 선진국에서 많이 사용합니다. 초음파란 사람의 귀로 들을 수 없는 파장이 짧은 음파(소리)를 말하며, 금속 등의 물체 속을 쉽게 전파하고 서로 다른 물질과의 경계면에서는 반사하는 특성이 있습니다. 이러한 초음파의 특성을 이용하여 기계진동 형태의 고주파 음파를 시험할 부분으로 주사하면 재료를 통과하는 음파는 결함부 또는 경계면에 부딪치게 되면 음향진동은 반사가 되고 이 반사파를 검출하여 반사파에 대한 정보를 음극선관(CRT) 또는 다른 기록 장치에 나타내어 분석하면 결함의 유무와 위치, 크기 등을 판별 할 수 있습니다  초음파탐상법은 휴대성, 민감성이 높고 균열의 위치 또는 결함의 공간적인 정보를 얻을 수 있다는데 있으며, 방사선투과법에 비하여 안전하고 경제적인 비파괴검사법이며, 최근에는 현장 측정 자료를 컴퓨터 처리와 보고서 작업에 적당한 형식으로 저장할 수 있는 디지털 장비가 보급되어 있어 작업의 효율성이 좋습니다.  용접부, 주조품, 압연품, 단조품등의 표면 및 내부결함을 검출하고 그 위치와 크기를 추정할 수 있으며 강부재의 두께측정 및 배관등의 부식정도를 측정할 수 있습니다. 주로 CO2로 용접한 구조물과 H빔, 브라켓에 많이 쓰입니다.   3) 자분탐상법(Magnetic Particles : MT)  검사대상을 자화시키면 불연속부에 누설자속이 형성되며 이 부위에 자분을 도포하면  자분이 집속되는 검사법으로 강자성체 재료의 표면 및 표면직하 결함검출에 많이 사용됩니다. 시험품에 자장을 적용하고 시험품을 석분화 시키고, 자화시키면 자속이 발생합니다.  이때 시험품의 표면 또는 표면 하에 결함이 있으면 자속이 누설하고 결함의 양쪽에 자극이  발생하여 국부적인 자장을 형성하게 됩니다.  국부자장에 의한 결함부의 누설자속을 자분이나 검사코일에 의해 검출하여  결함의 위치와 크기를 알 수 있게 됩니다.  이 검사법은 휴대성이 좋고 시험에 최소한의 기술이 요구됩니다.  비교적 복잡한 형상을 갖는 강구조물의 구조를 상세 조사할 수 있으며, 결함 검출 능력이 뛰어나 아주 미세한 결함이라도 검출할 수 있으므로 육안으로 확인할 수  없는 표면 및 표면 근방의 작은 균열 및 기타 결함도 검출할 수 있습니다경제적인 비파괴검사법이고 방사선투과법보다는 사용이 쉽습니다.구조물, 파이프, 서포트, 관통용접부위등.. 현장에서 전반적으로 널리 쓰입니다. 4) 액체침투탐상법(Liquid Penetrants : PT)  표면으로 열린 결함을 탐지하는 기법으로 침투액이 모세관현상에 의해 침투하게 한 후 현상액을 적용하여 육안으로 식별하는 기법으로  용접부와 단조품 등의 표면개구결함 검출에 적용됩니다.  침투액이 결함부위에 잘 스며들 수 있도록 조사할 물체 표면을 기계적 또는 화학적인 제거제를 사용하여 기름, 수분, 다른 오염물질을 청소한 다음 분무기를 사용하여 침투액을 조사 위치에 분사하고 침투액이 모세관현상 또는 표면 습윤현상에 의해 결함부에 스며들도록 합니다.  그리고 일정 시간이 경화한 후 수세법, 유화제법, 용제법등의 방법으로 침투액을 닦아내고 현상제를 물체표면에 분사하고 물체표면이 건조되면 결함이 있는 부위에 스며든 침투액과  현상제의 반응으로 인하여 결함부위를 육안으로 확인 할 수 있게 됩니다.  현장에서 많이 사용되고 있으며  원리가 비교적 간단하면서도 표면의 균열, 결함, 불연속 등의검출에 효과적입니다.  그 적용범위가 넓고, 경제적이며 전문적인 기술이 필요 없는시험법으로 작은 결함이라도 육안으로 확실하게 확인할 수 있으나물체표면에 있는 결함 또는 불연속면의 검출 이외에 결함의 공간적인 정보를 얻기는 어렵다는 단점이 있습니다 침투탐상검사는 용접부, 주강품, 단조품등과 같이 같은 금속재료뿐만 아니라 세라믹, 플라스틱, 유리등의 비금속 재료에도 폭넓게 이용할 수 있으며, 시험체의 형상이 복잡하더라도 검사가 가능합니다. 현장에서는 자성이 없어 MT검사를 받을 수 없는 비철류(서스플레이트 등..)검사에 MT검사 대용으로 쓰입니다.     5) 누설검사 (Leak Testing : LT)  누설검사는 암모니아, 할로겐, 헬륨 등의 기체나 물과 같은 액체 등의 유체가  시험체 외부와 내부의 압력차에 의해 시험체의 미세한 구멍이나 균열 또는 틈 등의 결함을  통해 흘러들어가거나, 흘러나오는 성질을 이용하여 결함을 찾아내는 방법입니다.  누설여부와 누설이 있을시 누설 개소와 누설량을 검출하여 시험체의 안전성을 확보할 수 있으므로 각종 분야에서 널리 이용되고 있습니다.  압력용기, 저장탱크, 파이프라인 등의 누설 탐지에 사용됩니다.    6) 육안검사 (Visual Testing : VT)  오랜 경험을 가진 숙련자로 대상의 표면에 존재하는 결함이나 이상 유무를 판단하는 가장 기본적인 비파괴시험법이며  경우에 따라서 저배율 확대경등의 광학기기를 이용하여 관찰하기도 합니다. 용접부 결함과 같은 재료의 표면결함을 검사하는데 주로 사용됩니다. 간편하고 신속하며 특별한 장치를 필요로 하지 않아 가장 기본적인 비파괴검사법으로 널리 사용되나 검사의 신뢰성 확보가 어려운 단점이 있습니다.  모든 비파괴시험 대상체의 이상 (결함의 유무, 형상의 변화, 광택의 이상이나 변질, 표면거칠기 등..) 유 무를 식별하며 또 취약부의 선정에도 활용됩니다. 조선소내의 모든 공정에서 관리감독관, 선주 입회하에 검사가 진행됩니다.