개념 한 쪽
자분탐상시험(MT)은 강자성체의 표면 및 근표면 결함을 고감도로 검출하는 방법으로, 재료의 자성 여부와 자화 방식에 따른 검출 한계가 특징이다. 다른 비파괴검사법과의 비교를 통해 적용 대상과 장단점을 명확히 구분하는 것이 중요하다 한다.
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출제기준 단원 「비파괴검사의 특성비교」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 재료별 검사법 선택 | 1 | 재료의 자성 여부에 따른 적절한 검사법 선택 |
| 검사법 장단점 판별 | 1 | 자분탐상과 타법의 장단점을 비교하여 옳은 설명 고르기 |
| 특정 결함에 대한 최적법 | 1 | 층간 박리 등 특정 결함에 적합한 검사법 고르기 |
자분탐상시험은 강자성체(철, 니켈, 코발트 등)를 자화시켜 결함 부위에서 발생하는 자기장 누설을 자분으로 시각화하는 방법으로, 표면 및 근표면 결함의 존재, 형상, 길이를 정성적으로 확인하는 데 적합하다 한다. 이 방법은 자분이 결함 부위에 모이는 무늬로 결함의 형태를 관찰할 수 있으므로 미세한 표면 균열을 높은 감도로 검출할 수 있다.
자분탐상은 적용 재료에 제한이 있다. 자성이 없는 비자성체(알루미늄, 구리 등)에는 적용할 수 없으며, 비자성 도금층이 있으면 자계 형성이 방해되어 결함 검출이 곤란하거나 불가능할 수 있다. 따라서 검사 전 재료의 자성 여부와 표면 상태를 확인해야 한다.
자화 방식에 따라 검출 특성이 달라진다 한다. 교류 자화는 표피 효과로 인해 표면 부근에서만 강한 자기장이 형성되어 표면 결함 검출에 유리하지만 표면하 결함 검출 능력은 낮다 한다. 직류(정류) 자화는 표면하 결함에 대한 검출 능력이 상대적으로 우수하다 한다.
다른 비파괴검사법과의 비교에서 각 방법은 장단점이 상호 보완적이다. 초음파탐상시험은 내부 결함 및 층간 박리(라미네이션) 검출에 효과적이며, 와전류탐상시험은 전도성 재료의 표면 결함을 고속으로 검사하는 데 적합하다 한다. 방사선투과시험은 내부 결함을 확인할 수 있으나 비용과 안전성, 얇은 층간 공극 판별의 한계가 존재한다.
검사 신뢰도 향상은 검사자, 검사법 선택, 평가 기준의 최적화로 이루어진다 한다. 검사 수행 기술자의 숙련도와 적절한 검사법 매칭, 명확한 판정 기준이 신뢰도에 직결되며, 결함의 폐기나 제거는 검사 신뢰도 향상 요인이 아니라 사후 처리임을 구분해야 한다.
문제 유형 예시는 다음과 같다. 니켈 제품의 표면 피로균열을 묻는 문제에서는 니켈이 강자성체이므로 자분탐상시험이 가장 적합하다는 결론을 도출해야 한다. 라미네이션처럼 층간 박리가 의심되는 경우에는 초음파탐상시험이 더 효과적이라는 선택을 해야 한다. 검사법의 적용 재료나 표면 상태를 묻는 문항에서는 자분탐상이 비자성체나 도금층 아래 결함에는 부적합하다는 점을 근거로 오답을 소거해야 한다.
다음 중 자분탐상검사의 장점이 아닌 것은?
정답 ③ · 자분탐상검사의 장점이 아닌 것을 고르는 문제이다. 교류는 표피 효과 때문에 자기장이 검사체 표면 근처에만 집중되므로 표면 균열 검출에는 유리하지만 표면하 결함 검출 능력은 떨어진다.
교류는 표피 효과로 인해 표면 결함만 검출 가능하며, 표면하 결함 검출은 정류자의 특징이다.
자분탐상검사의 장점이 아닌 것은?
정답 ② · 자분탐상검사의 장점이 아닌 것을 고르는 문제이다. 자분탐상검사는 자성을 띤 재료에만 적용할 수 있으므로 알루미늄, 구리 등 비자성체의 표면검사는 불가능하고, 따라서 모든 시험체의 표면검사가 가능하다는 2번은 장점이 아니다.
자분탐상검사는 자성을 띤 강재에만 적용되므로 비자성체는 검사할 수 없다.
다음 중 라미네이션(lamination) 검출에 가장 효과적인 비파괴검사법은?
정답 ③ · 라미네이션 검출에 가장 효과적인 비파괴검사법을 묻는 문제이다. 라미네이션은 판재 내부에서 층간 박리로 발생하며 결함면이 시험체 표면과 평행한 경우가 많다.
라미네이션은 두께가 얇은 판이 층층이 쌓인 구조이므로, 판 사이의 계면(수직 방향) 결함을 검출하기 위해 표면에 수직인 초음파가 가장 효과적이다.
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