개념 한 쪽
자분탐상시험에서는 적절한 자화방법과 전류 산정, 자분 적용 시점이 검사 성능을 결정한다는 점을 이해해야 한다. 코일법·프로드법·선형자화법 등 각 방법의 전류 산정 원리와 자분의 습식·건식 관찰 시점을 구분하는 것이 핵심이다.
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출제기준 단원 「탐상장비의 사용법」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 코일법 전류 산정 및 코일수 계산 | 1 | L/D로 전류 계산하고 최대전류로 나눈 후 올림하여 코일 감김 횟수 결정 |
| 습식법 관찰 시점 판단 | 1 | 습식 자분 적용 직후에 관찰해야 함을 고르기 |
| 선형자화법 전류 계산(감은수 보정) | 1 | L/D로 기본 전류 산정 후 감은수로 나누어 실제 전류 구하기 |
자분탐상시험의 전류는 단순히 전도도만으로 결정되는 값이 아니라 코일의 저항과 인덕턴스, 시험체의 영향 등 복합 요인에 의해 결정된다는 점을 인식해야 한다. 교류 자화에서는 임피던스가 중요하므로 전압, 저항, 리액턴스가 모두 전류값에 영향 준다.
프로드법은 시험체 표면에 프로드를 대고 전류를 흘려 자계를 형성하는 방법이므로 소요 전류는 전극(프로드) 간격을 기준으로 산정하는 것이 일반적이다. 전극 간격이 넓을수록 필요한 전류가 증가한다는 관계를 기억해야 한다.
코일법과 선형자화법에서는 시험품의 치수, 특히 길이(L)와 직경(D)의 비(L/D)를 이용해 기본 전류값을 산정한다. 코일법에서는 I = 45,000/(L/D) ~ 90,000/(L/D) 범위를 참고하고, 선형자화법에서도 L/D 비를 먼저 구한 뒤 필요 전류를 계산해야 한다. 코일을 여러 번 감은 경우에는 감은 수로 나누어 실제 필요 전류를 보정한다.
자분의 적용 방식은 연속법과 잔류법, 습식법과 건식법으로 구분된다. 연속법은 자화를 유지하면서 자분을 적용하는 방식이고, 잔류법은 자화를 먼저 하고 전류를 끊은 뒤 잔류자기를 이용해 자분을 적용하는 방식이다. 습식법은 자분을 현탁액으로 적용하므로 적용 직후에 관찰해야 자분이 균열에 집중된 형상을 볼 수 있다.
검사 후 부품에 남는 잔류자성을 제거하는 방법은 탈자이며, 교호하는 자계의 세기를 점차 줄여 거의 소멸시키는 절차로 잔류자기를 감소시킨다.
예1 — 코일법 전류 산정 예시를 보인다. 직경 D=40mm, 길이 L=100mm인 봉의 L/D는 100/40 = 2.5이다. 코일법의 하한 기준 I = 45,000/(L/D)를 적용하면 I = 45,000 ÷ 2.5 = 18,000A이다. 만약 사용 중인 장비가 최대 4,000A의 전류를 공급한다면 전체 필요 전류를 장비 전류로 나누면 약 4.5가 되며, 권수를 정수로 맞추기 위해 한 단계 올려 5권으로 설정해야 한다.
예2 — 선형자화법 전류 산정 예시를 보인다. 길이 L=6인치, 직경 D=2인치인 봉의 L/D는 6/2 = 3이다. 선형자화법 기본식 I = 45,000/(L/D)를 적용하면 기본값 I = 45,000 ÷ 3 = 15,000A이다. 코일의 권수가 N=3이면 실제 필요한 전류는 15,000 ÷ 3 = 5,000A가 된다.
직경 40mm, 길이 100mm인 봉을 코일법으로 검사할 때 얼마의 자화전류가 필요한가? 또 사용하는 장비의 최대전류가 4,000A라면 검사품에 몇 회의 코일을 감아야 하는가?
정답 ④ · 코일법에 필요한 자화전류와 코일 감기 횟수를 계산하는 문제이다. 먼저 L/D 비를 계산하면 100/40 = 2.5이다.
코일법 전류는 45,000~90,000/(L/D) 공식으로 계산하며, 최대 전류로 나눈 회수는 올림 처리한다.
습식법으로 검사할 경우 다음 중 자분모양 관찰시기는?
정답 ① · 습식법 자분탐상에서 자분모양을 관찰하는 최적 시기를 묻는 문제이다. 습식법은 자분을 현탁액 상태로 적용하므로 자분이 현탁액과 함께 균열 부위에 흘러들어 집중적으로 모이는 즉시 관찰해야 하며, 이때가 자화전류와 자분 적용 중 또는 적용 직후이다.
습식법 자분은 현탁액 상태로 균열 부위에 집중적으로 모이므로, 적용 직후 즉각 관찰해야 하며 건조를 기다리면 자분이 흩어질 수 있다.
길이가 6인치, 직경이 2인치인 봉재를 권수(감은수)가 3인 코일을 사용하여 선형자화법으로 검사하고자 할 때 이때의 전류값은?
정답 ④ · 코일을 이용한 선형자화법의 전류값을 계산하는 문제이다. 먼저 형상비를 구하면 L/D는 6/2 = 3이다.
선형자화법 전류값은 I=45000/(L/D) 공식으로 계산하며, L/D=3이므로 15000A가 아닌 5000A가 정답이다.
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