자분탐상시험시 자분의 적용을 바르게 설명한 것은?
- 표면 바로 아래의 결함 검출은 건식자분이 습식자분보다 좋다.
- 형광자분은 비형광자분보다 언제나 좋은 감도를 나타낸다.
- 표면의 거친 정도가 심한 경우 습식 자분이 더 좋은 감도를 나타낸다.
- 재검사는 반드시 탈자 후 전처리부터 다시 시작하여야 한다.
정답과 해설 보기
건식자분은 입자가 굵어 표면 바로 아래 결함 검출에 유리하며, 습식은 미세 결함에 강하다.
개념 한 쪽
자기비파괴검사기능사 자분의 적용 — 자분형태·탈자·전류산정
자분탐상시험에서는 자분의 형태 선택, 자화 및 자분 적용 방법, 탈자 절차, 그리고 방법별 전류 산정이 검출 성능을 좌우한다는 점을 중심으로 출제되므로, 각 요소의 원리와 검사 절차를 명확히 이해해야 한다고 본다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「자분의 적용」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 자분 형태와 결함 위치 매칭 | 1 | 건식·습식 자분의 감도와 결함 위치 적용을 구분하기 |
| 코일법 전류 산정 계산 | 1 | 코일법의 공식에 따른 전류 계산 절차를 적용하기 |
| 탈자 절차의 적절성 판단 | 1 | 소형부품 탈자 시 개별 처리 필요 여부를 판단하기 |
뜻
자분탐상시험에서 자분의 형태는 검출 목적에 따라 선택한다는 원리가 중요하다. 건식자분은 입자가 비교적 굵고 공기 중에 분산되어 적용되므로 표면 바로 아래에 위치한 결함을 자계 왜곡을 통해 잘 드러내는 데 유리하다고 본다. 반면 습식자분은 액체에 섞여 흘러가므로 표면의 미세 균열이나 평면 결함에 더 민감하게 반응한다고 이해한다.
형광자분은 특수 조명 하에서 가시성이 좋아 민감도 확보에 유리하지만, 조명 조건에 의존적이므로 항상 비형광자분보다 우월하다고 단정할 수 없다고 본다. 거친 표면에서는 습식자분의 침투력이 더 중요할 수 있으며, 형광자분 관찰 시에는 주변 조도를 낮춰 대비를 확보해야 한다고 본다.
탈자 과정은 일반적으로 잔류 자기를 제거하기 위해 실시하지만 모든 경우에 필수적인 것은 아니다. 고온 열처리로 큐리점 이상에서 자성이 소멸하는 경우에는 별도 탈자가 불필요하다고 본다. 또한 소형부품의 탈자 시에는 여러 부품을 한꺼번에 처리하면 부품 간에 자속의 경로가 형성되어 탈자 효과가 떨어질 수 있으므로 개별 탈자가 이상적이라고 본다.
자화·전류 산정과 관련해 방법별 기준을 숙지해야 한다. 코일법에서는 경험적 공식 I = 45000 / (N × L/D)를 사용하여 필요 전류를 산정한다고 이해한다. 프로드법에서는 전극(프로드) 간격을 기준으로 전류를 산정하며, 간격이 넓을수록 더 많은 전류가 필요하다는 원리를 적용한다고 본다.
검사 감도에 영향을 주는 인자는 결함의 형상 및 방향, 시험면 상태, 자분 적용 방식, 자화 상태 등 물리적 조건이며, 시험체의 밀도나 검사 시기는 원리적 영향과는 구분되는 요소로 분류한다고 본다.
예제
코일법 자분탐상시험에서 요구 전류를 계산하는 대표 사례를 보인다. 표준 공식은 I = 45000 / (N × (L/D))이다. 예컨대 코일의 감은 수 N이 10이고 L/D가 3이면 분모는 10 × 3 = 30이 된다. 따라서 45000 ÷ 30 = 1500A가 되어 요구 전류는 1500A가 된다. 이 계산 과정은 공식을 그대로 대입하여 산정하는 유형으로 출제되므로 공식을 숙지하면 바로 해결할 수 있다.
또 다른 적용 예로 소형부품 탈자 절차를 든다. 다수 부품을 한꺼번에 탈자코일에 넣으면 부품들 사이로 자속 경로가 형성되어 코일이 만들어낸 탈자 자계가 분산되므로 탈자가 불완전해질 위험이 있다. 따라서 이상적인 방법은 각 소형부품을 분리하여 개별적으로 탈자하는 것이다.
대표 기출 3문항
코일 법으로 자분탐상시험을 할 때 요구되는 전류는 몇 A 인가?(단, L/D은 3, 코일의 감은 수는 10회, 여기서 L 은 봉의 길이며 D 는 봉의 외경이다.)
- 30
- 700
- 1167
- 1500
정답과 해설 보기
정답 ④ · 코일법 자분탐상에서 요구되는 자화전류를 계산하는 문제이다. 코일법의 요구 전류 공식은 I=45000/(N×L/D)이다.
코일법 자분탐상 시 요구 전류는 I=45000/(N×L/D) 공식으로 계산되며, 주어진 조건을 대입하면 1500A가 된다.
여러 개의 소형부품에 자분탐상시험 후 탈자가 요구될 때, 어떻게 하는 것이 가장 이상적인가?
- 하나씩 탈자한다.
- 2~3개씩 나누어 탈자한다.
- 부품 모두를 한번에 탈자한다.
- 조립품 모두를 조립 후 탈자시킨다.
정답과 해설 보기
정답 ① · 소형부품을 여러 개 한꺼번에 탈자 코일에 통과시키면, 부품들이 서로 자속 경로가 되어주는 자석의 역할을 하게 됩니다. 이로 인해 코일 내부의 자속 저항이 감소하여 유효 자계 세기가 약해지고, 결과적으로 탈자 효과가 현저히 떨어지게 됩니다.
소형부품을 한꺼번에 탈자하면 부품 간 자속 경로 형성으로 자계 약화 및 불완전 탈자 유발, 따라서 개별 탈자가 이상적이다.
자주 묻는 물음
- 건식자분과 습식자분은 어떤 차이가 있나?
- 건식자분은 입자가 굵어 공기 중 분산으로 표면 바로 아래 결함 검출에 유리하고, 습식자분은 액상에 섞여 표면의 미세 균열이나 평면 결함에 더 민감하게 반응한다고 답한다.
- 탈자가 항상 필요한가?
- 일반적으로 잔류 자기 제거를 위해 탈자를 실시하지만 고온 열처리로 큐리점 이상에서 자성이 소멸하는 경우에는 별도의 탈자가 불필요하다고 답한다.
- 코일법과 프로드법에서 전류 산정 기준은 무엇인가?
- 코일법은 I=45000/(N×L/D) 공식을 사용하여 감은 수와 길이대직경비로 전류를 산정하고, 프로드법은 전극 간격을 기준으로 전류를 산정하여 간격이 넓을수록 더 큰 전류가 필요하다고 답한다.
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