개념 한 쪽
자분탐상시험은 검사체에 자계를 형성하여 표면 및 근접 결함에서 누설자계를 유도하고 자분이 모이는 현상을 이용해 결함을 검출하는 방법이다. 자화 방법은 검사 목적과 결함 방향에 따라 달라지므로, 적절한 자계형성과 전류 종류를 선택해야 검사 효율을 확보한다.
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출제기준 단원 「자화방법의 종류 및 특징」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 깊은 결함과 전류 유형 판단 | 1 | 깊은 위치 결함 탐지에 유리한 전류 종류를 가리기 |
| 선형자화 방법 선택 | 1 | 부품을 길이 방향으로 자화하는 올바른 방법 고르기 |
| 결함 방향 불명확 시 검사 절차 | 1 | 결함 방향을 밝히지 못할 때의 자화 방향 확보 방법 |
자분탐상시험의 자화방법은 자계의 형상과 전류의 종류로 구분해야 한다는 원칙이 있다. 코일법이나 극간법 등은 자계 방향(선형 혹은 원형)에 따라 결함 검출 민감도가 달라지므로, 예상 결함 방향과 수직이 되도록 자계를 설계해야 한다는 점이 핵심 원리이다.
전류 종류에 따라 자장의 침투 특성이 달라진다. 교류는 피부 효과로 인해 표면 근처에 자장이 집중되어 표면 결함 검출에 유리하고, 직류는 침투 깊이가 깊어 표면 아래 깊은 결함 탐지에 유리하다는 구분을 적용한다. 따라서 결함의 깊이 특성에 따라 교류와 직류를 선택해야 한다.
자화 방법별 특징도 기억해야 한다. 극간법은 두 극 사이에 선형 자계를 형성하여 두 극과 직각인 결함을 잘 검출하고, 코일법은 코일 내부에 시험체를 배치하여 축방향(선형) 자계를 만들어 길이 방향 결함 검출에 유리하다. 통전법이나 직각통전법 등은 시험체에 직접 전류를 흘려 원형 자계를 만들며, 원주 방향 결함에 효과적이다.
검사 실무에서는 결함 방향을 알 수 없을 때 직교하는 두 방향으로 자화하여 모든 방향의 결함을 검출하도록 한다. 즉 원형자화와 선형자화를 병행하거나 교차 자화를 수행하여 평행한 결함이 검출되지 않는 위험을 줄여야 한다.
마지막으로 자화의 방법 선택 시에는 검사품의 재질, 예상 결함 종류 및 장치 특성을 우선 고려하여 전류 유형과 자화 방식을 결정해야 한다. 이러한 우선순위를 통해 현실적 제약 속에서 최적의 자분탐상 조건을 설정해야 한다.
직각통전법은 시험체 축에 대해 직각으로 전극을 대고 전류를 흘려 원형 자계를 생성하므로 축 방향 결함 탐지에 적합하다는 원리를 적용한다. 예를 들어 환봉의 길이 방향 심(seam) 검출은 원형 자화가 필요하므로 통전법이나 프로드법과 같이 원형자계를 형성하는 방법을 선택해야 결함 검출이 효과적이라는 판단을 내린다.
깊은 위치 결함을 검사해야 하는 경우 직류를 이용한 자화가 유리하므로 직류 연속자화법 또는 직류 건식 연속자화법을 우선 고려해야 한다는 실무적 결정을 예로 든다.
검사체 표면으로부터 깊게 위치한 결함을 탐지하는데 가장 좋은 자분탐상시험법은?
정답 ③ · 검사체 표면에서 깊게 위치한 결함 탐지에 가장 적합한 자분탐상시험법을 고르는 문제이다. 직류는 피부효과가 없어 자계가 재료 깊이까지 침투하므로 표면 바로 아래의 깊은 결함 탐지에 가장 효과적이다.
직류는 침투 깊이가 깊어 표면 아래 깊은 결함 탐지에 가장 효과적이다.
자분탐상시험시 검사체를 선형자화하는 방법은?
정답 ② · 검사체를 선형(길이 방향)으로 자화하는 방법을 묻는 문제이다. 코일 내부에 형성되는 자계는 코일 축 방향, 즉 부품의 길이 방향과 평행하므로 코일 안에 부품을 넣는 방법이 선형자화에 해당한다.
부품 길이 방향으로 자화를 하려면 코일 내부에 부품을 배치하여 횡단자화를 생성한다.
자분탐상시험시 부품의 검사를 명확히 하기 위해서 결함 방향에 따라 다양하게 검사를 해야 되는 경우가 있다. 올바른 검사 방법은?
자계는 결함과 수직일 때 가장 강하게 감지되므로, 직교하는 두 방향(원형·선형)으로 자화해야 모든 결함을 찾을 수 있다.
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