개념 한 쪽
자분탐상시험에서 검사 결과의 신뢰성은 관찰 환경과 시험체 조건에 크게 좌우된다. 형광 자분을 이용한 탐상은 어두운 환경과 충분한 자외선 강도가 필요하며, 원자로용기처럼 두꺼운 구조물의 내부 검사는 적절한 비파괴검사 기법을 선택해야 한다.
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출제기준 단원 「시험체 및 재질」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 형광 관찰용 암실 조도 기준 | 1 | 형광 자분 관찰을 위한 암실 조도 수치 선택 |
| 자외선 강도와 측정 거리 짝맞추기 | 1 | 자외선등의 측정 거리와 최소 강도 조건을 확인 |
| 두꺼운 용기 내부 검사법 선택 | 1 | 원자로용기 내부 결함 100% 검사에 적합한 방법 판별 |
형광 자분탐상시험은 형광 자분이 자외선에 의해 발광하는 성질을 이용하여 결함을 검출하는 방법이다. 형광 발광을 육안 또는 광학장비로 효율적으로 관찰하려면 주변 밝기를 엄격히 제한해야 하며, 한국산업규격(KS)은 관찰면의 조도를 20 Lux 이하로 규정하고 있다. 이 기준은 형광 대비를 확보하여 미세 결함을 놓치지 않도록 하기 위한 것이다.
형광 자분탐상에서 자외선등의 세기는 결함의 선명도에 직접 영향을 미친다. 규정은 광원과 시험체 표면 사이의 거리를 38cm로 정하고, 그 거리에서 시험체 표면에 도달하는 자외선의 세기가 적어도 800 마이크로와트/제곱센티미터 이상이어야 한다고 규정한다. 이 거리와 세기 조건은 자외선이 충분히 강하여 형광 자분의 발광을 확실히 유도하기 위한 최소 기준이다.
검사 대상의 재질과 구조에 따라 적용할 비파괴검사 기법을 선택해야 한다. 예컨대 원자로용기처럼 두꺼운 쉘·헤드·노즐 용접부의 100% 체적 검사는 내부 심부 결함을 탐지할 수 있는 초음파탐상검사(UT)가 표준으로 규정된다. 자분탐상은 주로 표면 및 표면 근접 결함 검출에 적합하므로, 검사 목적에 따라 적절한 방법을 선택해야 한다.
위 사항들은 관찰 환경 조절(암실 조도), 광원 기준(측정 거리와 최소 세기), 검사 방법 선택(두꺼운 용기 내부 결함에는 UT 우선)이라는 세 가지 실무 기준으로 정리된다. 각 항목은 검사 신뢰도와 안전성을 확보하기 위한 필수 점검 항목이다.
문제 유형은 보통 기준 수치나 적절한 검사법을 묻는 형식으로 출제된다. 예를 들어 형광 관찰용 암실의 조도 기준을 묻는 문항에서는 '20 Lux 이하'를 선택하면 정답이 된다. 자외선등의 세기 관련 문제에서는 '광원과 시험체 표면 사이의 거리를 38cm로 하고, 그 지점에서의 자외선 세기가 최소 800 μW/cm²'라는 조건을 기억하여 거리와 세기를 짝지어 선택하면 정답을 고르면 된다. 검사 대상이 원자로용기 같은 두꺼운 부재일 경우 100% 체적 검사는 초음파탐상검사(UT)가 표준이라는 점을 확인하면 정답을 판별할 수 있다.
형광자분탐상시험의 단점은 암실을 필요로 하는 것이다. 암실의 조도는 얼마 이하여야 하는가? (단, 관찰면의 밝기 기준이며 한국산업규격에 따를 때)
정답 ② · 형광자분탐상시험용 암실의 허용 조도 기준을 묻는 문제이다. 형광 자분의 지시는 자외선 조사에 의한 형광 발광으로 관찰하므로, 주변 백색광이 강하면 형광과의 대비가 줄어들어 미세한 지시를 놓치기 쉽다.
형광 자분탐상시험은 암실에서 형광 현미경으로 관찰하므로, 외부 빛이 형광을 가리지 않도록 조도를 엄격히 제한해야 한다.
ASME Sec.XI에 따라 원자로용기의 사용전 쉘, 헤드, 노즐 용접부의 100% 체적 검사 방법은?
정답 ① · ASME Sec.XI(미국기계학회 압력용기 및 보일러 규격 제11권)은 원자력 발전소의 가압경수로 용기와 같은 주요 구성부품의 검사 기준을 규정하고 있습니다. 원자로 용기의 쉘(Shell), 헤드(Head), 노즐(Nozzle) 용접부와 같은 두꺼운 판재의 내부 결함을 검사하기 위해서는 방사선 투과 시험보다 깊이 방향의 결함 검출 능력이 우수하고 두께 두께에 대한 민감도가 높은 초음파 탐상 검사(UT)가 사용전 검사 및 정기 검사의 표준 방법으로 지정되어 있습니다.
두꺼운 원자로 용기 내부 결함 검출에는 깊이 방향 탐지 능력이 뛰어난 초음파탐상검사(UT)가 ASME Sec.XI에서 표준으로 규정한다.
형광자분을 사용하는 자분탐상시험시 광원으로부터 몇 cm 떨어진 시험체 표면에서 자외선등의 강도는 최소 800 μW/cm² 이상이어야 하는가?
정답 ② · 영구자석을 이용한 극간법(요크법)은 별도의 전원장치가 필요 없어 휴대가 간편하고 현장 작업성이 뛰어납니다. 따라서 대형 구조물의 전체를 검사하기보다는, 용접부나 피로균열이 의심되는 특정 국부적인 부분을 신속하게 검사하는 데 가장 효과적으로 활용됩니다.
형광 자분탐상 시 자외선등 강도 측정 거리는 시험체 표면에서 38cm 이내여야 한다.
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