침투탐상검사에서 침투력에서는 영향이 없으나 침투액의 유동속도, 즉 침투액이 결함 속으로 침투하는 침투속도에 영향을 미치는 것은?
- 표면장력
- 적심성
- 모세관현상
- 점성
정답과 해설 보기
정답 ④ · 문항은 침투액의 침투속도에 영향을 주는 인자를 묻고 있다. 동일 조건에서 침투속도는 유체의 점성에 크게 좌우되므로 점성이 낮을수록 결함 내부로 더 빠르게 유동한다.
침투 속도는 점성(점도)에 반비례하므로, 점성이 낮을수록 결함 내부로 빠르게 침투한다.
개념 한 쪽
침투비파괴검사기사 침투 비파괴검사의 장단점 — 표면 결함 특화와 물성 요구
침투탐상검사는 표면에 열린 결함을 찾기 위해 침투액을 이용하는 검사법으로, 표면 결함 검출에 특히 유리하고 비자성체에도 적용할 수 있는 장점을 가진다. 그러나 다공질 재료나 얕고 넓은 결함, 내부 결함에는 한계가 있어 검사법의 물리적 원리와 시약의 물성을 이해해야 정확한 검사가 가능하다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「침투 비파괴검사의 장단점」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 물성-침투속도 연결 | 1 | 침투속도와 관련된 물성(점성)을 고르는 능력 |
| 염색 vs 형광 원리 구분 | 1 | 염색 방식과 형광 방식의 관찰 원리를 구분하는 능력 |
| 용접부 결함 유형 판정 | 1 | 표면 개방형 결함을 침투탐상으로 검출 가능한지 판단하는 능력 |
뜻
침투탐상검사는 액체 상태의 침투액이 결함 부위에 스며들어 결함을 지시하는 원리를 이용하는 검사법이다. 결함이 표면에 열려 있어야 침투액이 들어갈 수 있으므로 내부에 위치한 결함은 검출할 수 없다는 한계를 가진다. 이 점에서 침투탐상검사는 표면 개방형 결함 검출에 특화되어 있다는 장점을 갖는다고 정리한다.
침투검사는 자분탐상검사와 비교할 때 비자성체에도 적용할 수 있어 적용 범위가 더 넓다. 반면 방사선투과검사나 초음파검사처럼 내부 결함을 탐지하는 데는 적합하지 않으므로, 각각의 비파괴검사 방법을 표면 결함과 내부 결함의 관점에서 구분하여 선택해야 한다고 본다.
침투액의 성능은 물성에 크게 의존한다. 침투 속도는 점성에 의해 지배되므로 점성이 낮을수록 결함 내부로 빠르게 침투한다고 본다. 한편 침투력 또는 적심성은 표면에 대한 젖음성에 관련되므로 적심성이 높아야 균열 입구에서 침투가 잘 일어난다고 정리한다.
수세성 침투액은 유화제가 포함되어 물로 과잉 침투제를 제거하기 쉬운 장점이 있지만, 얕고 넓은 결함에서는 과도하게 씻겨 나가는 오버워시 현상으로 검출 성능이 저하된다는 단점을 가진다고 본다. 다공질 재료나 흡수성 표면에는 일반 액체 침투법 대신 입자 여과법 같은 대체 방법이 필요하다고 정리한다.
형광 침투법은 자외선(UV-A, 365nm 부근)을 이용하여 형광 물질의 발광을 관찰하는 원리이며, 염색 방식은 색 대비를 육안으로 확인하는 방식으로서 두 방식의 광원 및 관찰 방법이 다르다는 점을 구분해야 한다고 본다.
예제
예 1: 침투검사에서 미세 균열의 침투 속도가 문제될 때는 점성이 핵심 변수임을 적용한다. 점성이 낮은 침투액을 사용하면 균열 내부로 유동 속도가 증가하여 더 빠르게 침투가 진행된다고 판단한다.
예 2: 검사 대상이 다공질 세라믹인 경우 일반적인 액체 침투법으로는 오검출이나 침투액 잔류 문제가 우려되므로, 극미립자 분말을 현탁한 입자 여과법을 적용하는 것이 적절하다고 판단한다.
대표 기출 3문항
염색 침투탐상검사의 탐상원리에 속하지 않는 것은?
- 작은 불연속일경우에는 침투시간이 길어진다.
- 지시는 자외선등에 조사되었을 때 빛을 발산한다.
- 침투제가 불연속에서 씻겨나갈 경우에는 지시가 나타나지 않는다.
- 침투제는 지시를 나타내기 위해 불연속에 침투한다.
정답과 해설 보기
정답 ② · 염색 침투탐상검사(Visible Dye Penetrant Testing)는 붉은색 침투액이 표면 결함에 침투한 뒤 흰색의 현상제를 통해 다시 스며 나올 때 발생하는 색 대비(빨간색 지시)를 육안으로 관찰하는 원리입니다. 자외선등(UV lamp)에 조사되었을 때 빛을 발산하는 형광 원리는 형광 침투탐상검사(Fluorescent Penetrant Testing)의 탐상 원리입니다.
염색 침투탐상검사는 색 대비를 육안으로 보는 방식이며, 자외선 발광은 형광 방식의 고유 원리입니다.
용접부에 나타나는 불연속 중 침투탐상시험으로 가장 쉽게 검출할 수 있는 것은?
- 크레이터균열
- 비드밑균열
- 슬래그혼입
- 융합불량
정답과 해설 보기
정답 ① · 문제는 용접부 불연속 중 침투탐상으로 가장 쉽게 검출되는 결함 유형을 묻고 있다. 침투탐상은 표면 개방형 결함에 민감하므로 표면에 노출된 크레이터 균열이 가장 쉽게 검출된다.
침투탐상은 표면 개방형 결함에 민감하므로, 표면에 노출된 크레이터균열이 가장 쉽게 검출된다.
자주 묻는 물음
- 침투탐상검사로 내부 결함을 찾을 수 있나?
- 침투탐상검사는 결함이 표면에 열려 있어야 침투액이 들어가므로 내부 깊숙한 결함은 검출할 수 없다고 본다.
- 침투액의 침투 속도에 영향을 주는 주요 물성은 무엇인가?
- 침투 속도는 점성의 영향을 가장 크게 받으므로 점성이 낮을수록 내부로 빠르게 침투한다고 본다.
- 수세성 침투액의 장단점은 무엇인가?
- 수세성 침투액은 유화제가 있어 과잉 침투제 제거가 용이하나, 얕고 넓은 결함에서는 침투액이 씻겨 나가 검출이 불량해지는 오버워시 현상이 발생한다고 본다.
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