패스너의 균열을 비파괴적으로 감지하기 | 전문가 팁
패스너의 균열은 엔지니어링 애플리케이션에서 구조적 무결성과 안전성을 손상시킬 수 있습니다. 이러한 균열을 조기에 발견하는 것이 중요합니다. 이 기사에서는 전통적인 비파괴 검사 방법과 최신 비파괴 검사(NDT) 방법을 모두 살펴봅니다.
I. 비파괴 검사란 무엇인가요? 비파괴 검사란 소리, 빛, 자기, 전기의 특성을 활용하여 검사 대상물의 결함이나 불균일성을 탐지하는 데 사용되는 모든 기술적 수단을 총칭하는 용어입니다. 비파괴 검사는 내부 및 표면 구조, 상태 및 [...]를 검사하고 테스트하는 방법을 말합니다.
비파괴 검사 는 소리, 빛, 자기, 전기의 특성을 활용하여 테스트 대상의 결함이나 불균일성을 감지하는 데 사용되는 모든 기술적 수단을 총칭하는 용어입니다.
비파괴 검사란 재료의 이상 내부 구조나 결함에 의해 발생하는 열, 소리, 빛, 전기, 자기 등의 변화를 이용하여 시험편의 종류, 수량, 형상, 성질, 위치, 치수, 분포, 변화 등 내부 및 표면 구조, 상태, 결함 등을 검사하고 검사하는 방법을 말합니다.
이는 테스트 대상의 성능에 손상을 주거나 영향을 주지 않고 내부 조직에 해를 끼치지 않고 달성할 수 있습니다. 물리적 또는 화학적 방법이 사용되며 최신 기술과 장비의 지원을 받습니다.
비파괴 검사는 산업 발전에 없어서는 안 될 효과적인 도구입니다. 어느 정도는 한 국가의 산업 발전 수준을 반영합니다. 비파괴 검사의 중요성은 널리 인식되고 있습니다.
일반적인 비파괴 검사 방법: 방사선 검사, 초음파 검사(UT), 자성 입자 검사(MT), 액체 침투 검사(PT) 및 X-레이 검사(RT).
1. 방사선 촬영 테스트(RT)의 원리와 특성
업계에서 RT로 약칭하는 방사선 촬영 테스트(RT)는 산업용 비파괴 테스트의 중요한 범주입니다.
RT의 주요 용도는 공작물 내의 거시적 기하학적 결함을 감지하는 것입니다. RT는 다양한 특성에 따라 X-선 컴퓨터 단층 촬영(X-CT), 컴퓨터 방사선 촬영(CR), 방사선 촬영 등 다양한 방법으로 나눌 수 있습니다.
아래 그림에서 확인할 수 있습니다:
비파괴 검사 방법인 방사선 촬영은 X-선 튜브에서 생성되는 X-선 또는 방사성 동위원소에서 생성되는 감마선을 사용하여 공작물을 투과하고 필름을 기록 매체로 사용합니다. 이 방법은 가장 기본적이고 널리 사용되는 방사선 검사 방법이며, 전문 RT 교육의 주요 내용이기도 합니다.
2. 방사선 촬영 원리 1:
방사선 촬영 테스트는 기본적으로 전자기파 또는 방사선(X-선 및 감마선)의 에너지를 활용합니다. 광선은 투과하는 동안 재료와 상호 작용하여 흡수 및 산란으로 인해 강도가 감소합니다. 강도 감쇠의 정도는 재료의 감쇠 계수와 광선이 투과하는 두께에 따라 달라집니다.
3. 방사선 촬영 원리 2:
방사선 촬영 대상(공작물)의 특정 부분에 결함이 존재하고 결함을 구성하는 재료의 감쇠 계수가 시편과 다른 경우(예를 들어 용접 솔기다공성 결함의 공기는 강철보다 감쇠 계수가 훨씬 낮습니다), 해당 지역의 투과 광선 강도는 주변 환경과 다를 수 있습니다.
필름을 투과광선에 노출될 수 있는 적절한 위치에 놓으면 암실 처리 후 네거티브 필름을 얻을 수 있습니다.
광선이 공작물을 투과한 후 결함이 있는 부분과 손상되지 않은 부분 사이의 투과 광선 강도가 다르기 때문에 필름의 해당 부분은 다른 정도의 검은색을 나타냅니다.
방사선 검사관은 필름의 검은색 차이를 관찰하여 결함의 위치와 특성을 파악할 수 있습니다. 위에서 설명한 기본 원리는 병원에서 엑스레이를 촬영하는 것과 유사합니다.
4. 방사선 촬영의 특성
(1) 적용 범위
방사선 촬영은 다양한 융착 용접 방법의 맞대기 접합에 적합합니다(아크 용접, 가스 차폐 용접슬래그 용접, 가스 용접 등), 주강 조각을 검사할 수도 있으며 특수한 상황에서는 코너 용접 또는 기타 특수 구조물 검사에도 사용할 수 있습니다.
(2) 방사선 촬영의 장점
a) 결함의 직접적인 시각화: 방사선 촬영은 필름을 기록 매체로 사용하므로 필름을 관찰하여 결함의 특성, 수량, 크기 및 위치를 정확하게 파악할 수 있습니다.
b) 국부적인 두께 차이를 유발하는 결함을 쉽게 검출할 수 있습니다: 다공성 및 슬래그 포함과 같은 결함의 검출률이 높습니다.
c) 방사선 촬영은 길이와 너비 치수를 밀리미터 단위 또는 그 이하로 감지할 수 있으며, 감지 두께 하한은 사실상 없습니다.
d) 모든 재료에 거의 적용 가능하며, 강철과 같은 금속에 좋은 결과를 얻을 수 있습니다, 티타늄, 구리 및 알루미늄을 사용할 수 있습니다. 이 방법은 엄격한 모양이 필요하지 않습니다, 표면 거칠기 를 측정하며, 재료의 입자 크기는 영향을 미치지 않습니다.
(3) 방사선 촬영의 제한 사항
a) 균열과 같은 결함의 검출률은 방사선 촬영 각도에 영향을 받으며, 강판의 박리와 같이 방사선 방향에 수직인 박층 결함은 검출할 수 없습니다.
b) 검출 상한은 광선의 투과력에 의해 제한되는데, 예를 들어 420kv X-선 기계는 최대 약 80mm의 강철 두께를 투과할 수 있고 코발트-60 방사성 동위원소(Co60)의 감마선은 최대 약 150mm의 강철 두께를 투과할 수 있습니다. 더 두꺼운 두께의 공작물의 경우 400mm 이상의 두께를 투과할 수 있는 특수 장비인 가속기가 필요합니다.
c) 일반적으로 강판, 강관, 단조품의 검사에는 적합하지 않으며 브레이징의 접합부 검사에는 거의 사용되지 않습니다, 마찰 용접및 기타 용접 방법.
d) 방사선 촬영은 테스트 비용이 높고 테스트 속도가 느립니다.
e) 방사선은 인체에 유해하므로 보호 조치가 필요합니다.
일반적으로 UT로 약칭되는 초음파 검사(UT)는 비파괴 검사 분야에서 가장 널리 사용되고 자주 적용되며 빠르게 발전하고 있는 기술입니다.
제품 제조 중 품질 관리, 원자재 검사, 공정 개선 등 다양한 용도로 사용됩니다. 또한 장비 유지보수에도 없어서는 안 될 도구입니다.
초음파 검사(UT)는 다양한 산업 분야에서 널리 사용되는 비파괴 검사 방법입니다.
초음파가 물체에 들어와 결함을 만나면 파동의 일부가 반사됩니다.
송신기와 수신기를 사용하여 반사파를 분석함으로써 결함을 정확하게 측정할 수 있습니다. 내부 결함의 위치와 크기를 표시하고 재료의 두께를 확인할 수 있습니다.
1. 초음파 테스트 애플리케이션
초음파 검사의 주요 응용 분야는 공작물 내부의 거시적 결함을 감지하고 재료 두께를 측정하는 것입니다.
2. 초음파 검사 분류
초음파 테스트는 다양한 특성에 따라 여러 가지 방법으로 분류할 수 있습니다:
(1) 원리별 분류: 초음파 펄스 반사법, 비행시간 회절(TOFD) 등
(2) 디스플레이 모드별 분류: 유형 A 디스플레이, 초음파 이미징 디스플레이(B, C, D, P 스캐닝 이미징, 듀얼 컨트롤 어레이 이미징 등).
3. 초음파 테스트의 원리
초음파 테스트는 기본적으로 초음파의 반사, 굴절, 회절과 같은 재료와 초음파 간의 상호 작용에 의존합니다.
(1) 초음파란 무엇인가요?
청각적 감각을 유발할 수 있는 기계파를 음파라고 하며, 주파수는 20~20000Hz입니다. 20000Hz 이상의 주파수를 가진 기계파는 초음파로 알려져 있으며 사람이 들을 수 없습니다. 강철과 같은 금속을 검사할 때는 일반적으로 0.5~10MHz 범위의 주파수를 가진 초음파를 사용합니다. (1MHz=10^6Hz)
(2) 초음파는 어떻게 방출되고 수신되나요?
초음파 테스트 프로브의 핵심 구성 요소는 압전 효과를 가진 압전 크리스탈로, 압축 및 인장 응력이 교대로 발생하면 크리스탈이 교대로 전기장을 생성할 수 있습니다.
고주파 전기 펄스가 압전 결정을 여기시키면 역 압전 효과가 발생하여 전기 에너지가 음향 에너지(기계적 에너지)로 변환됩니다.
프로브는 펄스파라고 하는 펄스 형태의 초음파를 간헐적으로 방출합니다. 프로브가 초음파를 수신하면 직접 압전 효과가 발생하여 음향 에너지를 다시 전기 에너지로 변환합니다.
초음파 테스트에 사용되는 기존 프로브는 일반적으로 압전 크리스탈, 댐핑 블록, 커넥터, 케이블, 보호 필름 및 쉘로 구성됩니다. 일반적으로 직선형 프로브와 각진 프로브의 두 가지 범주로 나뉩니다. 후자는 종종 크리스탈을 입사 표면에 대해 특정 각도로 기울이는 쐐기를 포함합니다.
다음 이미지는 일반적인 앵글 프로브의 구조 다이어그램입니다.
다음 이미지는 각진 프로브의 실제 이미지입니다:
프로브 모델은 2.5P812 K2.5이며 매개 변수는 다음과 같습니다:
a) 2.5는 주파수 f: 2.5MHz를 나타냅니다;
b) P는 결정 재료가 우수한 온도 안정성, 우수한 전기적 특성, 쉬운 제조 및 저렴한 비용의 장점을 가진 납 지르코네이트 티타네이트 세라믹임을 나타냅니다;
c) 812는 직사각형 크리스탈 크기가 8mm*12mm임을 나타냅니다;
d) K2.5는 각진 프로브의 굴절각의 접선이 2.5, 즉 tan(68.2°)=2.5이고 굴절각이 68.2°임을 나타냅니다.
A형 디스플레이 초음파 펄스 반사 방식의 작동 원리
음원에서 생성된 펄스 파가 공작물에 들어가면 초음파가 공작물에서 특정 방향과 속도로 앞으로 전파됩니다. 양쪽의 음향 임피던스가 다른 인터페이스(일반적으로 균열, 기공, 내포물 등 재료의 일부 불연속성으로 인해)를 만나면 음파의 일부가 반사됩니다.
테스트 장비는 이를 수신하여 표시하며, 음파의 진폭과 위치를 분석하여 결함의 존재 여부 또는 기존 결함의 크기와 위치를 평가합니다.
A형 디스플레이 초음파 펄스 반사 방식의 특징
적용 범위
금속, 비금속 및 복합 재료로 만들어진 다양한 공작물에 적용할 수 있습니다.
a) 원자재 및 부품 검사: 강판, 강단조, 알루미늄 및 알루미늄 합금 플레이트티타늄 및 티타늄 합금 판, 복합 판, 이음매 없는 강관 등입니다.
b) 맞대기 용접 조인트 검사 : 강철 맞대기 조인트 (파이프 시트 각도 용접, T 형 포함) 용접 조인트, 브래킷 및 구조 부품), 알루미늄 및 알루미늄 합금 맞대기 조인트.
다음 이미지는 강철 맞대기 접합부입니다: T자형 용접 조인트입니다.
타입 A 디스플레이 초음파 펄스 반사 방식의 장점
a) 다양한 두께의 공작물에서 내부 결함을 감지할 수 있는 강력한 침투 능력. 용도에 금속 소재두께가 1~2mm인 얇은 벽의 튜브와 플레이트는 물론 수 미터 길이의 강철 단조품도 검사할 수 있습니다.
b) 정확한 결함 위치.
c) 영역형 결함에 대한 높은 감지율.
d) 고감도, 공작물 내부의 매우 작은 결함을 감지할 수 있습니다. 초음파 검사의 이론적 감도는 초음파 파장의 약 절반입니다. 2.5MHz 주파수 초음파 앵글 프로브로 검사하는 강철 부품의 경우 감도는 약 0.65mm입니다.
e) 낮은 검사 비용, 빠른 속도, 휴대용 장비, 인체와 환경에 무해하며 현장에서 사용하기 편리합니다.
A형 디스플레이 초음파 펄스 반사 방식의 한계
a) 공작물의 결함을 정확하게 검증하고 정량화하려면 추가 연구가 필요합니다.
b) 다음과 같은 공작물에 대한 초음파 테스트는 수행하기 어렵습니다. 복잡한 모양 또는 불규칙한 외부 모양.
c) 결함의 위치, 방향 및 모양은 테스트 결과에 특정 영향을 미칩니다.
d) 공작물의 재질과 입자 크기는 테스트에 큰 영향을 미칩니다.
e) 테스트 결과가 직관적이지 않고 테스트 결과에 대한 직접적인 목격자 기록이 없는 경우.
4. 초음파 테스트의 장점:
5. 단점:
복잡한 형태의 공작물을 검사하는 것은 까다로운 작업이며, 특히 검사할 표면이 어느 정도 마감이 필요한 경우 더욱 그렇습니다. 완전한 음향 결합을 보장하기 위해서는 프로브와 검사 대상 표면 사이의 간격을 메우기 위해 결합제를 사용해야 합니다.
먼저 자성 입자 테스트의 원리를 이해해 보겠습니다.
강자성 재료와 공작물이 자화되면 불연속성이 존재하면 공작물 표면과 그 근처의 자력선이 국부적으로 왜곡되어 자기 누설 필드가 생성됩니다. 이 자기장은 공작물 표면에 적용된 자성 입자를 끌어당겨 적절한 조명 아래에서 볼 때 불연속성의 위치, 모양 및 크기를 드러내는 가시적인 자기 표시를 만듭니다.
업계 관계자들은 일반적으로 MT로 약칭하는 자분 탐상 검사(MPT)는 잘 정립된 비파괴 검사 방법입니다. 항공우주, 무기, 조선, 철도, 자동차, 석유 및 가스, 화학 산업, 보일러 압력 용기, 압력 배관 등 다양한 분야에서 광범위하게 활용되고 있습니다.
자성 입자 테스트의 주요 응용 분야는 표면 다공성 및 균열과 같은 강자성 공작물의 표면 및 표면 근처에서 거시적인 기하학적 결함을 감지하는 것입니다.
1. 자성 입자 검사 방법
자성 입자 테스트는 다양한 특성에 따라 여러 가지 방법으로 나눌 수 있습니다:
(1) 자성 입자를 적용하는 시간에 따라 다음과 같이 나눌 수 있습니다: 연속 방식과 잔류 방식.
a) 연속 방법: 공작물을 자화시키면서 자성 분말을 도포합니다.
b) 잔류 방법: 먼저 공작물을 자화시키고 자화를 중지한 후 공작물의 잔류 자성을 이용한 다음 자성 분말을 도포합니다.
(2) 디스플레이 재료에 따라 다음과 같이 나눌 수 있습니다: 형광 방식과 비형광 방식.
a) 형광법: 형광 자성 분말을 사용하여 블랙라이트 램프 아래에서 자성 흔적을 관찰합니다.
b) 비형광 방법: 일반적인 검은색 또는 빨간색 자성 분말을 사용하여 일반적인 조명 조건에서 자기 흔적을 관찰합니다.
(3) 자성 분말의 운반체에 따라 다음과 같이 나눌 수 있습니다: 습식 방식과 건식 방식.
a) 습식 방법: 자성 분말의 운반체는 액체(오일 또는 물)입니다.
b) 건식 방법: 건조 분말 형태로 공작물에 직접 도포하는 이 방법은 특수한 상황에서만 사용됩니다.
예를 들어, 일반 압력 용기 용접부의 자성 입자 검사에는 다음과 같은 방법이 사용됩니다: 습식 방법 + 비형광 방법 + 연속 방법. 즉, 일반적인 조명 조건에서 검은색 또는 빨간색 자성 분말을 물이나 기름의 운반체(즉, 자성 현탁액)에 분산시키고 용접부에 자화하면서 동시에 자성 현탁액을 도포하여 자성 흔적이 형성되는지 관찰합니다.
아래는 자성 입자 검사에서 습식 방법 + 비형광 방법 + 연속 방법의 일반적인 적용 사례입니다. 이 공정에는 검은색 자성 분말과 결합된 크로스 마그네틱 요크 기계를 통한 자화가 포함됩니다.
다음 그림은 구형 탱크의 원주 맞대기 용접부에서 자성 입자 검사를 사용하여 균열 결함을 검출하는 방법을 보여줍니다. 자기 흔적이 크고 선명합니다.
아래 이미지는 맞대기 용접 파이프를 보여줍니다. 자기 흔적이 이전 이미지만큼 선명하지 않습니다. 그래도 찾을 수 있나요?
2. 자성 입자 검사 원리
자성 입자 검사는 기본적으로 재료의 자성 변화를 활용합니다.
강자성 공작물이 자화될 때 공작물 재료가 연속적이고 균일한 경우, 공작물의 자기 유도선은 대부분 공작물 내부에 국한되어 검사 표면에서 공작물 밖으로 또는 공작물 안으로 통과하는 자기 유도선이 거의 없으므로 누설 자기장이 크게 발생하지 않습니다. 아래 그림과 같이:
(1) 누설 자기장 없음
자력선을 절단하는 공작물 표면에 불연속성이 있는 경우, 불연속 부품의 낮은 자기 전도도와 높은 자기 저항으로 인해 자기 유도선은 경로가 변경됩니다.
변경된 경로 자속의 대부분은 낮은 자기 저항 불연속 바닥에서 공작물을 통과합니다.
공작물의 자기 유도 강도가 상대적으로 높으면 불연속의 공작물 바닥이 더 많은 자속을 수용할 수 없거나 불연속의 크기가 크면 일부 자속이 불연속에서 빠져나와 불연속의 상부를 가로질러 공작물에 다시 들어갑니다.
이 자속 누출로 인해 불연속의 양쪽 부품이 분극되어 소위 누출 자기장이 형성됩니다. 아래 그림과 같습니다:
(2) 기존 누설 자기장
자성 입자 검사의 기본 원리: 공작물이 자화된 후, 공작물 표면과 표면 근처에 불연속성(예: 균열)이 있으면 불연속 부품의 표면에 누설 자기장(즉, 누설 자기장)이 형성됩니다.
검사 과정에서 누설 자기장을 통해 가해진 자성 입자를 끌어당기고 모으면 결국 자기 흔적이 형성되어 결함의 위치, 모양, 크기를 표시할 수 있습니다.
3. 자성 입자 검사의 특성
(1) 적용 범위
자성 입자 검사는 시트, 프로파일, 파이프, 단조 블랭크와 같은 원자재 및 반제품을 검사하는 데 사용할 수 있습니다. 또한 제조 중 단조강 부품, 용접 부품, 주강 부품의 공정 중 및 최종 검사에도 사용할 수 있습니다. 또한 중요한 기계, 압력 용기, 오일 저장 탱크 및 기타 산업 시설의 사용 중 검사에도 사용할 수 있습니다.
(2) 자성 입자 검사의 장점
a) 결함 모양, 위치, 크기, 심각도를 직관적으로 표시하고 결함의 성격을 대략적으로 파악할 수 있습니다.
b) 감도가 높습니다. 결함에 자성 입자가 축적되어 형성된 자기 흔적은 증폭 효과가 있습니다. 약 0.1μm의 최소 결함 폭을 감지할 수 있으며 깊이 약 10μm의 미세 균열을 발견할 수 있습니다.
c) 적응성이 우수하고 시험편의 크기와 모양에 거의 제한이 없으며 다양한 자화 방법을 포괄적으로 채택하여 공작물의 모든 방향의 결함을 감지 할 수 있습니다.
d) 검사 속도가 빠르고 프로세스가 간단하며 조작이 편리하고 효율성이 높으며 비용이 저렴합니다.
(3) 자성 입자 검사의 한계
a) 탄소강 및 합금 구조강과 같은 강자성 재료 검사에만 사용할 수 있으며 마그네슘, 알루미늄, 구리, 티타늄 및 오스테나이트 스테인리스강과 같은 비강자성 재료 검사에는 사용할 수 없습니다.
b) 표면 및 표면 근처 결함을 감지하는 데만 사용할 수 있으며 너무 깊게 묻힌 결함은 감지할 수 없습니다. 검출 가능한 표면 하부 결함의 매몰 깊이는 일반적으로 1~2mm를 초과하지 않습니다.
c) 결함 매립 깊이와 결함 자체의 높이를 정량적으로 결정하기는 어렵습니다.
d) 육안 검사 방법은 일반적으로 결함을 확인하는 데 사용됩니다. 자기 흔적의 판단과 해석에는 기술적 경험과 품질이 필요합니다.
표면의 얕은 스크래치, 묻혀 있는 깊은 구멍, 공작물 표면과 20° 미만의 각도로 박리 및 접힌 부분을 식별하기 어려울 수 있습니다.
업계에서 가장 초창기 비파괴 검사(NDT) 방법 중 하나인 투과 검사(PT)는 간편하고 조작이 쉬워 현대 산업의 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다.
1. 침투 테스트의 적용
금속(강철)의 표면 균열과 같은 표면 개구부 결함을 검사하는 데 사용됩니다, 알루미늄 합금, 마그네슘 합금, 구리 합금, 내열 합금 등) 및 비금속(플라스틱, 세라믹 등) 공작물.
산업 제품의 제조 및 작동 중에 폭이 수 마이크로미터인 표면 균열이 발생할 수 있습니다. 연구 분야 골절 역학 의 연구 결과에 따르면 열악한 작업 환경에서는 이러한 작은 균열이 장비 고장의 원인이 될 수 있습니다.
2. 침투 테스트 방법
침투 테스트는 여러 가지 특성에 따라 여러 가지 방법으로 나눌 수 있습니다:
디스플레이 소재에 따라 형광 방식과 비형광 방식으로 나눌 수 있습니다. 전자를 "형광 투과성 테스트"라고 하고 후자를 "색 투과성 테스트"라고 합니다.
형광 투과제 테스트에서 결함을 나타내는 일반적인 개략도.
육안으로는 보이지 않는 미세 균열은 아래 그림과 같이 형광 투과 검사 후 자외선 램프를 조사하면 황록색 형광으로 특히 눈에 띄게 됩니다:
3. 침투 테스트의 원리
침투 테스트는 기본적으로 액체의 표면 에너지를 활용합니다.
액체가 고체 계면과 접촉하면 아래 그림과 같이 다음 세 가지 현상 중 하나가 발생하며, θ는 접촉각을 나타냅니다:
(a) θ=0°, 완전 젖음;
(b) θ<90°, 부분 습윤;
(c) θ＞90°, 젖지 않음.
주어진 액체의 경우 표면 장력이 작을수록 액체가 계면을 가로질러 퍼질 때 이 힘을 극복하는 데 필요한 노력이 줄어들어 젖음성이 향상됩니다.
-표면 장력은 액체 표면층의 불균형한 분자력에 의해 발생하는 경계선의 표면을 따라 작용하는 장력입니다.
모세관 현상:
이것은 액체가 모세관이나 미세한 틈새가 있는 물체를 적시고 액체가 이 작은 틈새를 따라 흐를 때 관찰됩니다.
액체가 모세관 튜브를 적시면 튜브에서 액체가 상승합니다. 튜브의 내경이 작을수록 튜브 내부의 수위가 높아집니다. 예를 들어 유리 모세관 튜브 내에서 물이 모세관으로 스며드는 것과 유사하게 물이 상승합니다.
액체가 모세관 튜브를 적시지 못하면 튜브의 액체 레벨이 낮아집니다. 예를 들어 유리 모세관 튜브 내의 수은(Hg)은 액체 레벨을 떨어뜨립니다.
침투 테스트의 기본 원칙:
모세관 현상으로 인해 형광 또는 컬러 염료가 포함된 침투제를 시험편 표면에 바르면 침투제가 표면에 열린 여러 작은 결함 속으로 스며듭니다(작은 구멍은 모세관과 유사하며, 작은 결함 속으로 침투제가 스며드는 것은 습윤 현상과 유사합니다). 시편 표면에 부착된 과도한 침투제를 제거하고 건조시킨 후 현상액을 도포합니다. 모세관 작용에 의해 결함의 침투제가 테스트 피스 표면에 재흡수되어 결함이 증폭되어 표시됩니다. 그런 다음 육안 검사를 통해 결함의 모양, 크기 및 분포를 관찰할 수 있습니다.
4. 모의 침투 테스트의 특징
침투 테스트는 다양한 금속 및 비금속 재료, 자성 및 비자성 재료의 표면 결함을 감지하는 데 적용할 수 있습니다. 테스트가 어렵거나 불가능한 다공성 재료를 제외하고는 거의 모든 재료에 이 방법을 사용하여 표면 결함을 식별할 수 있으며 만족스러운 결과를 얻을 수 있습니다.
(a) 테스트 대상 공작물의 자기적 특성, 모양, 크기, 구조적 구성, 화학적 구성 또는 결함 방향에 의해 제한되지 않습니다. 한 번의 작업으로 모든 방향의 결함을 검출할 수 있습니다.
(b) 조작이 간단하고 장비가 간단합니다.
(c) 결함 표시가 직관적이고 매우 민감합니다.
(a) 재료의 표면 결함만 감지할 수 있습니다. 재료 내부에 숨겨진 결함의 경우 침투 테스트는 무력합니다. 다공성 재료의 결함 이미지를 해석하기 어렵기 때문에 이러한 재료의 표면 결함에는 침투 테스트가 적합하지 않습니다.
(b) 침투제의 성분은 시험편을 부식시킬 수 있으므로 유황 및 나트륨과 같은 미량 원소에 대한 엄격한 관리가 필요합니다.
(c) 침투제에 사용되는 유기 용매는 휘발성이 있으며 산업용 염료는 독성이 있을 수 있으므로 흡입에 대한 보호 조치가 필요합니다.
방사선 검사는 물질과 두께에 따라 X선이 다르게 흡수되어 조사된 물체를 통과하는 X선의 강도가 달라지기 때문에 사용됩니다.
네거티브 필름을 조사된 물체의 반대편에 배치하면 서로 다른 X-선 강도로 인해 해당 그래픽이 생성됩니다.
필름 평가자는 결과 이미지를 바탕으로 물체 내부에 결함이 있는지 여부와 결함의 성격을 파악할 수 있습니다.
방사선 촬영 테스트의 적용 가능성 및 제한 사항:
와전류 테스트(ET)는 비파괴 검사(NDT) 분야에서 중요한 위치를 차지하고 있습니다. 항공우주, 야금, 기계, 전력, 화학 산업, 원자력 등 다양한 분야에서 점점 더 중요한 역할을 하고 있습니다.
1. 와전류 테스트의 응용 분야
이 방법은 전도성 금속 재료의 표면 및 표면 근처에서 거시적인 기하학적 결함을 감지하고 코팅 두께를 측정하는 데 사용됩니다.
2. 와전류 테스트 방법
와전류 테스트는 다양한 특성에 따라 여러 가지 방법으로 나눌 수 있습니다:
1) 테스트 코일의 형태에 따른 분류:
a) 외부 유형: 테스트 샘플은 테스트를 위해 코일 내부에 배치되어 튜브, 막대 및 와이어의 외벽 결함을 감지하는 데 적합합니다.
b) 내부 유형: 튜브 내부, 특히 벽이 두꺼운 튜브의 내벽 또는 드릴 구멍의 결함을 검사하기 위해 튜브 내부에서 테스트를 수행합니다.
c) 프로브 유형: 테스트를 위해 시료 표면에 배치하여 단순한 모양의 플레이트, 막대 및 대구경 튜브뿐만 아니라 복잡한 모양의 기계 부품에도 적합합니다.
2) 테스트 코일의 구조에 따른 분류:
a) 앱솔루트 방식: 코일은 단일 코일로 구성됩니다.
b) 차동 방식: 서로 반대 방향으로 연결된 두 개의 코일로 구성됩니다.
c) 자체 비교 방법: 하나의 프레임에 여러 개의 코일을 감습니다.
d) 표준 비교 방법: 두 개의 프레임에 코일을 감고, 한 코일에는 표준 샘플을 포함하고 다른 코일은 실제 테스트에 사용합니다.
3) 테스트 코일의 전기적 연결에 따른 분류:
a) 자기 유도 방식: 테스트 코일은 여기와 감지 모두에 단일 권선을 사용합니다.
b) 상호 유도 방식: 여기 권선과 감지 권선이 분리되어 있습니다.
c) 매개변수 유형: 코일 자체는 회로의 구성 요소입니다.
3. 와전류 테스트의 원리:
와전류 테스트의 핵심은 전자기 유도 원리를 활용하는 것입니다.
원인에 관계없이 폐쇄 루프를 통과하는 자속의 변화는 회로에 전류를 생성합니다. 루프 내 자속의 변화로 인해 전류가 여자되는 이러한 현상을 전자기 유도라고 하며, 루프에서 생성되는 전류를 유도 전류라고 합니다.
이 회로에는 상호 결합된 두 개의 코일이 있습니다. 교류 전류가 1차 코일에 인가되면 전자기 유도의 작용으로 2차 코일에서 유도 전류가 생성됩니다. 반대로 유도 전류는 아래 그림과 같이 1차 코일의 전류와 전압 사이의 관계에 영향을 미칩니다.
4. 와전류 테스트의 특성:
a) 공정 검사 및 최종 제품 테스트: 제조 공정 중 품질 관리 또는 결함이 있는 완제품 제거.
b) 서비스 중 검사: 기계 부품 및 열교환 튜브 등의 정기적인 검사
c) 기타 애플리케이션: 두께 측정 금속 시트 코팅, 재료 분류, 전기 전도도 측정 등을 수행합니다.
a) 검사 시 공작물이나 결합제와의 접촉이 필요하지 않으며 고온에서도 검사를 수행할 수 있습니다. 한편, 프로브를 먼 곳까지 확장하여 검사할 수 있어 공작물의 좁은 영역과 깊은 구멍 벽을 효과적으로 검사할 수 있습니다.
b) 표면 및 표면 근처 결함을 감지하는 데 감도가 높습니다.
c) 튜브, 로드 및 전선의 고속, 효율적인 자동 검사를 쉽게 수행할 수 있습니다. 검사 결과를 디지털 방식으로 처리한 후 저장, 재생산 및 데이터 처리가 가능합니다.
a) 전도성 금속 재료의 검사에만 적용되거나 비금속 재료 와류를 유도할 수 있습니다.
b) 공작물의 표면 및 표면 근처 결함을 감지하는 데만 적합하며 공작물의 깊은 내부 결함은 감지할 수 없습니다.
c) 와전류 효과에 영향을 미치는 요인은 여러 가지가 있습니다. 현재 정성적, 정량적 결함 식별은 여전히 상대적으로 어려운 과제입니다.
요약하면, 초음파 및 X-레이 결함 감지는 내부 결함을 감지하는 데 효과적입니다. 초음파는 5mm 이상의 규칙적인 형상을 가진 부품에 적합합니다. 그러나 X-레이는 결함의 묻힌 깊이를 찾을 수 없으며 방사선을 수반합니다.
자성 입자 검사 및 투과 검사 모두 검사 대상 부품의 표면 결함을 검출하는 데 유용합니다. 자성 입자 검사는 자성 재료의 검출로 제한되며, 침투성 검사는 표면 개방형 결함을 검출하는 데만 적합합니다.
MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.
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