초음파 결함 탐지기의 확고한 공급업체로서 저는 비파괴 검사(NDT)의 효율성과 신뢰성을 보장하기 위해 탐지 매개변수를 정확하게 설정하는 것의 중요성을 이해하고 있습니다. 이 블로그에서는 초음파 결함 탐지기의 탐지 매개변수를 설정하는 과정을 안내하고, 업계에서 수년간의 경험을 바탕으로 귀중한 통찰력과 실용적인 팁을 공유하겠습니다.
초음파 결함 탐지의 기본 이해
매개변수 설정 프로세스를 살펴보기 전에 초음파 결함 탐지기의 작동 방식에 대한 기본적인 이해를 갖는 것이 중요합니다. 초음파 결함 탐지는 고주파 음파를 사용하여 재료의 내부 결함을 탐지하는 NDT 방법입니다. 초음파가 재료의 구조에 결함이나 변화를 발견하면 파동의 일부가 감지기로 다시 반사됩니다. 반사파를 분석하여 결함의 유무, 위치, 크기 등을 파악할 수 있습니다.
적절한 프로브 선택
초음파 결함 탐지기 설정의 첫 번째 단계는 적절한 프로브를 선택하는 것입니다. 프로브는 초음파를 발산하고 수신하는 중요한 부품입니다. 프로브 선택은 테스트할 재료 유형, 재료 두께, 감지할 것으로 예상되는 결함 크기 등 여러 요소에 따라 달라집니다.
- 빈도: 프로브는 일반적으로 2MHz ~ 10MHz 범위의 다양한 주파수로 제공됩니다. 고주파수 프로브는 더 나은 분해능을 제공하지만 침투 깊이가 낮아 얇은 재료를 테스트하거나 작은 결함을 감지하는 데 적합합니다. 반면, 저주파 프로브는 침투 깊이가 더 크지만 분해능이 낮아 두꺼운 재료에 이상적입니다.
- 프로브 유형: 직선빔 프로브와 앵글빔 프로브 등 다양한 유형의 프로브가 있습니다. 직선 빔 프로브는 테스트 표면에 평행한 결함을 탐지하는 데 사용되는 반면 각도 빔 프로브는 용접 결함과 같이 테스트 표면에 대해 비스듬한 결함을 탐지하는 데 사용됩니다.
감지 모드 설정
대부분의 초음파 결함 탐지기는 펄스-에코 모드 및 통과-전송 모드를 포함한 여러 탐지 모드를 제공합니다.
- 펄스 - 에코 모드: 펄스-에코 모드에서는 동일한 프로브가 초음파를 방출하고 수신합니다. 파동이 결함을 만나면 프로브로 다시 반사되고 감지기는 반사된 신호를 분석하여 결함을 감지합니다. 이 모드는 재료의 내부 결함을 감지하는 데 널리 사용됩니다.
- 통과 - 전송 모드: 통과 전송 모드에서는 하나의 프로브가 초음파를 방출하고, 시험편 반대편에 배치된 다른 프로브가 초음파를 수신합니다. 재료에 결함이 있으면 파동이 감쇠되거나 차단되며, 수신된 신호의 이러한 변화는 결함이 있음을 나타냅니다. 이 모드는 대규모 결함을 감지하거나 재료의 전반적인 무결성을 평가하는 데 유용합니다.
게인 조정
이득은 수신된 초음파 신호의 진폭을 제어하는 중요한 매개변수입니다. 결함 탐지기의 감도를 결정합니다.
- 초기 게인 설정: 게인을 상대적으로 낮은 값으로 설정하여 시작하십시오. 그런 다음 결함이 없는 알려진 기준 블록이나 시험편에 프로브를 놓고 후면 벽 에코(시험편 뒷면의 에코)가 검출기 화면에 명확하게 표시될 때까지 게인을 점차적으로 늘립니다.
- 감도 조정: 후면-벽 에코가 설정되면 감지할 결함의 크기와 유형에 따라 게인을 조정하여 감지기의 감도를 높이거나 낮출 수 있습니다. 작은 결함을 감지하려면 이득을 높이십시오. 큰 결함의 경우 이득을 줄일 수 있습니다.
음속 측정
테스트 중인 재료의 음속은 결함까지의 거리를 계산하는 데 사용되므로 중요한 매개변수입니다.
- 참조 블록을 사용한 교정: 시험편과 동일한 재질로 제작된 기준 블록을 사용합니다. 기준 블록의 두께를 정확하게 측정합니다. 프로브를 기준 블록에 놓고 초음파가 블록을 통과하고 돌아오는 데 걸리는 시간을 측정합니다. 그런 다음 공식 (v = 2d/t)을 사용하여 음속을 계산합니다. 여기서 (v)는 음속, (d)는 블록의 두께, (t)는 비행 시간입니다.
- 감지기에 음속 입력: 음속을 계산한 후 초음파 탐상기에 입력합니다. 탐지기는 이 값을 사용하여 결함까지의 거리를 정확하게 측정합니다.
범위 및 게이트 설정
범위와 게이트는 감지기 화면에서 관심 영역을 정의하는 데 사용됩니다.
- 범위 설정: 범위는 초음파가 시험편 내에서 이동할 수 있는 최대 거리를 결정합니다. 시험편의 두께에 따라 범위를 설정합니다. 예를 들어, 50mm 두께의 부품을 테스트하는 경우 범위를 100mm보다 약간 크게 설정하십시오(초음파의 왕복을 고려하여).
- 게이트 설정: 게이트는 특정 에코를 분석하는 데 사용되는 화면의 창입니다. 게이트의 시작점과 끝점을 설정하여 관심 있는 결함으로부터 에코를 분리할 수 있습니다. 이는 배경 잡음을 줄이고 결함 탐지의 정확성을 높이는 데 도움이 됩니다.
깊이 및 위치 측정
위의 매개변수를 설정한 후 초음파 결함 탐지기는 결함의 깊이와 위치를 측정할 수 있습니다.
- 깊이 측정: 탐지기는 반사파의 음속과 비행 시간을 기반으로 테스트 표면에서 결함의 깊이를 계산합니다. 이 측정은 결함의 심각도를 결정하는 데 중요합니다.
- 위치 측정: 앵글빔 프로브의 경우 깊이 외에 결함의 수평 위치도 측정할 수 있습니다. 이 정보는 테스트 피스 내의 결함을 정확하게 찾는 데 유용합니다.
매개변수 확인 및 조정
모든 감지 매개변수를 설정한 후에는 알려진 결함이 있는 테스트 피스를 사용하여 이를 검증하는 것이 중요합니다.
- 기준편으로 테스트하기: 결함 탐지기 판독값의 정확성을 확인하려면 인공 결함(예: 드릴 구멍 또는 노치)이 있는 테스트 피스를 사용하십시오. 측정된 결함의 크기, 깊이, 위치를 알려진 값과 비교합니다.
- 조정하기: 측정된 값과 알려진 값 사이에 불일치가 있는 경우 그에 따라 매개변수를 조정하십시오. 여기에는 게인, 사운드 속도 또는 게이트 설정을 미세 조정하는 작업이 포함될 수 있습니다.
결론
초음파 탐상기의 감지 매개변수를 설정하는 것은 복잡하지만 필수적인 과정입니다. 신중하게 프로브를 선택하고, 감지 모드를 설정하고, 이득을 조정하고, 음속을 측정하고, 범위와 게이트를 정의함으로써 정확하고 안정적인 결함 감지를 보장할 수 있습니다.
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참고자료
- ASNT(미국 비파괴 검사 협회). “초음파 테스트 핸드북.”
- ISO 16828과 같은 초음파 테스트와 관련된 ISO 표준입니다.
- 초음파 탐상기 제조사 매뉴얼입니다.