KS B 0817 요약(2016) 금속재료의 펄스반사법에 따른 초음파탐상 시험방법 통칙
General Rule of Ultrasonic Testing of Metals by the Pulse Echo Technique (18P)
1. 적용범위 : 기본표시(A-scope 표시) 방식으로 금속재료의 불건전부를 검출 평가하는 초음파탐상검사의 일반사항 규정.
2. 인용표준
3. 정의 : KS B 0550(비파괴검사 용어, 2016, 119P)에 따름
- 고스트 에코 : 선행 주기에서 발생한 송신된 펄스로부터 생성된 에코
- 지연에코 : 파의 모드 변환이나 다른 경로로 인하여 동일한 반사원으로부터 발생된 다른 에코들에 비해 동일한
수신점에 나중에 도달되는 에코
- 펄스 반복 주파수 : 단위시간당 생성되는 펄스의 수
- A1 감도 : STB-A1의 R100 면을 사용해서 규정한 탐상 감도
- A2 감도 : STB-A2의 지름 1.5 mm 관통 구멍을 사용해서 규정한 탐상 감도
- 접근 한계 길이 : 경사각 탐촉자의 입사점에서 탐촉자 끝까지의 탐상면 위에서의 거리
- 리젝션 (잡음 제거) : 사전에 설정된 진폭(문턱 값) 미만의 모든 지시를 제거함으로써 잡음 지시를 제거하는 것
- DAC 곡선, 거리 진폭 특성 곡선 (distance amplitude correction curve) : 동일한 크기의 반사체가 탐촉자로부터 거리를
다르게 함으로써 피크 에코 진폭 변화에 의해 작성된 대비 곡선
- 거리 진폭 보정 : 에코 높이의 변화를 거리 진폭 특성 곡선을 사용하여 보정하는 것
- 시간 축 직선성 : 시간 축 상의 지시 위치와 교정된 시간 발생기 또는 이미 알고 있는 판으로부터 얻어진 다중 에코에
의해 제공되는 입력 신호 사이의 비례 관계
- 진폭 직선성 : 수신기 상의 입력 신호의 진폭과 초음파 탐상장비 또는 보조 영상표시기 상에 나타나는 신호 진폭과의
비례 관계의 측정 값
- 감도 여유 값 : 초음파 탐상기에 특정한 인공 흠집을 일정 신호 높이로 검출할 수 있는 게인 값과 잡음 높이가 앞의
인공 흠집 신호 높이의 1/3 이 될 때 게인 값의 차이
- 기준 감도 : 절차서 또는 규격에 의거하여 교정 시험편 또는 대비시험편에 있는 대비 반사체에 의한 에코가 화면의
일정 높이가 되도록 조정했을 때의 게인 값
- 탐상 감도 : 탐상할 때 결함을 효과적으로 검출하기 위하여 기준 감도에서 일정한 게인 값을 더한 전체 게인 값
- 검사 범위 : 특정 시간 축 상에 표시되는 초음파 노정 길이
- 검출 신호 높이 : 결함으로 평가를 위해 정한 최저 한계 신호 높이, 이 높이 이상의 신호를 수집하여 평가한다
- (합/부) 판정 신호 높이 : 기준 감도를 토대로 하여 정한 합격 한계 신호 높이
- 기준 신호 높이 : 탐상 감도 조정 및 흠집 신호 높이를 평가할 때 기준이 되는 신호 높이
- 대비 시험편법 : 대비 시험편의 알고 있는 반사체들의 에코들과 불연속의 에코들을 비교하여 불연속을 평가하는 방법
- 저면 에코 방식 : 시험체 건전부 저면의 에코를 사용하여 탐상 감도를 조정하는 방법
- DGS 선도(AVG 선도) (distance gain size) : 여러 가지 크기의 원판형 반사체에 대해 초음파 빔이 진행한 거리와 게인
(dB 값) 상의 관계를 나타내는 일련의 곡선들
- 등가 결함 지름 : DGS 선도에 의해 추정된 원판형 흠집의 지름
- 6 dB 강하법 : 최대 에코 진폭이 나타나는 지점으로부터 에코가 1/2값으로 감소(-6 dB)될 때까지 탐촉자를 이동하여
반사체의 크기(길이, 깊이, 폭)를 평가하는 방법
4. 탐상도형의 표시
4.1 기본기호
⇒ T :송신펄스, F :결함에코, B :저면에코(바닥면에코, 끝면에코), S :표면에코, W :옆면에코.
4.2 부대기호
⑴ 식별 기호 (고유명칭): 동일한 기본기호인 에코원인이 2개 이상인 경우, 기본기호의 오른쪽 아래에 a, b, c등을 붙여
구별한다.
⑵ 다중 반사: 다중반사에코가 존재하는 경우, 기본기호의 오른쪽 아래에 1, 2,…, n 등을 붙인다.
⑶ 바닥면 에코: 시험체의 건전부라 생각되는 부분의 제1회 바닥면에코 B1을 BG,
결함 등을 포함한 부분의 제1회 바닥면에코 B1을 BF로 표시한다.
⑷ 지연 에코: 지연에코인 경우, 기본기호(또는 고유명칭) 오른쪽 위에 ′, ″, ′″등을 붙인다.
⑸ 웻지안 에코 (쐐기내 에코): 경사각탐촉자의 쐐기내에코군을 T′로 표시, 시간축에서 펄스입사위치는 0으로 표시.
⑹ 판파: 판파의 진동양식(-주파수와 판두께에 따라 정해짐) 중 대칭모드는 S, 비대칭모드는 A로
표시하고 각각의 차수에 따라 S0, S1, S2,…, A0, A1, A2,…로 표시한다.
5. 지정사항 : 검사 방법, 초음파탐상기 성능, 탐촉자 종류와 성능, 관련 규격 등, 그 밖의 필요 사항
6. 검사 기술자 : 필요 자격 또는 그 것에 상당하는 충분한 지식, 기능 및 경험을 가진 자
7. 초음파 탐상 장치의 성능 : 초음파 탐상장치의 성능은 KS B 0534로 측정하여 검사의 목적에 적합한 것으로 하고, 탐촉자의 종류는 KS B 0535 중에서 검사의 목적에 적합한 것을 선정.
8. 탐상 장치의 점검
8.1 일상 점검 : 초음파탐상검사가 정상적으로 이루어지는 가를 탐촉자 및 부속품 포함하여 점검
8.2 정기 점검 : 년 1회 이상 정기 점검, KS B 0534의 6.측정 항목에 대하여 5.측정 방법에 따라 측정하고, 관련 규격
등에서 정해진 성능이 유지되고 있는 지를 확인
8.3 특별 점검 : a) 성능에 관계된 수리를 한 경우,
b) 특수한 환경에서 사용하여 이상이 있다고 생각된 경우,
c) 그 밖에 특별히 점검할 필요가 있다고 판단된 경우
9. 시험 방법
9.1 검사를 하는 시기
⑴ 흠집(결함) 발생이 예상되는 시기 : 예) 주조, 단조, 압연, 열처리, 용접 등 제조 공정 후 및 다른 동종 제품에 흠집이
발견되었을 때.
⑵ 검사를 실시하기 쉽고 또한 빠른 시기 : 예) 거친 마무리 후, 복잡한 절삭가공 전, 표면이 거칠어지는 열처리 전.
⑶ 흠집을 검출하기 쉬운 시기 : 예) 감쇠를 적게 하는 열처리 후, 정밀 마무리 후.
⑷ 제품 완성시 (출하전 또는 입고시)
⑸ 정기 점검시 (사용개시시 포함)
⑹ 그 밖에 검사 목적에 적합한 시기
9.2 탐상방법의 선정
⑴ 제품 또는 재료의 종류, 모양, 제조방법으로부터 예상되는 흠집의 종류, 모양, 존재위치, 분포상태.
⑵ 제품 또는 재료의 모양, 치수, 표면상황.
⑶ 반드시 검출해야 할 흠집의 종류, 모양, 방향, 크기, 존재위치.
⑷ 탐상할 면 및 범위.
⑸ 요구하는 탐상 정밀도(정량성)
⑹ 탐상 조작을 하는 장소.(환경)
⑺ 그 밖에 필요한 사항.
9.3 탐상방향 및 탐상면
9.3.1 탐상방향 및 탐상면 : 검출해야 할 흠집의 종류, 방향 등에 따라 정한다.
9.3.2 탐상 범위: 검출해야 할 흠집의 종류, 방향, 크기, 위치 및 재료 사용상에서의 흠집의 영향도를 고려하여 결정
탐상은 시험체의 종류, 모양, 용도에 따라 다음에서 선정.
- 전면 연속, 어느 면의 범위 또는 선상을 연속, 전면 또는 특정 부분에 대하여 간격을 둔 점.
9.3.3 탐상 방법: 흠집의 간과를 막고 흠집의 평가를 위해 탐촉자의 탐상 방법으로 좌우 탐상 및 전후 조작 등을 지정.
9.3.4 탐상 속도: 탐상 속도는 흠집을 검출할 수 있는 속도로 한다.
9.4 주파수의 선정
검출해야 할 흠집의 크기, 필요한 근거리 또는 원거리 분해능, 흠집의 모양, 탐상면의 거칠기, 감쇠 등을 고려하여
적절한 주파수 선정.
9.5 진동자 치수, 굴절각의 선정
진동자의 치수는 흠집까지의 거리, 검출해야 할 흠집의 크기 등을 고려, 굴절각은 판 두께 또는 관의 살 두께와 바깥
지름의 비, 그루브 모양 등을 고려하여 선정한다.
9.6 탐상면의 상태
탐상면은 평활하고 초음파의 입사를 방해하는 것이 부착되어서는 안 된다. 스패터, 부유 스케일, 초음파의 전달을 방해
하는 현저한 녹, 도료 등이 존재하는 경우 이들을 제거한다. 또, 면이 거칠 때는 다듬질한다.
9.7 음향 결합 방법 및 접촉매질
9.7.1 음향 결합 방법 : 직접 접촉법, 수침법, 국부 수침법
9.7.2 접촉매질 : 각종 액체(물, 기름, 글리세린 등), 각 종 풀 상태인 것, 겔 상태인 것(플라스틱겔 등)
9.8 초음파 탐상기의 조정
초음파 탐상기의 조정은 실제 사용하는 초음파 탐상기와 탐촉자를 조합해서 전원 스위치를 켜고나서 5분 이상 경과한
후에 한다.
9.8.1 감도의 조정 : 시험편 방식, 바닥면 에코 방식, 그 밖에 검사목적에 적합한 방식. 감도의 확인은 검사 전후만이
아니라 중간에도 필요에 따라 한다.
9.8.2 감도 보정 : 감도 조정에 사용한 표준 시험편 또는 대비 시험편, 시험편의 곡률, 표면의 성상, 감쇠 등의 요인에
따라 검사 결과에 차이를 미칠 것이 예상되는 경우 수직법에서는 바닥면 다중 에코, 사각법에서는 V 탐상 등을 사용
하여 차이를 측정한다. 측정 결과를 토대로 감도 보정이 필요하다고 판단되면 측정값을 사용하여 감도를 보정한다.
9.8.3 측정 범위 및 게이트의 선정
① 측정범위(탐상거리범위)
-. 수직법에서는 흠집 검출 범위 또는 표시기에 표시하는 바닥면 다중에코의 횟수
-. 경사각법에서는 굴절각 및 시험체 두께에서 작도 또는 계산에 의해 흠집을 빠뜨리지 않는 범위
② 게이트 위치: 측정범위 내에서 검사목적에 따라 정한다.
9.8.4 리젝션 : 검사시 원칙적으로 리젝션은 사용하지 않는다.
9.8.5 펄스 반복 주파수
① 탐상 속도가 빠른 경우에는 흠집을 못 보는 경우가 없도록 높게 할 것
② 감쇠가 적은 시험체인 경우 잔류에코가 생겨 잘못된 판단을 하지 않도록 필요 이상 높이지 않을 것
9.8.6 거리 진폭 보상 : 흠집 에코 높이에 따라 흠집의 크기를 추정하기 위해 전자적인 진폭 보상을 하는 경우 여러
가지 위치에 세로 구멍 또는 가로 구멍 등의 반사원을 만든 대비 시험편 등으로 검사의 목적에 적합한 조정을 한다.
9.8.7 에코 높이 구분선의 설정 : 거리 진폭 특성 곡선을 사용하여 흠집을 평가하기 위한 에코 높이 구분선은 실제로
사용하는 탐상기와 탐촉자의 조합을 사용하여 설정
9.9 에코 높이 및 위치의 측정과 기록 방법
9.9.1 에코 높이 및 위치의 측정
a) 에코 높이는 탐상 도형상의 에코 중 지정된 에코의 가장 높은 부분을 표시기 세로축 눈금으로 읽는다. 디지털 표시기의
표시값을 사용하여도 된다.
b) 에코 위치는 탐상 도형상의 에코 중 지정된 에코의 상승 부분을 표시기 가로축 눈금으로 읽는다. 디지털 표시기의
표시값을 사용하여도 된다.
9.9.2 에코 높이 및 위치의 기록
a) 에코 높이 : 다음 중 한가지 방법으로 기록
1) 표시기 눈금의 풀 스케일에 대한 백분율(%)
2) 미리 설정한 기준선 또는 특정 에코 높이와의 비의 데시벨(dB)값
3) 미리 설정한 “에코 높이를 구분하는 영역”의 부호
b) 에코 위치 : 원칙적으로 탐상 도형상의 입사점으로부터의 거리(mm)로 기록
9.10 흠집의 치수 측정
9.10.1 흠집의 지시 길이 : 다음 방법 중에서 선정
a) 최대 에코 높이의 1/2(-6dB)을 넘는 범위의 탐촉자의 이동 거리
b) 흠집의 에코 높이가 미리 정한 레벨을 넘는 범위의 탐촉자 이동거리
c) 그 밖의 적절한 방법
9.10.2 흠집의 지시 높이 : 탐촉자를 탐상하여 계산 또는 도표에 의해 구한다.
9.10.3 등가 결함 지름 : 흠집을 초음파 빔의 중심축에 직교하는 원형 평면 흠집이라 가정하고, 에코 높이, 에코 위치와
탐촉자 시험 주파수, 유효 치수 및 시험체의 감쇠 특성을 측정한 값을 고려하여 DGS선도 또는 계산에 의해 구한다.
9.11 흠집의 위치 기록 : 다음 중 한가지로 기록
⑴ 최대 에코높이를 나타내는 위치
⑵ 흠집 지시 길이의 중앙 또는 끝 위치
⑶ 기타 시험목적에 적합한 위치
10. 초음파탐상검사 결과의 평가
다음 항목을 고려해서 평가
a) 흠집의 에코 높이
b) 건전부의 제1회 바닥면 에코(B1)에 대한 흠집 에코 높이 F1과의 비 : F1/BG
c) 흠집이 있는 부분에서의 제1회 바닥면 에코(B1)에 대한 흠집 에코 높이 F1과의 비 : F1/BF
d) 등가 결함 지름
e) 흠집의 지시 길이
f) 흠집의 지시 높이
g) 흠집의 넓이
h) 흠집의 위치
i) 감쇠(일정 높이 이상의 바닥면 에코의 횟수 또는 단위 길이당 감쇠값으로 표시)
j) a)에서 j)까지의 적당한 항목의 조합
또 이 결과에 E라 등급 분류하는 경우는 동일 시험편에서 2방향 이상에서 탐상하고, 동일한 것이라고 생각되는 흠집의
등급 분류가 다른 경우는 하위의 등급을 채용한다.
11. 기록 및 보고
검사 결과의 기록 또는 보고는 원칙적으로 다음 사항을 포함. 다만 검사 시방서 등에 구체적으로 나타낸 항목에
대해서는 시방서를 첨부하거나 인용함으로써 각각의 기록에서 제외해도 된다.
a) 검사 일시
b) 검사 기술자명 및 자격
c) 검사 기자재
1) 초음파 탐상기의 명칭, 형식 및 제조 번호
2) 초음파 탐상기의 부속장치의 명칭, 형식 및 제조 번호
3) 탐촉자의 명칭, 형식 및 제조 번호
4) 탐촉자 케이블의 종류, 형식 및 길이
5) KS B 0831 등에서 규정하는 표준 시험편 또는 대비 시험편의 명칭 및 제조 번호
6) 음향 결합 방법 및 탐촉 매질의 종류
7) 초음파 탐상기의 성능(KS B 0534에 따라 측정한 수치) 및 전회 실시한 정기 점검 연월일
8) 탐촉자의 성능(KS B 0535에 따라 측정한 수치)
9) 탐촉자 부속품의 유무 및 종류
d) 검사 대상체
1) 시험체의 종류, 모양, 치수 및 식별 번호
2) 시험체의 열처리 상태
3) 탐상면의 상태 및 손질 상태
e) 검사 조건
1) 검사 시방서 또는 관련 규격
2) 검사 방법
3) 탐상 방법
4) 사용한 주파수
5) 초음파탐상기의 각 손잡이의 조도
6) 탐상 감도
7) 검출 레벨
8) 감도 보정량
f) 기록(흠집의 정보)
1) 흠집이 있는 부분의 위치, 치수 등의 추정 스케치
2) 흠집의 에코 높이 및 바닥면 다중 에코의 상태 등
3) 필요하다고 생각되는 경우는 탐상 도형 등
4) 흠집의 위치 및 범위
5) 최대 에코의 높이
6) 흠집의 지시 길이
7) 흠집의 평가 결과
g) 그 밖에 참고가 되는 사항
