KR101163554B1 - 위상배열 초음파 탐상용 검증용 시험편 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비파괴 검사 분야에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하면 위상배열 초음파 탐상을 위한 보정시험편과 보정절차에 관한 것이다. 일반적인 초음파 탐상법에서는 보정시험편이 규격에서 정의되고 있어 이를 표준으로 사용하지만, 최근에는 새로운 검사기법으로서 위상배열을 이용한 초음파 탐상(phased array ultrasonic inspection)이 연구되고 있으나, 이 새로운 검사기법에 적합한 보정 시험편이 부재된 실정이다. 따라서, 본 발명은 위상배열 초음파 탐상에서 보정시험편에 대한 정의가 이루어지지 않았음을 해결하기 위해 위상배열 초음파 탐상에 사용할 수 있는 보정시험편의 설계 및 이를 사용한 보정절차를 제공함에 그 목적이 있다.
위상배열 초음파 탐상을 위한 기본 보정시험편으로 탐촉자의 입사점, 굴절각 측정, 시간축 보정이 가능하며, 감도보정 대비시험편과 스텐레스강/듀플렉스강용 감도보정 대비시험편으로 감도보정과 DAC 작성이 가능한 효과를 가진다. 검증용 시험편으로는 방향성을 가진 결함에 대해 한쪽 면에서 검사를 실시하였을때 검출이 가능한지 검증이 가능한 효과를 가진다. 일반적인 초음파 탐상법에 있어서 규격에서 정의되고 있는 보정시험편에 비하여, 위상배열 초음파 탐상에서는 보정시험편이 정의되지 아니하였으나 본 발명에 의해 적절한 보정시험편과 이를 이용한 보정의 방법이 제시되게 된다.

Description

위상배열 초음파 탐상용 검증용 시험편{Calibration block for phased-array ultrasonic inspection and verification}
본 발명은 비파괴 검사 분야에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하면 위상배열 초음파 탐상을 위한 보정시험편과 보정절차에 관한 것이다.
비파괴검사는 시험대상물을 분리 해체하거나 파괴 또는 손상시키지 않고 외부에서 시험체에 물리적인 에너지를 가하여 내부구조 및 결함에 의한 물리적인 에너지 변화량을 측정하여 재료특성을 측정하고 채택 여부를 판정하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 뿐만 아니라 시설물의 안전성 진단과 수명예측 등을 하는 검사로서, 초음파 비파괴검사, 방사선 비파괴검사, 침투 비파괴검사, 자기 비파괴검사, 와전류 비파괴검사, 누설 비파괴검사 등이 있다.
상기한 초음파 비파괴검사는 초음파를 시험체 내로 보내어 시험체 내에 존재하는 불연속을 검출하는 방법으로서, 시험체 내의 불연속부로부터 반사되는 에너지량, 송신된 초음파가 시험체를 투과하여 불연속부로부터 반사되어 되돌아올 때까지의 진행시간, 초음파가 시험체를 투과할 때 감쇠되는 양의 차이를 적절한 표준자료(Standard data)와 비교하여 결함의 위치와 크기 등을 측정하게 되며, 다음과 같이 분류된다.
1. 초음파의 진행 원리에 의한 분류
초음파가 시험체 내에서 진행할 때 불연속부와 같은 경계면에서는 투과 및 굴절 또는 반사를 한다. 이때 불연속부에서 반사하는 초음파를 분석하여 검사하는 방법을 펄스반사법, 투과한 초음파를 분석하여 검사하는 방법을 투과법, 펄스반사법과 유사하지만 공진 현상을 이용한 공진법이 있다.
2. 탐촉자 접촉 방법에 의한 분류
탐촉자에서 발생시킨 초음파를 시험체에 전달하는 방식에 따라 분류하는 방법으로서, 탐촉자를 시험체에 직접 접촉시켜 초음파를 전달하는 방법을 직접 접촉법이라하고, 시험체를 물과 같은 액체 접촉 매질 속에 넣고 초음파의 진동을 액체를 통해 시험체에 전달하는 방법을 수침법이라 한다.
3. 파의 종류에 의한 분류
펄스 반사식 접촉법에 의한 파의 적용방식을 표현하면, 수직법, 사각법, 표면파법, 판파법 등으로 분류할 수 있다.
4. 표시 방법에 의한 분류
초음파 탐상검사에서 반사파에 대한 정보를 CRT화면 또는 다른 기록장치에 나타내는 표시방법에 따라 A-Scan, B-Scan, C-Scan, MA-Scan 등으로 분류한다.
5. 탐촉자 수에 의한 분류
사용하는 탐촉자의 수에 따라 분리하는 방식으로 탐촉자를 1개 사용하여 검사하는 1 탐촉자법, 2개를 사용하는 2 탐촉자법, 또한 여러 개를 동시에 사용하는 다탐촉자법등이 있다.
상기한 바와 같은 초음파 비파괴 검사는 대부분 국내의 KS 규격 또는 미국의 ASME 코드(Code)와 같은 기술기준에 기초하여 검사를 하게 된다. 이러한 기술기준에 있어서 공통적으로 검사에 대한 객관성을 확보하기 위하여 수행하고 있는 기준은, 검사 시작전과 검사 시작 후에 일정한 교정작업을 수행함으로써 검사에 대한 일관성이 있음을 확인하기 위한 것이다. 상기한 교정작업은 여러 개의 작업으로 구성되어 있는데, 사용하는 탐촉자의 굴절각을 측정하는 것에서부터 거리교정 및 감도, 분해능 확인 등의 작업으로 이루어진다.
최근에는 새로운 검사기법으로서 위상배열을 이용한 초음파 탐상 (phased array ultrasonic inspection)이 연구되고 있으나, 이 새로운 검사기법에 적합한 보정 시험편이 부재한 실정이다.
비파괴검사란 시험체를 물리적으로 파괴하거나, 화학적으로 손상시키지 않고 방사선, 침투제, 초음파, 와전류 등을 사용하여 시험체 내부의 결함을 찾아내고, 획득된 결함 신호를 분석하여, 결함이 놓인 위치와 결함의 종류 및 크기를 판정하는 기법이다. 국내에서는 지난 수십년간 급속한 경제 발전에 의해서 많은 구조물 등을 설계, 제작하여 왔다. 그러나 구조물의 수명에는 한계가 있고 그 안정성은 주기적 혹은 비주기적으로 확인하여야 함으로, 비파괴검사를 통한 구조물 안전진단은 필수적이다. 다양한 비파괴검사 기법 중에서도 초음파를 이용한 비파괴검사는 방사선 피폭과 같은 위험이 없어 인체에 무해하며, 결함에 민감하고, 결함의 분류와 크기 산정에 필요한 다양한 정보를 제공하기 때문에 현재 널리 사용되는 비파괴검사 기법 중 하나이며, 그 적용의 범위는 계속해서 증가하고 있다.
그러나, 현재 산업현장에서 적용되고 있는 재래식 초음파 탐상 기법에서는 작업자가 피검체의 형상에 따라 피검체의 각 부분에 탐촉자라 불리우는 초음파 센서를 부착하여 초음파를 발진시킨 후 결함을 반향되어 되돌아오는 초음파 신호를 수집하고, 그 신호의 파형을 분석함으로서 결함의 종류와 크기를 추정하는 방법을 사용하고 있다. 이러한 재래식 비파괴 검사법은 첫째, 전문가가 아닌 경우에는 결함신호의 해석이 어렵고, 검사시와 평가시에 작업자의 주관적 판단이 포함될 가능성이 높아 결함 평가의 정확성이 저하될 뿐만 아니라, 둘째, 복잡한 형상을 가진 피검체의 탐상 시에는 입사각변환을 위해 다양한 형태의 웨지를 탐촉자에 부착해야만 검사 부위의 정보를 확보 가능하므로, 시간적, 물적 비용이 크다는 문제점을 가지고 있다.
이러한 재래식 비파괴 검사의 문제점을 해결하기 위해 개발된 위상배열 초음파 탐상은 재래식에 비해 다음과 같은 특징을 가지고 있다. 첫째, 하나의 탐촉자에 여러 개의 미소 초음파 발진자를 여러 형태로 배열하여 각 미소 발진자의 발진 시간을 전자적으로 조절함으로써, 초음파의 진행 방향을 자유로이 바꿀 수 있고, 피검체 내부의 특정 지점에 초음파의 집속이 가능하다. 둘째, 이러한 조향 및 집속시의 신호처리를 전자적으로 빠르게 처리하면 결함의 신호를 재래식 검사 기법의 검사결과로 보여주던 1차원의 A-scan신호가 아닌 2차원 영상으로 제공이 되기 때문에 비파괴검사의 신뢰성이 크게 향상될 수 있다.
위상배열 초음파의 원리는 다음과 같다. 초음파 탐상에서 검사의 민감도는 결함으로부터 맞고 돌아오는 초음파의 에너지에 의존된다. 반사되는 초음파의 신호를 증가시키는 가장 간단한 방법은 첫째, 탐촉자로부터 발진하는 초음파의 에너지 자체를 증가시키는 방법이 있고, 둘째는 결함부위에 집속된 초음파를 발진시킴으로써 전체 발진 초음파의 에너지를 증가시키지 않고도 집속부위만의 초음파 에너지만을 증가시키므로, 집속이 되지 않는 부분으로부터의 잡음은 감소됨과 동시에 결함부의 반사신호에너지는 증대되는 방법이 있다. 각각의 미소 발진자는 서로 다른 시간 지연이 적용되어 일정한 전기 펄스에 의해 발진된다. 따라서, 미소 발진자에 적용되는 발진시간을 조절함으로써 배열 탐촉자에서 나오는 초음파의 집속점이나 조향각도를 조절할 수 있다. 이러한 전자적 조향과 집속 기능은 시편에서 많은 부분을 검사할 경우 매우 유용하다. 이러한 다수의 집속점으로 빠른 조향 및 집속을 수행하면 시험편 내부를 실시간으로 영상화하는 것이 가능해진다.
상기와 같이 위상배열 초음파탐상이라 함은, 각각 다른 진폭 혹은 위상으로 독자적으로 작동할 수 있는 여러 개의 요소 진동자로 구성되어 다양한 빔의 각도와 집속 거리를 가질 수 있는 탐촉자를 사용하는 초음파탐상 방법을 말한다.
한편, 보정이라 함은 초음파탐상장치를 이용하여 시험체를 검사하기 이전에 시험장치를 조정하여 정확한 측정값을 얻을 수 있도록 조작하는 절차이다. 이에는 시험체 내에서 초음파의 진행거리를 보정하는 시간축보정 (거리보정)과 이미 알고 있는 반사체로부터의 신호에 탐상기의 신호높이를 조정하는 수직축보정(감도보정)으로 이루어진다.
보정시험편은 검출된 불연속 지시를 이미 알고 있는 반사체로부터 얻어진 지시와 비교하기 위해, 초음파 탐상 검사 장비의 진폭 또는 시간축의 눈금을 조정하는데 사용되는 잘 정의된 반사체들을 포함하고, 검사하고자 하는 부품이나 재료와 유사한 성분을 갖는 시험편을 말한다.
일반적인 초음파 탐상법에서는 보정시험편이 규격에서 정의되고 있어 이를 표준으로 사용하지만, 최근에는 새로운 검사기법으로서 위상배열을 이용한 초음파 탐상(phased array ultrasonic inspection)이 연구되고 있으나, 이 새로운 검사기법에 적합한 보정 시험편이 부재된 실정이다.
따라서, 본 발명은 위상배열 초음파 탐상에서 보정시험편에 대한 정의가 이루어지지 않았음을 해결하기 위해 위상배열 초음파 탐상에 사용할 수 있는 보정시험편의 설계 및 이를 사용한 보정절차를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 탐촉자의 입사점을 측정하기 위하여 초음파 입사 기준점(P) 중심에 눈금이 배열되어 있고, 굴절각을 측정하기 위하여 4개의 D1.5홀(직경 1.5mm)이 일정간격으로 배열되어있으며, 시간축 보정을 위하여 R25(반경 25mm)와 R50(반경 50mm)에 면이 배열되어있고, 기본감도 설정에 사용되기 위해 D1.5(직경 1.5mm), D2.0(직경 2.0mm), D3.0(직경 3.0mm)의 홀이 가공되어 있으며, 탐촉자 접촉면은 시험체의 곡률에 따라 제작되며, 재질은 시험체와 동일한 재질로 제작되는 것을 특징으로 하는 위상배열 초음파 탐상용 기본 보정시험편과 D1.5 측면드릴홀과 D1.5(직경 1.5mm), D2.0(직경 2.0mm), D2.5(직경 2.5mm), D3.0(직경 3.0mm), D3.5(직경 3.5mm) 평면드릴홀과 두께 10%의 외부노치, 두께 10%의 내부노치로 이루어지고 곡률반경, 두께, 재질은 시험체와 동일한 것으로 구성되는, 감도보정과 DAC(거리-진폭-교정곡선)작성에 사용되는 것을 특징으로 하는 위상배열 초음파 탐상용 감도보정 대비시험편 및 1개 측면드릴홀 (D1.5, D3.0) 또는 2개 노치 (두께 10%, 내부 및 외부, 용접부 중간 및 계면) 또는 3개 측면드릴홀 (D1.5, D3.0, 용접부 중간 및 계면)로 이루어지고, 곡률반경, 두께, 재질은 시험체와 동일한 것으로 구성되며, 용접방법은 시험체와 동일하게 용접하여 제작된 것을 특징으로 하는 위상배열 초음파 탐상용 스텐레스강/듀플렉스강용 감도보정 대비시험편과 아울러, 모재와 용접금속의 접합부에 형성된 3개의 평면 반사체가 배열되고, 곡률반경, 두께, 재질은 시험체와 동일한 것으로 구성되며, 용접방법은 시험체와 동일하게 용접하여 제작되고, 방향성을 가진 결함에 대해 한쪽 면에서 검사를 실시하였을 때 검출이 가능한지 검증하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 위상배열 초음파 탐상용 검증용 시험편을 그 구성으로 한다.
상기의 초음파 탐상용 검증용 시험편은 실제 검사하고자 하는 동일 부재의 용접부에 초음파를 입사시 반사되는 파로 그 크기와 형상과 위치 검증하는 것을 특징으로 하는 것으로서, 여기서 반사체란 탐촉자에서 발생된 초음파가 용접부에 형성된 시험편 내부로 입사시킬 때 상기 초음파 탐상용 검증용 시험편의 개선면에 형성된 폭 1.0mm, 길이 25.0mm의 각각 깊이 5.0mm, 4.0mm, 2.0mm 부위를 통과하지 못하고 반사되는 것을 의미한다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 의하면, 외경, 내경 및 두께가 각각 동일한 파이프 2개의 단부를 용접부로 이은 형태이며, 탐촉자에서 발생된 초음파가 용접부에 형성된 시험편 내부로 입사시킬 때 시험편의 개선면에 형성된 반사체에 의해 반사되는 파를 측정하여 크기, 형상 및 위치검증을 하는 위상배열 초음파 탐상용 검증용 시험편에 있어서, 상기 용접부와 모재와의 경계면을 따라 각각 폭 1.0mm 및 길이 25mm의 제 1 반사체, 제 2 반사체, 제 3 반사체를 형성하며, 상기 제 1 반사체는 개선면과 평행하게 깊이 5.0mm까지 파인 형태로, 상기 파이프의 직경방향의 좌측인 일측으로부터 상단방향으로 40mm의 곡률단면 거리를 형성하고, 상기 제 3 반사체는 개선면과 평행하게 깊이 2.0mm까지 파인 형태로, 상기 파이프의 상기 직경방향의 우측인 타측으로부터 상단방향으로 40mm의 곡률단면 거리를 형성하고, 상기 제 2 반사체는 개선면과 평행하게 깊이 4.0mm까지 파인 형태로, 상기 제 3 반사체로부터 상단방향으로 40mm의 곡률단면 거리를 형성하는 위상배열 초음파 탐상용 검증용 시험편이 제공된다(도 13 참조).
또한, 본 발명은 상기의 시험편들을 사용하여 하기 1 내지 3의 단계를 거쳐 위상배열 초음파 탐상을 위한 보정을 행하는 방법을 그 구성으로 한다.
1. 기본 보정시험편으로 입사점, 굴절각을 측정하고 시간축을 보정하는 단계, 2. 감도보정 대비시험편 또는 스텐레스강/듀플렉스강용 감도보정 대비시험편 중 시험체에 맞는 것을 선정하여 감도를 설정하고, DAC를 작성하는 단계, 3. 검증용시험편을 사용하여 실제 결함 탐상 가능여부를 측정하는 단계.
위상배열 초음파 탐상을 위한 기본 보정시험편으로 탐촉자의 입사점, 굴절각 측정, 시간축 보정이 가능하며, 감도보정 대비시험편과 스텐레스강/듀플렉스강용 감도보정 대비시험편으로 감도보정과 DAC 작성이 가능한 효과를 가진다. 검증용 시험편으로는 방향성을 가진 결함에 대해 한쪽면에서 검사를 실시하였을때 검출이 가능한지 검증이 가능한 효과를 가진다.
일반적인 초음파 탐상법에 있어서 규격에서 정의되고 있는 보정시험편에 비하여, 위상배열 초음파 탐상에서는 보정시험편이 정의되지 아니하였으나 본 발명에 의해 적절한 보정시험편과 이를 이용한 보정의 방법이 제시되게 된다.
도 1은 외경 4"이하 용 기본 보정시험편의 정면도, 평면도, 측면도이다.
도 2는 외경 4"이상 6"이하 용 기본 보정시험편의 정면도, 평면도, 측면도이다.
도 3은 외경 6"이상 8"이하 용 기본 보정시험편의 정면도, 평면도, 측면도이다.
도 4는 외경 8"이상 용 기본 보정시험편의 정면도, 평면도, 측면도이다.
도 5는 4"이하 pipe용 감도보정 대비시험편의 평면도, 정면도 및 섹션A내지 D의 단면도이다.
도 6은 4"이상 6"이하 pipe용 감도보정 대비시험편의 평면도, 정면도 및 섹션A내지 D의 단면도이다.
도 7은 6"이상 pipe용 감도보정 대비시험편의 평면도, 정면도 및 섹션A내지 D의 단면도이다.
도 8은 1측면 드릴홀이 배열된 스텐레스강/듀플렉스강용 감도보정 대비시험편의 평면도, 정면도 및 섹션 A의 단면도이다.
도 9는 2노치(중간)가 배열된 스텐레스강/듀플렉스강용 감도보정 대비시험편의 평면도, 정면도 및 섹션 A 및 B의 단면도이다.
도 10은 2노치(계면)가 배열된 스텐레스강/듀플렉스강용 감도보정 대비시험편의 평면도, 정면도 및 섹션 A 및 B의 단면도이다.
도 11은 3측면 드릴홀(중간)이 배열된 스텐레스강/듀플렉스강용 감도보정 대비시험편의 평면도, 정면도 및 섹션 A의 단면도이다.
도 12는 3측면 드릴홀(계면)이 배열된 스텐레스강/듀플렉스강용 감도보정 대비시험편의 평면도, 정면도 및 섹션 A의 단면도이다.
도 13은 검증용 시험편의 평면도, 정면도 및 섹션 A-A', B-B', C-C'의 단면도이다.
여기에서 개시되는 실시예는 여러 가지 실시가능한 예 중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.
다음은 위상배열 초음파 탐상을 위한 보정에 대한 설명이다.
IIW 표준시험편과 V2 또는 동등한 시험편은 시간축 보정, 탐촉자의 입사점, 굴절각 측정에 사용된다.
평판에 대한 보정 대비 시험편은 DAC작성과 감도보정에 사용되어 진다. 대비시험편은 통상 검사체의 실 재질과 승인된 체적을 갖는 것으로 만들어져야 한다. Controlled rolling 또는 thermo-mechanical treatment 공정으로 제작된 강재에 대해 초음파 탐상을 할 경우, 대비시험편은 압연방향과 수평 및 수직인 양쪽 방향에 대해서 만들어져야 한다. 압연방향은 확실히 표시되어야 한다.
파이프에 대한 보정 대비시험편은 DAC 곡선 및 감도 보정에 사용되어 진다. 대비시험편은 통상 검사체의 실 재질과 승인된 체적을 갖는 것으로 만들어져야 한다. 대비시험편의 드릴 혹은 검출 확률(POD)과 오류검출확률(FCP)검증 및 C-scan에서 저면 반사 에코와 구분하는데 사용될 수 있다.
스테인레스 스틸과 듀플렉스 스틸의 검사에 대해서는 용접부의 융합면에 있는 홀로부터 최대 신호를 설정하여야 하고, 게인 설정은 이러한 최대 신호가 DAC에 이르는 최대 감도로 설정하여야 한다.
보정은 검사할 부재의 표면과 같거나 유사한 조건을 가진 보정 블록으로 수행하여야 한다. 시스템 보정은 초음파탐상 시스템을 포함해야 한다. 거리보정은 검사에 사용될 최소 각도에 대해서 최소 1.5 SKIP 범위에서 수행하여야 한다.
Focal - law 확인에 대해 설명한다. 주어진 각도의 입사점에서 발생하는 초음파의 전달과 수신은 사용하는 위상배열 시스템에서 제공하는 forcal law에 의해서 시간지연기능이 계산된다. 입력정보가 맞는지 확인되어야 하고, 위상배열시스템이 사용하기 적절한지 확인되어야 한다. 45도 각도 또는 최소 각도로부터 반사되는 정보가 A-scan에 표시되는 위치를 맞추고 사용각도를 선택하는 것은 단면부 탐상(sectional scan)에 사용되어 진다. 평편한 웨지(wedge)를 사용하는 경우에는 IIW블록의 4인치 곡률반사체를 사용하여 A-scan에 최대 피크를 나타낸다. 곡률웨지를 사용하는 경우에는 A-scan 상에 파이프 대비시험편의 공칭두께 기준 0.2 T의 내/외부 노치로부터 피크 신호를 나타낸다. 입사점을 탐촉자의 웨지에 표시한다. IIW블록안에 있는 플렉시글라스를 이용하여 A-scan에 표시되는 피크점에 대한 실제 각도를 측정하여 굴절각으로 사용한다. 만일 측정된 빔 진행 각도가 45도 + 2도라면, 결정적인 foacal law변수가 올바른 것이다. 만일 측정된 빔 진행각도가 45도 + 2도를 벗어난다면, 탐촉자와 시스템 설정 변수를 정확히 하기 위해 검토하여야 한다. 만일 이러한 변수가 올바르다면, 재질에 대한 횡파속도 값을 점검한다. 만일, 횡파속도 값이 올바르다면, 시스템에 입력된 탐촉자 웨지 속도를 적은 범위에서 조절하여야 한다.
Time Base 확인에 대하여 설명한다. 45도에서 반사된 정보를 A-scan에 표시된 위치와 각도를 맞춘다. 평편한 웨지를 사용하는 경우에는 A-scan에서 IIW블록의 반경 2인치, 4인치로부터 반사된 피크점이 동시에 나타나는 지점에 탐촉자를 위치시킨다. 곡률 웨지를 사용하는 경우에는 A-scan에서 파이프 대비시험편의 공칭두께 0.2T의 내/외부 노치에서 피크점이 동시에 나타나는 지점에 탐촉자를 위치시킨다. 2인치와 4인치 사이의 거리 또는 내부노치와 외부노치 신호간 거리를 A-scan 을 측정하기 위해 A-scan을 사용하고, 그 허용오차는 + 0.5%이내 이어야 한다. 만일 분리된 신호의 허용오차가 크게 측정된다면 , 횡파 속도를 감소시킨다. 또한, 만일 분리된 신호의 허용오차가 작게 측정된다면 속도 값을 증가시킨다. 그리고, 허용오차가 만족될 때까지 반복한다. 다른 방법으로 웨지지연과 Time-Base 확인에 대해서는 다른 보정 블록이 사용되어 질 수 있다.
감도와 웨지 지연보정에 대해 설명한다. 웨지 지연 보정은 보정에 사용되는 각도에 따른 실제 깊이에 대해서 보정하여야 한다. 감도보정은 사용되는 각각의 굴절각과 빔 진행거리에 대해서 게인이 설정되어야 한다. 1)검사체 두께의 1/2T에 가까운 지점 또는 검사체 재질영역에 가까운 곳의 보정 반사체를 선택한다. 2)보정 반사체로부터 최대 신호를 잡고, 탐촉자를 모든 다른 각도 또는 focal law를 이용하여 뒤로 주사한다. 3)모든 굴절각 또는 focal flow를 이용하여 보정 반사체 위를 앞으로 주사한다.
시간보정게인(TCG)보정은 보정 및 검사 중에 사용되는 빔 진행거리가 재료에서 감쇄됨을 보상하기 위하여 사용되어야 한다.
시스템 보정 확인은 전적으로 검사 시스템을 포함하여야 한다. 시간축 범위 및 TCG보정은 아래 조건에 따라 보정 블록을 이용하여 확인하여야 한다. 1) 검사 시작 전과 검사 시작 후 24시간 안에 점검 , 2) 케이블의 길이 및 같은 종류로 대체되는 경우 점검, 3) 배터리 교환과 같은 종류의 전원 장치가 대체되는 경우 점검, 4) 최소 검사 중 4시간 간격으로 점검, 5) 연속적인 검사가 완료된 경우 점검, 6) 장비 보정 유효성이 의심될 경우 점검.
시스템 보정의 변경에 대하여 설명한다. 만일 어떠한 지점에서라도 TCG 값의 증폭이 20% 또는 2dB 가 줄어든 경우, 또는 시간축 선이 읽는 값에 비해서 10%이상 이동한 경우에는 아래에 따라 수행한다. 1) 최종적으로 보정이 확인된 후 모든 검사는 무효로 한다. 2) 시스템 보정을 다시 한다. 3) 무효화된 검사를 다시 수행한다. 만일 어떠한 지점에서라도 TCG값의 증폭이 20% 또는 2dB 가 증가된 경우에는 아래에 따라 수행한다. 1)시스템 보정의 정정 2) 최종적으로 보정이 확인된 이후 모든 기록에 대해서 재검사.

Claims (1)

  1. 외경, 내경 및 두께가 각각 동일한 파이프 2개의 단부를 용접부로 이은 형태이며, 탐촉자에서 발생된 초음파가 용접부에 형성된 시험편 내부로 입사시킬 때 시험편의 개선면에 형성된 반사체에 의해 반사되는 파를 측정하여 크기, 형상 및 위치검증을 하는 위상배열 초음파 탐상용 검증용 시험편에 있어서,
    상기 용접부와 모재와의 경계면을 따라 각각 폭 1.0mm 및 길이 25mm의 제 1 반사체, 제 2 반사체, 제 3 반사체를 형성하며,
    상기 제 1 반사체는 개선면과 평행하게 깊이 5.0mm까지 파인 형태로, 상기 파이프의 직경방향의 좌측인 일측으로부터 상단방향으로 40mm의 곡률단면 거리를 형성하고,
    상기 제 3 반사체는 개선면과 평행하게 깊이 2.0mm까지 파인 형태로, 상기 파이프의 상기 직경방향의 우측인 타측으로부터 상단방향으로 40mm의 곡률단면 거리를 형성하고,
    상기 제 2 반사체는 개선면과 평행하게 깊이 4.0mm까지 파인 형태로, 상기 제 3 반사체로부터 상단방향으로 40mm의 곡률단면 거리를 형성하는 것인, 위상배열 초음파 탐상용 검증용 시험편.
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CN102759579B (zh) * 2011-04-27 2016-05-04 中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 车轴透声性能测试试块
KR101928946B1 (ko) * 2011-05-10 2019-03-12 에디슨 웰딩 인스티튜트, 인코포레이티드 3차원 매트릭스 위상 어레이 점 용접 검사 시스템
CN104407060B (zh) * 2014-11-12 2017-10-13 上海飞机制造有限公司 一种复合材料孔隙率对比试块的制造方法
WO2017014344A1 (ko) * 2015-07-23 2017-01-26 (주)윤택이엔지 비파괴 초음파 검사장치용 자동 캘리브레이션 장치 및 그 제어 방법
CN105717199B (zh) * 2016-01-26 2018-11-16 陆雷俊 一种不锈钢、镍基钢焊缝超声纵横面分元检测法
CN106970156A (zh) * 2017-04-18 2017-07-21 南通友联数码技术开发有限公司 一种超声小角度探头k值、前沿快速测试方法
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