KR20190002372U - 프로드 타입 자분 탐상 시험 장비 - Google Patents

Abstract

피검체의 표면 손상을 방지할 수 있는 프로드(Prod) 타입 자분 탐상 시험 장비가 개시된다. 본 고안에 따른 프로드 타입 자분 탐상 시험 장비는, 절연 손잡이와 절연 손잡이를 구속하는 손잡이 홀더를 포함하는 손잡이부와, 손잡이부 하부에 손잡이부의 높이 방향으로 길게 배치되고 도전성 커넥터를 통해 외부의 전원선과 전기적으로 연결되는 도전체인 프로드 통전부를 포함하며, 이때 프로드 통전부는 커넥터 일측의 단자에 연결되는 도전성 프로드 바(Prod bar)와, 단자 반대편의 프로드 바의 선단에 볼트-너트 방식으로 체결되고 프로드 바보다 큰 직경으로 형성되는 납(Pb) 재질의 프로드 팁(Prod Tip)으로 구성되는 것을 요지로 한다.

Description

프로드 타입 자분 탐상 시험 장비{Prod type Magnetic Particle Testing Device}

본 고안은 피검체에 전류를 흘려 자화시킨 후 여기에 자분을 적용하여 피검체 표면의 상태나 결함을 검출하는 자분 탐상 시험 장비에 관한 것으로, 특히 피검체 자화를 위해 직접 접촉하는 프로드 형태의 전극을 구비하는 프로드 타입 자분 탐상 시험 장비에 관한 것이다.

피검체를 파괴하지 않고 그 제품의 결함 유무를 확인하는 데에 일반적으로 비파괴 검사가 사용되고 있으며, 이러한 비파괴 검사의 종류에는 방사선 검사법, 초음파 검사법, 육안 검사법, 자분 탐상법 등 다양한 검사방법이 알려져 있다.

그 중에서도 자분 탐상법은, 강자성체인 피검체에 전류를 흘려 자화시킨 후 여기에 자분을 적용했을 때 누설자장으로 인해 형성된 자분 지시를 관찰하고, 그 지시의 크기나 위치, 형상 등을 육안으로 파악하여 피검체에 불연속된 부분(결함)이 있는지를 알아내는 검사법이다.

이와 같은 자분 탐상법은 미세한 표면 균열 검출에 가장 적합하며 피검체의 크기, 형상 등에 크게 구애됨이 없이 비교적 저렴한 비용으로 검사수행이 가능한 장점이 있다. 또한 액체 침투 탐상 검사와 비교하여 도장된 제품의 표면 하부의 결함에 대해서도 결함 검출이 가능한 이점이 있다.

자분 탐상법으로는 자분의 자화 형상에 따라서 선형 자화 방법과 원형 자화 방법으로 구분될 수 있으며, 선형 자화 방법의 대표적인 예가 요크법(Yoke Method)이며, 원형 자화 방법의 대표적인 일례가 프로드(Prod) 전극을 이용한 프로드법이다.

요크법은 U자형 철심과 코일 사이의 선형자장을 이용해 피검체를 자화시켜 검사하는 방법으로, 대형 또는 복잡한 부품의 국부검사에 용이하며, 프로드법은 피검체에 +,- 두 개의 전극을 접촉시켜 직접 통전되도록 함으로써 피검체를 자화시키는 방법이다.

프로드법은 상기 요크법에 비하여 감도가 높고, 전류나 프로드 사이의 간격을 조절할 수 있기 때문에 정확한 자속 밀도를 얻기 쉬운 장점이 있다. 이 방법은 두 프로드 통전바의 잇는 선과 불연속의 방향이 평행할 때 최대의 감도를 얻을 수 있다.

프로드법에 사용되는 종래의 일반적인 자분 탐상 시험 장비는, 도 1의 예시와 같이 도전체인 프로드 통전바(101)에 손잡이가 달린 1쌍의 프로드 전극으로 구성되며, 한쪽 전극의 손잡이에는 스위치가 부착되어 있다. 전원에 연결된 전극의 끝부분을 피검체(100)에 접촉하고 손으로 힘을 주어 통전한다.

그러나 위와 같은 종래의 프로드 전극은, 피검체의 형상이나 작업 환경에 따라 사용에 제약을 받는 문제가 있다. 프로드 전극을 구성하는 프로드 통전바(101)의 길이가 정해져 있기 때문인데, 이로 인하여 공간이 협소하고 검사부위가 프로드 통전바의 길이보다 깊게 위치한 경우 검사에 어려움이 수반되거나 검사 자체를 수행하지 못하는 문제가 있다.

더욱이, 피검체의 표면이 고르지 못한 경우 상기 프로드 통전바(101)와의 사이에 발생하는 아크 스트라이크(Arc strike)로 인하여 피검체(100)가 손상되는 문제가 있다. 주된 원인은 피검체에 대한 자화 성능을 높이기 위해 전기 저항성은 낮고 용융 온도가 높은 구리(Cu)를 프로드 통전바(101)로 주로 사용하고 있기 때문이다.

한국등록실용신안 제20-0414978호(등록일 2006. 04. 20)

본 고안이 해결하고자 하는 과제는, 검사 작업 시 피검체의 표면 손상을 최소화할 수 있는 프로드 타입 자분 탐상 시험 장비를 제공하고자 하는 것이다.

본 고안이 해결하고자 하는 다른 과제는, 프로드 타입 자분 탐상 시험 장비의 사용상의 제약 문제를 해소하고, 장비의 경량화를 도모할 수 있는 프로드 타입 자분 탐상 시험 장비를 제공하고자 하는 것이다.

과제의 해결 수단으로서 본 고안의 바람직한 실시 예에 따르면,

프로드(Prod) 타입 자분 탐상 시험 장비에 있어서,

절연 손잡이와 상기 절연 손잡이를 구속하는 손잡이 홀더를 포함하는 손잡이부;

상기 손잡이부 하부에 손잡이부의 높이 방향으로 길게 배치되고, 도전성 커넥터를 통해 외부의 전원선과 전기적으로 연결되는 도전체인 프로드 통전부;를 포함하며,

상기 프로드 통전부는,

상기 커넥터 일측의 단자에 연결되는 도전성 프로드 바(Prod bar)와, 상기 단자 반대편의 상기 프로드 바의 선단에 볼트-너트 방식으로 체결되고 상기 프로드 바보다 큰 직경으로 형성되는 납(Pb) 재질의 프로드 팁(Prod Tip)으로 구성됨을 특징으로 하는 프로드 타입 자분 탐상 시험 장비를 제공한다.

본 고안에 따른 프로드 타입 자분 탐상 시험 장비는 또한, 상기 프로드 통전부와 손잡이부 사이에 개재되고, 볼트구멍에 체결되는 고정볼트를 통해 상기 커넥터를 구속하며, 상기 프로드 통전부에 공급될 전류량 제어를 위한 원격 스위치를 실장한 중간 절연체;를 더 포함할 수 있다.

바람직한 예로서, 상기 프로드 바는 길이가 같거나 서로 다른 복수의 단위 프로드 바로 구성될 수 있으며, 이때 각각의 단위 프로드 바는 일단과 대향부 타단에 체결돌부와 체결요부를 포함하고, 어느 한 단위 프로드 바의 체결요부에 이웃한 단위 프로드 바의 체결돌부를 체결시켜 하나의 프로드 바를 이루도록 구성될 수 있다.

바람직한 다른 예로서, 상기 프로드 바는 중간에 적어도 하나 이상의 관절(Joint part)를 포함하는 관절 타입으로 구성하여, 피검체의 형상이나 작업 환경에 맞춰 프로드 바의 형태를 피검체와의 보다 확실한 접촉이 구현되도록 프로드 바의 형상을 자유롭게 바꿀 수 있게 구성할 수도 있다.

본 고안의 실시 예에서, 상기 프로드 바의 재질은 알루미늄(Al)일 수 있으며, 상기 프로드 바와 상기 프로드 팁 사이에 길이 확장을 위한 보조 프로드 바가 구비될 수 있다

본 고안의 실시 예에 따르면, 피검체의 표면과 직접 접하는 부분(프로드 팁)이 납으로 구성된다. 납은 전기 전도성은 높지만 용융온도는 낮은 물리적 특성을 가진다. 이에 따라 피검체와의 사이에 아크 스트라이크(Arc strike) 발생하더라도 상기 납이 먼저 녹기 때문에 피검체의 손상을 방지 또는 최소화할 수 있다.

또한 본 고안은, 피검체의 형상이나 작업 환경에 따라 프로드 통전부의 길이 조절이 가능하다. 이에 따라 검사부위가 공간적으로 협소하면서도 깊숙한 위치에 있더라도 큰 무리 없이 검사를 수행할 수 있다. 즉 피검체의 형상이나 작업 환경에 구애됨이 없이 사용이 가능하다는 장점이 있다.

또한, 프로드 통전부의 상당 부분을 차지하는 프로드 바를 비중(Specific gravity)이 낮은 도전성 금속으로 구성함에 따라 장비를 보다 경량화시킬 수 있다. 이에 따라 장비의 취급이 용이해지고, 피로를 경감시킬 수 있으며, 검사의 신뢰도 또한 높일 수 있다.

도 1은 종래의 프로드 자분 탐상 시험 장비의 개략 도시한 도면.
도 2는 본 고안에 따른 프로드 타입 자분 탐상 시험 장비의 사시도.
도 3은 도 2에 나타난 프로드 통전부를 확대 도시한 도면.
도 4는 프로드 통전부의 바람직한 다른 실시 예를 도시한 도면.
도 5는 프로드 통전부의 바람직한 또 다른 실시 예를 도시한 도면.

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 고안을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

더하여, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일도면 참조부호를 부여하기로 하며 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 그리고 본 고안을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 고안에 따른 프로드 타입 자분 탐상 시험 장비의 사시도이며, 도 3은 도 2에 나타난 프로드 통전부를 확대 도시한 도면이다.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 프로드(Prod) 타입 자분 탐상 시험 장비는 크게, 검사자 파지를 위한 손잡이부(10)와, 피검체의 검사부위 표면에 접촉되어 통전시키는 프로드 통전부(20) 및 상기 손잡이부(10)와 상기 프로드 통전부(20) 사이를 전기적으로 절연시키기 위한 중간 절연체(50)를 포함한다.

손잡이부(10)는 바람직하게, 절연 손잡이(12)와 이 절연 손잡이(12)를 구속하는 손잡이 홀더(14)를 포함하는 구성일 수 있다. 절연 손잡이(12)는 예를 들어, 열경화성 수지인 베이크라이트(Bakelite)로 제작될 수 있으며, 상기 손잡이 홀더(14)는 도면의 예시와 같이 측면에서 봤을 때 전체적인 형상이 U자 모양인 절연체일 수 있다.

물론, 도면에 예시된 손잡이부(10)는 바람직한 하나의 예일 뿐 도면과 같은 형태로 국한됨을 의미하는 것은 아니다. 검사자가 본 고안에 따른 시험 장비를 쉽고 안정적으로 파지할 수 있으면서, 구조적으로는 피검체에 프로드 통전부(20)를 국부적으로 접촉시키기 위해 힘을 가할 때 변형 없이 그 힘을 온전하게 상기 프로드 통전부(20)에 전달할 수 있는 구성이기만 하면 된다.

프로드 통전부(20)는 상기 손잡이부(10) 하부, 구체적으로는 상기 손잡이 홀더(14)의 하부에 손잡이부(10)의 높이 방향으로 길게 배치될 수 있다. 프로드 통전부(20)는 도면에 예시한 바와 같이, 도전성 커넥터(30)를 통해 외부의 전원선과 전기적으로 연결되며, 상기 전원선과 피검체 사이를 통전시키는 도전체로서 기능한다.

프로드 통전부(20)는 도 3의 예시와 같이, 커넥터(30) 일측의 단자(32)에 연결되는 도전성 프로드 바(Prod bar, 22)와, 상기 단자(32) 반대편의 상기 프로드 바(22)의 선단에 볼트-너트 방식으로 체결되고 상기 프로드 바(22)에 비해 큰 직경으로 형성되는 도전성 프로드 팁(Prod Tip, 24)으로 구성될 수 있다. 이때 프로드 팁(24)의 재질은 높은 전기 전도성에 비해 용융점이 낮은 납(Pb)일 수 있다.

자분 탐상 시험 시 피검체의 표면에 직접적으로 접하는 부분이 상기 프로드 팁(24)이며, 이러한 프로드 팁(24)을 위와 같이 전기 전도성은 높지만 용융온도가 낮은 물리적 특성의 납(Pb)으로 구성하면, 통전 성능을 양호하게 발휘하면서도 아크 스트라이크(Arc strike) 발생 시 피검체가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

용융 온도(327℃)가 낮은 납의 물리적 특성으로 인하여 피검체와의 사이에 아크 스트라이크(Arc strike) 발생했을 때 프로드 팁(24)이 먼저 용융되기 때문이며, 납은 또한 기존 프로드 팁(24)의 재질인 구리(Cu)에 비해 무르기 때문에 피검체와 양호한 접촉을 위해 힘을 가하더라도 피검체의 표면에 자국을 남기지 않기 때문에 피검체의 손상을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.

프로드 바(22)는 길이가 다른 여러 개의 프로드 바(22) 중 피검체의 형상이나 작업 환경에 맞는 길이를 가진 프로드 바(22)를 선택하여 장착하는 교체형 타입으로 제공되거나, 도 3의 예시와 같이, 프로드 바(22)와 상기 프로드 팁(24) 사이에 길이 확장용 보조 프로드 바(23)가 구비됨으로써, 필요에 따라 보조 프로드 바(23)를 적용하여 프로드 바(22)의 길이를 확장시킬 수 있는 구조일 수 있다.

프로드 팁(24)은 피검체 자화를 위해 피검체와 직접 접하는 부분이므로 그 특성상 전기적인 전도성이 높은 납(Pb)이 바람직하며, 프로드 팁(24)과 커넥터(30) 사이에서 도전체로서 기능하는 상기 프로드 바(22)는 피검체의 자화와는 직접적으로 연관되지 않기 때문에, 적절한 전도성을 가지면서 장비 경량화에 유리한 금속, 바람직하게는 알루미늄(Al)으로 구성하는 것이 좋다.

한편, 중간 절연체(50)의 주된 기능은 전술한 프로드 통전부(20)와 손잡이부(10) 사이에서 이들 사이를 전기적으로 절연시키는 것이다. 또한 볼트구멍(55)에 체결되는 고정볼트(56)를 통해 상기 커넥터(30)를 구속시켜주는 역할도 겸한다. 중간 절연체(50)는 절연성을 발휘할 수 있는 재질이면 무방하고, 프로드 통전부(20)에 공급될 전류량을 제어하여 감도를 조절하는 원격 스위치(52)를 실장할 수 있다.

도 4는 도 3에 도시된 프로드 통전부의 바람직한 다른 실시 예로서,프로드 바(22)를 다수의 단위 부재로 구성하여 피검체의 형상이나 작업 환경에 맞춰 그 길이를 용이하게 조절할 수 있도록 한 실시 예이다.

도 4를 참조하면, 본 실시 예에 적용된 프로드 바(22)는 길이가 같거나 서로 다른 복수의 단위 프로드 바(220)로 구성될 수 있다. 이때 각각의 단위 프로드 바(220)는 일단과 대향부 타단에 체결돌부(222)와 체결요부(224)를 포함하며, 하나의 단위 프로드 바(220)의 체결요부(224)에 이웃한 단위 프로드 바(220)의 체결돌부(222)를 상호 체결시켜 하나의 직선상의 프로드 바(22)를 구성할 수 있다.

이와 같은 다른 실시 예에 의하면, 피검체의 형상이나 작업 환경에 맞춰 프로드 바(22)의 길이를 용이하게 조절할 수 있어, 피검체의 형상이나 작업 환경에 구애됨이 없이 장비 사용을 가능케 한다. 즉 길이가 정해져 사용상 제약이 있던 종래의 기술에 비해, 프로드 바(22)의 길이를 다양하게 구현할 수 있어서 그 사용 범위를 확장시킬 수 있다.

도 5는 프로드 통전부(20)의 바람직한 또 다른 실시 예를 도시한 도면이다.

도 5의 또 다른 실시 예는, 프로드 바(22)를 중간에 적어도 하나 이상의 관절(Joint part, 226)를 포함하는 관절 타입으로 구성한 실시 예로서, 프로드 바(22)를 직선상의 막대 형태로 펴서 사용하거나 구부릴 수 있게 함으로써, 피검체의 형상이나 작업 환경에 맞춰 피검체와의 보다 확실한 접촉을 구현할 수 있는 형태로 프로드 바(22)의 형상을 변형시킬 수 있도록 한 실시 예이다.

본 실시 예에서 프로드 바(22) 중간에 형성되는 관절의 수는 도면에 예시된 개수로 국한되는 것은 아니며, 경우에 따라서는 하나 이상의 관절을 가진 두 개의 프로드 바(22)를 앞선 도 4에서 예시한 체결 방식으로 상호 직결시킬 수 있도록 구성하여, 작업 환경 또는 피검체의 형상에 맞춰 길이 조절이 가능하도록 하는 방안도 고려될 수 있다.

이상에서 살펴본 본 고안의 실시 예에 따르면, 피검체의 표면과 직접 접하는 부분(프로드 팁)이 납으로 구성된다. 납은 전기 전도성은 높지만 용융온도는 낮은 물리적 특성을 가진다. 이에 따라 피검체와의 사이에 아크 스트라이크(Arc strike) 발생하더라도 상기 납이 먼저 녹기 때문에 피검체의 손상을 방지 또는 최소화할 수 있다.

또한 본 고안은, 피검체의 형상이나 작업 환경에 따라 프로드 통전부의 길이 조절이 가능하다. 이에 따라 검사부위가 공간적으로 협소하면서도 깊숙한 위치에 있더라도 큰 무리 없이 검사를 수행할 수 있다. 즉 피검체의 형상이나 작업 환경에 구애됨이 없이 사용이 가능하다는 장점이 있다.

또한, 프로드 통전부의 상당 부분을 차지하는 프로드 바를 비중(Specific gravity)이 낮은 도전성 금속으로 구성함에 따라 장비를 보다 경량화시킬 수 있다. 이에 따라 장비의 취급이 용이해지고, 피로를 경감시킬 수 있으며, 검사의 신뢰도 또한 높일 수 있다.

이상의 본 고안의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 고안은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 고안의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 손잡이부 12 : 절연 손잡이
14 : 손잡이 홀더 20 : 프로드 통전부
22 : 프로드 바 23 : 보조 프로드 바
24 : 프로드 팁
30 : 도전성 커넥터 32 : 단자
40 : 전원선 50 : 중간 절연체
52 : 원격 스위치 55 : 볼트구멍
56 : 고정볼트 220 : 단위 프로드바
222 : 체결돌부 224 : 체결요부
226 : 관절

Claims (5)

1. 프로드(Prod) 타입 자분 탐상 시험 장비에 있어서,
   절연 손잡이(12)와 상기 절연 손잡이(12)를 구속하는 손잡이 홀더(14)를 포함하는 손잡이부(10);
   상기 손잡이부(10) 하부에 손잡이부(10)의 높이 방향으로 길게 배치되고, 도전성 커넥터(30)를 통해 외부의 전원선과 전기적으로 연결되는 도전체인 프로드 통전부(20);를 포함하며,
   상기 프로드 통전부(20)는,
   상기 도전성 커넥터(30) 일측의 단자(32)에 연결되는 도전성 프로드 바(Prod bar, 22)와, 상기 단자(32) 반대편의 상기 프로드 바(22)의 선단에 볼트-너트 방식으로 체결되고 상기 프로드 바(22)보다 큰 직경으로 형성되는 납(Pb) 재질의 프로드 팁(Prod Tip, 24)으로 구성됨을 특징으로 하는 프로드 타입 자분 탐상 시험 장비.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 프로드 통전부(20)와 손잡이부(10) 사이에 개재되고, 볼트구멍(55)에 체결되는 고정볼트(56)를 통해 상기 커넥터(30)를 구속하며, 상기 프로드 통전부(20)에 공급될 전류량 제어를 위한 원격 스위치(52)를 실장한 중간 절연체(50);를 더 포함하는 프로드 타입 자분 탐상 시험 장비.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 프로드 바(22)는 길이가 같거나 서로 다른 복수의 단위 프로드 바(220)로 구성되고,
   각각의 단위 프로드 바(220)는 일단과 대향부 타단에 체결돌부(222)와 체결요부(224)를 포함하며,
   어느 한 단위 프로드 바(220)의 체결요부(224)에 이웃한 단위 프로드 바(220)의 체결돌부(222)를 체결시켜 하나의 프로드 바(22)를 구성하도록 된 것을 특징으로 하는 프로드 타입 자분 탐상 시험 장비.
   
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 프로드 바(22)는 중간에 적어도 하나 이상의 관절(Joint part, 226)를 포함하는 관절 타입으로 구성됨을 특징으로 하는 프로드 타입 자분 탐상 시험 장비.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 프로드 바(22)는 알루미늄(Al)으로 구성되고,
   상기 프로드 바(22)와 상기 프로드 팁(24) 사이에 길이 확장을 위한 보조 프로드 바(23)가 구비되는 것을 특징으로 하는 프로드 타입 자분 탐상 시험 장비.

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