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비선형 초음파를 사용한 밀착균열 및 미세손상의 비파괴검사

전문가 제언: ○ 비선형 초음파기술은 최근에 도입된 재료의 피로, 결함, 손상을 비파괴적으로 검사하고 평가하는 새로운 기법이다. 비선형의 균열, 박리, 피로 등과 같은 여러 가지 결함을 높은 수준의 화상으로 검출할 수 있다.

– 비선형적 응답을 나타내는 연속체 또는 두 물체의 접촉면을 가진 구조체에 진동파, 충격 등을 작용시켜 이들이 나타내는 파형의 변화를 고조파로 검출하여 재료내부의 결함을 평가하는 것이 그 원리이다. 비선형 초음파기술은 종래의 선형 초음파기술에 비해 높은 민감도를 가지며 불균일 구조체에 적용할 수 있는 장점이 있다.

○ 비선형 초음파 작용의 적용에는 두 가지 방법이 개발되고 있다. 하나는 진동 변조(vibro-modulation)법이고, 다른 하나는 충격 변조(impact -modulation)법이다. 전자는 시험할 구조체의 강제 고조파 진동을 적용하는 것이고, 후자는 구조체의 자연진동 모드의 충격 여기를 사용하는 것이다. 균열 탐지시험은 강, 플라스틱, 유리, 콘크리트 및 탄소 등 여러 가지 대상에 대해 적용할 수 있다.

○ 비선형 레이저 초음파 시스템은 높은 3차원적 해상도와 민감도를 가지고 결함을 정량적으로 탐지하는데 사용되고 있다. 측정 시스템은 스캐닝 헤테로다인 간섭계(scanning heterodyne interferometer) 주위에 설치하게 되며, 재료표면의 전파면과 벌크 초음파장이 만들어지고 가시화된다. 재료의 국소적 손상은 비선형 초음파 작용원리를 사용하여 평가되며, 기본적 국소 진폭과 제2의 고조파 장이 동시에 모니터 된다.

저자: Koichiro KAWASHIMA
자료유형: 학술정보