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박강판 내부에 존재하는 미소결함의 온라인 검출기술

전문가 제언: ○ 철강재료에 발생하는 산화물, 황화물, 탄화물, 질화물 등의 비금속개재물은 충격인성, 피로강도 및 파괴강도와 같은 기계적 성질에 해로운 영향을 주기 때문에 철강재료의 품질을 높이기 위해서는 비금속개재물의 존재를 분석해야 한다. 특히 철강구조물의 피로균열 생성과 성장 거동은 철강재료의 표면?표층 아래에 존재하는 비금속개재물에 매우 민감하게 반응하므로 비파괴검사를 통해 비금속 개재물의 크기와 분포를 정밀하게 파악하는 것이 철강구조물의 성능과 신뢰성을 확보하는데 매우 필요한 기술이다.

○ 비파괴검사법의 하나인 초음파탐상법은 철강의 비금속개재물로부터 반사 또는 산란되는 파를 수신하여 개재물의 크기와 위치를 정확히 알 수 있으며 특히 면상의 비금속개재물에 대한 검출 능력이 우수하다. 초음파탐상법의 주요 장점으로는 부피가 큰 결함의 분석에 효과적이며, 크고 해로운 외인성 개재물(exogenous inclusion)이 누락될 확률이 적다. 또한 많은 양의 강재를 검사할 수 있으며 생산현장에서 개재물의 존재여부를 분석하는(onlining testing) 것이 가능하다.

○ 비파괴검사 중에서 검사과정의 자동화에 매우 적합한 초음파탐상법을 활용할 때는 초음파의 성능과 탐촉자의 취급, 기계적인 스캐닝의 조절이 중요하며, 데이터의 취득/분석(data acquisition & analysis system)과 관련된 센서로 구성되어 있는 검사시스템이 필수적이다.
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○ 산업현장에서 비금속개재물과 균열을 포함한 재료 내부결함의 초음파탐상 정밀도를 높이고 활용성을 넓히기 위해서는 레이저광의 간섭성을 이용하는 비접촉식 레이저 초음파탐상, 공기를 매체로 하는 에어 카플링 탐상장치와 탐촉자를 사용하는 초음파탐상 등과 같은 발전된 비파괴검사 기술을 적용하는 것이 필요하다. 특히 공기를 매체로 하는 초음파탐상법을 활용하면 액체 매질의 제약에서 크게 벗어나 피검사재료의 종류와 범위가 대폭적으로 증가하고 많은 생산공정에서 초음파탐상법의 활용범위가 크게 확대될 것으로 예측된다.

저자: Hajime Takada
자료유형: 학술정보