10. 침투탐상검사-방법 및 특징

 

1. 수세성 형광 침투탐상검사

ㆍ검사방법

수세성 형광 침투탐상검사는 형광 침투액을 탐상면에 균일하게 적용하여 열려있는 결함속으로 침투시키고 적정한 침투시간이 지난 후 표면의 잉여 침투액을 물로 제거하여 건조시킨 다음, 현상제를 적용하는 방법이다. 형광 침투탐상검사 방법 중에서 가장 일반적인 방법으로, 형광 안료를 첨가한 유성(油性) 침투액에 유화제를 배합하여 수세성(水洗性)이 되도록 만든 침투액을 사용하는데, 비교적 높은 감도의 검사가 요구되는 경우에 적용한다. 검사대상이 되는 시험체는 작은 부품에서부터 큰 부품까지 모두 적용 가능하며, 처리량이 많은 소형의 생산부품에 대한 검사 및 주조품과 같이 표면이 거칠거나 비교적 복잡한 형상의 시험체의 탐상에 적합하다.

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가) 처리순서

처리순서는 전처리 → 침투처리 → 제거처리 → 현상처리 →관찰 → 후처리 순이다.

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나) 침투처리

침투액은 담금법, 분무법, 솔질법으로 적용하며, 시험체의 크기, 처리수량에 따라 적용 방법을 선정하여 처리한다. 이 방법은 과세척이 되기 쉬운 단점이 있으므로, 탐상면에 침투액이 균일하게 적용되도록 해야 한다. 따라서 일반적으로 침투액을 적용한 후 배액처리를 해서 필요 이상으로 부착되어 있는 침투액을 자연스럽게 떨어뜨리도록 하는 등으로 침투액의 도막 두께를 균일하게 하는 처리가 필요하다.

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다) 세척처리

과세척 및 세척부족을 방지할 목적으로 세척이 어느 정도 되었는지는 자외선을 조사하며, 확인하면서 처리해야 한다. 세척처리에 물 분무기를 사용하므로 다른 방법에 비해 아주 세척 효율이 좋다. 세척장치는 물의 분산이 좋은 수동 또는 자동 분무 노즐을 사용하여 수온(물의 온도) 및 수압을 가능한 한 적절히 조절하여 처리해야 한다. 보통 수온은 30℃전후가 적당하며, 수압은 1.5~2.0㎏f/cm2이다.

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라) 건조처리

건조처리는 건식 현상제를 적용하는 경우, 세척처리 후에 건조처리를 한다. 일반적으로 건조기에 넣어 시험체 표면의 수분이 증발되는 시점에서 꺼내는데, 시험체의 표면에 물방울이 맺혀 있으면 상당히 증발되기 어려우므로, 이런 경우에는 세척처리 후 시험체의 표면을 깨끗한 걸레로 눌려 흡수시키거나 약한 압력의 공기를 뿜어서 물방울을 날려 보낸 후 건조기에 넣어야 한다. 고온이나 불필요한 긴 시간의 건조는 피해야 한다. 건조처리는 열풍 건조로를 사용하여 단시간에 처리하며, 건조 온도는 90℃를 초과하지 않도록 해야 한다.

건조 온도가 높고, 건조 시간이 길게 되면 형광 휘도가 저하되어 결함 검출도가 나빠지게 된다. 특히 고감도 수세성 형광 침투액인 경우는 온도의 영향을 받기 쉬우므로 주의가 필요하다.

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마) 현상처리

현상처리의 방법은 시험체의 크기, 처리수량 등에 따라 선정하지만, 건식 현상법, 습식 현상법, 속건식 현상법 모두 적용 할 수 있다. 요즘은 항공기 등에 널리 적용되고 있는 고감도 수세성 형광 침투액을 사용하는 검사에서는 현상제를 사용하지 않는 무현상법도 적용 하고 있다. 일반적으로 대량의 시험체를 처리하는 경우에는 습식 현상법을 많이 적용하며, 매우 미세한 균열을 검출하는 경우는 건식 현상법으로 적용한다. 습식 현상법은 탐상면에 액의 고임이 발생하지 않도록 시험체의 배치방향을 고려해서 건조기에 넣어야 하며, 건식 현상법은 건식 현상제 속에 파묻는 매몰법과 밀폐된 현상장치 속에 시험체를 넣고 현상제

분말이 균일하게 뿌려지게 하는 공기 교반법으로 적용한다. 현상방법 중 습식 현상법을 적용하는 경우는 현상처리를 한 후에 건조처리를 해야 한다.

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바) 관찰

어두운 곳에서 자외선을 조사하면서 관찰해야 하므로 자외선조사등의 조작법이 결함 검출에 영향을 미친다. 시험체에 조사되는 자외선의 강도는 탐상면에서 적어도 800㎼/㎠ 이상이 필요하며, 자외선조사등을 이동시키면서 탐상면을 관찰해야 한다. 습식 현상법, 속건식 현상법을 적용하는 경우는 시간 경과와 더불어 지시모양이 번지기 때문에 관찰시기에 주의가 필요하다. 특히 습식 현상법은 현상처리 과정에서 관찰할 수 없으므로 현상시간이 경과하면 곧바로 지시모양이 있는지 없는지를 확인해야 한다. 관찰에서 진짜 결함에 의한 지시모양인지, 결함 이외의 원인에 의한 지시모양인지를 판단할 수 없을 경우가 있으나,

의사지시 여부의 분별은 의사지시의 발생원인과 각각 지시모양의 경향을 잘 이해하고 있으면 정확하게 판단할 수 있다.

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ㆍ수세성 형광 침투탐상검사의 특징

가) 장점 :

① 표면 거칠기가 70S 정도의 주물표면 등 비교적 표면이 거친 시험체에도 적용할 수 있다.

② 열쇠의 홈이나 나사부와 같이 형상이 복잡한 시험체도 탐상이 가능하다.

③ 넓은 면적의 탐상면을 한 번의 조작으로 탐상할 수 있다.

④ 물로 쉽게 씻어지므로 다른 방법에 비해서 검사비용이 적게 든다.

⑤ 개방형 침투액 통을 사용하므로 소형 기계부품의 대량 탐상에 가장 적합하다.

⑥ 고감도 침투액을 사용하면 얕고 미세한 결함을 탐상할 수 있다.

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나) 단점 :

① 얕고 미세한 결함의 탐상이 어렵다.

② 과세척이 되기 쉽다.

③ 침투액에 수분이 혼입되면 성능이 현저히 떨어진다.

④ 전원 및 수도시설, 암실 및 자외선조사장치 등이 필요하다

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출처 : 한국산업인력공단 침투탐상검사의 기초 이론