비파괴검사 스터디 내용 정리

1. 원리

암모니아 누설시험은 시험체 내에 암모니아를 포함하고 있는 기체를 가압하고 시험체 표면에 도포한 암모니아 검출 현상제가 누설되는 암모니아와 반응하여 변색되는 형태를 이용한 시험방법이다. 변색된 부분의 직경을 관찰하여 누설위치와 누설량을 측정하는 방법으로 감도가 높아 대형용기의 누설 검출에 효과적이다. 암모니아 추적기체와 함께 누설시험에 사용되는 현상 염료는 분무나 솔질로서 가압되는 시험체의 반대쪽에 적용하며 염료가 건조되면 노란색 분필가루 같은 코팅막으로 변한다. 만일 누설이 존재하면 분말은 암모니아 추적기체와 반응하여 노란색에서 청자색으로 지시 모양이 나타난다. 암모니아 누설시험에서는 시험부위에서 부식 등이 발생할 수 있으므로 시험이 완료되었을 때 추적기체는 회수 후 안전하게 제거되어야 하며 사용된 현상제는 공기, 물 또는 청결한 천으로 후처리를 하여야 한다. 시험에 사용되는 암모니아 추적기체의 일반적인 농도는 50ppm이다.

2. 재료

 1) 추적기체

암모니아는 누설시험에 있어 높은 감도와 변색을 이용하여 육안 지시판별이 가능하고 대형용기, 특히 LNG 저장탱크의 1차 멤브레인의 내벽 검사에 사용되는 특성이 있으나 상온, 대기압에서 강한 자극성을 가진 무색기체로 가연성 및 독성을 지니며, 구리나 황동제품의 부식을 초래할 수 있으며 공기 중에서 폭발한계를 갖고 있다. 따라서 암모니아 기체는 가연성 가스의 치환이나 활성원소의 안정화를 위해 질소와 혼합하여 시험공간에 주입한다.

 2) 현상제

암모니아 추적기체와 접촉하여 노란색에서 청자색으로 변색하는 반응의 성질을 갖는 것으로 누설률의 감도에 있어 1X10∧-8Pa·㎥/s를 초과하지 않는 누설 검출 능력이 있는 현상제를 사용하여야 한다. 현상제를 도포한 후 대기환경 상태에서 약 12시간 방치하여 자연건조 시킨다. 건조가 완료되면 피막 두께를 측정하고 규정된 두께를 벗어날 경우에는 시험 전 부위의 현상제를 제거하고 다시 도포하여야 한다. 현상제 피막 두께가 두꺼우면 누설지시를 가리고 누설위치를 불명확하게 나타내거나 건조 후 도막 박리가 일어날 수 있다. 반면 두께가 얇으면 명확한 누설지시를 나타내기 어렵다. 현상제는 온도와 습도에 민감한 재료이다. 시험표면에 도포할 때 15~25℃를 충족하는 것이 효과적이다. 온도가 높아지면 건조성이 양호하지만 특별히 높을 필요는 없다. 온도가 극히 낮으면 현상제가 건조되지 않고 응집되어 흘러내릴 수 있어 누설을 검출할 수 없다. 20℃에서 60%의 습도가 적절한 시험조건이 된다.

 3) 누설시험편

암모니아 누설시험편은 시험신뢰도 및 안전성을 확보하기 위해 사용되는데 기체농도, 시험압력, 압력 유지시간, 현상제 적용, 시험온도 등 시험조건을 설정하고 누설률에 있어서 1X10∧-4Pa·㎥/s 범위의 누설시험편 용기나 모세관형 누설시험편을 이용하여 시험체 조건에 따른 실제누설시험의 결함 검출 감도를 설정하기 위해 사용된다.

3. 방법

암모니아 누설시험은 헬륨질량분석기 시험, 할로겐 누설시험 등 다른 추적기체를 사용하는 시험 절차와 유사하다. 추적기체를 검출하는 방법이 검출기가 아닌 현상제를 이용하는 측면에서는 침투탐상시험과 유사점이 있다. 일반적인 암모니아 누설시험 절차는 시험장치 설치, 산소치환, 1차 암모니아 추적기체 주입, 현상제 도포 및 관찰, 후처리, 암모니아 추적기체 치환, 2차 암모니아 누설시험, 암모니아 검지공 폐쇄 등의 공정으로 이루어지며, 만일 누설이 발생하여 보수가 필요할 때는 암모니아 추적기체 주입 공정부터 재시험하여야 한다. 암모니아 누설시험 전 저장탱크의 내부는 품질관리 팀, 감리, 감독 등에 의해 다음의 조건들을 인증 받고 만족한 상태로 존재하야 한다.