비파괴검사 스터디 내용 정리

압력용기의 밑판 등 시험체를 가압할 수 없을 때 대형 시험체의 부분적인 용접부위 검사를 위해 사용하며, 제품 특성에 맞는 진공상자를 설계하여 검사할 수 있다. 진공상자 내부를 감압시켜 진공상자 쪽으로 누설되는 기포를 관찰함으로써 누설의 위치를 파악할 수 있다. 시험체 외부의 대기압과 진공상자 쪽의 낮은 압력에 따른 압력차이로써 누설을 검출할 수 있다. 시험면과 진공상자의 가장자리 부분은 완전하게 밀봉되어야 하고 밀폐된 진공상자 내부의 진공유지는 진공펌프나 공기 배기 장치를 이용한다.

1. 진공상자

진공상자는 곡면으로 된 표면, 각이 있는 심, 수직 심 등을 검사하는데 적절하다. 진공상자는 적어도 100kPa의 외압에 결딜 수 있어야 하고 진공상자와 제품 표면과의 접촉부분에 유연성 가스킷을 부착해야 한다. 표준 진공상자의 크기는 15㎝ X 75㎝이지만 시험체의 형태나 종류에 맞게 제작 사용할 수 있다. 모든 진공상자는 표면과 반대되는 상면에 관찰할 수 있는 창을 설치해야 한다. 또한 진공을 유지하고 외부 대기와의 흐름이 없도록 철저하게 밀봉되어야 한다.

2. 특성

고압력 차이를 얻기 위한 진공상자 조건을 결정하기 위해 시험 전 작업성을 측정해야 한다. 자연광이나, 백색광 하에서 쉽게 관찰할 수 있는 형태여야 한다. 투명한 유리, 아크릴로 관찰창을 만든다. 또한 감압을 결딜 수 있어야 한다. 한사람이 이용할 수 있도록 가벼워야 한다. 진공이 시작되고 쉽게 진공근원에 도달해야 하며 진공을 유지하기 위해 우수한 밀봉재를 사용해야 한다. 휴대성이 좋아야하며 쉽게 설치되고 요구하는 압력에 쉽게 도달해야 한다. 다이얼 게이지를 쉽게 읽을 수 있어야 한다. 진공장치를 차단하거나 압력차이의 정도를 조절하기가 쉽고 빠른 밸브를 사용해야 한다.

3. 시험절차

 1) 시험체의 전처리, 표면온도

시험체의 표면에 부착되어 있는 기름, 구리스, 녹, 용접플럭스, 스페터, 산화피막 등은 발포액의 적용을 방해하고 허위지시의 발생을 유발하기 때문에 이물질을 종류에 따른 전처리 방법을 적용하여 제거한 후 시험을 실시한다. 표면온도의 표준은 5℃~50℃이다.

 2) 발포액 도포

발포액이 적용되는 동안에 기포가 형성되지 않도록 하고 시험용액은 흘림이나 미세 구멍이 있는 분무기로 분무하거나 붓칠을 한다. 다만 붓칠하는 동안 발포액 자체에 기포가 형성되는 것을 주의해야 한다. 발포액은 시험부위에 2~3회 반복하여 적용하여 누설 존재여부를 관찰해야 한다.

 3) 진공상자 배치

발포액이 도포된 시험표면 부위에 진공상자를 위치하고 요구되는 부분진공까지 진공 감압시켜야 한다.

 4) 시험체 감압

발포액이 도포된 면에 진공상자의 가스켓 부분을 시험체 표면에 밀착시키고 필요한 부분진공까지 감압시킨다. 시험에 필요한 진공압력의 근원은 대기압 보다 100mmHg이하가 되어야 하며, 반복적으로 검사할 수 있다. 시험 압력 도달 후 진공압은 최소 10초 이상 유지한다.

 5) 시험의 중첩

시험면을 연속적으로 검사하기 위한 진공상자의 중첩은 각각의 시험에 대해 전회의 시험부위와 바로 다음 시험부위와 최소 50mm 이상 중첩되어야 한다.

 6) 기포형성 관찰

관찰자의 눈과 시험체 표면과의 거리를 60cm이내로 유지하며, 제품의 평면에서 위치하여 수직한 상태에서 30˚ 이내를 유지해야 한다. 관찰할 때 빛의 최소 조도는 1000lx 이상 되어야 한다(ASME Sec V Art9). 관찰 속도는 75cm/min을 초과하지 않도록 한다.

 7) 누설지시의 기록

시험부위에서의 연속적인 기포의 발생, 하나의 기포가 점진적으로 성장하는 모습이 관찰 될 때는 누설지시로 판단하여 위치를 표시한 후 기록지에 누설의 위치를 스케치한다.

 8) 시험체의 후처리

시험체의 부식을 방지하기 위해 세척제를 사용하여 발포액을 완전하게 제거한 후 시험 압력을 해제한다.

4. 적용

진공상자법은 용접부위, 대기압 상태에 있는 시스템의 압력경계부 위에서 관통된 불연속을 검출하는데 이용되고, 가압할 수 없는 시스템의 검사에 유용한다. 또한, 침투액을 이용한 누설검사에서 감도를 증가시키기 위해 압력 차이를 발생시키는 방법으로 사용된다. 이 방법에서 검출할 수 있는 전형적인 불연속은 균열, 관통홀, 용융부족 등이다. 진공상자를 설치한 후 대기압이 적용되는 반대면을 진공 감압시킴으로써 검사를 한다. 교정된 압력 게이지를 진공상자에 설치하고 시험 하에서 압력변화의 관찰을 실시하는데 누설이 존재한다면 기포의 형성을 관찰창을 통해서 확인할 수 있다.