비파괴검사 스터디 내용 정리

1. 원리

음향 누설시험은 가압 시스템에서 누설위치를 찾기 위해 적용된다. 유체누설은 고속도의 흐름이나 거친 흐름에 의한 누설을 통해서 유체가 흐를 때 음파를 발생시키고 이러한 음파는 누설 주변의 대기, 용기구조, 가압 유체의 중앙부위를 통해서 전달되어질 수 있다. 기체에서 발생된 진동은 지향성이 있는 마이크로폰이나 음향 프로브를 이용 진동 근원으로부터 거리에 따라 측정되어질 수 있는데 시스템을 통과하는 공기나 다른 유체로부터 거리에 따른 누설위치 검사는 소리의 강도에 따라 특별한 소리 근원의 방향을 조정하고 지향성 프로브를 가지고 누설이 예상되는 지역에서 주사하여 찾을 수 있다. 소리의 근원이나 누설위치가 확실하게 결정된다면 주의를 가지고 면밀하게 관찰해야 한다. 음향 누설시험에서 주의할 점은 누설과 음향센서 사이에서 음의 감쇄를 발생시키는 소리흡수 재질이나 소리의 경로를 막는 환경을 피해야 하고, 본래 누설근원의 음으로부터 사운드 에코를 제공하는 판상, 경화표면 같은 재료는 소리를 반사할 수 있다는 것을 인식해야 한다.

 1) 유체누설에 의해 발생된 음의 스펙트럼 특성

압력경계와 미세구멍에서 유체흐름에 의해 발생된 음의 스펙트럼은 40kHz범위의 주파수에서 가장 쉽게 감응하고 30kHz~100kHz 범위의 주파수 분석이 가능하다. 땅이나 물밑과 같은 자연에서 발생되는 소리의 스펙트럼은 30kHz~100kHz 범위이며, 때때로 누설음향은 한 가지 스펙트럼이 아닌 100kHz 이하의 모든 스펙트럼으로 나타날 수도 있다.

 2) 음향 누설시험의 조건

음향 누설시험의 결함 검출능력은 누설에서 유체흐름의 물리적 특성, 검출기기의 선택, 감도 등에 의존한다. 배관 등에 명백한 액체의 누설 없이 내부적으로 액체가 흐를 수 있으나 연결 장치 등의 누설 구멍을 통해서 기체나 기타 기체가 침투될 수 있다. 그러한 누설은 유체의 점도로서 설명할 수 있는데 낮은 압력의 액체흐름은 낮은 속도를 나타내어 누설되기 어렵지만 높은 압력, 높은 속도의 액체는 누설구멍으로 유체를 통과시키기 쉽다. 이런 조건에서 음향센서는 누설위치를 측정할 수 있는데, 음향 누설 검출기는 검출기 감도, 검출기 선택, 음향 감쇄, 유체의 점도, 유체의 속도, 압력의 차이, 누설의 크기와 같은 7가지 변수와 관계가 있다.

2. 특성

 1) 장점

누설이 있을 때 소리를 발생하기 위한 물리적 조건이라면 어떤 유체에도 사용할 수 있는 방법이며, 특별한 추적기체가 필요하지 않고, 대기 중으로 누설이 존재하여 음파를 발생할 때 누설은 최대 30m 거리에서 측정 가능하며, 초음파 검출기는 새로운 파이프라인 등에서 누설위치를 찾는데 효과적이다.

 2) 단점

잡음시니호가 발생될 때 이용이 어렵고, 배관 내의 통상적인 유체의 흐름을 음향 누설신호로 오인할 수 있고, 초음파 에너지 에코가 발생되기 쉽고 경화된 표면에서 반사되기 쉬우며, 직접빔 인지 반사된 빔인지를 판단할 수 있는 작업자의 숙련이 필요하다.