비파괴검사 스터디 내용 정리

일반적으로 서로 접촉하는 액체끼리는 떨어지지 않으려는 성질을 가지고 있는데 이 성질을 점석이라 한다. 침투액의 점성은 침투력 자체에는 그다지 영향을 미치지 않으마, 침투액이 결함 속으로 침투하는 속도에는 중요한 변수가 된다. 점성이 높은 침투액은 점성의 반대되는 성질인 유동성이 좋은 것보다 천천히 이동하며, 침투액을 결함 속으로 빨아들이는 힘에 대한 저항력이 크게 된다. 일반적으로 액체는 온도가 낮을수록 점성이 높아지므로, 온도가 낮은 환경에서 탐상할 때에는 침투속도가 떨어지기 때문에 결함 속으로 침투액이 침투하는 시간을 길게 늘려야 한다.

적심성은 고체 표면을 적시면서 퍼지는 정도를 말한다. 고체 표면에 어떠한 액체를 떨어뜨렸을 때, 액체가 기체를 밀어 내면서 고체 표면위로 퍼지는 현상을 적심이라 하며, 이는 접촉각(θ)으로 측정한다. 침투가 잘 되도록 하기 위해서는 적심성이 좋아야 하는데 적심성이 좋은 재료는 표면에 다소의 오염이 있어도 잘 퍼지며 적심성이 나쁜 재료는 굳어 버린다. 접촉각은 액체가 표면을 따라 흐를 때 접촉되는 곳에서의 각도를 측정하여 결정한다. 이 각도가 작을수록 적심성이 좋은 것이며, 좋은 침투액은 접촉각이 매우 작다. 즉 접촉각 θ=0˚이면 이상적인 적심성을 가지며, θ=180˚일 때에는 적심성이 없다고 한다. 일반적으로 접촉각이 90˚ 미만일 경우는 적심성이 좋고, 접촉각이 90˚ 이상일 경우에는 표면을 적실 수 없어서 적심성이 나쁘다.

같은 체적을 가진 여러 형상의 액체나 고체 중에서 표면적이 가장 작은 것은 공 모양이다. 이것은 액체의 표면에 항상 표면적을 최소로 하려는 힘이 작용하기 때문으로 이 힘을 표면장력 또는 계면장력이라 한다. 이 표면장력은 침투액의 침투성능을 나타내는 중요한 특성으로 가급적 표면장력이 큰 것이 좋은 침투액이 된다. 그러나 침투액의 표면장력이 크게 되면 시험체 표면과의 접촉각이 증가하여 접촉면적이 적어지므로 침투액이 시험체 표면에 잘 분산되지 않게 된다.

모세관 현상이란 액체가 들어있는 통 속에 양끝이 막혀있지 않은 가는 유리관을 세웠을 때, 유리관 속 액체의 면이 관 밖의 액체의 면보다 높아지거나 낮아지는 현상을 말한다. 이 현상은 액체의 응집력과 관과 액체사이의 부착력의 차이에 의해 일어난다. 유리관 속의 표면에 접촉된 액체가 관의 안쪽벽을 적시며 퍼지기 때문에 유리관 속 면에서의 액체의 면적은 증가하므로 관 속의 액체는 표면적을 가급적 가장 적게 하려는 표면장력에 의해 관속의 액체면을 위로 끌어올리게 된다. 모세관 속의 액체가 상승하는 높이는 즉, 결함 속으로 침투하는 속도는 표면장력이 클수록, 액체와 유리관이 이룬 물질과의 접촉각이 작을수록, 액체의 밀도가 낮을수록, 유리관의 지름이 작을수록 높아진다.

침투 탐상검사는 시험체 표면에 존재하지만 눈으로는 발견되지 않는 폭이 좁은 미세한 결함을 검출하는 방법으로 이 검사를 위해서는 시험체 표면의 오물 등을 제거한 다음(전처리), 그곳에 눈에 잘 띄는 색깔 또는 형광을 발하는 액체를 침투시키고(침투처리), 표면에 남아있는 액체만을 물로 씻어 내거나(세척처리), 마른 헝겊으로 닦아낸 후(제거처리), 그곳에 미세한 분말이나 액체를 도포하여 도막을 만들면(현상처리), 결함 속에 침투해 있던 액체가 표면으로 스며 나오면서 현상제 도막 속으로 번져 나와서 실제 결함보다 확대되어 눈에 잘 띄는 색깔 또는 형광을 발하는 지시모양이 되는데, 이것이 결함에 의한 지시모양인지 아닌지를 육안으로 조사 및 확인(관찰)함으로써, 시험체의 결함을 검출하는 방법

이 검사방법은 표면이 열린 미세한 틈의 결함 속으로 침투액이 침투하는 현상과 현상제 도막 속으로 침투액이 스며 나오는 현상 등 그 기본원리는 액체의 표면장력에 기인한 모세관 현상을 이용 함