Ultrasonic Transducer Application for Nondestructive Testing of Continuous Cast Billets

연주빌렛의 비파괴 검사를 위한 초음파 센서의 응용

Steel wires are made by elongating hot billets. If the billets have internal or surface defects, the wire can be broken during elongation process. After testing surface defect, we are testing internal defect by ultrasonic transducers. POSCO is producing two kinds of billets, hot rolled billet and cast billet. Hot rolled one is denser than cast billet. Because of the low density and rough surface, ultrasonic testing is difficult for the cast billet. Size of the transducer was related with the size and density of the billet. A transducer having 21mm long, 8.5mm wide and 0.95mm thick piezoelectric ceramic plate was best for $160mm\;{\times}\;160mm$ cast billet. Center frequency of the transducer was 2.25MHz and the focus distance was 70mm.

제철소에서 생산되고, 활용되는 빌렛은 두 종류로 나누어, 밀도가 높은 강편 빌렛과 밀도가 낯은 연주 빌렛이 있다. 강편 빌렛은 밀도가 높고 표면이 매끄러워, 비교적 탐상이 용이하였으나, 연주 빌렛은 밀도간 낮고, 표면이 거칠어 탐상이 어려웠다. 연주 빌렛의 탐상도 가능케하기 위하여 초음파 탐촉자의 재질 및 치수등을 개선하고자 하였다. 주요 실험 결과로는, 초음파의 발신용 부분과, 수신용 부분이 서로 나뉘어 있는 분할형 탐촉자를 채택하였으며, 탐촉자의 치수는 탐상체의 치수와 밀접히 관계됨을 알았다. 예로써, 폭/두께가 각각 160mm인 연주 빌렛의 경우, 압전소자의 길이가 21mm, 폭이 8.5mm, 두께가 0.95mm, 인 것 두장이 나란히 내장된 탐촉자가 가장 적당하였다. 소자의 두께에 의존하는 이 때의 중심 주파수는 2.25MHz 였으며, 두 장의 압전소자간 각도에 의존하는 촛점 거리는 70mm 이었다.