Abstract
Conventional ultrasonic examination to detect micro and small surface cracks is based on the pulse-echo technique using a normal immersion focused transducer with high frequency, or an angle-beam transducer generating surface waves. It is difficult to make an automatic ultrasonic system that can detect micro and small surface cracks and position in a large structure like steel and ceramic rolls, because of the huge data of inspection and the ambiguous position data of the transducer. In this study, a high-precision scanning acoustic microscope with a 10MHz large-aperture transducer has been used to assess the existence, position and depth of a surface crack from the real-time A, B, C scans obtained by exploiting the ultrasonic diffraction. The ultrasonic method with large aperture transducer has improved the accuracy of the crack depth assessment and also the scanning speed by ten times, compared with the conventional ultrasonic methods.
비금속 및 금속 재료에 존재하는 미소균열 검출에는 펄스에코법으로 고주파수 집속형 수직 탐촉자를 사용하거나 표면파를 사용한 사각 탐상법을 주로 사용한다. 이러한 방법은 압연 롤, 세라믹 롤 등 대형 구조물의 표면에 존재하는 미소 균열의 존재 여부, 위치 및 깊이 측정을 위한 자동화 초음파 탐상장치를 개발하는 다량의 검사 데이터, 결함 위치정보의 불확실성 등 현실적으로 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 대구경 초음파 탐촉자를 사용하여 초음파 회절현상을 발생시킴으로써, 미세 균열의 존재 여부 및 위치 등의 검사결과를 실시간 A, B, C-Scan으로 표시할 수 있었다. 또한 기존의 방법보다 정량적으로 표면 균열의 깊이를 정확하게 측정 가능한 방법을 제시하였다. 초음파의 회절현상을 이용함으로서 기존의 방법보다 검사 속도 및 시간이 10배 이상으로 향상되고 균열의 깊이를 정량적으로 평가할 수 있는 방법을 실험적으로 검증하였다.
