용접부에 대한 품질 확보를 위하여 방사선투과시험을 실시하고 있으나 기존의 방사선투과시험은 필름을 사용한 아날로그 방법을 적용하고 있는데 비용과 시간이 많이 소요되고 시험 공정이 복잡하여 개선이 요구되고 있다. 본 연구에서는 용접부에 대한 디지털 방사선투과영상과 아날로그 방사선투과영상의 상질을 비교한 결과, 디지털 방사선투과영상은 디지털 영상 개선 과정으로 인하여 필름 영상에 비해 보다 세밀한 관찰을 할 수 있었다. 따라서 디지털 방사선투과시험이 개선이 요구되고 있는 기존 필름에 의한 방사선투과시험을 대체할 수 있을 것으로 평가된다.
초저온 액화가스인 LNG의 저장탱크에 사용되는 9% 니켈강은 Inconel 혹은 Hastelloy 계열 용접봉을 사용하여 용접되며, 용접부는 저합금강과 오스테나이트 스테인리스강의 이종금속 용접부와 유사한 특성을 가지고 있다. 용접부에 대한 방사선투과시험 시 용접조건에 따라 밴드형태의 지시가 방사선투과 필름 상에 나타나곤 한다. 따라서 본 연구에서는 이에 대한 해석을 위하여 재료, 방사선투과시험, 초음파탐상시험, 액체침투탐상시험 및 조직시험을 통하여 의사지시 여부를 확인하였으며, 방사선투과시험 해석 및 밴드형태 지시의 발생 원인을 제시하였다.
압력용기 및 구조물 용접부의 내부결함을 검출하기 위해서는 방사선투과시험과 초음파탐상시험을 시행한다. 그러나 방사선투과시험은 방사선 노출 위험성과 필름 현상처리 소요 등으로 결과의 확인에 상대적으로 긴 시간이 소요되어 제작 공정에 영향을 준다. 일반적인 수동 초음파탐상시험은 결과의 재현이 용이하지 않으며 검사자의 기량에 대한 의존도가 높다는 문제점을 가지고 있다. 이에 대한 대안으로 자동 초음파탐상시험 기법의 하나인 TOFD의 적용이 확산되고 있다. 본 연구는 결함을 포함한 시험편에 대하여 방사선투과 시험과 TOFD 기법을 적용하고 비교한 결과를 기술하였다. TOFD 기법은 초음파 시험기법의 객관적 신뢰도 향상에 기여하게 될 것으로 판단된다.
비파괴검사(NDT)란 시험품에 손상을 주지 않고 내.외부에 존재하는 불연속부(결함)을 찾아내는 방법으로 다음과 같이 그 종류를 분류할 수 있다. (1) 표면결함 검출을 위한 비파괴검사 - 육안검사(VT) : 확대경 등에 의한 치수, 형상확인 - 자분탐상검사(MT) : 강자성체에 적용, 표면(하) 결함검출 - 침투탐상검사(PT) : 금속, 비철금속에 적용, 표면개구 결함검출 - 와류탐상검사(ET) : 도체 표층부(봉, 관 등) (2) 내부결함 검출을 위한 비파괴검사 - 방사선 투과검사(RT) : 결함의 종류, 형상의 판별 우수 - 초음파 탐상검사(UT) : 균열 등 면상 결함검출 등 우수 (3) 기타 비파괴검사 - Strain 측정 : 안전성 평가 - 음향방출시험(AET) - 누설시험(LT) - 중성자 방사선시험(NRT) 이상에서 보는 바와 같이 여러 종류의 비파괴검사가 있으나, 그 중에서 용접부에 적용되는 가장 일반적인 검사방법인 방사선 투과검사에 대해 기술하고자 한다.
Digital 방사선투과검사 시스템인 1차원 Radiometric scanning system을 개발하여 부식 및 침적물이 있는 배관의 두께평가에 적용하였다. 단일 방사성 동위원소에서 나오는 방사선을 선현으로 접속하여 시험체를 투과시킨 방사선을 BGO 검출기를 사용하여 측정하는 single source - single detector alignment system과 제어 프로그램을 개발하였다. 개발된 시스템의 성능을 GEANT4 프로그램을 사용하여 예측하였다. 그리고, 인공결함을 제작하여 넣은 시편과 두께 변화를 준 시편에 적용하여 실제 성능을 평가하였다. 방사성 동위원소를 이용하여 배관의 부식과 침적물에 의한 두께 변화에 대하여 실시간으로 필름을 사용하지 않고 평가할 수 있음을 확인하였다.
구조물의 안전성 평가와 수명예측은 구조물 내 결함에 관한 정확한 정보 즉, 결함의 종류, 크기, 위치, 형상으로 평가하고 있다 이들 결함의 분석과 해석 방법으로 실시간 평가가 가능하고, 구조물에 손상을 주지 않는 비파괴 결함 평가 방법이 널리 활용되고 있다. 특히 방사선투과시험에 의한 결함 해석과 평가는 투과사진 상에 나타나는 결함의 상으로부터 결함 형상과 결함 길이는 직접 확인할 수 있으며, 결함 깊이와 결함 높이의 해석에는 입체방사선투과검사법(Stereo-radiography)과 parallax법 등으로 현재 결함 깊이와 높이를 해석하고 있으나, 이러한 방법은 결함 검출을 위하여 조사방향을 여러방향으로 하여 방사선 투과사진을 다수 촬영하여야 하고, 촬영된 결함의 분석과 해석에도 숙련된 평가 기법이 요구되는 등 많은 문제점을 내포하고 있다.(중략)
본 고는 1997년 12월 31일 개정된 "강 용접부의 방사선투과시험 방법 및 투과 사진의 등급분류 방법" (한국산업규격 KS B 0845)을 이해하는데 참고가 될 수 있도록 일본공업규격 JIS Z 3104의 해설부분을 번역한 것으로 KS B 0845의 모체가 되는 JIS Z 3104의 본래취지를 정확히 전달하기 위하여 편집하거나 가감하지 않고 원문 그대로 기술하였으며 KS B 0845와는 일부 용어나 항목구성에 차이가 있으나 번호에 관계없이 각항목의 제목을 보고 이해하게 하였다. 특히 일부 부속 규격의 미 제정상태에서 개정판이 발표되어 적용에 혼란을 초래할 수도 있겠으나 부분적인 적용은 가능할 것으로 판단된다.
본 연구는 소형 로켓모터의 지상연소시험 시 동적 방사선투과검사를 이용하여 로켓모터의 내부 연소현상을 실시간으로 관측하는 시험 기술을 개발하고자 하였다. 이를 위해 자체 설계/제작한 영상촬영상자와 300 kV급 X선 발생장치를 사용하여 지상연소시험을 실시하였고, 연소 중 발생되는 진동과 소음 등의 외부 환경인자로부터 영상의 안정화와 장비보호를 위하여 방진/방음 장치를 개발하여 적용하였다. 시험결과, 측정부위의 진동크기가 장비의 정상운용을 위한 허용한계 이하로 측정되었으며, 연소 중 로켓모터 내부형상과 추진제 연소면의 변화를 명확히 관찰할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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