[기계기초실험]초음파를 이용한 비파괴 검사

1. 실험 목적

각종 재료왿� 제품 및 구조물등에 대한 품질관리나 품질보증의 수단으로서 피검사체를 손상, 분리, 파괴시키지 않고 원형 그대로 유지한 상태에서 그 내부에 발생한 변형, 균열, 기포, 이물질과 같은 결함을 여러 가지 탐상법을 적용하여 찾아내므로서 불량품 생산을 억제하고 구조물을 사고없이 안전하게 사용할 수 있도록 하는데 있다. 구조물은 대형화, 고압화, 고속화되어 있어 그것의 품질과 규모에 변화를 가져오고 있으며 안정성에 대한 문제가 대두되고 있다. 모든 재료는 완전무결할 수 없기 때문에 수명이 영구적일 수가 없다.
그러므로 시험체에 어느 정도의 결함이 존재하는지 알아야 하며 그 결함이 이들의 사용조건에서 얼마나 유해한지도 알아야 한다. 이 자료를 제공하는 것이 비파괴 검사이다. 즉, 비파괴 검사로 시험체의 상태를 확인하여 결함등을 미리 제거하여 수명을 연장시킬 수 있다. 또한 검사의 결과를 분석 검토하여 제조 조건을 수정, 보완함으로써 제조 기술의 개량을 꾀할 수 있다. 마지막으로 불량품을 조기에 발견하고 조치함으로써 공수왿� 시간을 절약하게 되어 원가 절감의 효과를 가져오며 구조물의 수명예측으로 파손을 방지할 수 있다면 안전하고 경제적인 관리가 가능하다.

2. 실험 이론 및 원리
가. 실험 요약
재료나 시험체의 원형과 기능을 변화시키지 않고 성질·상태·내부구조 등을 알아내는 검사이다. 우리가 실험한 초음파탐상시험은 초음파를 이용하여 음파의 빔을 검사할 재질내로 보내어 표면 및 내부 결함을 검출하는 비파괴검사법이다. 이 실험을 통해 우리는 시편을 파괴하지 않아도 내부 결함의 위치왿� 크기를 알 수 있다.

나. 실험 배경
비파괴 검사는 시험체의 물리적 성질, 즉 방사선, 음파, 열, 빛, 전기, 자기에너지 등을 시험체에 적용하여 조직의 이상이나 결함의 존재로 인해 적용된 에너지의 성질 및 특성 등이 변화하는 것을 적당한 검출방법을 이용하여 이들 성질의 변화량을 측정함으로써 조직의 이상 여부나 불연속의 존재왿� 정도를 알아내는 것이다. 따라서 비파괴 검사는 사용되는 에너지의 종류왿� 검출방법에 따라 여러 종류로 나누어 진다. 평가 가능한 중요한 성질은 다음과 같다.