침투 탐상시험의 특징

1.침투 탐상검사는 표면 개구부에 한한다.

2 침투탐상이 가장 중요한 과정은 침투제 적용 시간이며, 최소침투시간은 10분 이상이나 재질, 시험방법, 결함의 종류에 따라 다르다.

3. 형상, 크기 등이 그다지 문제가 되지 않는다.

4. 시험 온도가 중요하다. 15∼50℃

5. 침투제는 쉽게 오염된다.

6. 염색 침투제는 형광 침투제의 형광성을 잃게 하므로 섞이지 않도록 해야 한다.

7. 침투탐상은 거의 모든 재질에 사용된다.

8. 침투탐상은 모세관 현상의 원리로 사용된다.

모세관 현상--유리등과 같은 고체에 접촉된 액체의 표면이 상승 또는 낮아지는 현상

결정 요인 : 응집력, 점착력, 표면장력, 점성

침투제는 낮은 장력과 높은 모세관 현상을 갖는다

◆침투탐상의 장점

1 시험 방법이 가장 간단하다

2. 고도의 숙련이 요구되지 않는다.

3. 제품의 크기, 형상 등에 크게 구애를 받지 않는다

4 국부적 시험이 가능하다

5. 미세한 균열의 탐상도 가능하다.

6. 비교적 가격이 저렴하다

7. 판독이 쉽다.

8. 모든 제품에 적용된다.

◆침투탐상의 단점

1 시험할 표면이 개구부이어야 한다.

2 시험 표면이 너무 거칠거나 기공이 많으면 허위 지시 모양을 만든다

3. 주변 환경 특히 온도에 민감하여 제약을 받는다.

4. 후처리가 종종 요구된다.

5. 침투제가 오염되기 쉽다.

◆다른 비파괴 검사와의 비교

1.방사선 검사보다 표면 불 연속부를 찾아내는데 확실. 즉 시험품의 크기, 기하학적 조건 등에 구애를 받지 않는다.

2. 초음파보다 표면 불연속 부를 탐상하는데 빠르다

3. 와류 검사보다 융통성이 있다.

4. 내부 결함을 검출할 수 없다.

.5.미세하고 폭이 좁고 짧은 표면 균열 검사에 가장 우수, 비자성체 안의 피로균열을 탐상하는데 가장 적합.

◆이상적인 침투제 특성

1) 매우 미세한 개구부에도 쉽게 침투되어야 한다.

2) 비교적 거친 개구부에도 침투제가 남아있어야 한다.

3) 증발이나 건조가 너무 빠르지 않아야 한다.

4) 얕거나 미세한 개구부일지라도 쉽게 밖으로 세척되지 않아야 한다.

5) 얇은 도포막을 형성하여야 한다.

6) 열이나 빛 또는 자외선에 색채와 형광을 잃지 말아야 한다.

7) 불연소성이어야 한다.

8) 유독성이 없어야 한다.

◆침투제의 물리적 특성(침투제 선정시 고려 사항)

1) 점성 : 침투제의 속도에 중요한 변수가 된다. 점성이 큰 침투제는 유동성이 큰 것보다 천천히 이동되며, 침투제를 결함 속으로 빨아들이는 힘에 대한 저항력이 크다.

2) 표면 장력 : 침투력을 결정하는 인자.

3) 적심성 : 검사면을 적시는 능력. 각도가 작을수록 적심성이 좋다. 재질, 표면 거칠기, 청결도에 심하게 변화.

4) 인화점

5) 화학적 불활성

6) 세척시의 용해성

7) 유화성

8) 독성, 냄새, 피부자극

9) 가격

10) 침투력

◆현상제의 역할

1) 표면 개구부로부터 현상제를 빨아내는 흡출작용

2) 침투제가 퍼지고 분산시키는 작용

3) 배경 색깔과 혼동을 방지하는 작용

4) 시험의 감도를 증가시키고, 지시 모양을 관찰할 수 있도록 한다.

◆요구되는 현상제의 특성

1) 매우 미세한 입자 모양이 작아야 한다.

2) 흡수력이 있는 재료이어야 한다.

3) 주위 색깔과 구별될 수 있어야 한다.

4) 쉽고, 균등하게 적용시킬 수 있어야 한다.

5) 얇은 피막을 형성시켜야 한다.

6) 시험 후 완전 세척이 가능해야 한다.

7) 시험할 부품에 해를 가져서는 안된다.

8) 작업자에게 유도해서는 안된다.

◆건식 현상제의 특성

1) 산하 규소의 초미립 분말이 사용된다.

2) 비중이 가볍고 골고루  적용된다.

사용 장비 : 고무 분무밸브, 에어 분무총, 자동현상기

3) 호흡시 검사자에게 영향을 줄 수도 있다..

◆수용성 현상제

1)수현탁성 현상제

2)수용성 현상제

3)용재 현탁성 현상제

◆수 현탁성 현상제 :

1) 가장 널리 사용되는 현상제

2) 소형에서 중형 크기의 시험품을 형광탐상에 의한 다량검사에 응용

3) 세척이 끝난 후 건조 바로 직전에 실시하고 적용 후 건조기에  넣어 건조 시킨다.

4) 교반 자동 장치가 필요하다.

◆수용성 현상제

1) 좋은 재료는 아님.

2) 표면에 골고루 분포, 검사 후 제거 간단

◆용재 현탁용 현상제

1) 매우 신속하게 건조되어 수직 표면에도 흐름이 거의 없이 도포, 균일한 도막을 얻는데 효과적

2) 휴대 간편

◆현상제의 선택

1) 매끄러운 표면에는 습식

2) 거친 표면에는 건식

3) 소형고속작업: 습식

4) 용재 현상제는 균열에 이상적

5) 습식이나 용제현상제를 사용했던 거친 표면의 재검사는 어렵다.

◆침투제의 시험

1) 감도 시험

-제조 회사의 사양에 따라 알루미늄 시험편의 반대쪽에 사용하던 시험편을 적용하고, 반대쪽에 새로운 침투제를 적용한다.

-침투제의 침투시간, 유화 및 세척, 건조시간은 제조 회사의 권고에 따르는 절차서에 따른다.

- 사용하던 침투제가 육안으로 관찰하여 새 침투제보다 감도가 떨어지면 오염된 것으로 간주하여

폐기한다.

2) 수분 함량 시험 :ASTM - D 95

- 100□의 침투제를 가열 플라스크에 비슷한 양의 수분이 없는 크실렌과 함께 넣는다.

- 플라스크를 응축기에 연결하여 응결된 수분이 25□ 계량 튜브에 모이도록 한다.

- 1시간  가열.

- 냉각후 튜브에서 □단위로 읽는 부피가 침투제에 함유된 물의 용적률이다.

- 그 백분율이 제조 회사의 권고치를 초과한다면 침투제는 폐기시킨다 .

3) 점성 시험

- 100◁의 일정한 온도에서 점도계를 사용하여 측정한다. 측정값이 제조 회사의 권고치 범위를 벗어나면 역시 폐기한다.

형광 침투제의  퇴색정도 시험

- 침투제를 제조 회사의 사양에 따라서 , 시험 표면에 적용시킨 후 15'' 거리에서 100W SPOT LIGHT식 자외선등을 조사한다.

- 이때 반쪽은 가리고 자외선등을 1시간 동안 조사 후에 종이를 치운 후, 양쪽의 형광성을 비교한다.

- 자외선등에 노출되었던 부분의 형광성이 현저히 떨어지면 침투제를 폐기시켜야 한다.

◆ 유화제의 시험

1) 수세성 시험

-유화제와 침투제의 혼합물을 두개 준비한다.(50%:50%,사용하던  유화제와 새 침투제를 75:25)

- STEEL시험편의 샌드브라스팅 한 면이 위로 가도록 하여 75°각도로 세우고 각각의 10□의 혼합물을 1½''전도의 폭으로 두 줄기를 흘러 내리도록 한다.

- 5분 후 제조 회사의 사양에 따라  유화된 침투제를 씻어 낸다.

- 이때 두 줄기가 모두 잘 씻겨지면 사용하던 유화제가 양호한 것이지만, 자국이 남으면 그 유화제는 폐기 시킨다.

2) 수분함량  시험

3) 점성 시험

◆침투 탐상 검사법의 특징

1. 수세성 형광 침투탐상검사

1) 장점

- 비교적 표면 조도가 거친 것에 사용 할 수 있다.

- Key , 나사부와 같은 형상이 복잡한 시험품 탐상이 가능하다.

- 넓은 면적의 시험품을 1회의 작업으로 탐상 할 수 있음.

- 고감도 탐상도 가능하다.

2) 단점

- 수분이 혼입되면 침투액의 성능이 현저히 저하된다.

- 전원,믈 및 검사 장소를 어둡게 설비함과 동시에 자외선 조사등이 필요함,

- 박판의 탐상으로, 관통된 결함이 예측되는 경우에는 적합하지 않다.

◆2. 후유화성 형광 침투탐상 검사

1) 장점

- 가장 감도가 높은 검사 방법

- 지나친 세척의 폐단을 방지하며, 미세한 결함 또는 비교적 폭이 적은 결함의 탐상이 가능함.

- 다른 방법에 비해 침투 시간을 단축할 수 있다.

- 침투액은 수분의 혼입 또는 온도의 영향에 의한 성능의 저하가 적다.

- 소형의 다량 부품의 검사에 적용

2)단점

- 거친 물건에 적용되지 못한다.

- 유화 처리를 필요로 하기 때문에 탐상절차가 복잡하여 숙련이 요구된다.

- 형상이 복잡한 시험품의 탐상에도 적합하지 않다

- 대형 부품의 탐상이 곤란하다.

- 물, 전원, 자외선 조사등이 필요하다

- 유화제는 수분 및 침투액의 혼입에 따라 성능이 변화하므로 관리가 복잡하다.

- 유화 시간의 조정이 어렵다.

◆3. 용재 제거성 형광 침투탐상

1) 장점

- 휴대용으로 사용된다.

- 용재 제거성 염색 침투탐상법과 비교하여 감도가 높다.

- 침투 시간을 단축할 수 있다

- 대형 부품, 구조물의 부분 탐사에 적합하다.

- 수도 시설이 불필요하다.

2) 단점

- 표면이 거친 것에는 사용 불가능하다.

- 세척 처리가 곤란하고, 작업이 잘못되면  검출 감도가 저하함으로 숙련이 요구된다.

- 검사 장소를 어둡게 해야 되고 , 자외선 조사등이 필요하다.

◆4. 수세성 염색 침투탐상검사

1) 장점

- 거친 것에 적합하다.

- 세척 처리가 비교적 쉽다.

- 자외선이 불필요하다

2) 단점

- 결합검출감도가 낮고, 미세한 결함의 탐상에는 적합하지 않다.

◆5.후유화성 염색 침투탐상 검사

1) 장점

- 과세척의 폐단이 적고 비교적 미세한 결함, 폭이 좁은 결함의 탐상도 가능하다

- 침투시간을 단축할 수 있다

- 소형 다량 부품의 시험에 적용된다.

- 자외선 조사등이 필요하지 않다.

2) 단점

- 거친 것은 적용할 수 없다.

- 유화 처리를 하기 때문에 탐상절차가 복잡하여 숙련을 요한다.

- 복잡한 시험품의 탐상에 적용되지 않는다.

- 유화제 관리, 유화 시간 조정이 어렵다.

◆6. 용제게거성 염색 침투탐상검사

1) 장점

- 전원. 수도. 장치가 불필요, 가장 휴대하기 좋다

- 큰 부품, 구조물의 부분 탐상에 적당하다.

- 작업 순서가 가장 간편하다.

2) 단점

- 표면이 거친 것에는 적합하지 않다.

- 다량 부품의 탐상에는 적합하지 않다.

- 세척 처리가 힘들다.

◆전 처리 방법

1) 화학적 방법- 산 세척, 화학적 부식, Pickling

2) 기계적 방법- Tumbling,습식 또는 건식의 불라스팅법. 와이어 브러시법, 고압의 증기세척법, 초음파 세척법

3) 용제법- 증기 탈지

◆침투제의 특수요건

ASME Code Sec.Ⅴ, Article 24

1) 유황과 염화물, 불화물의 함량

오스테나이트 스테인레스강, 티타늄, 니켈 합금의 재료를 탐상검사시 사용되는 침투제는 이와 같은 이온 함량에 제한을 둔다. 특수한 조건이 없는 한 1%를 초과해서는 안된다.

◆시험 결과의 기록에 필요한 항목

1) 시험실시자의 성명 및 자격

2) 시험 실시장소 및 시험년월일

3) 시험의 목적

4) 적용규격, 기준, 사양서, 절차서명

5) 시험법

6) 시험조건

7) 시험체의 명칭

8) 시험결과

9) 지시모양의 기록

◆자외선 조사장치(Black light)

- 형광 침투탐상시험에 사용되며

- 330∼390nm 의 자외선을 조사하는 것으로

- 고압 수은등에 자외선 필터를 부착한 자외선등과 안정기로 구성되어 있다

- 자외선의 강도는 조사 중심에서 횡 방향으로는 렌즈 효과에 의해 급격히 감소하고,

거리의 자승에 반비례하여 감소한다

- 통상 시험면에서 800∼1000□/□이다.

- 고압 수은등은 점등 초기 1,000시간에서 약 10%강화하고 그후 원만한 둔화 곡선을 따라 감소하면 초기 광량의 20%까지 둔화되면 수명이 되었다고 한다. 그 시점까지의 수명을 유효 수명이라 하고, 이 유효 수명은 안정기의 종류, 램프의 점등 회수에 따라 영향을 받으며, 통상 1회의 점멸에서 유효 수명이 약 30분 단축된다. 재 점등하려면 5-6분이 걸린다.

- 390nm 이상은 결함 지시 모양을 식별하는데 나쁘며, 또 330 nm이하의 광선은 인체에 유해하다.

◆침투탐상검사용 시험편

A 형 비교시험편- 알루미늄 및 알루미늄 합금판을 가스버너로 520 ∼ 530℃로 가열한 후, 급랭시켜, 터짐을 발생시킨다. 같은 방법으로 반대쪽에도 터짐을 발생시킨 후 그  중앙부에 홈을 가공한 것이다

size: 75*50*(8~10)  깊이 1.5

ASME SECⅤ 3in*2in 두께:⅜in

1)장점

- 시험편의 제작이 간단

- 미세한 균열을 얻는다.

- 시험편의 균열이 자연균열에 가깝다

2) 단점

- 균열의 치수를 조절 할 수 없다.

- 균열의 파면이 산화 등으로 재현성이 점차 나빠진다.

B형 비교 시험편 - 길이 100□, 폭 70□(가운데 절단선) , 두께는 규정 안는다.

도금 균열을 이용한 것으로 황동판에 니켈도금과 크롬 도금을 한 도금 면을 바깥쪽으로 굽혀, 도금 층에 균열을 발생시킨 것으로 2편을 1조(組)로 사용한다.

1) 장점

- 균열 깊이가 도금 층의 두께와 동일하므