오스테나이트계 스테인리스강 후판용접부 비파괴검사

Abstract

본 연구는 Austenitic Stainless Steel 후판 배관 용접부에 있는 결함을 정확하게 검출하고 평가하기 위해 용접부를 진행하는 초음파의 특성을 분석하여 최적의 초음파 탐촉자 선정 및 대비시험편의 제작 그리고 UT 기법을 명확히 하고자 한다. Austenitic Stainless Steel 용접부 후판 검사에 사용되는 기법을 정리하면, 기존의 횡파사각탐촉자는 오스테나이트계 스테인레스 강 용접부에 대해서 낮은 SN(signal to noise)비를 갖게 되므로 용접부탐상에 부적합하고 TRL(Transmit Receive Longitudinal) 탐촉자를 사용하여 수지상(dendrite)조직에 의한 산란 및 감쇠를 줄여 비교적 두꺼운 용접부에 대한 SN비를 개선하여 결함 검출능을 향상시켜 검사가 가능토록 하였다. TRL 탐촉자의 집속범위(focal length)를 고려하여, 특정깊이에서의 결함 검출능을 향상시키기 위해 검사목적 및 결함발생 예상깊이에 맞는 탐촉자를 선정하고 Austenitic Stainless Steel 용접부에 존재하는 표면결함은 종파사각 탐상이나 횡파사각탐상과 같은 종래의 검사방법으로는 검출하기 어려움으로, 표면에 초음파를 집속시킬 수 있는 TRCr 탐촉자를 사용하여 표면 및 표면직하 결함 검출이 가능하게 한다. 또한 TRL probe의 적용시 초음파의 모드변환 등의 이유로 ½skip 거리(직사법)로 사용범위를 제한하고, ½skip(직사법)만을 탐상거리로 함에 있어 문제되는 용접부 상부에 대한 접근한계거리 문제 및 V-개선시 발생되는 융합불량 검출 등의 문제를 용접부의 crown을 제거함으로써 가능하고 Austenitic Stainless Steel 용접부는 초음파의 탐상감도, 음속, 진행경로 등과 같은 초음파의 특성이 모재와 차이를 갖게 되므로, 주기준감도 설정을 위한 Reference Block의 인공결함은 각 적용 Technique에서 요구하는 모재나 용접부 등에 가공되어야 하며, Reference Block의 형상(재질, Size, 두께, Groove, WPS)은 검사할 제품과 동일해야 한다. 검사의 기준이 되는 감도를 설정하는 Reference Block은 검사하고자 하는 시험체와 동일한 사양의 용접부에 가공함으로써 초음파의 특성이 Reference Block과 시험체에서 동일하게 해주며, 결함의 발생이 예상되는 지역별로 가공된 P1, P2, P3 Block을 검사절차에 명시한 검사 기법(Technique)별로 사용함으로써 결함 검출능을 향상시키는데 상당한 도움이 되리라 판단된다.