초음파 시험의 기본 방법은 무엇인가요?

소리는 순간적인 존재를 확실히 인식할 수 있지만 영구적인 변화를 일으키지는 않는 현상입니다. 이러한 이유로 (낮은 에너지를 가진) "소리"는 시험 대상 표본의 상태에 대한 정확한 정보를 얻기 위한 비파괴 검사에 매우 적합합니다. 이를 위해서는 표본 내에서 명확한 반응을 일으키지만 표본의 상태를 바꾸지 않는 방법이 요구됩니다. 따라서 "수동적 상태"는 소재 검사에서 필요한 음파의 가장 두드러진 특징입니다.

음향 방출의 특수한 영역에서는 소재의 상태에서 일어나는 자연스러운 변화에 의해 소재 내부에서 음파가 생성되는 수동 소음도 사용됩니다. 음파는 기계적인 파동이므로 운반체 역할을 하는 매체가 필요합니다. 고체, 액체, 기체 등의 상태에 상관없이 음파에서 일어나는 특수한 효과를 통해 각 소재를 평가할 수 있습니다. 전체적인 초음파 시험은 음파가 시험 대상 매체 내에서 전파될 때 어떻게 영향을 받는지를 기준으로 합니다. 음파는 측정 가능한 변화를 겪으며 이에 따라 소재의 상태를 평가할 수 있습니다. 그런 다음 소재의 속성에 대한 평가는 간접적으로만 이루어질 수 있습니다. 모델과 경험적 상관관계를 통해 음파 신호의 특정 변화를 소재의 구조 변화나 포함체의 존재 등으로 분석할 수 있습니다. 소재의 품질 평가는 항상 신호 분석에 관한 개념의 신뢰성에 따라 결정됩니다.

소재 평가에 사용되는 소리 전파에 대한 간섭은 항상 다음과 같은 동일한 원칙에 기반합니다.

2.1 인터페이스로 인한 간섭. 예를 들어 검사 표본의 제한적인 면이나 균열과 같은 거시적 인터페이스와 결정입계와 같은 미시적 인터페이스로 인해 발생합니다.

2.2 흡수로 인한 간섭. 이는 주로 내부 마찰에 의해 생성되는 에너지의 변환입니다. 이 경우 매체를 통과하는 변경된 신호나 인터페이스에서 반사된 신호에 의해 평가가 이루어집니다.

이러한 간섭의 기본적 영향으로 인해 다음과 같은 다양한 초음파 시험 방법이 개발되었습니다.

2.3 공진법 여기서는 시험 표본의 두 평행한 제한면 사이의 반사를 이용합니다(그림 1).

2.4 다른 언어에서와 마찬가지로 "섀도 기법"이라고 부르는 것이 더 나을 수 있는 투과법입니다. 이 방법에서는 소재 인터페이스의 섀도잉 효과(소재의 불연속성)가 사용됩니다. 두 개의 대립되는 프로브를 사용할 수 있으며(그림 2), 시험 표본의 한쪽에 프로브가 있는 "미러-섀도 기법"도 사용할 수 있습니다(그림 3).

2.5 에코 기법. 이 방식은 소재의 불연속성에서 반사되는 신호를 사용합니다(그림 4). 여기서 송신기 프로브는 수신 프로브와 동일할 수 있으며, 별도의 송신기와 수신기 프로브를 사용할 수도 있습니다.

모든 에코 기법, 그리고 모든 초음파 시험 방법 중 가장 중요한 기법은 펄스 에코 기법입니다. 초음파 펄스를 사용하면 반사 표시(에코 진폭)의 크기뿐만 아니라 에코 전달 시간도 평가할 수 있습니다. 따라서 반사체의 크기뿐만 아니라 반사체의 위치와 관련된 데이터도 얻을 수 있습니다. 반사체의 위치를 알 수 있는 경우(뒷벽), 전달 시간을 사용하여 소재의 구조를 평가할 수 있습니다. 반사체의 위치는 알 수 없지만 소재의 특성(감쇠, 음속)은 알고 있는 경우, 벽면 두께 측정을 수행할 수 있습니다.