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기술동향 <기술동향: 비파괴 검사기>초음파와 빛을 이용한 표층 결함을가시화하는 새로운 비파괴 검사 장치

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작성자 댓글 0건 조회 3,538회 작성일 20-12-29 11:03

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사진 1. MIV-500의 구성 예 


서론

최근 항공기, 자동차, 인프라 등의 제조정비/유지관리의 현장에서는 경쟁력을 확보하기 위해 보다 더 높은 수준의 품질 관리 및 생산성이 요구된다. 한편 세계적으로 인력 부족이 심각해지고 있는 상황과 기능기술 계승 등 각 사업자가 떠안고 있는 과제를 해결하기 위해 검사 작업의 인력 절감, 효율화와 자동화가 요구되고 있다.


또한, 환경 및 에너지 문제를 배경으로 부품의 경량화나 고성능화를 도모하기 위한 다중 재료(multi material)나 복합재 등의 소재 개발이 진행되고 있으며 신규 구조 재료에 대응하는 검사 방법이 필요하다고 여겨진다.

이렇게 현대의 제조 산업 정세에서 봤을 때 비파괴 검사에 대한 요구는 다양해지고 고도화되고 있으며 새로운 검사 기술에 대한 기대가 높아지고 있다.


우리는 대상물의 결함 유무를 판별하기 위해 초음파가 전파하는 모습을 촬영하는 독자적인 비파괴 검사 기술(초음파광 탐상)을 이용한 초음파광 탐상장치(MAIVISTM); MIV-500’을 출시했다(사진 1). 이 장치는 초음파 탐상 등의 이전 기술에서는 검출이 어려웠던 부재 표면 부근의 숨겨진 결함을 가시화한다. 이를 통해 도막에 가려진 균열 등에 대한 검사에서 표면의 도막 제거 작업 등과 같은 전작업을 필요로 하지 않아 검사 작업의 효율화를 도모할 수 있다. 또한 부재의 표층 박리 검사 등 이전의 타음(knock sound)이라고 하는 검사자의 기능에 의존했던 관능 검사의 공정을 최신 기술을 이용한 이화학 검사로 교체했다. 이를 통해 기능 승계나 정비 기록의 디지털 관리를 통한 품질 관리의 향상이라는 새로운 가치를 제안하려 한다.

 

초음파광 탐상장치의 개요 및 특징 

초음파광 탐상장치 MIV-500은 대상물을 전파하는 초음파를 레이저 조명과 카메라를 이용하여 광학적으로 시각화하며, 균열과 박리 등 결함이 있는 부분에서 초음파의 전파가 흐트러지는 모습을 관찰하여 결함을 감지한다(그림 1, 그림 2). 장치는 진동자’, ‘카메라 유닛’, ‘제어 유닛으로 구성되며, PC의 제어 소프트웨어로 조작하게 된다. 진동자를 검사 대상물에 밀착시켜 초음파 진동을 여기(励起)시킨 상태에서 카메라 유닛을 통해 대상물을 촬영하고 촬영한 이미지에서 생성한 초음파 진동의 가시화상(음장(音場) 이미지)PC에서 확인함으로써 검사를 진행한다.


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그림 1. 초음파광 탐상 이미지


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그림 2. 가시화상에 의한 결함 감지의 개념
 


MIV-500의 특징은 다음과 같다.

(1) 표층 부근의 결함을 시각화

대상물의 표면 부근에 존재하는 균열이나 박리, 공극 등의 결함을 시각화한다. 검사 결과는 육안이나 카메라 촬영과 동일한 시야에서 관찰할 수 있으며 결함 위치나 형상을 파악하기 쉽다. 이전의 초음파 탐상에서는 감지하지 못했던 표면 근방의 검사가 가능하기 때문에 도막 들뜸이나 박판의 접착 박리라는 표면 바로 아래의 결함도 감지할 수 있다.


(2) 검사 결과의 데이터화 가능

타음 등의 관능 검사는 기록성의 불량이 문제였지만 MIV-500은 검사 결과를 이미지 데이터로 기록할 수 있기 때문에 검사 결과의 타당성을 나중에 확인할 수 있게 되며 검사의 신뢰성 향상에 기여할 수 있다. 또한 이미지 데이터에 의한 판정에 따라 점검자를 통한 평가의 불균일이나 누락을 줄일 것이 기대되며 그와 더불어 열화의 경시 관찰이나 기타 관찰법에 의한 검사와의 연계 등 다양한 분석에도 활용이 가능하다.


(3) 검사 업무의 효율화에 기여

도막으로 덮인 대상의 경우에도 도막 아래의 결함을 가시화할 수 있기 때문에 이전 방법인 육안이나 침투 탐상, 자분 탐상에서 필요했던 도막 제거재도장 등의 공정을 크게 줄일 수 있다.



..(후략)




堀川 浩司 畠堀 貴秀 / 시마즈제작소

본 기사는 2020년 11월호에 게재되었습니다.  

  

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본 기사는 월간지[計側技術] (일본일본공업출판주식회사 발행)로부터 번역·전재한 것입니다.

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