와전류 탐상검사의 개요와 표준]

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와전류 탐상검사의 개요와 표준

에이티에스 2024. 10. 30. 20:57

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와전류 탐상검사(Eddy Current Testing)는 다양한 유형의 튜브 길이 또는 재료 표면을 따라 전자 프로브를 실행하여 결함을 찾는 프로세스입니다. 와전류는 프로브에 의해 전도성 물질로 유입되는 전류와 반대 방향으로 흐르는 전류입니다. 와전류 검사는 일반적으로 와전류 검사, 전자기 검사 또는 전자기 검사라고도 합니다.

와전류 탐상검사를 통해 검사자는 육안으로 보이지 않을 수 있는 매우 작은 결함을 찾을 수 있습니다. 와전류 테스트 프로브에서 수집된 원시 데이터는 이러한 목적으로 제작된 소프트웨어를 사용하여 처리한 결과의 결함을 식별하는 방법을 알고 있는 숙련된 검사관이 분석해야 합니다

와전류 검사는 비파괴 검사(NDT)에 사용되는 여러 전자기 검사 방법 중 하나로, 검사 대상 물질을 손상시키지 않는 검사 목적으로 수행되는 검사를 말합니다.

1. 와전류 탐상검사

1) 와전류 탐상검사 개요

와전류 현상은 1824년 연구자 프랑수아 아라고(François Arago)에 의해 처음 관찰되었지만, 실제로 그 발견에 기여한 사람은 발명가 레옹 푸코(Léon Foucault)입니다. 푸코의 발견은 1855년에 이루어졌으며, 1831년에 전자기 유도의 원리를 발견한 마이클 패러데이(Michael Faraday)의 연구에 부분적으로 기반을 두고 있습니다.

이 원리는 전류와 자기장 사이의 관계를 설명하며, 패러데이가 전류가 흐르면서 시간이 지남에 따라 변하는 방식으로 자기장이 전도성 물질을 통과한다는 것을 관찰한 결과입니다.

이러한 초기 관찰에도 불구하고 1879년이 되어서야 과학자 David Hughes는 와전류의 잠재적인 용도를 발견했습니다. Hughes는 코일 전도성 와이어의 특성이 다양한 종류의 전도성 물질과 접촉할 때 변한다는 것을 입증할 수 있었습니다.

와전류 탐상검사는 제2차 세계대전 이후 독일의 프리드리히 푀르스터(Friedrich Förster) 교수가 산업적 응용 분야를 탐구하기 시작할 때까지 주류로 사용되지 않았습니다. 전쟁이 끝난 후 Förster는 와전류 탐상검사용 기기를 제조하는 Foerster Group이라는 회사를 설립하여 기술을 더욱 발전시키고 잠재적 용도를 확장했습니다.

튜브의 와전류 테스트에서 검사관은 튜브의 길이를 통해 프로브를 실행하여 작은 결함을 식별합니다. 와전류 검사는 또한 펄스 와전류 검사 장비를 사용하여 재료 표면의 결함을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.

튜브의 와전류 탐상검사가 작동하는 방식은 다음과 같습니다.

탐침 : 검사기는 교류를 사용하는 단일 요소 와전류 탐상검사 프로브와 같은 프로브로 시작합니다. 와전류 테스트 프로브는 코일 전도성 와이어 조각으로 구성됩니다.
자기장 생성 : 전기가 통하면 프로브는 교류 자기장을 생성합니다.
와전류 생성 : 자기장이 물체나 물질에 도입되면 프로브의 전류와 반대되는 전류가 생성됩니다. 이러한 전류를 와전류라고 합니다.
데이터 수집 : 재료에 존재하는 모든 결함은 이러한 와전류에 변화를 일으키며 검사자는 튜브의 와전류 검사 중에 프로브를 도입한 후 이 데이터를 수집합니다.
데이터 평가 : 데이터를 수집한 후에는 물체의 결함을 식별할 수 있도록 분석해야 합니다. 데이터를 수집하는 검사관이 데이터를 분석하는 검사관과 항상 동일하지는 않을 수 있는데, 이는 이 두 가지 활동에는 서로 다른 수준의 교육과 인증이 필요하기 때문입니다.

2) 와전류 탐상검사 응용

와전류 탐상검사는 표면과 튜브를 검사하는 데 가장 일반적으로 사용됩니다. 이는 매우 민감한 테스트 방법이며 표면 또는 그 바로 아래의 매우 작은 결함이나 균열도 식별할 수 있습니다. 표면에서 ETC는 강자성 및 비강자성 재료로 수행할 수 있습니다. 튜브의 와전류 검사에서 와전류 탐상검사는 주로 비강자성 튜브로만 수행할 수 있습니다.

와전류 탐상검사에서 일반적으로 찾는 데 사용되는 결함 유형은 다음과 같습니다.

균열
부식
마모(튜브에서, 종종 침식으로 인해)
동결 관련 손상(튜브)
융합 부족
피팅
벽 손실 / 두께 손실

와전류 탐상검사가 일반적으로 검사하는 데 사용되는 재료의 유형은 다음과 같습니다.

보어 : 볼트 홀 보어, 사용 중인 튜브용 보어.
용접 : 용접 조인트, 노즐 용접, 마찰 교반 용접
튜브 : 증기 발생기 튜브, 금속 튜브.

검사관이 와전류 탐상검사를 가장 일반적으로 사용하는 산업은 다음과 같습니다.

항공 우주
원자력 / 발전
제조
석유 및 가스
석유 화학
수송

3) 와전류 탐상검사의 장단점

와전류 탐상검사를 사용하면 검사자가 물체의 표면 및 표면 아래에서 결함을 쉽고 정확하게 찾을 수 있지만, 이는 검사자가 일반적으로 재료의 결함을 찾는 데 사용하는 이유 중 하나일 뿐입니다.

ETC의 장단점 목록은 다음과 같습니다.

- 장점

정확성과 휴대성/사용 편의성 측면에서 매우 다재다능합니다.
그 결과는 신뢰성이 높으며 고품질의 데이터를 제공합니다.
감도가 매우 높아 검사관이 5mm의 작은 결함을 식별할 수 있습니다.
페인트나 다른 유형의 코팅이 있는 표면에 효과적입니다.
고온 및 수중 표면에서 사용할 수 있습니다.
즉각적인 데이터를 제공합니다.
수행하는 데 비교적 짧은 준비 시간이 걸립니다
보일러 튜브나 바퀴와 같은 균일한 부품을 테스트하기 위해 자동화할 수 있습니다.

- 단점

전류에서만 작동합니다.
와전류 탐상검사 전류는 항상 재료 표면과 평행하게 흐르기 때문에 전류와 직접 접촉하지 않는 결함은 감지할 수 없으며 이는 일부 결함이 감지되지 않을 수 있음을 의미합니다.
넓은 영역을 검사하는 데는 적합하지 않습니다.
깊이에 따라 효능이 다를 수 있습니다.
자기 투과성의 변화에 따라 달라질 수 있으며, 이로 인해 강자성 물질의 부품을 검사하는 데 사용하기 어려울 수 있습니다. 또한 ECT 장비는 용접부의 투과성 변화에 따라 달라지기 때문에 강자성 재료와 함께 비전도성입니다.
신호를 올바르게 해석하는 것은 관련이 없는 데이터 포인트를 걸러내야 할 수 있기 때문에 어려울 수 있습니다.

2. 와전류 탐상검사의 방법

와전류 탐상검사 방법에는 다음과 같습니다.

1) 와전류 어레이

와전류 배열 검사는 전기적으로 대전된 코일 어레이를 사용하여 재료의 결함을 식별하기 위한 민감도 프로파일을 생성합니다. 이러한 종류의 테스트에서 검사자는 개별 코일 간의 상호 인덕턴스를 피하도록 주의해야 합니다.

2) 열교환기 테스트

열교환기 검사는 와전류의 가장 널리 사용되는 용도 중 하나입니다.

이러한 유형의 테스트에서 검사자는 와전류를 사용하여 금속 튜브의 결함을 찾아 와전류 테스트 프로브를 한 번 통과한 후 즉시 데이터를 제공합니다.

3. 로렌츠 포스 와전류 검사

로렌츠 힘 와전류 검사는 여러 개의 DC 자석을 사용하여 표피 효과(즉, 도체 중앙의 흐름 전류를 상쇄하고 표피에 해당 보강재를 두는 것)를 극복하기 위한 새로운 NDT 방법입니다. 여러 개의 자석을 사용하는 것 외에도 로렌츠 하중 와전류 탐상검사는 상대 모션을 사용하여 검사자가 빠르고 정확한 와전류 탐상검사를 수행할 수 있도록 도와줍니다.

4. 표면 어레이 테스트

표면 어레이 테스트는 항공우주 산업에서 일반적으로 사용되며, 높은 정확도로 전도도와 부식/벽 두께를 측정하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이러한 유형의 테스트는 매우 다재다능하며 다른 검사 방법이 작동하지 않을 수 있는 접근하기 어려운 장소에서 결함을 찾을 수 있습니다.

3. 와전류 시험 장비

와전류 탐상검사 장비에는 프로브와 기기의 두 가지 범주가 있습니다.

일반적으로 프로브는 데이터를 수집하고 기기는 해당 데이터를 해석 가능한 결과로 변환합니다.

- 프로브 - 와전류 탐상검사 장비

1) 휴대용 프로브

휴대용 프로브는 와전류 탐상검사에 사용되는 가장 일반적인 유형의 프로브 중 하나입니다. 그들은 다양한 산업 분야에서 사용되며 일반적으로 프로브의 팁과 핸들에 대한 교체 가능한 부품과 함께 제공됩니다.

2) 표면 어레이 프로브

표면 어레이 프로브는 표면 어레이 테스트에 사용되며 일반적으로 평평하지 않은 표면의 결함을 식별하는 데 사용됩니다.

3. 튜빙 어레이 프로브

이 프로브는 와전류관 검사 장비의 일종으로, 검사관이 튜브를 한 번에 통과하여 검사자가 필요로 하는 모든 데이터를 수집하는 데 일반적으로 사용합니다.

- 기기 - 와전류 탐상검사 장비

1) 와전류 탐상검사 휴대용 기기

휴대용 와전류 탐상검사기는 검사자에게 ETC 데이터를 기록할 수 있는 휴대용 장치를 제공하여 현장에서 더 다양한 기능을 제공합니다.

2) 와전류 탐상검사기

더 큰 와전류 탐상검사기는 검사자가 ETC 데이터를 기록하는 데도 도움이 됩니다. 이 기기는 표면 어레이와 튜빙 구성으로 제공될 수 있습니다.

3) 모듈식 와전류 탐상검사 장치

모듈식 ETC 장치는 일반적으로 더 작고 휴대성이 뛰어난 기기 전용 와전류 탐상검사 시스템입니다. 이 장치는 응축기 및 증기 발생기를 검사하는 데 사용되는 발전소에서만 사용하도록 만들어졌습니다.

4. 와전류 탐상검사 표준 및 코드

누출 테스트는 일반적으로 코드 기반 검사에 사용됩니다.

다음은 널리 사용되는 누출 테스트 코드 및 리소스입니다.

ASTM(미국재료시험협회)

ISO(국제 표준화 기구)

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