P3-0420분

UT 초음파 비파괴검사

초음파 원리와 결함 검출

🔵Reviewed — 교차 검증 완료

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UT(Ultrasonic Testing, 초음파 검사)는 고주파 음파를 용접부에 입사시켜 내부 결함에서 반사되는 에코 신호를 분석하는 체적 검사 방법입니다.

ASME Section V Article 4(두께 측정) 및 Article 5(용접부 검사)에서 UT 요건을 규정합니다.

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UT 검사의 기본 원리

1. 초음파 발생과 전파
- 탐촉자(Probe)의 압전 소자가 전기 신호를 초음파로 변환
- 주파수: 일반적으로 2~5 MHz. 주파수가 높을수록 분해능 향상, 투과력 감소

2. 탐촉자 종류
- 수직 탐촉자: 두께 측정, 라미네이션 검출
- 경사각 탐촉자: 용접부 결함 검출 (45°, 60°, 70°)
- TOFD (Time of Flight Diffraction): 결함 크기 정밀 측정

3. 결함 검출 메커니즘
- 결함면에서 초음파 반사 → 에코 신호 발생
- 에코의 위치(시간)로 결함 깊이 계산
- 에코의 높이(진폭)로 결함 크기 추정

4. TOFD vs Pulse-Echo
- Pulse-Echo: 전통적 방법, 진폭 기반 평가
- TOFD: 회절 신호 기반, 결함 높이 정밀 측정 가능. ASME Code Case 2235에 의해 RT 대체 허용

UT는 면상 결함(균열, 융합 불량)에 강력한 검출력을 보입니다. RT가 체적 결함에 유리하다면, UT는 면상 결함에 유리합니다. 최근 프로젝트에서는 RT 대신 TOFD+Phased Array UT 조합이 증가하는 추세입니다.

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합격 기준 및 보고서 검토

건설 규격별 합격 기준이 다르므로 프로젝트 사양서를 먼저 확인해야 합니다.

ASME VIII Div.1 Appendix 12 기준 (Pulse-Echo)
- 참조 레벨 대비 에코 높이와 지시 길이로 평가
- DAC(Distance Amplitude Correction) 곡선 대비 평가

ASME VIII Div.1 Appendix U 기준 (TOFD)
- 결함 높이와 길이를 직접 측정하여 평가

보고서 확인 포인트
1. 검사 범위(Coverage) — 100% 검사 여부
2. 장비 교정(Calibration) 기록
3. 결함 위치, 크기, 종류 분류
4. 합격/불합격 판정 근거

UT 검사 시 모재의 표면 상태와 접근성이 중요합니다. 거친 표면, 도장, 보온재가 있으면 검사 전에 제거해야 합니다. 또한 오스테나이트 스테인리스강(P-8)은 결정립이 크기 때문에 UT 적용이 어렵습니다.

직사각 탐촉자(수직), 경사각 탐촉자(45°/60°/70°). 주파수 2~5MHz, 진동자 크기 선정.

IIW V1/V2 블록으로 빔 경로·민감도 교정. DAC 곡선 작성.

접촉매질(커플란트) 도포 후 탐촉자를 이동하며 반사 에코를 모니터링합니다.

에코 높이, 위치, 길이를 DAC 기준으로 평가. 합격 기준 적용 후 판정.

🎯 학습 확인 퀴즈⚠️ 자체 제작 문항1 / 7

UT 검사의 원리는?