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1. 비파괴검사 정의
비파괴검사(Non-Destructive Testing, NDT)란, 제품을 파괴하지 않고 재질, 성능 등의 검사를 할 수 있는 방법이다.
재료나 제품을 원형과 기능에 변화를 주지 않고 실시하여 원하는 것을 알 수 있는 검사를 말한다. 즉 재료나 제품을 물리적 현상을 이용한 특수방법으로 검사 대상물을 파괴, 분리 또는 손상을 입히지 않고 결함의 유무와 상태 또는 그것의 성질, 상태, 내부구조 등을 알아내는 모든 검사를 말한다.
2. 비파괴검사 목적
1.신뢰성의 향상: 구조물의 안전성을 확보하기 위해 구조물을 구성하고 있는 재료, 부품의 신뢰성을 향상 시켜야 한다.
이러한 신뢰성 향상을 통해 철저한 품질관리가 가능해 지고, 구조물을 믿고 사용할 수 있게 된다.
즉 적절한 비파괴검사를 각각의 목적에 맞게 적용함으로써 건전성을 확인하고, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
2.제조기술의 개선: 비파괴검사의 결과를 분석 검토하여 제조조건을 수정 보완함으로써 제조기술의 개선이 가능하며 제조기술을 향상 시킬 수 있다.
3.제조원가의 절감: 제조 공정에서 적당한 시기에 적절한 비파괴검사를 적용하여 불량품을 조기에 발견하고 조치함으로써 시간과 재료를 절감할 수 있다.
3. 비파괴검사 목적
1) 방사선 비파괴검사(RT : Radiography)
방사선(X-선 또는 γ-선)을 시험체에 조사하였을 때 투과 방사선의 강도의 변화 즉, 건전부와 결함부의 투과선량의 차에 의한 필름상의 농도차를 2차원 영상으로 기록하여 결함을 검출하는 방법으로 용접부, 주조품 등의 결함을 검출하는 방법이다.
2) 초음파 비파괴검사(UT : Ultrasonics)
시험체 내부결함의 검출에 주로 이용되며 시험체에 초음파를 전달하여 내부에 존재하는 불연속으로부터 반사한 초음파의 에너지량, 초음파의 진행시간 등을 CRT Screen에 표시, 분석하여 불연속의 위치 및 크기를 알아내는 검사방법으로 균열 등
면상결함의 검출능력이 방사선투과검사보다 우수하다
3) 자기 비파괴검사(MT : Electromagnetics)
강자성체의 표면 또는 표면하에 있는 불연속부를 검출하기 위하여 강자성체를 자화시키고 자분을 적용시켜 누설자장에 의해 자분이 모이거나 붙어서 불연속부의 윤곽을 형성, 그 위 치, 크기, 형태 및 넓이 등을 검사하는 방법이다.
4) 침투 비파괴검사(PT : Liquid Penetrant Testing)
시험체 표면에 침투제를 적용시켜 침투제가 표면에 열려있는 불연속부에 침투할 수 있는 충분한 시간이 경과한 후 불연속부에 침투하지 못하고 시험체 표면에 남아있는 과잉의 침투제를 제거하고 그 위에 현상제를 도포하여 불연속부에 들어있는
침투제를 빨아 올림으로서 불연속의 위치, 크기 및 지시모양을 검출하는 검사방법이다.
5) 누설 비파괴검사(LT : Leak Testing)
시험체 내부 및 외부의 압력차 등에 의해서 기체나 액체를 담고 있는 기밀용기, 저장시설 및 배관 등에서 내용물의 유체가 누출되거나 다른 유체가 유입되는 것을 말하며, 시험체의 불연속부에 의해 발생된다. 이때 유체의 누출, 유입 여부를 검사하거나, 유출량을 검출하는 방법이다
6) 음향방출 비파괴검사(AET : Acoustic Emission Testing)
하중을 받고 있는 재료의 결함부에서 방출되는 응력파를 분석하여 소성변형, 균열의 생성 및 진전 감시 등 동적거동 파악하고 결함부의 취이판정 및 재료의 특성평가에 이용한다.
7) 육안 비파괴검사(VT : Visual Testing)
재료, 제품 또는 구조물(시험체)을 직접 또는 간접적으로 관찰하여 시험체에 결함이 있는지 알아내는 비파괴검사 방법으로서 여러 재료 제품 또는 구조물의 제작사양, 도면 설계사양 규격 등에 적합한지 허용한도 이내에 드는지의 여부를 결정하는
것까지를 포함한 것으로 다른 비파괴검사 방법이 사용되기 전에 적용되어야 한다.
8) 열화상 비파괴검사(IRT : Infrared Thermography Testing)
피사체의 실물을 보여주는 것이 아닌 피사체의 표면으로부터 복사(방사)되는 에너지(열에너지)를 전자파의 일종인 적외선 형태로 검출 피사체 표면의 복사열의 강도(양)를 측정하여 강도(양)에 따른 피사체 온도 차이의 분포를 열화상 장치를 이용하여
영상으로 재현한 후 영상을 평가하여 건전성을 검사하는 방법이다.
9) 중성자 비파괴검사(NRT : Neutron Radiographic Testing)
중성자가 물질을 투과할 때 물질과 상호작용에 의해 그 세기가 감쇠되는 현상을 이용한 비파괴 검사 방법으로 X-선이 전자와 반응하는 반면 중성자는 원자핵과 반응하여 침투 정도가 X-선보다 훨씬 깊고 분해능도 뛰어나다. 금속과 같이 밀도가
높은 물질이나 폭약류, 수소 화합물과 같이 가벼운 원소로 구성된 복합 물질의 비파괴 검사에 유용하다.
10) 응력측정 비파괴검사(SM : Stress measurement Testing)
구조물의 안전성은 외력을 가한 상태에서 응력을 측정하여 평가하나 응력을 직접 측정할 수 없으므로 응력과 변형량이 비례함을 이용하여 구조물의 변형량을 측정하여 응력을 구하고 안전성을 평가한다
4. 비파괴검사 적용
1) 품질평가
소재나 용접부의 제조과정 중 수행하는 검사는 제조된 것이 규정된 규격 혹은 사양서에 따라 제조되고 규정된 품질을 만족하고 있는가의 여부를 확인할 목적으로 행해지는 것이며, 비파괴검사는 이 목적을 달성하기 위한 품질관리의 한 수단으로서 행해지는 것이다.
따라서 이 검사의 결과를 이용해서 행하는 재료 및 용접부의 평가는 품질평가이며 이때 주어지는 판정기준은 품질관리를 위한 관리단계를 나타내는 것이다. 이 관리단계는 지금까지 명확한 이론과 경험으로 주어진 설계조건에서 사용하여도 중대한 재해를 가져오는 파괴사고를 발생할 우려가 없다는 판단을 기초로 하여 결정하여야 한다.
2) 수명평가
초기 사용이후 일정기간마다 수행하는 검사는 다음 검사 시기까지 안전하게 사용될 수 있는가 여부를 추정 평가하고자 하는 것이며, 설비의 수명을 평가하기 위한 것이라고 할 수가 있다.
즉 정기검사, 보수검사, 운전중 검사에서는 사용조건에 근거해서 새롭게 발생한 이상상태를 검출하여 그 종류, 형상, 크기, 발생개소, 응력, 응력방향과 관계 등으로부터 향후 검사 시기까지 이상상 태의 성장을 예측하고 ,보수 또는 폐기여부를 결정해야 한다. 따라서 그 평가기준은 결함의 발생원인에 따라 다른 것으로 평가방법의 기준을 제시할 수는 있어도 품질평가 시 제시할 수 있을 만한 판정기준을 제시하는 것은 어렵다.
그러나 수명을 평가하기 위해서는 검출된 이상부위의 정보를 정확하게 구하여 그 성장량을 예측하여야 한다.
5. 비파괴검사 기술기준
관련법령
(법,령,시행규칙) |
검사주관 기관 |
주적용 대상 |
적용방법 |
비고 |
도시철도차량
안전기준에관한규칙 |
도시철도관리공단 |
육안검사 |
비파괴검사 언급 없음 |
1.구조체에는균열/훼손/부식 및 리벳 부분의느슨해짐 또는 용접부의 균열이 있어서는 안됨 (안전기준24조②)
2.제동장치의 각부품은 운행의안전에지장을주는흠,균열또는기공등의 결함이 없어야함(51조③항) |
도로의유지보수등에관한규칙)
(교량에대한 안전점검 및 정밀안전진단세 부지침: 시설물의안전관리에관한특별법이정한바에의함))
(기타 타종류의 세부지침은 별도의 비파괴검사에 대한 언급 없음) |
공공관리주체(국가/지방자치단체, 정부투자기관 및 지방공기업법에 의한 지방 공기업, 기타 대통령령으로 정하는 자) 및 민간관리주체 |
교량에대한안전점검및정밀안전진단세부지침
3장.안전점검의비파괴검사표3-37에서 대상부위 및검사량 결정됨 |
기본적으로 방사선투과검사투과검사실시, 필요에 따라 초음파탐상, 자분탐상, 액체침투탐상, 초음파탐상검사 |
1.완공후10년이 경과된1종시설물정밀점검: 5년에1회 이상 정밀안전진단
2.교량및터널에대한 안전점검은시설물의안전관리에관한특별법 |
항공법
동시행령
동시행규칙
항공기용 표준부품검사기준 |
건설교통부 |
항공기부품 |
* 제작사에서 장비 매뉴얼을 제작하여 검사를 수행하고 정기적으로 그 매뉴얼에 따라 검사가 수행 |
1.생산시 항공우주개발촉진법에의거 :
성능검사 및 품질검사
2. 항공법에따라 감항증명을 받기위해 기술기준에 의거 검사 |
시설물의안전관리
에관한 특별법
동법시행령
동법시행규칙
시설물의
안전점검 및
정밀 안전진단 지침 |
공공관리주체(국가/지방자치단체, 정부투자기관 및 지방공기업법에 의한 지방 공기업, 기타 대통령령으로 정하는 자) 및 민간관리주체 |
1. 정기점검:
반기별1회이상
2. 정밀점검:
2년에 1회이상
3. 초기검사:
설치후6월이내
4. 긴급검사:
사고시 또는 필요시 |
1.교량의 경우 기본적으로 방사선투과검사실시, 필요에 따라 초음파 탐상, 자분탐상, 액체침투탐상, 초음파탐상검사
2.검사물량은 교량에대한 세부안전점검 및 정밀안전진단지침의 3장 표3-7에 의거함 |
1. 도로시설중 특수교량(현수교/사장교/아치교 및 최대경간장이 50미터이상인 교량)과 연장 1천미터이상의터널
2. 철도 시설중 트러스교량과 연장 1천미터이상의터널
3. 갑문시설
4. 다목적댐/발전용댐 및 저수용량 2천만톤이상의 용수전용댐 5.하구둑과 특별시안에 있는 직할하천의 수문 6.광역상수도
및 그 부대시설과 공업용수도(공급능력100만톤이상인
것) 및 그 부대시설 |
건설기계관리법
동시행령, 동시행규칙 |
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건설기계와 검사의
유효기간은 별표 7 |
비파괴검사
언급 없음 |
균열 등 없을 것 |
선박 안전법
동시행령
동시행규칙
선박안전조업규칙 |
한국 선급 협회 |
- 예비검사(선박관련물건 검사)
- 제조검사(선체, 하역장비 등) |
- 비파괴검사에 대해서는 한국선급협회의 선급 및 강선규칙참고 |
- 구체적사항은 선급협회 규정 참고 |
- 정기검사(5년)
- 중간검사(매1년)
- 임시검사(무선설비개조,수리시)
- 임시항행검사(검사증서 받기전 운행시)
- 특별검사
- 자체검사 |
-비파괴검사에 대해서는 한국선급협회의 선급 및 강선규칙참고 |
- 구체적 사항은 선급협회규정 참고 |
항만법
동시행령
동시행규칙
항만시설장비규칙 |
시도지사 및 지방항만청 |
- 준공검사
- 시설에 대한 제조검사(제조 등 30일전)
- 시설에 대한 설치검사(사용 15일전) |
- 구체사항 없음 |
- 시설장비 검사기준 |
- 시설에 대한 정기검사(주기 : 2년)
- 자체검사(주간,분기,특별점검)
- 시설 변경에 대한 임시(수시)검사(변경15일전) |
-구체사항 없음 |
- 시설장비 검사기준 |
6. NDT, NDI, NDE
1) 비파괴시험(nondestructive testing ; NDT)
소재, 기기, 구조물의 품질관리(QC)나 품질보증(QA)의 한 수단으로 이용되는 계측기법으로 재료, 제품, 구조물 등의 종류에 거의 상관없이 시험대상물을 손상, 분리, 파괴시키지 않고 원형 그대로 유지한 상태에서 시험체의 표면내부의 결함유무와 그 상태 또는 대상물의 성질, 내부구조 등을 조사하는 시험 전체를 말한다. 즉, 비파괴 시험은 대상이 되는 피검사체를 파괴시키지 않고 그 건전성, 성능, 결함의 존재상태 등을 조사하기 위한 단순한 결함검출기법을 말한다.
2) 비파괴검사(nondestructive inspection ; NDI)
비파괴시험을 한 후 그 결과와 기능 및 건전성의 판정기준에 근거하여 그 시험대상물이 사용가능한가. 어떤가의 합부(合否)의 판정까지를 내릴때를 말한다. 비파괴검사에 의해 제품에 결함이 발견되었을 때 검사자 또는 자동검사장치는 그 제품을 그대로 사용 또는 판매해도 좋은 지의 판정을 내려야 하고, 이를 위해서는 관련규격등에 근거한 합부판정 기준이 필요하게 된다.
3) 비파괴평가(nondestructive evaluation ; NDE)
재료의 부하 조건이나 환경조건을 파악하고 파괴역학적으로재료의 수명을 예측하여 종합적으로 재료의 건전성을 평가하는 비파괴계측 기법이다. 이 비파괴평가는 단순한 결함검출기법으로 재료평가(materials evaluation)의 상당한 부분을 점유하고 있고 재료 및 구조물의 기능, 신뢰성을 종합적으로 판단하는 기술요소로 알루미늄 및 티탄합금이 사용되는 항공기 부재 등에서는 검사가 용이한 구조물 형상을 요구하기도 하고, 구조설계를 규정하는 역할을 담당하기도 한다. 또, 한편으로 신소재, 첨단재료 등에서는 아직 이들에 대한 비파괴평가기법이
확립되어 있지 않고, 이들 첨단 재료의 품질 보증을 위한 비파괴평가기법의 확립이 신소재 개발의 중요한 과제중의 하나가 되고 있다.
(출처 : 비파괴검사개론-골드출판사, 박은수 박익근 저)
 
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