침투탐상시험은 표면에 열린 결함 내부로 침투액이 스며든 뒤 지시를 형성하는 원리를 이용한다. 방사선투과시험은 결함에 따른 투과강도 차이, 초음파탐상시험은 결함에서 발생하는 반사 에코, 자분탐상시험은 결함 부위의 누설 자속을 이용하므로 올바른 연결이다. 표피효과는 침투탐상시험의 원리가 아니므로 연결이 틀린 것은 4번이다.
니켈-크롬강의 담금질성을 향상시키고 뜨임연화저항이 크며, 높은 온도에서 뜨임할 수 있으면서 최고의 강인성을 제공하는 원소는 모리브덴(Mo)이다.
모리브덴은 탄화물 형성 원소로서 뜨임 과정에서 탄화물의 석출을 지연시켜 뜨임연화저항을 크게 향상시키며, 이를 통해 200mm 이상의 대단면에서도 완전한 담금질 조직을 유지할 수 있다. 또한 모리브덴은 강의 강인성을 현저히 개선하여 기계 구조용 저합금강에서 최고 수준의 강인성-강도 조합을 실현한다.
- 붕소(B)는 담금질성은 향상시키나 뜨임연화저항은 낮다.
- 망간(Mn)은 기본 담금질성 향상에 제한적이다.
- 구리(Cu)는 강인성 향상에 주요 역할을 하지 않는다.
허용사용률은 로 구한다.
이므로 허용사용률은 135%이다.



유탁액은 유화제의 분자막이 기름입자를 둘러싸서 물속에 안정적으로 분산된 상태다. 이 상태에서 침투액의 유성입자를 제거하려면 유화제의 분자막을 파괴하여 기름을 응집·침전시켜야 한다. 물을 다시 첨가하면 유화제의 농도가 희석되어 분자막이 약화되고, 이로 인해 기름입자들이 응집하여 물 위에 떠오르거나 침전되어 분리 제거된다. 반면 기름이나 계면활성제, 유화제를 추가로 첨가하면 오히려 유탁액을 더욱 안정화시켜 분리를 방해한다.
침투액이 시험체 표면을 잘 넓혀 적시려면 접촉각이 작아야 하고, 이는 고체/액체 계면장력과 침투액의 표면장력이 모두 작을 때 달성된다. '고체/액체 계면장력과 침투액의 표면장력을 가능한 작게함'이 정확히 이 조건을 나타낸다.
침투탐상에서 침투액체가 시험체 표면을 자연적으로 넓혀 적시는 현상은 영의 방정식(Young's equation)으로 설명되며, 접촉각 θ는 다음 관계식을 따른다:
cos θ = (γ_SV − γ_SL) / γ_LV
(여기서 γ_SV는 고체/기체 계면장력, γ_SL은 고체/액체 계면장력, γ_LV는 액체/기체 표면장력)
침투탐상검사에서 침투시간과 현상시간의 관계는 일반적으로 침투시간의 1/2 정도로 설정된다. 침투시간이 30분일 때 현상시간은 30분의 1/2인 15분이 적절하다. 이는 침투제가 결함 내부에 충분히 스며들도록 한 후, 과도한 현상으로 인한 배경 오염을 방지하면서도 결함 신호를 명확하게 현상시키기 위한 표준 관행이다.
물로 세척하는 경우 건식·속건식 현상법은 현상제를 적용하기 전에 표면이 말라 있어야 하므로 세척처리 후 건조한다. 반면 습식 현상법은 수성 현상제를 적용한 뒤, 즉 현상처리 후에 건조한다. 무현상법도 세척처리 후 건조처리를 한다.

물 분말 현탄액(water powder suspension)은 침투액 제거 단계가 아니라 현상(development) 단계에서 사용되는 현상제(developer)이므로, 과잉 침투액 제거제에 해당되지 않는다. 침투탐상검사에서 과잉 침투액(excess penetrant)을 제거하기 위해 사용되는 제거제는 물, 액상 용제, 물 베이스 유화제 세 가지로 규정된다.
현상제는 결함 부위의 침투액을 표면으로 확산시켜 가시성을 높이는 역할을 하며, 침투액 제거 후에 별도로 도포된다.
A형 대비시험편은 A2024P 판의 한 면 중앙부를 분젠 버너로 520~530℃로 가열한 뒤, 가열한 면에 흐르는 물을 뿌려 급냉해 균열을 만든다. 이어 중앙부에 흠을 기계가공해 만든다. 따라서 가열온도를 420~430℃로 쓴 설명은 틀렸다.
속건식 현상법은 세척처리 뒤 시험면을 먼저 건조한 다음 현상제를 적용한다. 따라서 후유화성 형광 침투액에 속건식 현상법을 쓰면 현상 전 건조처리가 필요하다. 반대로 습식 현상법은 세척 직후 젖은 상태에서 현상제를 적용하고 현상 후에 건조한다. 무현상법은 현상처리 자체가 없다.
KS B 0816 기준에 따라 침투탐상 시험은 엄격한 조작조건을 규정하며, 이 중 세척시간은 조작조건으로 규정되지 않는다. 세척 소요 시간은 육안으로 침투액이 충분히 제거되었는지 확인하여 판단하는 항목이다.
- 세척수의 온도와 수압: 침투액 제거를 위한 세척 단계에서 결함 검출에 영향을 주므로 조작조건으로 규정된다.
- 건조 온도 및 시간: 결함 지시의 명확성과 신뢰성에 직결되므로 조작조건으로 명시된다.
- 현상시간 및 관찰시간: 결함 지시의 명확성과 신뢰성에 직결되므로 조작조건으로 명시된다.
KS B 0816 침투탐상 시험방법 규격에서 A형 대비시험편의 흠 깊이는 약 0.5mm 정도이며, 보기 3번에서 제시한 5mm는 과도하게 깊다. A형 시험편은 미세한 표면 결함을 검출하기 위한 기준시편으로서 얕은 흠을 기준으로 하며, 기계가공한 흠의 폭은 1.5mm(보기 1번), 시편 크기는 50mm×75mm, 판두께 8~10mm(보기 2번), 제작방법은 분젠버너로 520~530℃ 가열 후 급냉(보기 4번)이 모두 올바르다.
침투탐상 시험에서 결함 분류는 결함의 분포 형태에 따라 구분되는데, 분산 결함은 정해진 면적 안에 1개 이상의 개별 결함들이 흩어져 존재하는 것을 의미한다. 갈라짐은 결함의 형태 분류(선형, 둥근형 등)에 해당하고, 연속 결함은 일정한 경로를 따라 이어져 있는 결함을 뜻하며, 수축상 결함은 특정한 형태의 결함을 나타내므로 문제에서 묻는 "정해진 면적 안에 1개 이상의 결함"이라는 정의와 일치하는 것은 분산 결함이다.