구상흑연주철의 특징을 분석하면, 흑연이 구상(공 모양)으로 존재하며 회주철보다 고탄소, 고규소 함유되고, 유리 시멘타이트가 없는 상태에서 사용되는 것이 정상적 특성이다. 반면 4번은 구상흑연주철의 기지조직이 시멘타이트로 이루어져 있다고 하는데, 실제로 구상흑연주철은 페라이트 또는 펄라이트 기지조직을 가지며 시멘타이트가 존재하지 않는 것이 특징이다. 시멘타이트 기지를 가지는 것은 백주철의 특성이므로, 4번이 구상흑연주철의 특징이 아니다.
기브스 상평형 법칙(Gibbs phase rule)을 적용한다: (압력 일정할 때는 ). 3원계 금속 상태도에서 압력이 일정하므로 (A, B, C 세 성분), (3상 공존)을 대입하면 이다. 자유도가 1이라는 것은 온도를 지정하면 세 상의 조성이 자동으로 결정되고, 온도만 변수로 남는다는 의미다.
Invar는 36% Ni를 함유하는 Fe-Ni 합금으로, 열팽창계수가 매우 작다는 특징을 가진다. 이 합금은 상온 근처에서 열팽창계수가 거의 0에 가까워 정밀 기기, 측정기구, 시계 부품 등에 사용되며, 온도 변화에 따른 치수 변화를 최소화해야 하는 용도에 적합하다. 따라서 2번(열팽창계수가 크다)은 오답이고, 내식성과 인성·취성은 Invar의 주요 특징이 아니므로 3번, 4번도 틀렸다.
용접 변형 방지법의 냉각법은 용접 후 열을 빠르게 제거하여 변형을 억제하는 방법이다. 살수법은 용접부에 물을 분사하여 냉각하고, 수냉 동판 사용법은 냉각수가 흐르는 동판으로 열을 흡수하며, 석면포 사용법은 석면포로 보온하여 냉각 속도를 조절하는 냉각법이다. 반면 교호법(구간별 용접 방법)은 용접 순서와 방향을 변경하여 열 분포를 고르게 하고 변형을 줄이는 방법으로, 냉각이 아닌 용접 시공법에 속한다.
용접 결함은 치수상 결함, 구조상 결함, 성질상 결함으로 나뉜다. 기공은 슬래그 섞임·균열·융합불량과 함께 구조상 결함에 속한다. 변형과 용접부 형상의 부적당은 치수상 결함, 인장강도의 부족은 성질상 결함이다.
펄스-에코법에서 제1회 반사(저면 반사)와 제2회 반사는 음파가 각각 편도거리 500mm, 왕복거리 1000mm를 경과하므로, 감쇠에 의한 신호 감소량은
(여기서 는 감쇠계수 dB/m, 는 음파가 경과한 거리 차이)로 표현된다.
제2회 반사는 제1회 반사 대비 추가로 1000mm(1m)를 왕복하므로, 감쇠 차이는
에서 , 따라서 ...로 해석되나, 문제에서 제시된 "제1회 저면 반사와 제2회 반사의 차이 30dB"는 누적 왕복 감쇠를 의미한다. 제1회는 두께 500mm 왕복(1m), 제2회는 그 2배(2m)를 경과하므로, 총 경과거리 차이는 1m이고, 에서 이 나온다.
그러나 음향임피던스 차이에 의해 제2회 반사는 진폭이 재반사되므로, 실제 신호 감소는
를 따르거나, 직접적으로
에서 이 아니라, 제2회까지의 총 경과거리 2m에서 제1회 1m을 뺀 1m 구간에서
으로 계산된다.
산란파법, 텐덤법, 투과반사법은 에코 높이의 변화를 이용해 결함의 크기를 추정한다. 단부에코법은 결함 끝부분에서 나오는 에코의 위치(전파 시간)로 결함 높이를 측정한다. 따라서 에코 높이를 이용하는 방법이 아니다.

초음파 진동자의 펄스폭과 감도, 분해능의 관계를 다루는 문항이다. 펄스폭이 크면 더 많은 에너지를 방출하여 감도(수신 감도)는 증가하지만, 동시에 펄스 지속시간이 길어져 두 개의 가까운 반사파를 구분하기 어려워져 분해능(시간 분해능)은 저하된다.
반대로 펄스폭을 줄이면 분해능은 향상되지만 에너지 감소로 감도는 떨어진다.
- 펄스폭이 크면 분해능은 증가하고 감도는 저하된다는 설명은 이 관계를 역으로 잘못 설명했다.
- 댐핑재료를 수정으로 한다는 설명은 기술적으로 부정확한 표현이다.
- 댐핑재료를 두껍게 부착한다는 설명은, 댐핑재료를 두껍게 부착하면 펄스폭이 감소(감쇠 증가)하여 분해능이 향상되고 감도는 저하되는 역효과를 낸다.
초음파탐상에서 주파수가 증가할 때의 영향을 분석하면, 감도는 증가하므로 2번이 틀렸다. 주파수 증가 시 1번 전파거리는 음파 감쇠가 커져 단축되고, 3번 파장이 짧아져 작은 결함 탐지가 가능해지며, 4번 고주파 노이즈(열 잡음)도 증가한다. 다만 감도는 주파수 증가에 따라 신호 진폭이 증가하고 신호 간섭이 줄어들어 향상되는 특성을 보인다.
초음파탕상검사에서 분해능(resolution)은 두 개의 인접한 구조물을 구별하는 능력을 의미하며, 이는 사용하는 주파수에 가장 큰 영향을 받는다. 주파수가 높을수록 파장이 짧아져 축방향(axial) 분해능과 횡방향(lateral) 분해능 모두 향상되므로 미세한 구조물의 식별이 가능해진다.
- 탐촉자의 재질은 음향 특성에 영향을 주지만 분해능을 직접 결정하지는 않는다.
- 입사각은 영상 화질에 영향을 준다.
- 초점거리는 특정 깊이에서의 빔 폭에만 영향을 미친다.
초음파현미경 탐상방법은 1회의 송수신으로 화면상의 1개 화소가 형성되는 방식이다. 보기 1·2·3은 모두 초음파현미경의 기본 원리로, 송신된 전기신호가 음향렌즈로 집속되어 시험체에 조사되고(1번), 반사된 초음파가 역경로로 진동자에 도달하며(2번), 이를 전기신호로 변환하여 화면 휘도변조에 사용된다(3번). 반면 보기 4번의 '2회 송수신으로 1개 화소가 메워진다'는 초음파현미경의 원리가 아니며, 이는 주사전자현미경(SEM) 등 다른 탐상방법의 특성을 잘못 적용한 것이다.





수침법(immersion method)에서 탐촉자의 음향렌즈는 초음파를 수렴시켜 강재 표면에서 초점을 형성하는 장치다. 초음파가 강재에 입사한 후에도 이 수렴 특성은 유지되어 초점현상을 나타내며 강 내부에서 집속된다.
- 음향임피던스 차이로 인한 반사손실은 발생하지만(전반사 아님), 대부분의 초음파 에너지는 강재로 투과하여 수렴 경로를 따른다.
- 강 내부에서의 분산(scattering)은 결정립 등 미세결함에서만 제한적으로 발생하므로, 음향렌즈가 설계한 초점 집속 특성이 강재에서도 유지되는 것이 수침법의 원리다.
ASME Section V Article 4 초음파탐상검사 기준에서 배관 용접부의 기본 교정시험편(basic calibration block)은 결함 감지 능력을 검증하기 위해 규정된 노치를 포함해야 한다. 배관 용접부 기본 교정시험편의 노치 깊이는 공칭 단벽 두께 T의 8%에서 11% 범위로 설정되어 있으며, 이는 실제 배관에서 발생할 수 있는 결함 크기를 대표하는 기준점으로 기능한다.
- 1.6~2.2%T는 너무 얕다.
- 최소 3%T에서 최대 3%T는 정해진 범위가 아니다.
- 12~15%T는 너무 깊어서 기준을 초과한다.
KS D 0040에서 건축용 강판은 등급 X일 때 점적률 15% 이하이면 합격이다. 등급 Y는 X보다 엄격해 점적률 기준이 더 낮고 국부점적률 제한도 추가된다. 보기 2·4에 제시된 등급 Y의 점적률·국부점적률 수치 조합은 규격과 맞지 않는다.
KS B 0896에서 DAC 에코 높이 구분선은 A2형계 표준시험편의 ø4×4mm 표준구멍을 기준으로 작성한다. 또는 RB-4의 표준구멍을 사용한다. 따라서 ø2×2mm를 기준으로 한다는 설명은 옳지 않다. 구분선은 원칙적으로 실제 사용하는 탐촉자로 작성하고, 표준 구분선과 6dB씩 다른 구분선을 3개 이상 작성한다.