[초음파비파괴검사기사 필기] 20년 1회차
초음파비파괴검사기사 필기 기출문제

20년 1회차

총 80문항 · 객관식 · A4 약 1장

1 / 1
A4정답 포함
초음파비파괴검사기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

20년 1회차

총 80문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
셀레늄(Selenium) 등의 반도체 뒤에 금속판을 대고 균일한 전하를 준 후 시험체를 투과한 방사선에 노출되면 방사선의 강도에 따라 반도체의 저항이 작아지고 전하가 이동하여 방전하게 되는데, 여기에 반대 전하를 도포하면 육안으로 확인 가능한 영상이 형성되며 이에 적절한 수지를 도포함으로써 영상을 형성할 수 있다. 이 원리를 이용하는 방법은?
1건식 방사선 투과검사법(Xeroradiography)
2전자 방사선 투과검사법(Electron radiography)
3자동 방사선 투과검사법(Autoradiography)
4순간 방사선 투과검사법(Flash radiography)
문제 2
결함의 유해성에 관한 설명 중 옳은 것은?
1결함을 가지고 있는 구조물의 강도가 저하하는 양상은 그 결함의 형상과 방향에 따라 다르다.
2곡면이 있는 결함은 주로 단면적의 감소에 기인하여 강도를 증가시킨다.
3가늘고 긴 결함은 단면적의 감소 이외에 결함부의 지시 길이에 기인하여 강도를 증가시킨다.
4표면결함과 내부결함에서 동일종류, 동일치수의 결함이면 내부결함의 경우가 표면결함보다 유해하다.
문제 3
비파괴시험 기술자의 임무라 볼 수 없는 것은?
1시험결과의 정확한 판정
2제조공정의 철저한 관리
3제품의 품질보증에 대한 책임
4시험기술 향상을 위해 꾸준한 노력
문제 4
동일 조건에서 모세관의 반지름이 2배로 늘어나면 모세관속 액체의 높이는 어떻게 되는가?
11/4로 낮아진다.
21/2로 낮아진다.
32배로 높아진다.
44배로 높아진다.
문제 5
다음 중 발(기)포누설검사법(Bubble Trst)에서 소크시간(soak time)에 해당되는 것은?
1검사용액을 혼합하고 적용하는데 소요되는 시간
2검사용액을 적용한 후 관찰할 때까지 소요되는 시간
3가압의 완료 시점과 요액의 적용시점 사이의 시간
4시험에 소요되는 총 시간
문제 6
다음 ()안에 들어갈 원소는?
1Cu
2S
3Mn
4Si
문제 7
SM45CC의 탄소 함유량은 약 몇 %인가?
10.0045
20.12
30.45
41.2
문제 8
실루민을 개량처리하는 이유로 옳은 것은?
1공정점 부근의 주조조직으로 나타나는 Si 결정을 미세화 시키기 위해
2공정점 부근의 주조조직으로 나타나는 Ai 결정을 미세화 시키기 위해
3공정점 부근의 주조조직으로 나타나는 Zn 결정을 미세화 시키기 위해
4공정점 부근의 주조조직으로 나타나는 Sn 결정을 미세화 시키기 위해
문제 9
알루미늄 합금의 질별 기호가 잘못 짝지어진 것은?
1O : 어닐링한 것
2H : 가공 경화한 것
3W : 용체화 처리한 것
4F : 용체화 처리 후 자연시효한 것
정답 및 해설

F는 제조한 그대로의 상태를 나타내는 기호이다. 용체화 처리 후 자연시효한 것은 T4로 표시한다. O(어닐링), H(가공경화), W(용체화 처리)는 올바르게 짝지어져 있다.

문제 10
다음 합금 중 형상기억 효과가 있는 것은?
1Mn-B
2Co-W
3Cr-Co
4Ti-Ni
문제 11
Mg 합금에 대한 설명으로 틀린 것은?
1소성가공성이 높아 상온변형이 쉽다.
2비강도가 커서 항공기나 자동차 재료 등으로 사용된다.
3감쇠능이 커서 소음방지 재료로 우수하다.
4구상 흑연주철의 첨가제로 사용된다.
문제 12
다음 중 주석에 대한 설명으로 틀린 것은?
1화학기호는 Sn이다.
2상온가공경화가 없으므로 소성가공이 쉽다.
3비중은 약 10.3이고, 융점은 약 670℃정도이다.
4무독성이므로 의약품, 식품 등의 포장용, 튜브에 사용된다.
문제 13
재료의 정적 파괴응력보다 작은 응력을 장시간 동안 반복적으로 받는 경우에 파괴되는 현상은?
1마모
2피로
3크리프
4샤르피
문제 14
금속의 인장시험 시 측정되는 다음 항목들 중 가장 높은 응력 값을 나타내는 것은?
1인장 강도
2항복 강도
3탄성 강도
4피로 강도
문제 15
순철의 냉각에서 A3 변태에 대한 설명으로 옳은 것은?
1온도는 약 1410℃이다.
2부피가 감소하는 변화이다.
3결정구조의 변화를 수반한다.
4공정 반응이다.
정답 및 해설

순철의 A3 변태는 약 912℃에서 일어나는 동소변태이다. 냉각 시 γ철(FCC)이 α철(BCC)로 바뀌어 결정구조가 변한다. 조밀한 FCC에서 BCC로 바뀌므로 부피는 증가한다. 약 1400℃에서 일어나는 것은 A4 변태이고, A3 변태는 공정 반응이 아니다.

문제 16
용접 작업으로 인하여 발생하는 잔류 응력을 제거하는 방법으로 틀린 것은?
1솔더링
2피닝법
3국부 풀림법
4저온 응력 완화법
문제 17
아크 용접기의 1차측 입력이 20kVA인 경우 가장 적합한 퓨즈의 용량은? (단, 이 용접기의 전원전압은 200V이다.)
110A
250A
3100A
4200A
정답 및 해설

아크 용접기 1차측 입력 20kVA, 전원전압 200V일 때 필요한 퓨즈 용량은 먼저 1차측 전류를 구한 후, 여기에 안전계수를 적용하여 결정한다.

1차측 전류는
I=PV=20,000200=100AI = \frac{P}{V} = \frac{20,000}{200} = 100\text{A}
이고, 용접기 같은 대용량 기기의 퓨즈는 정격전류의 1.25~1.5배로 설정하는 것이 일반적이다. 따라서
100×1.25=125A100 \times 1.25 = 125\text{A}
이상의 퓨즈가 필요하며, 표준 퓨즈 용량 중 이에 가장 가까운 100A 이상의 규격은 100A이다.

다만 실무에서는 순간적인 과부하 시 정상 운전 중 차단을 피하기 위해 정격전류 수준 또는 그 이상의 표준 규격을 선택하는데, 보기상 100A가 가장 적합한 용량이다.

문제 18
다음 중 노치취성 시험방법이 아닌 것은?
1슈나트 시험
2코머렐 시험
3샤르피 시험
4카안인열 시험
문제 19
저수소계 피복 아크 용접봉의 건조온도 및 건조시간으로 다음 중 가장 적합한 것은?
1100~150℃, 30분
2200~300℃, 1시간
3150~200℃, 2시간
4300~350℃, 1~2시간
정답 및 해설

저수소계 용접봉의 표준 건조조건은 300~350℃에서 1~2시간 건조하는 것으로, 이를 통해 피복제 내 수분을 충분히 제거하여 용접 시 확산성 수소 발생을 최소화한다.

저수소계 피복 아크 용접봉은 흡습성이 높아 사용 전 충분한 건조가 필수적이며, 건조온도가 너무 낮으면 수소 제거 효과가 불충분하고 피복제 성분이 손상될 수 있다.

  • 100~150℃는 온도가 부족하여 수소 제거 효과가 미흡하다.
  • 150~200℃는 온도가 부족하여 수소 제거 효과가 미흡하다.
  • 200~300℃는 규정 범위보다 낮으며 시간도 부족하다.
문제 20
가스 금속 아크 용접에서 용융 금속의 이동 형태가 아닌 것은?
1단락 이행
2입상 이행
3롤러 이행
4스프레이 이행
문제 21
음향 임피던스에 관한 설명 중 틀린 것은?
1음량임피던스의 값은 (음속)×(밀도)로서 표시한다.
2글리세린의 음향임피던스는 기름의 음향임피던스보다 일반적으로 크다.
3음향임피던스 차이는 음의 투과 양을 계산하는데 영향이 거의 없다.
4두 가지 종류의 물질이 접촉했을 때 양자의 음향임피던스가 거의 같으면 밀도에 큰 차가 있어도 음파는 경계면에서 거의 반사하지 않는다.
문제 22
초음파탐상시험에서 입사파의 종파 굴절각이 90°가 되는 경우 이 때의 입사각을 무엇이라 하는가?
1입사각이 90°라는 의미와 상응한다.
2제1임계각을 의미한다.
3제1굴적각을 의미한다.
4입사각과 반사각이 일치하지 않은 각도를 말한다.
정답 및 해설

입사각을 키워 가다가 종파의 굴절각이 90°가 될 때의 입사각을 제1임계각이라 한다. 이 각도를 넘으면 시험체 안에는 종파가 사라지고 횡파만 전달되므로, 이 원리가 사각탐상에 이용된다.

문제 23
탐촉자의 표시가 5Z10×20ND일 때 D의 뜻은?
1가변각형
2수침형
32진동자형
4판파형
정답 및 해설

초음파 탐촉자 표시 규격에서 마지막 문자 D는 진동자의 개수와 배열 형태를 나타낸다. 5Z10×20ND에서 D는 2진동자형(dual/double element)을 의미하며, 이는 송신용과 수신용 진동자 2개가 하나의 탐촉자에 배열되어 있는 구조를 뜻한다. N은 정상각(수직), Z는 초점형, 10×20은 진동자 크기, 5는 주파수를 나타낸다.

문제 24
초음파의 지향각은 매체를 통과하는 초음파의 파장과 진동자의 크기에 따른 함수로써 다음 설명 중 옳은 것은?
1주파수가 증가하고, 진동자의 크기가 감소하면 지향각은 항상 작아진다.
2주파수가 증가하고, 진동자의 크기가 감소하면 지향각은 항상 커진다.
3주파수와 진동자의 크기가 모두 감소하면 지향각은 작아진다.
4주파수와 진동자의 크기가 모두 감소하면 지향각은 커진다.
정답 및 해설

초음파의 지향각(beamwidth)은 θ ≈ 1.22λ/D 관계식으로 나타나며, 여기서 λ는 파장, D는 진동자의 크기다. 주파수 f가 증가하면 파장 λ = c/f (c는 음속)는 감소하고, 진동자 크기 D가 감소하면 지향각은 증가한다. 따라서 보기 1, 2는 틀렸다.
주파수와 진동자의 크기가 모두 감소하는 경우, 파장 λ는 증가하고 분모 D도 감소하므로 λ/D 값이 증가하여 지향각은 커진다. 보기 3은 거짓이고 보기 4가 참이다.

문제 25
다음 중 초음파의 특성을 잘못 기술한 것은?
1진공상태에서도 전달된다.
2탐촉자의 재질과 초음파의 속도는 무관하다.
3탐촉자의 크기와 속도는 무관하다.
4탐촉자의 진동자 두께와 속도는 무관하다.
정답 및 해설

초음파는 기계적 파동으로 매질을 통해서만 전달되므로 진공상태에서는 전달되지 않습니다. 초음파의 속도는 매질의 종류에 따라 결정되며, 탐촉자의 재질(음향 임피던스), 크기, 진동자 두께 등은 초음파의 전파 속도에 영향을 주지 않습니다. 따라서 진공상태에서도 전달된다는 표현은 초음파의 특성을 잘못 기술한 것입니다.

문제 26
강에 굴절각 45° 탐촉자 wedge를 설계하고자 한다면 시험재 표면과 wedge가 이루는 각(θ1은 얼마로 하여야 하겠는가? (단, wedge 내에서의 속도=2730m/sec, 강에서의 속도 : 종파=5900m/sec, 횡파=3230m/sec이다.0
136.7°
239.7°
326.4°
423.4°
정답 및 해설

45° 굴절각 탐촉자를 설계하려면 Snell의 법칙을 적용하여 wedge 내 입사각을 먼저 구한 후, 시험재 표면과 wedge가 이루는 각을 계산해야 한다.
wedge 내에서 강으로 굴절할 때 횡파(전단파) 3230 m/sec가 발생하므로, Snell의 법칙: sin⁡θwvw=sin⁡θrvs\frac{\sin\theta_w}{v_w} = \frac{\sin\theta_r}{v_s}에서 sin⁡θw2730=sin⁡45°3230\frac{\sin\theta_w}{2730} = \frac{\sin 45°}{3230}이다.
sin⁡θw=2730×sin⁡45°3230=2730×0.70713230=0.5975\sin\theta_w = \frac{2730 \times \sin 45°}{3230} = \frac{2730 \times 0.7071}{3230} = 0.5975이므로 θw≈36.65°\theta_w \approx 36.65°이다.
wedge 내 음파의 입사각이 약 36.7°일 때, 강 표면에서의 굴절각이 45°가 되며, 시험재 표면과 wedge가 이루는 각 θ1=θw≈36.7°\theta_1 = \theta_w \approx 36.7°이다.

문제 27
검사체 내에서 음파의 전파 특성에 영향을 주는 것이 아닌 것은?
1검사체 재질의 밀도
2검사체 재질의 탄성계수
3검사체 재질 내에서의 초음파 속도
4검사체의 무게
문제 28
초음파현미경(Scanning Acoustic Microscope:SAM)에 대한 설명 중 틀린 것은?
1표면 및 내부의 미세한 탄성적인 정보를 알 수 있다.
2주로 200MHz~1GHz 정도의 고주파수가 사용된다.
3음향렌즈로 초음파 빔을 접속시켜 시험체에 입사시킨다.
4누설탄성표면파를 발생시킬 수 있다.
정답 및 해설

"표면 및 내부의 미세한 탄성적인 정보"는 SAM의 정보 획득 범위를 과도하게 한정하는 표현으로, 표면과 내부의 다양한 음향 및 구조적 정보를 얻는 것이 정확한 설명이다.

초음파현미경(SAM)은 탄성적 정보뿐만 아니라 음향 임피던스 차이로 인한 반사파를 감지하여 내부 구조와 결함을 이미징하는 장비로, 표면 정보 외에도 내부의 층상 구조, 박리, 공극 등 물리적·구조적 정보를 얻을 수 있다.

  • SAM의 표준 작동 주파수 범위인 200MHz~1GHz가 맞다.
  • SAM이 음향렌즈로 초음파 빔을 수렴시켜 시험체에 입사시키는 원리가 정확하다.
  • SAM에서 누설탄성표면파(LESW)를 의도적으로 발생시켜 표면 근처의 미세한 변화를 감지할 수 있다는 것도 참이다.
문제 29
다음의 진동자 종류 중 수신효율이 가장 우수한 것은?
1티탄산바륨
2황산리튬
3수정
4니오비움산납
문제 30
다음 중에서 초음파의 굴절각에 영향을 주지 않는 것은? (단, 이때의 굴절각은 매질Ⅲ에서의 굴절각을 말한다.)
1매질 Ⅰ의 재질
2매질 Ⅱ의 재질
3매질 Ⅲ의 재질
4매질 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ 모두 영향이 있다.
정답 및 해설

스넬의 법칙에 따라 굴절각은 각 매질의 음속비(재질의 음향 특성)에 의해 결정된다. 매질Ⅲ에서의 굴절각(θ₃)은 입사매질인 매질Ⅰ과 도달매질인 매질Ⅲ의 음속비로 정해지며, 그 사이를 거쳐가는 매질Ⅱ는 통과 경로일 뿐 최종 굴절각 계산에는 영향을 주지 않는다. 따라서 매질Ⅱ의 재질은 θ₃ 값에 영향을 미치지 않는다.

문제 31
30mm두께의 맞대기용접부를 굴절각 60°의 탐촉자로 탐상하여 스크린(Sound path)상에 90mm거리에서 결함지시가 나타났다. 이 결함의 깊이는 얼마인가?
15mm
210mm
315mm
420mm
정답 및 해설

빔진행거리의 수직성분은 Wcos⁡θ=90×cos⁡60∘=45 mmW\cos\theta = 90\times\cos60^\circ = 45\,\text{mm}로 판두께 30mm보다 크므로 바닥면 1회 반사 후의 결함이다. 따라서 깊이는 d=2t−Wcos⁡θ=60−45=15 mmd = 2t - W\cos\theta = 60 - 45 = 15\,\text{mm}이다.

문제 32
다음 중 압전효과가 나타나지 않는 물질은?
1황산리튬
2티탄산바륨
3수정
4A-니켈
문제 33
다음 시험체 중 판파를 적용하여 검사 가능한 대상물은?
1강괴
2단조품
3박판재
4원형 제품
정답 및 해설

판파(판상파, plate wave) 검사는 얇은 판 형태의 시험체에 적용되는 초음파 검사 방법이다. 판파는 판의 두께 방향으로 전파되는 특성이 있어 박판재와 같은 얇은 금속판의 결함 검출에 효과적이며, 특히 판의 표면 결함과 내부 박리 검사에 사용된다. 강괴, 단조품, 원형 제품은 두께가 충분하고 형상이 복잡하여 종래의 직각 또는 각도 입사 초음파 검사가 적합하다.

문제 34
음파의 감쇠 원인 중 접촉매질과 피검체의 표면거칠기로 인하여 발생하는 것은?
1전달손실
2감쇠손실
3회절손실
4간섭손실
문제 35
초음파의 음압은 다음 중 무엇에 의해 결정되는가?
1진폭
2속도
3파장
4주파수
정답 및 해설

초음파의 음압(acoustic pressure)은 파동의 진폭에 의해 결정된다. 음압은 매질의 입자가 평형 위치에서 진동할 때 발생하는 압력 변화이며, 이는 파동의 진폭이 클수록 커진다. 속도는 음파가 매질을 통해 전파되는 속력으로 음압과 무관하고, 파장과 주파수는 음파의 주파수 특성을 나타낼 뿐 진동의 크기인 음압 크기를 결정하지 않는다.

문제 36
초음파탐상검사에 사용되는 시험편에 관한 설명으로 틀린 것은?
1STB-A1 표준시험편과 IIW 시험편은 기본적으로 동일한 규격을 갖는다.
2STB-A1과 A2 시험편을 조합하여 만든 STB-A3 시험편은 이동이 편리하다.
3STB-G 시험편은 경사각탐상의 감도조정 및 탐촉자의 성능시험에 사용된다.
4RB-4 대비시험편은 사각 및 수직탐상의 거리 진폭 특성곡선 작성에 사용된다.
정답 및 해설

STB-G 시험편은 수직탐상의 감도조정과 탐촉자 성능시험에 쓰인다. 경사각탐상용이 아니므로 3번 설명은 틀리다. STB-A1은 IIW 시험편과 기본적으로 같은 규격이다. RB-4는 거리진폭특성곡선 작성에 사용된다.

문제 37
초음파탐상시험 시 스킵(skip)거리는 무엇에 의해 결정되는가?
1회절각
2펄스폭
3주파수
4입사각
정답 및 해설

스킵(skip)거리는 입사각에 의해 결정된다. 스킵거리는 초음파빔이 재료 표면에 입사하여 반사되는 지점까지의 거리로, 같은 탐촉자와 게이트 조건에서도 입사각이 변하면 스킵거리가 달라진다. 입사각이 클수록 스킵거리는 증가하고, 입사각 0°(수직입사)일 때는 스킵거리가 0이 된다. 회절각, 펄스폭, 주파수는 탐촉자의 특성이나 신호 처리 특성으로서 스킵거리 결정의 직접 요소가 아니다.

문제 38
표면이 거친 부품을 초음파탐상검사를 할 경우 만족할 만한 시험효과를 얻기 위하여 일반적으로 표면이 매끈한 부품에 사용하는 경우와 비교한 설명으로 옳은 것은?
1더 낮은 주파수의 탐촉자와 점성이 높은 접촉 매질을 사용한다.
2더 높은 주파수의 탐촉자와 점성이 높은 접촉 매질을 사용한다.
3더 높은 주파수의 탐촉자와 점성이 낮은 접촉 매질을 사용한다.
4더 낮은 주파수의 탐촉자와 점성이 낮은 접촉 매질을 사용한다.
문제 39
초음파탐상검사의 장점이 아닌 것은?
1검사결과를 신속히 알 수 있다.
2표준시험편 및 대비시험편이 필요하다.
3전파능력이 우수하다.
4균열 등 면상결함에 대한 감도가 높다.
문제 40
음향임피던스가 동일한 재질에 수직 입사된 초음파의 음압 반사율로 올바른 것은?
10%
210%
390%
4100%
정답 및 해설

음향임피던스가 동일한 두 매질의 경계면에서 초음파가 수직 입사될 때, 음압 반사율은
R=(Z1−Z2Z1+Z2)2R = \left(\frac{Z_1 - Z_2}{Z_1 + Z_2}\right)^2
로 계산된다.

두 재질의 음향임피던스가 동일하면 Z₁ = Z₂이므로
R=(Z1−Z1Z1+Z1)2=(02Z1)2=0R = \left(\frac{Z_1 - Z_1}{Z_1 + Z_1}\right)^2 = \left(\frac{0}{2Z_1}\right)^2 = 0
이 되어 음압 반사율은 0% (반사파 없음)이다.

이는 음파 에너지가 모두 투과되며 반사되지 않는다는 의미로, 초음파 탐상에서 임피던스 정합이 중요한 이유다.

문제 41
초음파 탐상기의 CRT 스크린 상에 나타나는 에코의 높이는 다음 중 무엇에 비례하는가?
1음의 압력
2음의 주파수
3음향 임피던스
4음의 속도
정답 및 해설

CRT 스크린에 나타나는 에코의 높이는 수신된 신호의 진폭에 비례하며, 이는 초음파가 경계면에서 반사될 때 음향 임피던스의 차이에 의해 결정된다. 반사파의 진폭은 입사파의 음압(음의 압력)과 임피던스 차이에 의존하므로, 궁극적으로 음의 압력에 직접 비례한다. 음의 주파수는 에코 높이가 아닌 신호의 시간 정보에 영향을 주고, 음의 속도는 음파 전파 거리 측정에만 관여하므로 에코 높이와는 무관하다.

문제 42
초음파탐상시험에서 거리 또는 방향이 다른 근접한 2개의 반사원으로부터 에코를 충분히 분리하여 식별하기 위하여 사용할 수 있는 방법으로 틀린 것은?
1초음파탐상기의 수신부가 증폭하는 주파수대역을 가능한 좁게 한다.
2높은 주파수의 초음파를 발생하는 탐촉자를 사용한다.
3광대역탐촉자를 사용한다.
4댐핑이 양호한 탐촉자를 사용한다.
정답 및 해설

수신부의 주파수대역을 좁게 하는 것은 대역폭을 제한하여 펄스 폭을 오히려 길게 만들고 분해능을 저하시키는 반대 방향의 조치다.

초음파탐상시험에서 근접한 2개의 반사원으로부터의 에코를 분리·식별하기 위해서는 분해능(resolution)을 높여야 한다. 분해능은 펄스의 길이가 짧을수록 향상되는데, 이는 주파수가 높을수록, 댐핑이 양호할수록, 광대역 특성을 가질수록 달성된다.

  • 높은 주파수의 탐촉자 사용은 펄스 폭을 감소시켜 분해능을 개선하는 올바른 방법이다.
  • 광대역탐촉자 사용은 펄스 폭을 감소시켜 분해능을 개선하는 올바른 방법이다.
  • 댐핑이 양호한 탐촉자 사용은 펄스 폭을 감소시켜 분해능을 개선하는 올바른 방법이다.
문제 43
후판 용접부의 경사각탐상의 경우 2개의 경사각 탐촉자를 용접부의 한쪽에서 전후로 전후하여 하나는 송신용, 하나는 수신용으로 하는 탐상방법은?
1탠덤 주사
2지그재그 주사
3경사평행 주사
4전후 주사
문제 44
다음 중 경사각 탐상시의 탐상감도 조정에 사용할 수 없는 시험편은?
1IIW
2STB-A3
3STB-G-V5
4RB-A6
정답 및 해설

STB-G-V5는 STB-G 계열의 수직탐상용 시험편이다. 수직탐상의 감도조정에 쓰이며 경사각탐상의 탐상감도 조정에는 사용할 수 없다. IIW, STB-A3, RB-A6는 경사각탐상에 사용할 수 있다.

문제 45
일반적으로 경사각탐촉자의 각도 표시는 어떻게 하는가?
1횡파가 발생했을 때의 반사각을 표시
2종파가 발생했을 때의 굴절각을 표시
3발생한 횡파의 굴절각을 표시
4발생한 종파의 반사각을 표시
정답 및 해설

경사각탐촉자(angle beam probe)의 각도는 시험체 표면에서 발생한 횡파의 굴절각으로 표시된다. 경사각탐촉자는 종파를 입사시키면 경사진 표면에서 굴절되어 횡파가 발생하는데, 이 굴절된 횡파가 수직선과 이루는 각도를 탐촉자의 공칭각도로 규정한다. 예를 들어 60° 탐촉자는 시험체 내에서 횡파가 표면 수직선으로부터 60°를 이루며 진행함을 의미하므로, 정답은 3번이다.

문제 46
초음파검사 수행 시 탐촉자의 직경은 동일하나, 주파수가 큰 것으로 변경하면 예상되는 결과는 어떻게 되는가?
1근거리 음장의 길이가 감소한다.
2근거리 음장의 길이가 증가한다.
3빔의 분산이 증가한다.
4인접한 결함의 분리탐지능력은 변함없다.
정답 및 해설

초음파 검사에서 근거리 음장(near field)의 길이는 L=D2f4cL = \frac{D^2 f}{4c} 공식으로 계산되며, 여기서 D는 탐촉자 직경, f는 주파수, c는 음속이다. 탐촉자 직경은 동일하고 주파수만 증가하면 근거리 음장의 길이는 증가한다.

  • 근거리 음장의 길이가 감소한다는 설명은 틀렸다.
  • 주파수가 증가하면 빔의 발산각은 감소하므로 빔의 분산(divergence)은 감소한다.
  • 주파수가 높을수록 파장이 짧아져서 인접한 결함의 분리탐지능력(해상도)은 향상되므로 변함없지 않다.
문제 47
다음 중에서 STB-A3시험편으로 측정이 곤란환 항목은?
1시간축의 측정범위 조정
2수직탐촉자의 분해능 점검
3사각탐촉자의 입사점 측정
4사각탐촉자의 굴절각 측정
정답 및 해설

STB-A3는 사각탐촉자용 소형 표준시험편이다. 그래서 측정범위 조정, 사각탐촉자의 입사점·굴절각 측정에 쓰인다. 수직탐촉자의 분해능 점검은 이 시험편으로 하기 어렵다.

문제 48
다음은 STB-G 표준시험편에 대한 설명이다. 틀린 것은?
1수직 탐상용이다.
2수직탐상의 감도 조정에 쓰인다.
3인공결함은 평저공(Flat bottom hole : FBH)으로 되어 있다.
4단면 60×60mm와 40mm×40mm의 두 종류로 구성되어 있다.
정답 및 해설

STB-G는 수직탐상의 감도 조정에 쓰는 표준시험편이다. 인공결함은 평저공(FBH)이며, 평저공 지름과 탐상거리가 서로 다른 원기둥형 시험편 여러 개로 구성된다. 따라서 단면 60×60mm와 40×40mm의 두 종류로 구성된다는 설명은 틀리다.

문제 49
다음 중 초음파탐상 방법에 대한 설명 중 틀린 것은?
1CRT횡축상의 에코위치로부터 그 반사면의 위치를 추정하는 것이 가능하다.
2CRT상의 결함 에코높이로부터 결함의 크기를 추정할 수 있다.
3펄스를 사용하기 때문에 반사체의 형상을 잘 알 수 있다.
4수직탐상에서는 라미네이션은 잘 검출되지만 작은 블로홀은 잘 검출되지 않을 수 있다.
정답 및 해설

초음파탐상의 기본 원리와 특성을 묻는 문항이다. 3번이 틀린 이유는 초음파탐상이 펄스를 사용하더라도 반사체의 형상을 직접 파악하기 어렵다는 점이다. 초음파는 반향(에코)을 시간축 신호로 변환하여 반사면까지의 거리와 크기만 추정할 수 있을 뿐, 반사체의 구체적인 형상(예: 모서리 형태, 표면 상태)을 영상으로 재현하지 못한다.
반면 1번은 정확하다: CRT 횡축(시간축)의 에코 위치로부터 음속과 시간을 이용해 반사면 위치를 계산할 수 있다. 2번도 정확하다: 에코의 높이(진폭)가 크면 결함이 크다고 추정 가능하다. 4번도 정확하다: 수직탐상에서 라미네이션(박층 결함)은 음파가 수직으로 입사하면 잘 반사되지만, 블로홀처럼 작은 구형 결함은 반사 신호가 약해 검출이 어려울 수 있다.

문제 50
초음파 결함평가시 수행하는 dB drop법에 대한 특징으로 틀린 것은?
1전달손실이나 감쇠의 영향을 받지 않는 장점이 있다.
2측정값이 절대치를 기준하므로 검사자의 주관이 개제되기 어렵다는 장점이 있다.
3결함에코 높이의 영향을 받지 않는 특징이 있다.
4자동탐상에 적용하기 어려운 단점이 있다.
정답 및 해설

dB drop법은 각 결함의 최대 에코를 기준으로 한 상대값(예: 6dB 저하 위치)으로 결함 길이를 정한다. 그래서 전달손실·감쇠나 에코 높이의 영향은 받지 않는다. 그러나 절대치 기준이 아니고, 최대 에코와 저하 위치를 판단할 때 검사자의 주관이 개입될 수 있다. 자동탐상에는 적용하기 어렵다는 단점이 있다.

문제 51
용접부의 경사각 탐상 시 개선면의 루트(Root)부의 결함인 용입부족을 쉽게 검출할 수 있는 주사 방법은?
1V 주사법
2M 주사법
3탠덤 주사법
4투과주사법
문제 52
초음파탐상검사 시 표시방법에 해당하지 않는 것은?
1G-Scope
2C-Seope
3B-Scope
4A-Scope
정답 및 해설

G-Scope는 표준화된 초음파탐상검사 표시방법에 포함되지 않는 용어로, 실무에서 인정되는 공식 표시방법이 아니다.

초음파탐상검사의 표시방법(display mode)은 탐촉자로부터 반사된 신호를 화면에 나타내는 방식을 분류한 것이다.

  • A-Scope는 신호의 크기를 수직축으로 표시하는 진폭 표시이다.
  • B-Scope는 탐촉자 이동에 따른 2차원 단면 영상이다.
  • C-Scope는 평면도 형태의 수평 단면 영상이다.

이들은 실제 검사에서 널리 사용되는 표시방법이다.

문제 53
오스테나이트계 스테인리스강 용접부는 초음파검사가 곤란한 경우가 많다. 이에 대한 설명으로 틀린 것은?
1초음파의 감쇠가 많고 임상에코가 많이 나타나서 초음파검사 적용이 어렵다.
2용접 시 응고한 주상정이 단결정이어서 음속과 감쇠의 이방성을 나타나므로 초음파 진행에 영향을 준다.
3결정입의 직경이 작게 되면 감쇠가 현저히 증가하고, 고주파수의 적용이 유리하다.
4결함에코를 강조하고 임상에코를 억제하는 방법을 사용하여 신호대 잡음비를 향상시키는 노력이 필요하다.
문제 54
강용접부 모재의 두께가 15mm인 맞대기 용접부 검사에 일반적으로 가장 많이 사용되는 초음파탐상 시험법은?
1공진법
2수직 탐상법
3경사각 탐상법
4표면파 탐상법
정답 및 해설

맞대기 용접부의 내부 결함(언더컷, 기공, 슬래그 등) 검사에는 경사각 탐상법이 가장 널리 사용된다. 경사각 탐상법은 탐촉자를 모재 표면에 대해 45°~70° 각도로 기울여 음파를 용접부에 입사시켜 횡파를 발생시키므로, 용접부 내부의 결함을 높은 감도로 탐지할 수 있다. 수직 탐상법은 판의 두께 방향 결함 검사에 주로 사용되며, 공진법과 표면파 탐상법은 특수한 경우에만 제한적으로 사용되므로 일반적인 맞대기 용접부 검사에는 적합하지 않다.

문제 55
펄스반사법 초음파탐상장치를 사용하여 어떤 결함으로부터 에코 높이가 눈금판 높이의 50%에 위치하였다. 이 에코 높이를 눈금판의 100%로 조정하려면 어떻게 장비를 조정해야 하는가?
1게인 조절기를 올린다.
2게인 조절기를 내린다.
3소연지연(sweep delay) 조절기를 올린다.
4소연지연(sweep delay) 조절기를 내린다.
정답 및 해설

펄스반사법 초음파탐상장치에서 에코 신호의 높이(진폭)를 조정하는 것은 게인(gain)의 역할이다. 현재 에코 높이가 눈금판 높이의 50%이므로, 이를 100%로 높이려면 신호의 진폭을 증가시켜야 하며, 이는 게인 조절기를 올려서(증가시켜) 증폭도를 높임으로써 달성된다. 소연지연(sweep delay)은 화면 상에 표시되는 신호의 위치(수평축)를 조정하는 것으로 에코의 높이와는 무관하다.

문제 56
다음 시험편 중 경사각탐촉자의 거리진폭특성곡선을 작성하는데 일반적으로 사용되지 않는 것은?
1RB-4블럭
2STB-A2 블럭
3IIW-1형 블럭
4ASME Basic Calibration 블럭
정답 및 해설

경사각탐촉자의 거리진폭특성곡선(DAC)은 표준구멍이 있는 STB-A2, RB-4, ASME Basic Calibration 블록으로 작성한다. IIW-1형(STB-A1형) 블록은 입사점, 굴절각, 측정범위 조정에 쓰며 DAC 작성에는 일반적으로 쓰지 않는다.

문제 57
초음파 빔은 매질을 진행함에 따라 강도가 낮아진다. 이에 대한 설명 중 틀린 것은?
1초음파가 진행하는 매질이 완벽하게 균일하지 못하기 때문에 산란이 발생한다.
2초음파가 진행함에 따라 초음파 에너지가 열로 변환되어 흡수가 일어난다.
3접촉 매질과 시험체의 표면거칠기로 인해 전달손실이 생긴다.
4초음파 빔이 매질을 진행할 때 유도전류가 발생하여 파의 진행을 방해한다.
문제 58
초음파탐상시험 시 사용하는 표준시험편의 사용목적으로 적절하지 않은 것은?
1결함의 종류를 분류하기 위하여 사용한다.
2탐상장치의 작동특성을 알아보기 위해 사용한다.
3탐상조건을 설정하기 위해 사용한다.
4결함에코의 높이와 위치를 비교 평가하기 위해 사용한다.
정답 및 해설

"결함의 종류를 분류하기 위하여 사용한다"는 표준시험편의 사용목적이 아니다. 결함 종류의 정성적 분류는 현장 경험이나 초음파 특성에 의존하므로 표준시험편의 고유한 용도가 아니다.

초음파탐상시험의 표준시험편은 탐상장치의 성능 검증, 탐상조건 최적화, 그리고 결함신호의 정량적 평가를 위한 기준으로 사용된다. 표준시험편은 알려진 크기와 위치의 반사체(예: 평저공)를 포함하고 있어 장치 특성 파악, 탐상조건 설정, 에코신호의 높이와 위치 비교평가 등 정량적 기준 제시에 목적이 있다.

문제 59
다음 중 판재를 경사각 초음파탐상으로 검사할 때 가장 검출하기 어려운 결함은?
1방향이 불규칙한 개재물
2작은 불연속이 군집된 기공
3초음파 방향과 평행한 라미네이션
4초음파 빔에 수직으로 존재하는 균열
정답 및 해설

라미네이션은 판재 내부의 층상 결함으로, 초음파 방향과 평행할 경우 반사 신호를 생성하지 못해 검출이 거의 불가능하다.

경사각 초음파탐상에서 결함의 검출성은 초음파 빔과 결함면의 방향 관계에 크게 좌우된다. 정상적인 반사 신호를 얻으려면 초음파가 결함면에 수직 또는 대각선 입사되어야 충분한 에너지가 반사되지만, 결함면이 초음파 빔과 평행하면 음파가 반사되지 않고 투과·산란되어 신호가 거의 나타나지 않는다.

반면 개재물, 기공, 수직 균열은 불규칙한 방향성이나 초음파 빔과의 교차각으로 인해 산란·반사 신호를 생성할 수 있어 상대적으로 검출 가능성이 높다.

문제 60
초음파탐상을 수행할 때, 모든 검사조건을 동일하게 하고 탐촉자의 직경이 작은 것을 사용하게 되면 빔은 어떻게 변화하나?
1빔에 미치는 영향은 없다.
2빔의 분산이 작게 된다.
3빔의 분산이 크게 된다.
4빔의 분산이 불규칙하게 변화한다.
정답 및 해설

초음파 빔의 분산은 탐촉자 직경과 음향주파수의 곱에 의존하며, 탐촉자 직경이 작아지면 회절 현상이 증가하여 빔이 더 빨리 확산된다. 동일한 검사조건(주파수, 음속)에서 탐촉자 직경만 감소하면 근역장 거리(N = D²f/4c)가 짧아지고, 원역장에서의 빔 발산각이 커져서 분산이 크게 된다. 따라서 정답은 3번이다.

문제 61
압력용기용 강판의 초음파탐상 검사방법(KS D 0233)에서 탐촉자의 공칭 주파수가 5MHz일 때, 원거리 분해능으로 옳은 것은?
13mm 이하
25mm 이하
37mm 이하
49mm 이하
정답 및 해설

KS D 0233에서는 탐촉자의 공칭 주파수에 따라 원거리 분해능 기준을 정한다. 공칭 주파수가 5MHz일 때 원거리 분해능은 7mm 이하이다.

문제 62
강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)의 경사각 탐촉자의 성능 점검주기에서 입사점, 탐상 굴절각, 탐상감도 등의 작업시간은 몇 시간 간격으로 점검하는가?
14시간
25시간
36시간
48시간
정답 및 해설

KS B 0896(강 용접부의 초음파탐상 시험방법)에서 경사각 탐촉자의 성능 점검주기는 4시간 간격으로 규정되어 있다. 입사점, 탐상 굴절각, 탐상감도 등 주요 성능 항목들을 작업 중 4시간마다 점검하여 탐촉자의 정상 작동 상태를 유지해야 한다.

문제 63
초음파탐상 시험용 표준시험편(KS B 0831)에 의거 G형 STB시험편 합격여부의 판정을 위한 시험편 반사원 에코 높이를 측정할 때 검정용 표준시험편에서 정한 기준 값의 범위는? (단, 시험주파수 2MHz의 경우이다.)
1±0.5dB
2±1dB
3±1.5dB
4±2dB
문제 64
보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec. V Art.4)에 의한 탐상 시 거리진폭특성곡선을 작성하여 검사를 수행하던 중 검사원이 변경되어 교정 점검할 때 거리진폭특성곡선이 유효 거리진폭특성곡선과 비교한 결과 DAC 상의 한 점이 시간축 값의 20%를 초과하였다. 다음 중 어떤 조치가 필요한가?
1교정 점검에 사용된 장비와 연관된 모든 검사 데이터를 전부 무효로 해야 한다.
2교정 점검 전 기록은 유효 처리하고, 새로 교정하여 검사를 계속 수행한다.
3최종 유효교정까지의 시험결과는 인정하고 유효 교정 후 기록은 모두 확인 및 점검하고 수정한다.
4교정 점검에 사용된 장비와 연관된 모든 결함기록을 확인 및 점검하고 기록 확인된 수치를 수정한다.
정답 및 해설

ASME Sec. V Art.4에서는 교정 점검 때 DAC 점의 시간축(스위프) 이동이 허용치를 초과하면 스위프 범위를 다시 교정해야 한다. 이때 마지막 유효 교정까지의 결과는 인정한다. 그 이후 기록된 지시는 모두 재검사하여 데이터시트의 값을 수정하거나 다시 기록한다.

문제 65
보일러 및 압력용기에 대한 표준초음파탐상검사(ASME Sev Art.4)에서 니켈합금강을 검사할 때 접촉매질에서 고려해야 할 불순물 및 허용 기준은?
1염소 함유량 250ppm 이하
2염소 함유량 500ppm 이하
3황 함유량 250ppm 이하
4황 함유량 500ppm 이하
정답 및 해설

ASME Sec. Art. 4 초음파탐상검사 표준에서 니켈합금강(nickel alloy steel) 검사 시 접촉매질(couplant)의 부식성을 관리하기 위해 황(sulfur) 함유량을 250ppm 이하로 제한한다.

니켈합금강은 황에 의한 응력부식균열(stress corrosion cracking)에 민감하므로, 접촉매질 내 황 불순물이 모재 표면에 직접 접촉될 경우 부식을 유발할 수 있기 때문이다. 염소 제한은 탄소강 등 다른 재질에 적용되는 기준이며, 니켈합금강은 황을 우선적으로 관리해야 하는 재질 특성을 반영한 것이다.

문제 66
보일러 및 압력용기에 대한 표준초음파탐상검사(ASME Sev Art.4)에서 용접부에 대한 초음파탐상시험할 때 주사감도는 기준감도 보다 최소 몇 dB 높게 해야 하는가?
16dB
212dB
314dB
418dB
정답 및 해설

ASME Sec. VIII(보일러 및 압력용기) Art. 4의 표준초음파탐상검사 규정에서 용접부 검사 시 주사감도(scanning sensitivity)는 기준감도(reference sensitivity)보다 최소 6dB 높게 설정해야 한다. 이는 결함 검출률을 확보하기 위해 신호 잡음비를 충분히 확보하는 기준이며, 용접부 내 미세 결함까지 적절히 감지하기 위한 필수 조건이다.

문제 67
d보일러 및 압력용기에 대한 표준초음파탐상검사(ASME Sev Art.5)에 따라 튜브류를 탐상 시 사용하는 교정시험편의 교정 반사체(calibration reflectors)에 관한 내용으로 틀린 것은?
1형태는 축방향 노치(notch)이다.
2폭은 약 1.5mm 이하이어야 한다.
3길이는 약 1인치 또는 그 이하이다.
4깊이는 약 0.1mm 또는 공칭벽 두께의 5% 중 큰 쪽을 초과하여야 한다.
정답 및 해설

교정 반사체의 깊이는 실제로 0.1mm 또는 공칭벽 두께의 5% 중 큰 쪽을 초과하지 않아야 하므로, 깊이 조건을 "약 0.1mm 또는 공칭벽 두께의 5% 중 큰 쪽을 초과하여야 한다"고 한 보기는 기준이 반대로 표현된 오류이다.

ASME Section V Article 5의 보일러 및 압력용기 튜브류 초음파탐상검사에서 교정시험편의 교정 반사체(calibration reflectors) 규격을 확인하면, 반사체는 축방향 노치(notch) 형태이며, 폭은 약 1.5mm 이하, 길이는 약 1인치 이하로 규정된다.

문제 68
보일러 및 압력용기에 대한 표준초음파탐상검사(ASME Sev Art.4)에서 교정시험편을 사용할 때 반드시 곡면시험편을 사용하는 경우로 옳은 것은?
1검사체의 직경이 508mm(20인치)를 초과할 때
2검사체의 직경이 508mm(20인치)를 이하일 때
3검사체의 직경이 762mm(30인치)를 초과할 때
4검사체의 직경이 762mm(30인치)를 이하일 때
정답 및 해설

ASME Sec.V Art.4 표준초음파탐상검사에서 곡면시험편의 사용 기준은 검사체의 직경이 508mm(20인치) 이하일 때 반드시 곡면시험편을 사용해야 한다. 이는 작은 직경의 검사체에서 초음파 신호의 정확한 교정과 감도 설정을 위해 곡면시험편으로 검사체와 동일한 곡률을 재현해야 하기 때문이다. 반대로 508mm를 초과하는 대형 검사체의 경우 평면시험편 사용이 허용되거나 요구된다.

문제 69
강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에 의한 경사각탐상에서 초음파탐상장치의 점검항목과 사용 표준시험편이 잘못 짝지어진 것은?
1굴절각의 측정-STB A1
2에코높이 구분선 작성-STB A3
3측정범위의 조정-STB A1
4입사점의 측정-STB A3
정답 및 해설

경사각탐상에서 에코높이 구분선 작성을 STB A3과 짝짓는 것이 부적절하다.

KS B 0896 강 용접부 초음파탐상 시험방법에서 경사각탐상(각도탐상)의 장비 점검 시 사용되는 표준시험편은 용도에 따라 구분된다. STB A1은 굴절각, 측정범위, 입사점 등 기하학적 매개변수 측정에 사용되며, STB A3는 수직탐상 시 에코높이 구분선 작성에 사용된다.

경사각탐상에서 에코높이 구분선은 경사각탐촉자 고유의 특성을 고려하여 작성해야 하므로 STB A2 또는 STB A4 같은 기울어진 하단면을 가진 표준편을 사용하거나, 실제 용접부 기하 조건에 맞는 표준편을 적용해야 한다.

문제 70
강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896) 부속서F(시험 결과의 분류방법)에 따라 판두께 20mm인 강 용접부의 시험 결과를 분류할 때, M검출 레벨의 경우 흠 에코 높이의 영역이 Ⅲ이고, 지시길이가 9mm이면 2류로 분류된다. 만약 지시길이는 변함이 없으나 홈 에코 높이의 영역이 Ⅳ로 바뀌었다면 흠의 분류는?
11류
22류
33류
44류
정답 및 해설

KS B 0896의 분류표에서 판두께 20mm, M검출 레벨, 지시길이 9mm 구간에서 에코 높이 영역 Ⅳ는 3류에 해당하므로, 흠의 분류는 2류에서 3류로 상향된다.

KS B 0896 부속서 F의 초음파탐상 시험 결과 분류 기준에서 판두께 20mm, M검출 레벨, 지시길이 9mm일 때 흠 에코 높이 영역에 따라 분류가 결정된다. 현재 조건에서 에코 높이 영역이 Ⅲ에서 Ⅳ로 상향되면, 같은 지시길이(9mm) 범위 내에서도 에코 높이 레벨이 높아져 결함의 심각도가 증가한다.

문제 71
강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에서 수직탐상이 에코높이 구분선 작성 시 PB-4 두께가 125mm일 경우 각 면에서 최대 에코의 피크위치가 나타나는 표준원과 탐촉자의 거리가 아닌 것은?
131mm
294mm
3125mm
4156mm
정답 및 해설

RB-4(문항의 PB-4) 표준구멍은 두께 T의 1/4 위치에 있다. 따라서 각 면에서 최대 에코가 나타나는 거리는 T/4, 3T/4, 5T/4이다. T=125mm이면 각각 31.25≈3131.25\approx31, 93.75≈9493.75\approx94, 156.25≈156 mm156.25\approx156\,\text{mm}이므로 125mm는 해당하지 않는다.

문제 72
알루미늄의 맞대기용접부의 초음파경사각탐상시험방법(KS B 0897)에서 탐상기의 사용조건 중 증폭직선성의 측정 허용범위는?
1±1%
2±2%
3±3%
4±5%
정답 및 해설

KS B 0897(알루미늄의 맞대기용접부의 초음파경사각탐상시험방법)에서 탐상기의 사용조건 검사 항목 중 증폭직선성의 측정 허용범위는 ±3%로 규정되어 있다. 증폭직선성은 탐상기의 증폭기가 입력 신호에 대해 선형적으로 응답하는지를 확인하는 항목으로, 이 범위를 벗어나면 탐상 신호의 정확성이 손상되어 결함 평가에 오류를 초래할 수 있으므로 정기적으로 검증해야 한다.

문제 73
알루미늄의 맞대기용접부의 초음파경사각탐상시험방법(KS B 0897)에서 사용되는 시험 주파수의 범위는?
11.5~2.5MHz
22.5~3.5MHz
33.5~4.5MHz
44.5~5.5MHz
정답 및 해설

KS B 0897(알루미늄 맞대기용접부 초음파 경사각탐상)에서는 공칭 주파수 5MHz 탐촉자를 사용한다. 이때 시험 주파수의 허용 범위는 4.5~5.5MHz이다.

문제 74
알루미늄의 맞대기용접부의 초음파경사각탐상시험방법(KS B 0897)에서 탐상장치의 사용조건에 대한 설명이 잘못된 것은?
1공칭굴절각과 탐상굴절각과의 차는 ±2°로 한다.
2탐촉자의 공칭주파수는 5MHz로 한다.
3증폭 직선성은 ±3%로 한다.
4탐상기의 시간축 직선성은 ±2%로 한다.
정답 및 해설

KS B 0897(알루미늄의 맞대기용접부 초음파경사각탐상시험방법)에서 탐상장치 사용조건을 규정하고 있다. 1번 공칭굴절각과 탐상굴절각의 차는 ±2°이고, 2번 탐촉자 공칭주파수는 5MHz이며, 3번 증폭 직선성은 ±3%로 각각 명시되어 있다. 4번 탐상기의 시간축 직선성은 ±2%가 아니라 ±1.0mm 또는 ±1% 중 큰 값으로 규정되어 있어 정답이다.

문제 75
강관의 초음파탐상검사 방법(KS D 0250)에서 탐상감도의 확인에 대한 설명으로 틀린 것은?
1검사작업이 연속적이지 않을 경우 일반적으로 8시간마다 감도를 확인해야 한다.
2감도는 기준 감도로부터 적어도 ±3dB 내로 유지되고 있다는 것을 확인해야 한다.
3탐상감도가 기준범위를 초과하여 올라가는 경우, 적절한 기록들을 이용하여 관 각각의 판정이 가능한 경우에는 재검사를 하지 않아도 된다.
4탐상감도가 기준 범위를 초과하여 낮아지는 경우, 관 각각의 합격/불합격이 명확한 경우에는 합격이라고 생각되어지는 관만 재검사해도 좋다.
정답 및 해설

KS D 0250에서는 탐상감도를 검사 시작 시에 확인하고, 작업 중에는 4시간 이내의 일정 간격마다, 작업을 마칠 때 다시 확인한다. 따라서 '8시간마다'는 틀린 설명이다. 감도는 기준 감도의 ±3dB 안에 유지되어야 한다. 감도가 올라간 경우 기록으로 관마다 판정할 수 있으면 재검사하지 않아도 되고, 낮아진 경우에는 합격으로 판정된 관만 재검사하면 된다.

문제 76
보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V Art.4)의 규정사항으로 옳지 않은 것은?
11~5MHz 사이의 주파수에 작동할 수 있는 탐상장비여야 한다.
2일반적인 탐촉자 이동속도는 150mm/s를 초과해서는 안 된다.
3접촉법에서 교정시험편과 검사표면간의 온도차는 20℃ 이내이어야 한다.
4주사감도 레벨은 기준 레벨 설정값보다 최소 6dB 높게 설정되어야 한다.
정답 및 해설

ASME Sec.V Art.4에서 교정시험편과 검사표면의 온도차는 14℃(25°F) 이내로 규정되어 있어 20℃는 틀린 기준이다. 탐상장비는 1~5MHz에서 작동할 수 있어야 하고, 탐촉자 이동속도는 150mm/s를 넘을 수 없다. 주사감도는 기준 레벨보다 최소 6dB 높게 설정하므로 나머지 보기는 규정에 맞다.

문제 77
강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)의 부속서 B(원둘레 이음 용접부의 탐상방법)에 따라 두께 15mm. 곡률 반지름이 100mm인 강관의 원둘렝이음 용접부를 탐상하려 한다. 다음 중 옳은 것은?
1대비 시험편의 곡률 반지름은 시험체 곡률 반지름의 1.6배 이상으로 한다.
2탐상감도 조정은 RB-4을 사용한다.
3탐촉자의 접촉면은 시험체의 곡률에 맞추어야 한다.
4사용하는 탐촉자의 공칭 굴절각은 60°, 45°를 사용한다.
정답 및 해설

원둘레 이음 용접부는 탐상면이 곡면이라 탐촉자가 제대로 닿지 않으면 접촉이 불안정해집니다. 그러면 입사점과 굴절각이 달라지므로 탐촉자 접촉면을 시험체의 곡률에 맞추어 가공해서 사용합니다. 대비시험편의 곡률 반지름은 시험체 곡률 반지름의 0.9배 이상 1.5배 이하로 하므로 1.6배 이상이라는 설명은 틀립니다. 탐상감도 조정에는 평판인 RB-4가 아니라 시험체와 곡률이 가까운 곡면 대비시험편을 사용합니다.

문제 78
보일러 및 압력용기에 대한 표준초음파탐상검사(ASME Sec. V, Art.23 SB-548)에서 완전하게 저면반사의 완전감쇠(95% 이상)를 만드는 불연속부를 나타내는 범위가 얼마를 초과하면 그 판을 불합격으로 하는가?
11인치
21.5인치
32인치
42.5인치
문제 79
강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에 따른 탐상기에 필요한 기능이 아닌 것은?
11탐촉자법, 2탐촉자법 중 어느 것에도 사용할 수 있는 것
22MHz 및 5MHz의 주파수로 동작하는 것
3게인 조정기는 1스텝 2dB 이하에서, 합계 조정량은 50dB 이상을 가진 것
4검사 기록이 자동으로 기록되는 것
정답 및 해설

검사 기록 자동 기록 기능은 표준에서 탐상기의 필수 기능으로 요구하지 않으며, 기록은 수동으로 작성하거나 별도의 기록 장치에 의존하도록 규정되어 있다.

KS B 0896(강 용접부의 초음파탐상 시험방법)에서 규정하는 탐상기의 필수 기능을 검토하면, 나머지 보기는 모두 표준에서 명시된 요구사항이다.

  • 1탐촉자법과 2탐촉자법에 모두 사용 가능해야 한다.
  • 2MHz 및 5MHz의 주파수로 동작하도록 규정된다.
  • 게인 조정기는 1스텝 2dB 이하, 합계 50dB 이상이어야 한다.
문제 80
금속재료의 펄스반사법에 따른 초음파탐상시험방법 통칙(KS B 0817)에 따른 탐상범위를 결정하는데 고려할 사항이 아닌 것은?
1검출하여야 하는 흠집의 종류
2검출하여야 하는 흠집의 방향
3검출하여야 하는 흠집의 발생 원인
4검출하여야 하는 흠집의 위치
초음파비파괴검사기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
20년 1회차
총 80문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
셀레늄(Selenium) 등의 반도체 뒤에 금속판을 대고 균일한 전하를 준 후 시험체를 투과한 방사선에 노출되면 방사선의 강도에 따라 반도체의 저항이 작아지고 전하가 이동하여 방전하게 되는데, 여기에 반대 전하를 도포하면 육안으로 확인 가능한 영상이 형성되며 이에 적절한 수지를 도포함으로써 영상을 형성할 수 있다. 이 원리를 이용하는 방법은?
1건식 방사선 투과검사법(Xeroradiography)
2전자 방사선 투과검사법(Electron radiography)
3자동 방사선 투과검사법(Autoradiography)
4순간 방사선 투과검사법(Flash radiography)
문제 2
결함의 유해성에 관한 설명 중 옳은 것은?
1결함을 가지고 있는 구조물의 강도가 저하하는 양상은 그 결함의 형상과 방향에 따라 다르다.
2곡면이 있는 결함은 주로 단면적의 감소에 기인하여 강도를 증가시킨다.
3가늘고 긴 결함은 단면적의 감소 이외에 결함부의 지시 길이에 기인하여 강도를 증가시킨다.
4표면결함과 내부결함에서 동일종류, 동일치수의 결함이면 내부결함의 경우가 표면결함보다 유해하다.
문제 3
비파괴시험 기술자의 임무라 볼 수 없는 것은?
1시험결과의 정확한 판정
2제조공정의 철저한 관리
3제품의 품질보증에 대한 책임
4시험기술 향상을 위해 꾸준한 노력
문제 4
동일 조건에서 모세관의 반지름이 2배로 늘어나면 모세관속 액체의 높이는 어떻게 되는가?
11/4로 낮아진다.
21/2로 낮아진다.
32배로 높아진다.
44배로 높아진다.
문제 5
다음 중 발(기)포누설검사법(Bubble Trst)에서 소크시간(soak time)에 해당되는 것은?
1검사용액을 혼합하고 적용하는데 소요되는 시간
2검사용액을 적용한 후 관찰할 때까지 소요되는 시간
3가압의 완료 시점과 요액의 적용시점 사이의 시간
4시험에 소요되는 총 시간
문제 6
다음 ()안에 들어갈 원소는?
1Cu
2S
3Mn
4Si
문제 7
SM45CC의 탄소 함유량은 약 몇 %인가?
10.0045
20.12
30.45
41.2
문제 8
실루민을 개량처리하는 이유로 옳은 것은?
1공정점 부근의 주조조직으로 나타나는 Si 결정을 미세화 시키기 위해
2공정점 부근의 주조조직으로 나타나는 Ai 결정을 미세화 시키기 위해
3공정점 부근의 주조조직으로 나타나는 Zn 결정을 미세화 시키기 위해
4공정점 부근의 주조조직으로 나타나는 Sn 결정을 미세화 시키기 위해
문제 9
알루미늄 합금의 질별 기호가 잘못 짝지어진 것은?
1O : 어닐링한 것
2H : 가공 경화한 것
3W : 용체화 처리한 것
4F : 용체화 처리 후 자연시효한 것
정답 및 해설

F는 제조한 그대로의 상태를 나타내는 기호이다. 용체화 처리 후 자연시효한 것은 T4로 표시한다. O(어닐링), H(가공경화), W(용체화 처리)는 올바르게 짝지어져 있다.

문제 10
다음 합금 중 형상기억 효과가 있는 것은?
1Mn-B
2Co-W
3Cr-Co
4Ti-Ni
문제 11
Mg 합금에 대한 설명으로 틀린 것은?
1소성가공성이 높아 상온변형이 쉽다.
2비강도가 커서 항공기나 자동차 재료 등으로 사용된다.
3감쇠능이 커서 소음방지 재료로 우수하다.
4구상 흑연주철의 첨가제로 사용된다.
문제 12
다음 중 주석에 대한 설명으로 틀린 것은?
1화학기호는 Sn이다.
2상온가공경화가 없으므로 소성가공이 쉽다.
3비중은 약 10.3이고, 융점은 약 670℃정도이다.
4무독성이므로 의약품, 식품 등의 포장용, 튜브에 사용된다.
문제 13
재료의 정적 파괴응력보다 작은 응력을 장시간 동안 반복적으로 받는 경우에 파괴되는 현상은?
1마모
2피로
3크리프
4샤르피
문제 14
금속의 인장시험 시 측정되는 다음 항목들 중 가장 높은 응력 값을 나타내는 것은?
1인장 강도
2항복 강도
3탄성 강도
4피로 강도
문제 15
순철의 냉각에서 A3 변태에 대한 설명으로 옳은 것은?
1온도는 약 1410℃이다.
2부피가 감소하는 변화이다.
3결정구조의 변화를 수반한다.
4공정 반응이다.
정답 및 해설

순철의 A3 변태는 약 912℃에서 일어나는 동소변태이다. 냉각 시 γ철(FCC)이 α철(BCC)로 바뀌어 결정구조가 변한다. 조밀한 FCC에서 BCC로 바뀌므로 부피는 증가한다. 약 1400℃에서 일어나는 것은 A4 변태이고, A3 변태는 공정 반응이 아니다.

문제 16
용접 작업으로 인하여 발생하는 잔류 응력을 제거하는 방법으로 틀린 것은?
1솔더링
2피닝법
3국부 풀림법
4저온 응력 완화법
문제 17
아크 용접기의 1차측 입력이 20kVA인 경우 가장 적합한 퓨즈의 용량은? (단, 이 용접기의 전원전압은 200V이다.)
110A
250A
3100A
4200A
정답 및 해설

아크 용접기 1차측 입력 20kVA, 전원전압 200V일 때 필요한 퓨즈 용량은 먼저 1차측 전류를 구한 후, 여기에 안전계수를 적용하여 결정한다.

1차측 전류는
I=PV=20,000200=100AI = \frac{P}{V} = \frac{20,000}{200} = 100\text{A}
이고, 용접기 같은 대용량 기기의 퓨즈는 정격전류의 1.25~1.5배로 설정하는 것이 일반적이다. 따라서
100×1.25=125A100 \times 1.25 = 125\text{A}
이상의 퓨즈가 필요하며, 표준 퓨즈 용량 중 이에 가장 가까운 100A 이상의 규격은 100A이다.

다만 실무에서는 순간적인 과부하 시 정상 운전 중 차단을 피하기 위해 정격전류 수준 또는 그 이상의 표준 규격을 선택하는데, 보기상 100A가 가장 적합한 용량이다.

문제 18
다음 중 노치취성 시험방법이 아닌 것은?
1슈나트 시험
2코머렐 시험
3샤르피 시험
4카안인열 시험
문제 19
저수소계 피복 아크 용접봉의 건조온도 및 건조시간으로 다음 중 가장 적합한 것은?
1100~150℃, 30분
2200~300℃, 1시간
3150~200℃, 2시간
4300~350℃, 1~2시간
정답 및 해설

저수소계 용접봉의 표준 건조조건은 300~350℃에서 1~2시간 건조하는 것으로, 이를 통해 피복제 내 수분을 충분히 제거하여 용접 시 확산성 수소 발생을 최소화한다.

저수소계 피복 아크 용접봉은 흡습성이 높아 사용 전 충분한 건조가 필수적이며, 건조온도가 너무 낮으면 수소 제거 효과가 불충분하고 피복제 성분이 손상될 수 있다.

  • 100~150℃는 온도가 부족하여 수소 제거 효과가 미흡하다.
  • 150~200℃는 온도가 부족하여 수소 제거 효과가 미흡하다.
  • 200~300℃는 규정 범위보다 낮으며 시간도 부족하다.
문제 20
가스 금속 아크 용접에서 용융 금속의 이동 형태가 아닌 것은?
1단락 이행
2입상 이행
3롤러 이행
4스프레이 이행
문제 21
음향 임피던스에 관한 설명 중 틀린 것은?
1음량임피던스의 값은 (음속)×(밀도)로서 표시한다.
2글리세린의 음향임피던스는 기름의 음향임피던스보다 일반적으로 크다.
3음향임피던스 차이는 음의 투과 양을 계산하는데 영향이 거의 없다.
4두 가지 종류의 물질이 접촉했을 때 양자의 음향임피던스가 거의 같으면 밀도에 큰 차가 있어도 음파는 경계면에서 거의 반사하지 않는다.
문제 22
초음파탐상시험에서 입사파의 종파 굴절각이 90°가 되는 경우 이 때의 입사각을 무엇이라 하는가?
1입사각이 90°라는 의미와 상응한다.
2제1임계각을 의미한다.
3제1굴적각을 의미한다.
4입사각과 반사각이 일치하지 않은 각도를 말한다.
정답 및 해설

입사각을 키워 가다가 종파의 굴절각이 90°가 될 때의 입사각을 제1임계각이라 한다. 이 각도를 넘으면 시험체 안에는 종파가 사라지고 횡파만 전달되므로, 이 원리가 사각탐상에 이용된다.

문제 23
탐촉자의 표시가 5Z10×20ND일 때 D의 뜻은?
1가변각형
2수침형
32진동자형
4판파형
정답 및 해설

초음파 탐촉자 표시 규격에서 마지막 문자 D는 진동자의 개수와 배열 형태를 나타낸다. 5Z10×20ND에서 D는 2진동자형(dual/double element)을 의미하며, 이는 송신용과 수신용 진동자 2개가 하나의 탐촉자에 배열되어 있는 구조를 뜻한다. N은 정상각(수직), Z는 초점형, 10×20은 진동자 크기, 5는 주파수를 나타낸다.

문제 24
초음파의 지향각은 매체를 통과하는 초음파의 파장과 진동자의 크기에 따른 함수로써 다음 설명 중 옳은 것은?
1주파수가 증가하고, 진동자의 크기가 감소하면 지향각은 항상 작아진다.
2주파수가 증가하고, 진동자의 크기가 감소하면 지향각은 항상 커진다.
3주파수와 진동자의 크기가 모두 감소하면 지향각은 작아진다.
4주파수와 진동자의 크기가 모두 감소하면 지향각은 커진다.
정답 및 해설

초음파의 지향각(beamwidth)은 θ ≈ 1.22λ/D 관계식으로 나타나며, 여기서 λ는 파장, D는 진동자의 크기다. 주파수 f가 증가하면 파장 λ = c/f (c는 음속)는 감소하고, 진동자 크기 D가 감소하면 지향각은 증가한다. 따라서 보기 1, 2는 틀렸다.
주파수와 진동자의 크기가 모두 감소하는 경우, 파장 λ는 증가하고 분모 D도 감소하므로 λ/D 값이 증가하여 지향각은 커진다. 보기 3은 거짓이고 보기 4가 참이다.

문제 25
다음 중 초음파의 특성을 잘못 기술한 것은?
1진공상태에서도 전달된다.
2탐촉자의 재질과 초음파의 속도는 무관하다.
3탐촉자의 크기와 속도는 무관하다.
4탐촉자의 진동자 두께와 속도는 무관하다.
정답 및 해설

초음파는 기계적 파동으로 매질을 통해서만 전달되므로 진공상태에서는 전달되지 않습니다. 초음파의 속도는 매질의 종류에 따라 결정되며, 탐촉자의 재질(음향 임피던스), 크기, 진동자 두께 등은 초음파의 전파 속도에 영향을 주지 않습니다. 따라서 진공상태에서도 전달된다는 표현은 초음파의 특성을 잘못 기술한 것입니다.

문제 26
강에 굴절각 45° 탐촉자 wedge를 설계하고자 한다면 시험재 표면과 wedge가 이루는 각(θ1은 얼마로 하여야 하겠는가? (단, wedge 내에서의 속도=2730m/sec, 강에서의 속도 : 종파=5900m/sec, 횡파=3230m/sec이다.0
136.7°
239.7°
326.4°
423.4°
정답 및 해설

45° 굴절각 탐촉자를 설계하려면 Snell의 법칙을 적용하여 wedge 내 입사각을 먼저 구한 후, 시험재 표면과 wedge가 이루는 각을 계산해야 한다.
wedge 내에서 강으로 굴절할 때 횡파(전단파) 3230 m/sec가 발생하므로, Snell의 법칙: sin⁡θwvw=sin⁡θrvs\frac{\sin\theta_w}{v_w} = \frac{\sin\theta_r}{v_s}에서 sin⁡θw2730=sin⁡45°3230\frac{\sin\theta_w}{2730} = \frac{\sin 45°}{3230}이다.
sin⁡θw=2730×sin⁡45°3230=2730×0.70713230=0.5975\sin\theta_w = \frac{2730 \times \sin 45°}{3230} = \frac{2730 \times 0.7071}{3230} = 0.5975이므로 θw≈36.65°\theta_w \approx 36.65°이다.
wedge 내 음파의 입사각이 약 36.7°일 때, 강 표면에서의 굴절각이 45°가 되며, 시험재 표면과 wedge가 이루는 각 θ1=θw≈36.7°\theta_1 = \theta_w \approx 36.7°이다.

문제 27
검사체 내에서 음파의 전파 특성에 영향을 주는 것이 아닌 것은?
1검사체 재질의 밀도
2검사체 재질의 탄성계수
3검사체 재질 내에서의 초음파 속도
4검사체의 무게
문제 28
초음파현미경(Scanning Acoustic Microscope:SAM)에 대한 설명 중 틀린 것은?
1표면 및 내부의 미세한 탄성적인 정보를 알 수 있다.
2주로 200MHz~1GHz 정도의 고주파수가 사용된다.
3음향렌즈로 초음파 빔을 접속시켜 시험체에 입사시킨다.
4누설탄성표면파를 발생시킬 수 있다.
정답 및 해설

"표면 및 내부의 미세한 탄성적인 정보"는 SAM의 정보 획득 범위를 과도하게 한정하는 표현으로, 표면과 내부의 다양한 음향 및 구조적 정보를 얻는 것이 정확한 설명이다.

초음파현미경(SAM)은 탄성적 정보뿐만 아니라 음향 임피던스 차이로 인한 반사파를 감지하여 내부 구조와 결함을 이미징하는 장비로, 표면 정보 외에도 내부의 층상 구조, 박리, 공극 등 물리적·구조적 정보를 얻을 수 있다.

  • SAM의 표준 작동 주파수 범위인 200MHz~1GHz가 맞다.
  • SAM이 음향렌즈로 초음파 빔을 수렴시켜 시험체에 입사시키는 원리가 정확하다.
  • SAM에서 누설탄성표면파(LESW)를 의도적으로 발생시켜 표면 근처의 미세한 변화를 감지할 수 있다는 것도 참이다.
문제 29
다음의 진동자 종류 중 수신효율이 가장 우수한 것은?
1티탄산바륨
2황산리튬
3수정
4니오비움산납
문제 30
다음 중에서 초음파의 굴절각에 영향을 주지 않는 것은? (단, 이때의 굴절각은 매질Ⅲ에서의 굴절각을 말한다.)
1매질 Ⅰ의 재질
2매질 Ⅱ의 재질
3매질 Ⅲ의 재질
4매질 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ 모두 영향이 있다.
정답 및 해설

스넬의 법칙에 따라 굴절각은 각 매질의 음속비(재질의 음향 특성)에 의해 결정된다. 매질Ⅲ에서의 굴절각(θ₃)은 입사매질인 매질Ⅰ과 도달매질인 매질Ⅲ의 음속비로 정해지며, 그 사이를 거쳐가는 매질Ⅱ는 통과 경로일 뿐 최종 굴절각 계산에는 영향을 주지 않는다. 따라서 매질Ⅱ의 재질은 θ₃ 값에 영향을 미치지 않는다.

문제 31
30mm두께의 맞대기용접부를 굴절각 60°의 탐촉자로 탐상하여 스크린(Sound path)상에 90mm거리에서 결함지시가 나타났다. 이 결함의 깊이는 얼마인가?
15mm
210mm
315mm
420mm
정답 및 해설

빔진행거리의 수직성분은 Wcos⁡θ=90×cos⁡60∘=45 mmW\cos\theta = 90\times\cos60^\circ = 45\,\text{mm}로 판두께 30mm보다 크므로 바닥면 1회 반사 후의 결함이다. 따라서 깊이는 d=2t−Wcos⁡θ=60−45=15 mmd = 2t - W\cos\theta = 60 - 45 = 15\,\text{mm}이다.

문제 32
다음 중 압전효과가 나타나지 않는 물질은?
1황산리튬
2티탄산바륨
3수정
4A-니켈
문제 33
다음 시험체 중 판파를 적용하여 검사 가능한 대상물은?
1강괴
2단조품
3박판재
4원형 제품
정답 및 해설

판파(판상파, plate wave) 검사는 얇은 판 형태의 시험체에 적용되는 초음파 검사 방법이다. 판파는 판의 두께 방향으로 전파되는 특성이 있어 박판재와 같은 얇은 금속판의 결함 검출에 효과적이며, 특히 판의 표면 결함과 내부 박리 검사에 사용된다. 강괴, 단조품, 원형 제품은 두께가 충분하고 형상이 복잡하여 종래의 직각 또는 각도 입사 초음파 검사가 적합하다.

문제 34
음파의 감쇠 원인 중 접촉매질과 피검체의 표면거칠기로 인하여 발생하는 것은?
1전달손실
2감쇠손실
3회절손실
4간섭손실
문제 35
초음파의 음압은 다음 중 무엇에 의해 결정되는가?
1진폭
2속도
3파장
4주파수
정답 및 해설

초음파의 음압(acoustic pressure)은 파동의 진폭에 의해 결정된다. 음압은 매질의 입자가 평형 위치에서 진동할 때 발생하는 압력 변화이며, 이는 파동의 진폭이 클수록 커진다. 속도는 음파가 매질을 통해 전파되는 속력으로 음압과 무관하고, 파장과 주파수는 음파의 주파수 특성을 나타낼 뿐 진동의 크기인 음압 크기를 결정하지 않는다.

문제 36
초음파탐상검사에 사용되는 시험편에 관한 설명으로 틀린 것은?
1STB-A1 표준시험편과 IIW 시험편은 기본적으로 동일한 규격을 갖는다.
2STB-A1과 A2 시험편을 조합하여 만든 STB-A3 시험편은 이동이 편리하다.
3STB-G 시험편은 경사각탐상의 감도조정 및 탐촉자의 성능시험에 사용된다.
4RB-4 대비시험편은 사각 및 수직탐상의 거리 진폭 특성곡선 작성에 사용된다.
정답 및 해설

STB-G 시험편은 수직탐상의 감도조정과 탐촉자 성능시험에 쓰인다. 경사각탐상용이 아니므로 3번 설명은 틀리다. STB-A1은 IIW 시험편과 기본적으로 같은 규격이다. RB-4는 거리진폭특성곡선 작성에 사용된다.

문제 37
초음파탐상시험 시 스킵(skip)거리는 무엇에 의해 결정되는가?
1회절각
2펄스폭
3주파수
4입사각
정답 및 해설

스킵(skip)거리는 입사각에 의해 결정된다. 스킵거리는 초음파빔이 재료 표면에 입사하여 반사되는 지점까지의 거리로, 같은 탐촉자와 게이트 조건에서도 입사각이 변하면 스킵거리가 달라진다. 입사각이 클수록 스킵거리는 증가하고, 입사각 0°(수직입사)일 때는 스킵거리가 0이 된다. 회절각, 펄스폭, 주파수는 탐촉자의 특성이나 신호 처리 특성으로서 스킵거리 결정의 직접 요소가 아니다.

문제 38
표면이 거친 부품을 초음파탐상검사를 할 경우 만족할 만한 시험효과를 얻기 위하여 일반적으로 표면이 매끈한 부품에 사용하는 경우와 비교한 설명으로 옳은 것은?
1더 낮은 주파수의 탐촉자와 점성이 높은 접촉 매질을 사용한다.
2더 높은 주파수의 탐촉자와 점성이 높은 접촉 매질을 사용한다.
3더 높은 주파수의 탐촉자와 점성이 낮은 접촉 매질을 사용한다.
4더 낮은 주파수의 탐촉자와 점성이 낮은 접촉 매질을 사용한다.
문제 39
초음파탐상검사의 장점이 아닌 것은?
1검사결과를 신속히 알 수 있다.
2표준시험편 및 대비시험편이 필요하다.
3전파능력이 우수하다.
4균열 등 면상결함에 대한 감도가 높다.
문제 40
음향임피던스가 동일한 재질에 수직 입사된 초음파의 음압 반사율로 올바른 것은?
10%
210%
390%
4100%
정답 및 해설

음향임피던스가 동일한 두 매질의 경계면에서 초음파가 수직 입사될 때, 음압 반사율은
R=(Z1−Z2Z1+Z2)2R = \left(\frac{Z_1 - Z_2}{Z_1 + Z_2}\right)^2
로 계산된다.

두 재질의 음향임피던스가 동일하면 Z₁ = Z₂이므로
R=(Z1−Z1Z1+Z1)2=(02Z1)2=0R = \left(\frac{Z_1 - Z_1}{Z_1 + Z_1}\right)^2 = \left(\frac{0}{2Z_1}\right)^2 = 0
이 되어 음압 반사율은 0% (반사파 없음)이다.

이는 음파 에너지가 모두 투과되며 반사되지 않는다는 의미로, 초음파 탐상에서 임피던스 정합이 중요한 이유다.

문제 41
초음파 탐상기의 CRT 스크린 상에 나타나는 에코의 높이는 다음 중 무엇에 비례하는가?
1음의 압력
2음의 주파수
3음향 임피던스
4음의 속도
정답 및 해설

CRT 스크린에 나타나는 에코의 높이는 수신된 신호의 진폭에 비례하며, 이는 초음파가 경계면에서 반사될 때 음향 임피던스의 차이에 의해 결정된다. 반사파의 진폭은 입사파의 음압(음의 압력)과 임피던스 차이에 의존하므로, 궁극적으로 음의 압력에 직접 비례한다. 음의 주파수는 에코 높이가 아닌 신호의 시간 정보에 영향을 주고, 음의 속도는 음파 전파 거리 측정에만 관여하므로 에코 높이와는 무관하다.

문제 42
초음파탐상시험에서 거리 또는 방향이 다른 근접한 2개의 반사원으로부터 에코를 충분히 분리하여 식별하기 위하여 사용할 수 있는 방법으로 틀린 것은?
1초음파탐상기의 수신부가 증폭하는 주파수대역을 가능한 좁게 한다.
2높은 주파수의 초음파를 발생하는 탐촉자를 사용한다.
3광대역탐촉자를 사용한다.
4댐핑이 양호한 탐촉자를 사용한다.
정답 및 해설

수신부의 주파수대역을 좁게 하는 것은 대역폭을 제한하여 펄스 폭을 오히려 길게 만들고 분해능을 저하시키는 반대 방향의 조치다.

초음파탐상시험에서 근접한 2개의 반사원으로부터의 에코를 분리·식별하기 위해서는 분해능(resolution)을 높여야 한다. 분해능은 펄스의 길이가 짧을수록 향상되는데, 이는 주파수가 높을수록, 댐핑이 양호할수록, 광대역 특성을 가질수록 달성된다.

  • 높은 주파수의 탐촉자 사용은 펄스 폭을 감소시켜 분해능을 개선하는 올바른 방법이다.
  • 광대역탐촉자 사용은 펄스 폭을 감소시켜 분해능을 개선하는 올바른 방법이다.
  • 댐핑이 양호한 탐촉자 사용은 펄스 폭을 감소시켜 분해능을 개선하는 올바른 방법이다.
문제 43
후판 용접부의 경사각탐상의 경우 2개의 경사각 탐촉자를 용접부의 한쪽에서 전후로 전후하여 하나는 송신용, 하나는 수신용으로 하는 탐상방법은?
1탠덤 주사
2지그재그 주사
3경사평행 주사
4전후 주사
문제 44
다음 중 경사각 탐상시의 탐상감도 조정에 사용할 수 없는 시험편은?
1IIW
2STB-A3
3STB-G-V5
4RB-A6
정답 및 해설

STB-G-V5는 STB-G 계열의 수직탐상용 시험편이다. 수직탐상의 감도조정에 쓰이며 경사각탐상의 탐상감도 조정에는 사용할 수 없다. IIW, STB-A3, RB-A6는 경사각탐상에 사용할 수 있다.

문제 45
일반적으로 경사각탐촉자의 각도 표시는 어떻게 하는가?
1횡파가 발생했을 때의 반사각을 표시
2종파가 발생했을 때의 굴절각을 표시
3발생한 횡파의 굴절각을 표시
4발생한 종파의 반사각을 표시
정답 및 해설

경사각탐촉자(angle beam probe)의 각도는 시험체 표면에서 발생한 횡파의 굴절각으로 표시된다. 경사각탐촉자는 종파를 입사시키면 경사진 표면에서 굴절되어 횡파가 발생하는데, 이 굴절된 횡파가 수직선과 이루는 각도를 탐촉자의 공칭각도로 규정한다. 예를 들어 60° 탐촉자는 시험체 내에서 횡파가 표면 수직선으로부터 60°를 이루며 진행함을 의미하므로, 정답은 3번이다.

문제 46
초음파검사 수행 시 탐촉자의 직경은 동일하나, 주파수가 큰 것으로 변경하면 예상되는 결과는 어떻게 되는가?
1근거리 음장의 길이가 감소한다.
2근거리 음장의 길이가 증가한다.
3빔의 분산이 증가한다.
4인접한 결함의 분리탐지능력은 변함없다.
정답 및 해설

초음파 검사에서 근거리 음장(near field)의 길이는 L=D2f4cL = \frac{D^2 f}{4c} 공식으로 계산되며, 여기서 D는 탐촉자 직경, f는 주파수, c는 음속이다. 탐촉자 직경은 동일하고 주파수만 증가하면 근거리 음장의 길이는 증가한다.

  • 근거리 음장의 길이가 감소한다는 설명은 틀렸다.
  • 주파수가 증가하면 빔의 발산각은 감소하므로 빔의 분산(divergence)은 감소한다.
  • 주파수가 높을수록 파장이 짧아져서 인접한 결함의 분리탐지능력(해상도)은 향상되므로 변함없지 않다.
문제 47
다음 중에서 STB-A3시험편으로 측정이 곤란환 항목은?
1시간축의 측정범위 조정
2수직탐촉자의 분해능 점검
3사각탐촉자의 입사점 측정
4사각탐촉자의 굴절각 측정
정답 및 해설

STB-A3는 사각탐촉자용 소형 표준시험편이다. 그래서 측정범위 조정, 사각탐촉자의 입사점·굴절각 측정에 쓰인다. 수직탐촉자의 분해능 점검은 이 시험편으로 하기 어렵다.

문제 48
다음은 STB-G 표준시험편에 대한 설명이다. 틀린 것은?
1수직 탐상용이다.
2수직탐상의 감도 조정에 쓰인다.
3인공결함은 평저공(Flat bottom hole : FBH)으로 되어 있다.
4단면 60×60mm와 40mm×40mm의 두 종류로 구성되어 있다.
정답 및 해설

STB-G는 수직탐상의 감도 조정에 쓰는 표준시험편이다. 인공결함은 평저공(FBH)이며, 평저공 지름과 탐상거리가 서로 다른 원기둥형 시험편 여러 개로 구성된다. 따라서 단면 60×60mm와 40×40mm의 두 종류로 구성된다는 설명은 틀리다.

문제 49
다음 중 초음파탐상 방법에 대한 설명 중 틀린 것은?
1CRT횡축상의 에코위치로부터 그 반사면의 위치를 추정하는 것이 가능하다.
2CRT상의 결함 에코높이로부터 결함의 크기를 추정할 수 있다.
3펄스를 사용하기 때문에 반사체의 형상을 잘 알 수 있다.
4수직탐상에서는 라미네이션은 잘 검출되지만 작은 블로홀은 잘 검출되지 않을 수 있다.
정답 및 해설

초음파탐상의 기본 원리와 특성을 묻는 문항이다. 3번이 틀린 이유는 초음파탐상이 펄스를 사용하더라도 반사체의 형상을 직접 파악하기 어렵다는 점이다. 초음파는 반향(에코)을 시간축 신호로 변환하여 반사면까지의 거리와 크기만 추정할 수 있을 뿐, 반사체의 구체적인 형상(예: 모서리 형태, 표면 상태)을 영상으로 재현하지 못한다.
반면 1번은 정확하다: CRT 횡축(시간축)의 에코 위치로부터 음속과 시간을 이용해 반사면 위치를 계산할 수 있다. 2번도 정확하다: 에코의 높이(진폭)가 크면 결함이 크다고 추정 가능하다. 4번도 정확하다: 수직탐상에서 라미네이션(박층 결함)은 음파가 수직으로 입사하면 잘 반사되지만, 블로홀처럼 작은 구형 결함은 반사 신호가 약해 검출이 어려울 수 있다.

문제 50
초음파 결함평가시 수행하는 dB drop법에 대한 특징으로 틀린 것은?
1전달손실이나 감쇠의 영향을 받지 않는 장점이 있다.
2측정값이 절대치를 기준하므로 검사자의 주관이 개제되기 어렵다는 장점이 있다.
3결함에코 높이의 영향을 받지 않는 특징이 있다.
4자동탐상에 적용하기 어려운 단점이 있다.
정답 및 해설

dB drop법은 각 결함의 최대 에코를 기준으로 한 상대값(예: 6dB 저하 위치)으로 결함 길이를 정한다. 그래서 전달손실·감쇠나 에코 높이의 영향은 받지 않는다. 그러나 절대치 기준이 아니고, 최대 에코와 저하 위치를 판단할 때 검사자의 주관이 개입될 수 있다. 자동탐상에는 적용하기 어렵다는 단점이 있다.

문제 51
용접부의 경사각 탐상 시 개선면의 루트(Root)부의 결함인 용입부족을 쉽게 검출할 수 있는 주사 방법은?
1V 주사법
2M 주사법
3탠덤 주사법
4투과주사법
문제 52
초음파탐상검사 시 표시방법에 해당하지 않는 것은?
1G-Scope
2C-Seope
3B-Scope
4A-Scope
정답 및 해설

G-Scope는 표준화된 초음파탐상검사 표시방법에 포함되지 않는 용어로, 실무에서 인정되는 공식 표시방법이 아니다.

초음파탐상검사의 표시방법(display mode)은 탐촉자로부터 반사된 신호를 화면에 나타내는 방식을 분류한 것이다.

  • A-Scope는 신호의 크기를 수직축으로 표시하는 진폭 표시이다.
  • B-Scope는 탐촉자 이동에 따른 2차원 단면 영상이다.
  • C-Scope는 평면도 형태의 수평 단면 영상이다.

이들은 실제 검사에서 널리 사용되는 표시방법이다.

문제 53
오스테나이트계 스테인리스강 용접부는 초음파검사가 곤란한 경우가 많다. 이에 대한 설명으로 틀린 것은?
1초음파의 감쇠가 많고 임상에코가 많이 나타나서 초음파검사 적용이 어렵다.
2용접 시 응고한 주상정이 단결정이어서 음속과 감쇠의 이방성을 나타나므로 초음파 진행에 영향을 준다.
3결정입의 직경이 작게 되면 감쇠가 현저히 증가하고, 고주파수의 적용이 유리하다.
4결함에코를 강조하고 임상에코를 억제하는 방법을 사용하여 신호대 잡음비를 향상시키는 노력이 필요하다.
문제 54
강용접부 모재의 두께가 15mm인 맞대기 용접부 검사에 일반적으로 가장 많이 사용되는 초음파탐상 시험법은?
1공진법
2수직 탐상법
3경사각 탐상법
4표면파 탐상법
정답 및 해설

맞대기 용접부의 내부 결함(언더컷, 기공, 슬래그 등) 검사에는 경사각 탐상법이 가장 널리 사용된다. 경사각 탐상법은 탐촉자를 모재 표면에 대해 45°~70° 각도로 기울여 음파를 용접부에 입사시켜 횡파를 발생시키므로, 용접부 내부의 결함을 높은 감도로 탐지할 수 있다. 수직 탐상법은 판의 두께 방향 결함 검사에 주로 사용되며, 공진법과 표면파 탐상법은 특수한 경우에만 제한적으로 사용되므로 일반적인 맞대기 용접부 검사에는 적합하지 않다.

문제 55
펄스반사법 초음파탐상장치를 사용하여 어떤 결함으로부터 에코 높이가 눈금판 높이의 50%에 위치하였다. 이 에코 높이를 눈금판의 100%로 조정하려면 어떻게 장비를 조정해야 하는가?
1게인 조절기를 올린다.
2게인 조절기를 내린다.
3소연지연(sweep delay) 조절기를 올린다.
4소연지연(sweep delay) 조절기를 내린다.
정답 및 해설

펄스반사법 초음파탐상장치에서 에코 신호의 높이(진폭)를 조정하는 것은 게인(gain)의 역할이다. 현재 에코 높이가 눈금판 높이의 50%이므로, 이를 100%로 높이려면 신호의 진폭을 증가시켜야 하며, 이는 게인 조절기를 올려서(증가시켜) 증폭도를 높임으로써 달성된다. 소연지연(sweep delay)은 화면 상에 표시되는 신호의 위치(수평축)를 조정하는 것으로 에코의 높이와는 무관하다.

문제 56
다음 시험편 중 경사각탐촉자의 거리진폭특성곡선을 작성하는데 일반적으로 사용되지 않는 것은?
1RB-4블럭
2STB-A2 블럭
3IIW-1형 블럭
4ASME Basic Calibration 블럭
정답 및 해설

경사각탐촉자의 거리진폭특성곡선(DAC)은 표준구멍이 있는 STB-A2, RB-4, ASME Basic Calibration 블록으로 작성한다. IIW-1형(STB-A1형) 블록은 입사점, 굴절각, 측정범위 조정에 쓰며 DAC 작성에는 일반적으로 쓰지 않는다.

문제 57
초음파 빔은 매질을 진행함에 따라 강도가 낮아진다. 이에 대한 설명 중 틀린 것은?
1초음파가 진행하는 매질이 완벽하게 균일하지 못하기 때문에 산란이 발생한다.
2초음파가 진행함에 따라 초음파 에너지가 열로 변환되어 흡수가 일어난다.
3접촉 매질과 시험체의 표면거칠기로 인해 전달손실이 생긴다.
4초음파 빔이 매질을 진행할 때 유도전류가 발생하여 파의 진행을 방해한다.
문제 58
초음파탐상시험 시 사용하는 표준시험편의 사용목적으로 적절하지 않은 것은?
1결함의 종류를 분류하기 위하여 사용한다.
2탐상장치의 작동특성을 알아보기 위해 사용한다.
3탐상조건을 설정하기 위해 사용한다.
4결함에코의 높이와 위치를 비교 평가하기 위해 사용한다.
정답 및 해설

"결함의 종류를 분류하기 위하여 사용한다"는 표준시험편의 사용목적이 아니다. 결함 종류의 정성적 분류는 현장 경험이나 초음파 특성에 의존하므로 표준시험편의 고유한 용도가 아니다.

초음파탐상시험의 표준시험편은 탐상장치의 성능 검증, 탐상조건 최적화, 그리고 결함신호의 정량적 평가를 위한 기준으로 사용된다. 표준시험편은 알려진 크기와 위치의 반사체(예: 평저공)를 포함하고 있어 장치 특성 파악, 탐상조건 설정, 에코신호의 높이와 위치 비교평가 등 정량적 기준 제시에 목적이 있다.

문제 59
다음 중 판재를 경사각 초음파탐상으로 검사할 때 가장 검출하기 어려운 결함은?
1방향이 불규칙한 개재물
2작은 불연속이 군집된 기공
3초음파 방향과 평행한 라미네이션
4초음파 빔에 수직으로 존재하는 균열
정답 및 해설

라미네이션은 판재 내부의 층상 결함으로, 초음파 방향과 평행할 경우 반사 신호를 생성하지 못해 검출이 거의 불가능하다.

경사각 초음파탐상에서 결함의 검출성은 초음파 빔과 결함면의 방향 관계에 크게 좌우된다. 정상적인 반사 신호를 얻으려면 초음파가 결함면에 수직 또는 대각선 입사되어야 충분한 에너지가 반사되지만, 결함면이 초음파 빔과 평행하면 음파가 반사되지 않고 투과·산란되어 신호가 거의 나타나지 않는다.

반면 개재물, 기공, 수직 균열은 불규칙한 방향성이나 초음파 빔과의 교차각으로 인해 산란·반사 신호를 생성할 수 있어 상대적으로 검출 가능성이 높다.

문제 60
초음파탐상을 수행할 때, 모든 검사조건을 동일하게 하고 탐촉자의 직경이 작은 것을 사용하게 되면 빔은 어떻게 변화하나?
1빔에 미치는 영향은 없다.
2빔의 분산이 작게 된다.
3빔의 분산이 크게 된다.
4빔의 분산이 불규칙하게 변화한다.
정답 및 해설

초음파 빔의 분산은 탐촉자 직경과 음향주파수의 곱에 의존하며, 탐촉자 직경이 작아지면 회절 현상이 증가하여 빔이 더 빨리 확산된다. 동일한 검사조건(주파수, 음속)에서 탐촉자 직경만 감소하면 근역장 거리(N = D²f/4c)가 짧아지고, 원역장에서의 빔 발산각이 커져서 분산이 크게 된다. 따라서 정답은 3번이다.

문제 61
압력용기용 강판의 초음파탐상 검사방법(KS D 0233)에서 탐촉자의 공칭 주파수가 5MHz일 때, 원거리 분해능으로 옳은 것은?
13mm 이하
25mm 이하
37mm 이하
49mm 이하
정답 및 해설

KS D 0233에서는 탐촉자의 공칭 주파수에 따라 원거리 분해능 기준을 정한다. 공칭 주파수가 5MHz일 때 원거리 분해능은 7mm 이하이다.

문제 62
강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)의 경사각 탐촉자의 성능 점검주기에서 입사점, 탐상 굴절각, 탐상감도 등의 작업시간은 몇 시간 간격으로 점검하는가?
14시간
25시간
36시간
48시간
정답 및 해설

KS B 0896(강 용접부의 초음파탐상 시험방법)에서 경사각 탐촉자의 성능 점검주기는 4시간 간격으로 규정되어 있다. 입사점, 탐상 굴절각, 탐상감도 등 주요 성능 항목들을 작업 중 4시간마다 점검하여 탐촉자의 정상 작동 상태를 유지해야 한다.

문제 63
초음파탐상 시험용 표준시험편(KS B 0831)에 의거 G형 STB시험편 합격여부의 판정을 위한 시험편 반사원 에코 높이를 측정할 때 검정용 표준시험편에서 정한 기준 값의 범위는? (단, 시험주파수 2MHz의 경우이다.)
1±0.5dB
2±1dB
3±1.5dB
4±2dB
문제 64
보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec. V Art.4)에 의한 탐상 시 거리진폭특성곡선을 작성하여 검사를 수행하던 중 검사원이 변경되어 교정 점검할 때 거리진폭특성곡선이 유효 거리진폭특성곡선과 비교한 결과 DAC 상의 한 점이 시간축 값의 20%를 초과하였다. 다음 중 어떤 조치가 필요한가?
1교정 점검에 사용된 장비와 연관된 모든 검사 데이터를 전부 무효로 해야 한다.
2교정 점검 전 기록은 유효 처리하고, 새로 교정하여 검사를 계속 수행한다.
3최종 유효교정까지의 시험결과는 인정하고 유효 교정 후 기록은 모두 확인 및 점검하고 수정한다.
4교정 점검에 사용된 장비와 연관된 모든 결함기록을 확인 및 점검하고 기록 확인된 수치를 수정한다.
정답 및 해설

ASME Sec. V Art.4에서는 교정 점검 때 DAC 점의 시간축(스위프) 이동이 허용치를 초과하면 스위프 범위를 다시 교정해야 한다. 이때 마지막 유효 교정까지의 결과는 인정한다. 그 이후 기록된 지시는 모두 재검사하여 데이터시트의 값을 수정하거나 다시 기록한다.

문제 65
보일러 및 압력용기에 대한 표준초음파탐상검사(ASME Sev Art.4)에서 니켈합금강을 검사할 때 접촉매질에서 고려해야 할 불순물 및 허용 기준은?
1염소 함유량 250ppm 이하
2염소 함유량 500ppm 이하
3황 함유량 250ppm 이하
4황 함유량 500ppm 이하
정답 및 해설

ASME Sec. Art. 4 초음파탐상검사 표준에서 니켈합금강(nickel alloy steel) 검사 시 접촉매질(couplant)의 부식성을 관리하기 위해 황(sulfur) 함유량을 250ppm 이하로 제한한다.

니켈합금강은 황에 의한 응력부식균열(stress corrosion cracking)에 민감하므로, 접촉매질 내 황 불순물이 모재 표면에 직접 접촉될 경우 부식을 유발할 수 있기 때문이다. 염소 제한은 탄소강 등 다른 재질에 적용되는 기준이며, 니켈합금강은 황을 우선적으로 관리해야 하는 재질 특성을 반영한 것이다.

문제 66
보일러 및 압력용기에 대한 표준초음파탐상검사(ASME Sev Art.4)에서 용접부에 대한 초음파탐상시험할 때 주사감도는 기준감도 보다 최소 몇 dB 높게 해야 하는가?
16dB
212dB
314dB
418dB
정답 및 해설

ASME Sec. VIII(보일러 및 압력용기) Art. 4의 표준초음파탐상검사 규정에서 용접부 검사 시 주사감도(scanning sensitivity)는 기준감도(reference sensitivity)보다 최소 6dB 높게 설정해야 한다. 이는 결함 검출률을 확보하기 위해 신호 잡음비를 충분히 확보하는 기준이며, 용접부 내 미세 결함까지 적절히 감지하기 위한 필수 조건이다.

문제 67
d보일러 및 압력용기에 대한 표준초음파탐상검사(ASME Sev Art.5)에 따라 튜브류를 탐상 시 사용하는 교정시험편의 교정 반사체(calibration reflectors)에 관한 내용으로 틀린 것은?
1형태는 축방향 노치(notch)이다.
2폭은 약 1.5mm 이하이어야 한다.
3길이는 약 1인치 또는 그 이하이다.
4깊이는 약 0.1mm 또는 공칭벽 두께의 5% 중 큰 쪽을 초과하여야 한다.
정답 및 해설

교정 반사체의 깊이는 실제로 0.1mm 또는 공칭벽 두께의 5% 중 큰 쪽을 초과하지 않아야 하므로, 깊이 조건을 "약 0.1mm 또는 공칭벽 두께의 5% 중 큰 쪽을 초과하여야 한다"고 한 보기는 기준이 반대로 표현된 오류이다.

ASME Section V Article 5의 보일러 및 압력용기 튜브류 초음파탐상검사에서 교정시험편의 교정 반사체(calibration reflectors) 규격을 확인하면, 반사체는 축방향 노치(notch) 형태이며, 폭은 약 1.5mm 이하, 길이는 약 1인치 이하로 규정된다.

문제 68
보일러 및 압력용기에 대한 표준초음파탐상검사(ASME Sev Art.4)에서 교정시험편을 사용할 때 반드시 곡면시험편을 사용하는 경우로 옳은 것은?
1검사체의 직경이 508mm(20인치)를 초과할 때
2검사체의 직경이 508mm(20인치)를 이하일 때
3검사체의 직경이 762mm(30인치)를 초과할 때
4검사체의 직경이 762mm(30인치)를 이하일 때
정답 및 해설

ASME Sec.V Art.4 표준초음파탐상검사에서 곡면시험편의 사용 기준은 검사체의 직경이 508mm(20인치) 이하일 때 반드시 곡면시험편을 사용해야 한다. 이는 작은 직경의 검사체에서 초음파 신호의 정확한 교정과 감도 설정을 위해 곡면시험편으로 검사체와 동일한 곡률을 재현해야 하기 때문이다. 반대로 508mm를 초과하는 대형 검사체의 경우 평면시험편 사용이 허용되거나 요구된다.

문제 69
강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에 의한 경사각탐상에서 초음파탐상장치의 점검항목과 사용 표준시험편이 잘못 짝지어진 것은?
1굴절각의 측정-STB A1
2에코높이 구분선 작성-STB A3
3측정범위의 조정-STB A1
4입사점의 측정-STB A3
정답 및 해설

경사각탐상에서 에코높이 구분선 작성을 STB A3과 짝짓는 것이 부적절하다.

KS B 0896 강 용접부 초음파탐상 시험방법에서 경사각탐상(각도탐상)의 장비 점검 시 사용되는 표준시험편은 용도에 따라 구분된다. STB A1은 굴절각, 측정범위, 입사점 등 기하학적 매개변수 측정에 사용되며, STB A3는 수직탐상 시 에코높이 구분선 작성에 사용된다.

경사각탐상에서 에코높이 구분선은 경사각탐촉자 고유의 특성을 고려하여 작성해야 하므로 STB A2 또는 STB A4 같은 기울어진 하단면을 가진 표준편을 사용하거나, 실제 용접부 기하 조건에 맞는 표준편을 적용해야 한다.

문제 70
강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896) 부속서F(시험 결과의 분류방법)에 따라 판두께 20mm인 강 용접부의 시험 결과를 분류할 때, M검출 레벨의 경우 흠 에코 높이의 영역이 Ⅲ이고, 지시길이가 9mm이면 2류로 분류된다. 만약 지시길이는 변함이 없으나 홈 에코 높이의 영역이 Ⅳ로 바뀌었다면 흠의 분류는?
11류
22류
33류
44류
정답 및 해설

KS B 0896의 분류표에서 판두께 20mm, M검출 레벨, 지시길이 9mm 구간에서 에코 높이 영역 Ⅳ는 3류에 해당하므로, 흠의 분류는 2류에서 3류로 상향된다.

KS B 0896 부속서 F의 초음파탐상 시험 결과 분류 기준에서 판두께 20mm, M검출 레벨, 지시길이 9mm일 때 흠 에코 높이 영역에 따라 분류가 결정된다. 현재 조건에서 에코 높이 영역이 Ⅲ에서 Ⅳ로 상향되면, 같은 지시길이(9mm) 범위 내에서도 에코 높이 레벨이 높아져 결함의 심각도가 증가한다.

문제 71
강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에서 수직탐상이 에코높이 구분선 작성 시 PB-4 두께가 125mm일 경우 각 면에서 최대 에코의 피크위치가 나타나는 표준원과 탐촉자의 거리가 아닌 것은?
131mm
294mm
3125mm
4156mm
정답 및 해설

RB-4(문항의 PB-4) 표준구멍은 두께 T의 1/4 위치에 있다. 따라서 각 면에서 최대 에코가 나타나는 거리는 T/4, 3T/4, 5T/4이다. T=125mm이면 각각 31.25≈3131.25\approx31, 93.75≈9493.75\approx94, 156.25≈156 mm156.25\approx156\,\text{mm}이므로 125mm는 해당하지 않는다.

문제 72
알루미늄의 맞대기용접부의 초음파경사각탐상시험방법(KS B 0897)에서 탐상기의 사용조건 중 증폭직선성의 측정 허용범위는?
1±1%
2±2%
3±3%
4±5%
정답 및 해설

KS B 0897(알루미늄의 맞대기용접부의 초음파경사각탐상시험방법)에서 탐상기의 사용조건 검사 항목 중 증폭직선성의 측정 허용범위는 ±3%로 규정되어 있다. 증폭직선성은 탐상기의 증폭기가 입력 신호에 대해 선형적으로 응답하는지를 확인하는 항목으로, 이 범위를 벗어나면 탐상 신호의 정확성이 손상되어 결함 평가에 오류를 초래할 수 있으므로 정기적으로 검증해야 한다.

문제 73
알루미늄의 맞대기용접부의 초음파경사각탐상시험방법(KS B 0897)에서 사용되는 시험 주파수의 범위는?
11.5~2.5MHz
22.5~3.5MHz
33.5~4.5MHz
44.5~5.5MHz
정답 및 해설

KS B 0897(알루미늄 맞대기용접부 초음파 경사각탐상)에서는 공칭 주파수 5MHz 탐촉자를 사용한다. 이때 시험 주파수의 허용 범위는 4.5~5.5MHz이다.

문제 74
알루미늄의 맞대기용접부의 초음파경사각탐상시험방법(KS B 0897)에서 탐상장치의 사용조건에 대한 설명이 잘못된 것은?
1공칭굴절각과 탐상굴절각과의 차는 ±2°로 한다.
2탐촉자의 공칭주파수는 5MHz로 한다.
3증폭 직선성은 ±3%로 한다.
4탐상기의 시간축 직선성은 ±2%로 한다.
정답 및 해설

KS B 0897(알루미늄의 맞대기용접부 초음파경사각탐상시험방법)에서 탐상장치 사용조건을 규정하고 있다. 1번 공칭굴절각과 탐상굴절각의 차는 ±2°이고, 2번 탐촉자 공칭주파수는 5MHz이며, 3번 증폭 직선성은 ±3%로 각각 명시되어 있다. 4번 탐상기의 시간축 직선성은 ±2%가 아니라 ±1.0mm 또는 ±1% 중 큰 값으로 규정되어 있어 정답이다.

문제 75
강관의 초음파탐상검사 방법(KS D 0250)에서 탐상감도의 확인에 대한 설명으로 틀린 것은?
1검사작업이 연속적이지 않을 경우 일반적으로 8시간마다 감도를 확인해야 한다.
2감도는 기준 감도로부터 적어도 ±3dB 내로 유지되고 있다는 것을 확인해야 한다.
3탐상감도가 기준범위를 초과하여 올라가는 경우, 적절한 기록들을 이용하여 관 각각의 판정이 가능한 경우에는 재검사를 하지 않아도 된다.
4탐상감도가 기준 범위를 초과하여 낮아지는 경우, 관 각각의 합격/불합격이 명확한 경우에는 합격이라고 생각되어지는 관만 재검사해도 좋다.
정답 및 해설

KS D 0250에서는 탐상감도를 검사 시작 시에 확인하고, 작업 중에는 4시간 이내의 일정 간격마다, 작업을 마칠 때 다시 확인한다. 따라서 '8시간마다'는 틀린 설명이다. 감도는 기준 감도의 ±3dB 안에 유지되어야 한다. 감도가 올라간 경우 기록으로 관마다 판정할 수 있으면 재검사하지 않아도 되고, 낮아진 경우에는 합격으로 판정된 관만 재검사하면 된다.

문제 76
보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V Art.4)의 규정사항으로 옳지 않은 것은?
11~5MHz 사이의 주파수에 작동할 수 있는 탐상장비여야 한다.
2일반적인 탐촉자 이동속도는 150mm/s를 초과해서는 안 된다.
3접촉법에서 교정시험편과 검사표면간의 온도차는 20℃ 이내이어야 한다.
4주사감도 레벨은 기준 레벨 설정값보다 최소 6dB 높게 설정되어야 한다.
정답 및 해설

ASME Sec.V Art.4에서 교정시험편과 검사표면의 온도차는 14℃(25°F) 이내로 규정되어 있어 20℃는 틀린 기준이다. 탐상장비는 1~5MHz에서 작동할 수 있어야 하고, 탐촉자 이동속도는 150mm/s를 넘을 수 없다. 주사감도는 기준 레벨보다 최소 6dB 높게 설정하므로 나머지 보기는 규정에 맞다.

문제 77
강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)의 부속서 B(원둘레 이음 용접부의 탐상방법)에 따라 두께 15mm. 곡률 반지름이 100mm인 강관의 원둘렝이음 용접부를 탐상하려 한다. 다음 중 옳은 것은?
1대비 시험편의 곡률 반지름은 시험체 곡률 반지름의 1.6배 이상으로 한다.
2탐상감도 조정은 RB-4을 사용한다.
3탐촉자의 접촉면은 시험체의 곡률에 맞추어야 한다.
4사용하는 탐촉자의 공칭 굴절각은 60°, 45°를 사용한다.
정답 및 해설

원둘레 이음 용접부는 탐상면이 곡면이라 탐촉자가 제대로 닿지 않으면 접촉이 불안정해집니다. 그러면 입사점과 굴절각이 달라지므로 탐촉자 접촉면을 시험체의 곡률에 맞추어 가공해서 사용합니다. 대비시험편의 곡률 반지름은 시험체 곡률 반지름의 0.9배 이상 1.5배 이하로 하므로 1.6배 이상이라는 설명은 틀립니다. 탐상감도 조정에는 평판인 RB-4가 아니라 시험체와 곡률이 가까운 곡면 대비시험편을 사용합니다.

문제 78
보일러 및 압력용기에 대한 표준초음파탐상검사(ASME Sec. V, Art.23 SB-548)에서 완전하게 저면반사의 완전감쇠(95% 이상)를 만드는 불연속부를 나타내는 범위가 얼마를 초과하면 그 판을 불합격으로 하는가?
11인치
21.5인치
32인치
42.5인치
문제 79
강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에 따른 탐상기에 필요한 기능이 아닌 것은?
11탐촉자법, 2탐촉자법 중 어느 것에도 사용할 수 있는 것
22MHz 및 5MHz의 주파수로 동작하는 것
3게인 조정기는 1스텝 2dB 이하에서, 합계 조정량은 50dB 이상을 가진 것
4검사 기록이 자동으로 기록되는 것
정답 및 해설

검사 기록 자동 기록 기능은 표준에서 탐상기의 필수 기능으로 요구하지 않으며, 기록은 수동으로 작성하거나 별도의 기록 장치에 의존하도록 규정되어 있다.

KS B 0896(강 용접부의 초음파탐상 시험방법)에서 규정하는 탐상기의 필수 기능을 검토하면, 나머지 보기는 모두 표준에서 명시된 요구사항이다.

  • 1탐촉자법과 2탐촉자법에 모두 사용 가능해야 한다.
  • 2MHz 및 5MHz의 주파수로 동작하도록 규정된다.
  • 게인 조정기는 1스텝 2dB 이하, 합계 50dB 이상이어야 한다.
문제 80
금속재료의 펄스반사법에 따른 초음파탐상시험방법 통칙(KS B 0817)에 따른 탐상범위를 결정하는데 고려할 사항이 아닌 것은?
1검출하여야 하는 흠집의 종류
2검출하여야 하는 흠집의 방향
3검출하여야 하는 흠집의 발생 원인
4검출하여야 하는 흠집의 위치