[초음파비파괴검사기사 필기] 19년 2회차
초음파비파괴검사기사 필기 기출문제

19년 2회차

총 80문항 · 객관식 · A4 약 1장

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

19년 2회차

총 80문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
누설검사의 목적과 거리가 먼 것은?
1환경오염의 방지
2용접부 내부의 융합불량 검출
3가압이나 진공하의 유체를 포함한 시스템관리
4설비의 신뢰성 확보
문제 2
30mm 압연 강판에 존재하는 라미네이션을 검사할 때 가장 적절한 비파괴검사법은?
1자동 방사선투과검사
2자동 와전류탐상검사
3자동 초음파탐상검사
4질량분석 누설검사
문제 3
초음파가 A 매질에서 B매질로 입사각이 8°로 입사할 때의 굴절각은? (단, A 매질의 종파속도는 1500m/s이고, B매질에서 종파속도는 5000m/s이다.)
1약 20°
2약 28°
3약 30°
4약 38°
정답 및 해설

스넬의 법칙 sin⁡αsin⁡β=VAVB\frac{\sin\alpha}{\sin\beta}=\frac{V_A}{V_B}를 적용합니다.
sin⁡β=sin⁡8∘×50001500=0.1392×3.333≈0.464\sin\beta=\sin 8^\circ\times\frac{5000}{1500}=0.1392\times3.333\approx0.464이므로 β≈27.6∘\beta\approx27.6^\circ이고, 굴절각은 약 28°입니다.

문제 4
레이저(laser)와 관계가 없는 비파괴검사법은?
1광 홀로그램(Optical holography)
2광탄성 피막 검사(Photoelastic coating test)
3모아레 검사(Moire test)
4보아스코프 검사(Borescope test)
문제 5
침투탐상제에 의한 누설검사에 대한 설명 중 틀린 것은?
1누설 개소 확인이 용이하다.
2가압장치 등 특수기구가 필요 없다.
3시험체 두께에 구애받지 않는다.
4누설검사 방법 중 가장 간단한 방법이다.
정답 및 해설

침투탐상제로 하는 누설검사는 침투액이 관통 결함을 따라 반대편 면까지 스며 나와야 지시가 나타난다. 그래서 시험체가 두꺼우면 침투 시간이 길어지고 검출이 어렵다. 즉 두께의 제약을 받는다. 가압장치 없이 할 수 있고, 누설 위치를 찾기 쉬우며, 누설검사 가운데 가장 간단한 방법이다.

문제 6
컵 앤 콘(Cup and Cone) 형상과 가장 관계있는 파괴는?
1압축파괴
2피로파괴
3연성파괴
4취성파괴
문제 7
용융점이 높아 용해가 곤란하여 주로 분말 야금법으로 성형하는 금속으로 고속도강의 첨가 원소로도 사용되는 것은?
1W
2Ag
3Au
4Cu
문제 8
Fe-Fe3C 상태도에서 공정 조직은?
1페라이트
2펄라이트
3레데뷰라이트
4오스테나이트
문제 9
니켈 합금이 아닌 것은?
1인코넬
2퍼멀로이
3모넬 메탈
4화이트 메탈
정답 및 해설

니켈 합금은 니켈을 주성분으로 하는 합금이다. 인코넬(Inconel)은 니켈-크롬 초내열 합금, 퍼멀로이(Permalloy)는 니켈-철 합금, 모넬 메탈(Monel metal)은 니켈-구리 합금으로 모두 니켈을 기본 성분으로 한다. 반면 화이트 메탈(White metal)은 주석·연·카드뮴 등을 주성분으로 하는 베어링 합금으로 니켈을 포함하지 않는다.

문제 10
6:4 황동에 주석을 첨가한 것으로 용접봉, 파이프 등으로 이용되는 것은?
1네이벌 황동
2하드 황동
3알브랙 황동
4에드미럴티 황동
문제 11
표점거리가 50mm, 직경이 5mm인 봉재 시편을 인장한 결과, 표점거리가 55mm가 되었고 인장강도는 1400MPa로 측정되었다. 이 때, 인장시험에서 최대 하중은 약 몇 kN인가?
125
227.5
330
432.5
정답 및 해설

인장강도는 인장강도=최대하중원래 단면적\text{인장강도} = \frac{\text{최대하중}}{\text{원래 단면적}}으로 정의되므로, 최대하중을 구하려면 원래 단면적과 인장강도로부터 역산한다.

원래 단면적은
A=πr2=π×(2.5)2=19.635 mm2A = \pi r^2 = \pi \times (2.5)^2 = 19.635 \text{ mm}^2
이고, 인장강도 1400 MPa를 이용하면
최대하중=1400 MPa×19.635 mm2=1400×19.635=27489 N≈27.5 kN\text{최대하중} = 1400 \text{ MPa} \times 19.635 \text{ mm}^2 = 1400 \times 19.635 = 27489 \text{ N} \approx 27.5 \text{ kN}
이다.

표점거리의 변화(50→55mm)는 연신율 계산에 사용되지만 최대하중 산출에는 필요하지 않다.

문제 12
고속도 공구강의 기호로 옳은 것은?
1SM
2SPS
3STC
4SKH
문제 13
SN-Sb-Cu계 합금(babbit metel)의 주용도는?
1베어링용 합금
2활자용 합금
3땜납용 합금
4저융점 합금
문제 14
열처리 후 최종 미세조직이 베이나이트인 열처리 방법은?
1Martrempering
2Austempering
3Ausforming
4Sperodizing
정답 및 해설

베이나이트(bainite) 조직을 최종 미세조직으로 갖는 열처리는 오스템퍼링(austempering)이다. 오스템퍼링은 오스테나이트 상태에서 냉각한 후 베이나이트 변태 온도 범위에서 일정 시간 등온 유지하여 베이나이트를 완전히 생성시키는 방법으로, 최종 미세조직이 베이나이트와 잔류 오스테나이트이다.

  • 마르템퍼링(Martrempering)은 마르텐사이트 변태 시작 직후 등온 냉각하여 응력을 완화하지만 최종 조직은 마르텐사이트이다.
  • 오스포밍(Ausforming)은 고온 변형으로 결정립을 미세화한다.
  • 구면화(Sperodizing)는 구상 세멘타이트 조직을 만드는 것으로 베이나이트 조직을 목표로 하지 않는다.
문제 15
Ti 합금의 기본이 되는 합금형태가 아닌 것은?
1α형 합금
2β형 합금
3η형 합금
4(α+β)형 합금
정답 및 해설

η형 합금은 Ti 합금의 기본 분류 체계에 포함되지 않으며, 특정 금속간 화합물(intermetallic compound)을 지칭할 때 사용되는 표기일 뿐 표준적인 Ti 합금 분류 범주에는 속하지 않는다.

티타늄 합금의 기본 분류는 미소조직의 결정상 구성에 따라 α형, β형, (α+β)형 세 가지로 나뉜다.

  • α형은 상온에서 안정한 HCP 결정구조를 가진 순수 Ti 또는 α 안정화 원소(Al, O, N 등)를 첨가한 합금이다.
  • β형은 β 안정화 원소(Mo, V, Cr 등)를 충분히 첨가하여 고온에서 안정한 BCC 구조를 상온에서도 유지하는 합금이다.
  • (α+β)형은 두 상이 공존하는 이상의 온도 구간을 활용하는 합금이다.
문제 16
용접기의 아크 발생 시간이 7분, 아크 발생 정지 시간이 3분일 경우 용접기의 사용률은 몇 %인가?
130
250
370
4100
문제 17
용접부 결함은 치수상의 결함, 구조상의 결함, 성질상의 결함으로 구분할 수 있다. 다음 중 구조상의 결함에 속하지 않는 것은?
1기공
2변형
3오버 랩
4언더컷
정답 및 해설

변형(distortion)은 용접 시 열의 불균등 분포로 인한 기하학적 형태의 변화로, 치수상의 결함에 분류되므로 구조상의 결함에 속하지 않는다.

용접부 결함의 분류에서 구조상의 결함은 용접금속 내부의 공극이나 이물질로 인한 결함을 의미한다.

  • 기공(porosity)은 용접금속 내에 가스가 갇혀 형성된 공극으로 구조상의 결함에 해당한다.
  • 오버랩(overlap)은 용접금속이 모재 위에 겹쳐 형성된 융합 부족 결함으로 구조상의 결함이다.
  • 언더컷(undercut)은 모재가 깎여나가 형성되는 구조상의 결함이다.
문제 18
전기가 필요 없고, 레일의 접합, 차축, 선박의 프레임(stern-frame) 등 비교적 큰 단면을 가진 주조나 단조품의 맞대기 용접과 보수용접에 사용되는 용접법은?
1테르밋 용접
2레이저 용접
3전자 빔 용접
4피복 아크 용접
문제 19
일반적인 용접의 특징으로 옳은 것은?
1용접하려는 재료의 두께 제한이 있고, 보수와 수리가 곤란하다.
2용접부에 변형 및 잔류 응력이 발생하고 저온취성이 생길 우려가 있다.
3큰 소음이 발생하여 실내에서 작업이 곤란하고 복잡한 구조물 제작이 어렵다.
4용접사의 기량에 관계없이 균일한 제품을 얻을 수 있고, 용접부의 품질 검사가 용이하다.
문제 20
모재의 재질결함으로써 강괴일 때 기포가 압연되어 생기는 설퍼 밴드(sulfur band)와 같이 층상으로 편재해 있어 강재의 내부에 노치를 형성한 균열은?
1종 균열
2크레이터 균열
3마이크로 균열
4라미네이션 균열
정답 및 해설

라미네이션 균열은 강괴의 기포나 개재물이 압연 과정에서 납작하게 펴져 층상(laminar)으로 편재하면서 강재 내부에 노치를 형성하고, 이것이 응력 집중 부위가 되어 발생하는 균열이다. 설퍼 밴드(sulfur band)는 황화물 개재물이 압연으로 인해 층상 구조를 이루는 대표적인 사례로, 이러한 층상 결함이 직접적인 균열 원인이 되는 현상을 정의한다.

  • 종 균열은 강괴의 응고 중 표면이 먼저 식으면서 내부 수축으로 생기는 중심 균열이다.
  • 크레이터 균열은 용접 후 냉각 시 생기는 균열이다.
  • 마이크로 균열은 현미경으로만 관찰되는 미세 균열이다.

이들은 모두 층상 편재 구조와는 무관하다.

문제 21
초음파의 종류에 해당하지 않는 것은?
1종파
2횡파
3표면파
4전자파
문제 22
5Z20N 탐촉자로 강재를 탐상할 때 근거리음장영역(Xo)의 값은? (단, 강재의 음속은 5900m/s이다.)
184.7mm
288.7mm
390.7mm
495.7mm
정답 및 해설

근거리음장영역(Xo)은 Xo = D²/(4λ) = D²·f/(4c) 공식으로 구한다. 여기서 D는 탐촉자 직경, f는 주파수, c는 음속이다. 5Z20N 탐촉자는 표준 규격으로 직경 D = 20mm, 주파수 f = 5MHz이다. 주어진 강재 음속 c = 5900m/s를 대입하면: Xo = (20²)·(5×10⁶)/(4×5900) = (400·5×10⁶)/(23600) = (2000×10⁶)/(23600) = 84,745mm ≈ 84.7mm이다.

문제 23
음향임피던스가 다른 두 재질사이의 계면에 입사한 음파의 음향 진행각이 바뀌는 것을 무엇이라 하는가?
1회절
2간섭
3굽힘
4반사
정답 및 해설

음향임피던스가 다른 두 재질 계면에 입사한 음파는 음향임피던스의 차이로 인해 일부가 계면에서 되돌아오는데, 이를 반사라고 한다. 반사파는 입사각과 같은 각도로 되돌아오므로 음파의 진행 방향이 바뀐다. 회절은 파가 장애물 주위로 구부러지는 현상, 간섭은 두 파동의 중첩, 굽힘도 반사와는 다른 개념이므로, 정답은 반사이다.

문제 24
단조 가공 시 Ni, Cr, Mo 등을 포함한 특수강의 파단면에 미세균열이 발생되는데 이 파면은 은백색을 띤다. 이는 강중에 수소함량이 높을 때 잔류응력이나 열응력이 가해질 때 생긴다. 이 결함을 무엇이라 하는가?
1백점
2흑점
3편석
4터짐
문제 25
다음 초음파 설명 중 틀린 것은?
1근거리음장 거리를 최소화하기 위해 직경이 큰 진동자를 사용한다.
2근거리음장 거리를 최소화하기 위해 주파수가 낮은 진동자를 사용한다.
3초음파 빔의 분산각을 작게하기 위해 직경이 큰 진동자를 사용한다.
4초음파 빔의 분산각을 작게하기 위해 주파수가 높은 진동자를 사용한다.
문제 26
초음파탐상 시 서로 다른 두개의 원형결함의 진폭비를 구하였더니 12dB 차이가 있었다. 재질, 장비 등 다른 조건이 동일하다면 두 결함의 직경의 비는?
11:2
21:4
31:8
41:12
정답 및 해설

두 결함의 직경의 비는 1:2이다. 초음파탐상에서 결함의 반사 신호 진폭은 결함의 단면적에 비례하며, 진폭을 데시벨(dB)로 표현할 때 20dB의 진폭차는 신호 크기의 10배 차이를 의미한다.

주어진 12dB 차이로부터 진폭비를 구하면
20log⁡10A1A2=1220\log_{10}\frac{A_1}{A_2}=12
이므로
A1A2=1012/20=100.6≈3.98≈4\frac{A_1}{A_2}=10^{12/20}=10^{0.6}\approx 3.98\approx 4
이다.

원형결함의 반사 신호는 단면적(넓이)에 비례하고, 넓이는 반지름의 제곱에 비례하므로
A1A2=(d1d2)2=4\frac{A_1}{A_2}=\left(\frac{d_1}{d_2}\right)^2=4
이다. 따라서 직경의 비는
d1d2=4=2\frac{d_1}{d_2}=\sqrt{4}=2
이다.

문제 27
2차 임계각으로 입사한 종파는 어떤 파를 발생시키는가? (단, 2파 매질은 고체이다.)
1종파
2횡파
3종파 및 횡파
4표면파
정답 및 해설

2차 임계각은 횡파의 굴절각이 90°가 되는 입사각으로, 이 각도로 종파가 입사하면 굴절 횡파는 계면을 따라 전파된다. 고체 매질에서 계면을 따라 전파하는 파는 표면파(Rayleigh파)이며, 이는 종파와 횡파의 결합으로 타원 편향 운동을 한다. 따라서 2차 임계각 입사 조건에서 발생하는 파는 표면파이다.

문제 28
분해능(Resolution)의 설명으로 가장 옳은 것은?
1가까이 위치하고 있는 두 개의 불연속을 반사파형으로 분리할 수 있는 능력
2미세한 불연속을 검출할 수 있는 능력
3근거리음장과 원거리음장의 경계를 나타낼 수 있는 능력
4선형결함과 원형결함을 구분해 낼 수 있는 능력
정답 및 해설

분해능(Resolution)은 가까이 위치한 두 개의 불연속을 반사파형으로 분리할 수 있는 능력을 의미한다. 초음파탐상검사에서 분해능은 주로 축방향 분해능(axial resolution)으로, 펄스폭이 좁을수록 인접한 결함을 개별적으로 구분할 수 있는 정도를 나타낸다. 보기 2번의 감도는 미세한 불연속의 검출 능력이고, 3번의 음장거리는 근·원거리음장의 경계를 판단하는 개념이며, 4번의 결함 형상 구분은 분해능과 구별되는 별개의 특성이다.

문제 29
음향방출시험(AE)에서 카이저효과란?
1표면 및 내부의 탄성적인 정보를 알고자 할 때 사용되는 물성 값이다.
2소성변형에서 동일 방향으로 변형을 계속하는 경우, 응력을 제거하면 본래 응력의 크기에 이를 때까지 AE가 관찰되지 않는 현상이다.
3FRP제 용기에서 주로 관찰되는 현상으로 이미 경험한 응력보다 낮은 응력이 작용한 경우에도 AE가 발생하는 현상이다.
4시험체 표면에서 누설탄성표면파가 발생되는 현상이다.
정답 및 해설

카이저효과(Kaiser effect)는 음향방출시험에서 관찰되는 특성 현상으로, 소성변형 과정에서 이전에 경험한 응력 수준까지는 새로운 AE 신호가 발생하지 않다가 그 응력을 초과할 때부터 AE가 발생하는 것을 의미한다.

'응력을 제거하면 본래 응력의 크기에 이를 때까지 AE가 관찰되지 않는 현상'이라는 설명이 정확하며, 이는 재료가 이전 응력 이력을 "기억"하는 현상으로 응력을 제거한 후 재하중할 때 본래 응력의 크기에 다시 이를 때까지 AE가 나타나지 않는다는 내용과 일치한다. 나머지 보기는 모두 부정확하다.

  • 탄성적인 정보를 알고자 할 때 사용되는 물성 값이라는 보기는 음속 측정에 관한 설명이다.
  • 이미 경험한 응력보다 낮은 응력에서도 AE가 발생한다는 보기는 역(逆) 현상인 헤드센싱효과(reverse 또는 felicity effect)의 설명이다.
  • 누설탄성표면파가 발생되는 현상이라는 보기는 누설탄성표면파에 관한 설명이다.
문제 30
공진법으로 두께를 측정하는 기기에서 측정할 수 있는 두께 범위를 증가시키려면 어떻게 하여야 하는가?
1큰 진동자를 사용한다.
2기본 주파수로 작동한다.
3조화 주파수로 작동한다.
4교류전압을 증가시킨다.
정답 및 해설

공진법에서는 t=nV2fnt = \dfrac{nV}{2f_n}에 따라 두께가 두꺼울수록 기본 공진주파수가 낮아진다. 기본 주파수가 장비 주파수 범위보다 낮아지는 두꺼운 시험체도 조화(고조파) 주파수로 공진을 검출하면 측정할 수 있다. 따라서 조화 주파수로 작동하면 측정 두께 범위가 넓어진다.

문제 31
초음파탐상시험 시 높은 주파수를 사용하면 나타나는 장점은?
1작은 결함의 검출에 유리하다.
2감쇄가 적다.
3매질내에서 넓게 퍼진다.
4빨리 결함이 검출된다.
문제 32
다음 중 송신 효율이 가장 좋은 진동자의 재료는?
1티탄산바륨
2수정
3황산리튬
4지르콘산 납
문제 33
초음파탐상검사에서 검출해야 할 결함의 위치와 크기를 알고 있을 때, 탐상감도 검출레벨을 정하고 또 검출한 결함의 크기를 원형등가 크기로 추정하는 방법으로 옳은 것은?
1데시벨 드롭법
2DGS 선도법
3문턱값에 의한 방법
4APP선도법
정답 및 해설

DGS 선도법은 거리(Distance), 게인(Gain), 크기(Size)의 관계를 나타낸 선도를 사용한다. 이 선도로 탐상감도와 검출레벨을 정하고, 결함 에코를 원형 평면 반사체(평저공)와 같은 크기로 환산해 결함 크기를 추정한다. 데시벨 드롭법은 탐촉자를 이동하면서 에코 높이가 떨어지는 위치로 결함의 길이나 크기를 재는 방법이다.

문제 34
용접부에 대한 초음파탐상검사에서 탐촉자 선정과 관련하여 설명이 틀린 것은?
1탐상표면의 거칠기가 클 때에는 낮은 주파수를 사용하여 표면의 산란을 방지하여야 한다.
2피검체의 결정립이 큰 경우에는 저주파수를 사용하여 산란에 의한 감쇠를 보상해주어야 한다.
3탐상속도를 높일 경우 저주파수의 큰 탐촉자를 사용하여 속도에 의한 감쇠를 보상해 주어야 한다.
4두께가 비교적 얇은 판은 분해능을 높이기 위하여 저주파수를 이용한 광대역 탐촉자를 사용한다.
정답 및 해설

두께가 얇은 판은 거리분해능을 높여야 하므로 고주파수의 광대역(고분해능) 탐촉자를 쓴다. 저주파수는 펄스폭이 길어 분해능이 떨어지므로 4번 설명이 틀렸다. 표면이 거칠거나 결정립이 크거나 탐상속도가 빠를 때 저주파수를 쓰는 것은 옳은 설명이다.

문제 35
수침법으로 구리를 초음파탐상할 때 종파를 경사지게 입사시켜 시험하고자 한다. 이 때 구리의 제 2임계각은 몇 도인가? (단, 물의 종파 속도 VL=1500m/s, 구리의 종파 속도 VL=4700m/s, 구리의 횡파속도 VS=2300m/s이다.)
140.7°
218.6°
320.3°
49.3°
정답 및 해설

제2임계각은 액체에서의 종파가 고체의 횡파로 변환되는 입사각으로, 스넬의 법칙을 적용하여 구한다.

액체의 종파가 고체의 횡파로 굴절될 때의 경계 조건에서
sin⁡θ2=VLVS\sin\theta_2 = \frac{V_L}{V_S}
이므로, 제2임계각
θc=arcsin⁡(VLVS)=arcsin⁡(15002300)=arcsin⁡(0.6522)≈40.7°\theta_c = \arcsin\left(\frac{V_L}{V_S}\right) = \arcsin\left(\frac{1500}{2300}\right) = \arcsin(0.6522) \approx 40.7°
이다.

이 각도 이상에서 입사하면 고체 내부에서 종파는 모두 횡파로 변환되어 전파된다.

문제 36
종파가 고체로 입사할 때 입사각이 첫 번째 임계각보다 작으면 고체 내에는 어떤파가 생기는가?
1종파와 횡파
2종파와 표면파
3종파
4횡파
정답 및 해설

종파가 고체로 입사할 때 입사각이 첫 번째 임계각보다 작으면 고체 내에서는 종파와 횡파가 모두 생성된다. 첫 번째 임계각은 입사파(종파)가 고체 내의 종파로 굴절되는 각도이고, 이보다 작은 입사각에서는 스넬의 법칙에 따라 종파뿐만 아니라 mode conversion에 의해 횡파도 동시에 발생한다. 입사각이 증가하여 첫 번째 임계각에 도달하면 굴절 종파가 사라지고, 이를 넘으면 표면파가 생성되는 단계로 진행된다.

문제 37
초음파탐상기에서 어느 일정 높이 이하의 에코 또는 노이즈를 억제하기 위한 것으로서 탐상기의 증폭 직선성 저하가 우려되는 기능은?
1필터
2리젝션
3DAC
4게이트
문제 38
음향임피던스는 어느 경우에 사용되는가?
1시험체 내의 빔의 확산을 결정할 때
2시험체 내의 감쇠율을 결정할 때
3시험체 내의 속도를 결정할 때
4접촉면에서의 투과 및 반사하는 음파의 에너지 비를 결정할 때
정답 및 해설

음향임피던스(Z = ρc, 밀도 × 음속)는 두 매질의 경계면에서 음파가 투과·반사되는 정도를 결정하는 물리량이다. 임피던스 차이가 클수록 반사가 크고 투과가 작아지며, 이는 초음파 탐상에서 접촉면(예: 탐촉자-시험체, 시험체-배경)에서의 에너지 분배를 지배한다. 1번 빔 확산은 주로 탐촉자 형상과 주파수에 좌우되고, 2번 감쇠는 재료 특성(내부 손실)에, 3번 속도는 재료 음속에 의존하므로 임피던스의 직접적 역할이 아니다.

문제 39
초음파탐상 시 CRT상에 나타나는 임상에코 및 불규칙한 지시들의 원인으로 가장 타당한 것은?
1표면이 곡면이기 때문에
2결정구조가 조대하기 때문에
3결정구조가 미세하기 때문에
4접촉매질이 부적합하기 때문에
문제 40
주강품 및 단강품의 초음파 감쇠에 관한 설명으로 옳은 것은?
1일반적으로 단강품이 크다.
2일반적으로 주강품과 단강품이 모두 크다.
3일반적으로 주강품이 크다.
4일반적으로 주강품과 단강품이 모두 작다.
정답 및 해설

초음파 감쇠는 재료 내 결정립 구조와 내부 결함에 의해 발생하며, 주강품은 주조 과정에서 결정립이 크고 불균일하여 감쇠가 크고, 단강품은 가단(forging) 과정에서 조직이 치밀하고 결정립이 미세해져 감쇠가 작다는 특성이 있다. 따라서 일반적으로 주강품의 초음파 감쇠가 단강품보다 크다.

문제 41
그림과 같이 길이 200mm, 직경 15mm인 봉재를 축방향으로 수직탐상 하였다. 봉재에 대한 아래 CRT상에서 지연(delayed) 에코는 어느 부분인가? (단, 탐촉자 직경 10mm, 주파수 2MHz, 시간축범위 400mm이다.)
1a
2b
3c
4T
정답 및 해설

지연 에코란 탐촉자 접촉면 부근의 불감대(dead zone)나 표면 형상 등의 영향으로 인해 실제 위치보다 늦게(더 먼 거리로) 나타나는 에코를 말한다. CRT상에서 송신펄스 T 직후 저면 에코(바닥 에코, a)보다 약간 늦은 위치에 낮게 나타나는 b가 이러한 지연 에코에 해당하며, c는 정상적인 다중 반사(저면 반사)군, d는 후속 저면 반사 에코이다.

문제 42
T형 용접부에서 개선 가공이 되어 있지 않은 쪽의 라멜라 테어링(Lamellar tearing)은 어떻게 검출하면 좋은가?
1반대면에서 45° 경사각탐촉자로 검사한다.
2반대면에서 60° 경사각탐촉자로 검사한다.
3반대면에서 수직탐촉자로 검사한다.
4개선면에서 45° 경사각탐촉자로 검사한다.
정답 및 해설

라멜라 테어링은 판 두께 방향으로 인장이 걸릴 때 생기며, 강판 표면과 평행한 계단형 균열로 나타납니다. 초음파 빔이 이 반사면에 수직으로 입사해야 반사 에코가 가장 크게 얻어집니다. 그래서 개선 가공이 없는 쪽에서는 반대면에서 수직탐촉자로 검사하는 것이 효과적입니다.

문제 43
압력용기의 내식성을 증가시키는 클래드(Clad)부 바로 밑의 균열검사는 어떻게 하는 것이 효과적인가?
1클래드(Clad) 부에서 경사각 탐상
2모재부에서 경사각 탐상
3클래드(Clad) 부에서 수직 탐상
4모재부에서 수직 탐상
정답 및 해설

클래드 바로 밑의 균열(언더클래드 균열)은 클래드 경계면 바로 아래에서 판 두께 방향으로 서 있는 균열입니다. 수직 탐상으로는 빔이 균열면과 평행하게 진행해 에코가 거의 나오지 않습니다. 따라서 빔을 비스듬히 입사시켜 균열면에 부딪히게 하는 클래드부에서의 경사각 탐상이 효과적입니다.

문제 44
다음 결함들 중 주조품에서 볼 수 없는 결함은?
1기공
2라이네이션
3수축공동
4불순물 혼입
정답 및 해설

라이네이션은 압연이나 단조 같은 소성가공 과정에서 금속의 결정립이 가공 방향으로 늘어나면서 미세한 층상 구조가 형성되는 결함이므로, 주조품에는 나타나지 않는다.

주조품의 일반적인 결함은 용탕 냉각 과정에서의 응고 수축, 가스 방출, 불순물 혼입 등으로 인해 발생하며, 나머지 결함은 모두 주조품에서 발생한다.

  • 기공은 용탕에 포함된 가스가 응고 중 배출되지 못해 생기는 공동이다.
  • 수축공동은 응고 시 부피 감소로 인한 결함이다.
  • 불순물 혼입은 외부 이물질이 용탕에 섞이는 결함이다.
문제 45
같은 크기의 결함 중 초음파탐상검사로 가장 발견하기 쉬운 결함은?
1구형의 공동
2이물질의 개재
3초음파 진행방향과 나란한 균열
4초음파 진행방향과 수직인 균열
문제 46
초음파탐상검사에서 다른 조건은 고려하지 않은 탐상면에 바르는 접촉매질 만의 일반적인 설명이다. 옳은 것은?
1물과 글리세린 혼합제는 거친 표면에 효과적이다.
2물은 접촉매질로 사용하지 않는다.
3접촉매질의 종류에 따라 초음파의 절단효율이 달라질 수 있다.
4탐상면이 매우 거칠 때는 기계유가 가장 좋다.
정답 및 해설

접촉매질의 음향임피던스와 점도에 따라 탐상면에서 초음파가 전달되는 효율이 달라진다. 물은 수침법 등에서 접촉매질로 흔히 쓴다. 표면이 매우 거칠면 기계유나 물보다 점도가 높은 글리세린·그리스 계열이 효과적이다.

문제 47
초음파탐상기의 탐상도형의 표시방법에 해당되지 않는 것은?
1A-scope
2B-scope
3C-scope
4E-scope
문제 48
두께가 15mm인 강용접부를 굴적각 70°인 탐촉자로 탐상하여 80mm에서 결함지시가 나타났다. 탐촉자와 용접부 사이의 거리가 75mm라면 탐촉자와 이 결함간 거리는 약 얼마인가?
114.2mm
226.2mm
375.2mm
484.2mm
정답 및 해설

탐촉자에서 결함까지의 표면 거리는 빔 노정에 굴절각의 sin 값을 곱해 구한다.
y=Wsin⁡θ=80×sin⁡70∘=80×0.9397≈75.2 mmy = W\sin\theta = 80 \times \sin 70^\circ = 80 \times 0.9397 \approx 75.2\,\text{mm}
따라서 탐촉자와 결함 사이 거리는 약 75.2mm이다. 탐촉자와 용접부 사이 거리가 75mm이므로 결함은 용접부 근처에 있다.

문제 49
탐촉자의 분해능과 감도에 영향을 주는 충진재에 대한 설명으로 옳은 것은?
1탐촉자의 감도를 높이기 위해서는 탐촉자의 진동이 기능한한 빨리 흡음(Damping)되어야 한다.
2탐촉자의 분해능을 높이기 위해서는 가능한한 흡음이 낮아야 한다.
3흡음재의 음향임피던스가 탐촉자의 재질과 거의 동일할 때 진동자의 흡음이 가장 이상적이 된다.
4흡음재의 음향임피던스가 탐촉자의 재질과 차이가 많을수록 이상적이다.
정답 및 해설

흡음재(backing)의 음향임피던스가 진동자 재질과 거의 같을 때 진동자 뒤로 나가는 에너지가 반사되지 않고 흡수되어 흡음(damping)이 가장 이상적으로 된다. 흡음을 크게 하면 펄스가 짧아져 분해능은 높아지지만 감도는 낮아진다. 따라서 1번과 2번은 반대로 설명되어 있다.

문제 50
경사각 탐촉자에는 각도가 표시되어 있는데 이에 대한 설명이 맞는 것은?
1입사각을 기입한 것이다.
2저탄소강에 대한 굴절각을 기입한 것이다.
3알루미늄, 동, 강에 대한 굴절각을 기입한 것이다.
4스테인리스 합금제에 대한 굴절각을 기입한 것이다.
정답 및 해설

경사각 탐촉자에 표시된 각도는 특정 재료에서의 굴절각을 나타낸다. 저탄소강은 초음파 탐상에서 표준 기준 재료로 사용되며, 경사각 탐촉자의 각도 표시는 저탄소강을 기준으로 한 굴절각을 표기한 것이다.

초음파가 탐촉자에서 발생할 때 임계각을 기준으로 굴절이 일어나는데, 이 굴절각은 스넬의 법칙(sin θ₁/sin θ₂ = v₁/v₂)에 따라 재료의 음속에 따라 달라진다. 따라서 알루미늄, 동, 강 등 다른 재료를 검사할 때는 음속 차이에 따라 실제 굴절각이 표시 각도와 다르게 나타난다.

문제 51
초음파탐상시험에 있어서 수직탐상의 감도조정 방법에 대한 설명 중 올바른 것은?
1탐상감도의 설정방법으로 감도조정용 표준시험편의 표준 구멍으로부터의 에코가 정해진 높이가 되도록 탐상기의 감도를 조정하는 방법은 시험편방식이라 한다.
2표준시험편을 사용하여 탐상감도를 조정하면 전달손실이나 산란감쇠의 보정은 필요 없다.
3시험체는 대비시험편에 비해 통상 표면이 거칠기 때문에 산란에 의한 감쇠도 크다.
4시험체의 결함에코가 어느 높이가 되도록 탐상감도를 조정하는 방법은 결함에코방식이라 하고 표면거칠기나 감쇠, 곡률의 영향을 받지 않는 장점이 있다.
정답 및 해설

표준시험편 구멍 에코가 정해진 높이가 되도록 감도를 맞추는 방법이 시험편방식이다. 표준시험편으로 감도를 조정해도 시험체와 표면상태·재질이 다르므로 전달손실·감쇠 보정이 필요하다. 시험체의 표면 거칠기는 산란감쇠가 아니라 전달손실을 키우는 요인이다. 표면 거칠기·감쇠·곡률의 영향을 자동으로 보상하는 것은 시험체 저면에코를 기준으로 하는 저면에코방식의 장점이다.

문제 52
초음파탐상기에서 이득형(gain) 조정장치를 사용하여 어떤 에코의 높이는 10dB 내렸을 때 에코높이 변화는?
1처음 에코의 3.1배 높이가 된다.
2처음 에코의 0.3배 높이가 된다.
3처음 에코의 1.4배 높이가 된다.
4처음 에코의 0.9배 높이가 된다.
정답 및 해설

10dB를 내린 후 에코 높이는 처음 에코의 약 0.3배가 된다.

초음파탐상의 이득 조정에서 dB(데시벨)는 전압 기준으로 환산되며, 공식은
dB=20log⁡10(V2V1)\text{dB} = 20\log_{10}\left(\frac{V_2}{V_1}\right)
이다.

이득을 10dB 내렸다는 것은
−10=20log⁡10(V2V1)-10 = 20\log_{10}\left(\frac{V_2}{V_1}\right)
을 의미하므로
log⁡10(V2V1)=−0.5\log_{10}\left(\frac{V_2}{V_1}\right) = -0.5
이고
V2V1=10−0.5=110≈0.316≈0.3\frac{V_2}{V_1} = 10^{-0.5} = \frac{1}{\sqrt{10}} \approx 0.316 \approx 0.3
이다.

문제 53
단조품의 수직탐상에서 탐상감도 설정 시 대비시험편의 인공결함을 이용할 경우의 장점으로 틀린 것은?
1검사결과의 상호 비교가 용이하다.
2검출 목적에 부합되는 깊이 및 크기의 인공 불연속을 임의로 만들 수 있다.
3탐상감도를 나타내기가 용이하다.
4표면거칠기 및 시험체 곡률 등의 영향이 자동적으로 보정된다.
정답 및 해설

단조품의 수직탐상에서 대비시험편의 인공결함을 이용한 탐상감도 설정 시 장점을 검토하면, 표면거칠기와 시험체 곡률 등의 영향은 자동적으로 보정되지 않는다는 점이 핵심이므로 '표면거칠기 및 시험체 곡률 등의 영향이 자동적으로 보정된다'는 보기가 틀린 표현이다.

인공결함을 이용한 감도 설정은 결함 검출의 기준값을 객관적으로 제시하므로 다음과 같은 이점이 있다.

  • 검사결과 간 상호 비교가 용이하다.
  • 검출 목적에 맞는 깊이·크기의 인공 불연속을 임의로 생성할 수 있다.
  • 일정한 신호크기로 감도를 수치화하기가 용이하다.

그러나 표면거칠기, 시험체 곡률, 결합제 상태 등 현장 변수들의 영향은 실제 검사 시 별도로 고려·보정해야 하며 인공결함 기준으로 자동 보정되지 않는다.

문제 54
강재 시험체를 그림의 위치에서 2Z20N을 이용하여 수직탐상 하였을 때 나타나는 탐상도형은? (단, 측정 범위는 강중 종파 250mm이고, 탐상부분에는 결함은 없다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

측정범위 250mm(강중 종파 기준) 내에서 해당 두께 위치에 정확히 저면반사 신호 하나만 나타나는 도형이 해당 탐상도형이다.

수직탐상에서 2Z20N(수직탐촉자)을 시험체 상면에 놓고 종파로 탐상하므로, 저면(바닥면)까지의 두께에 해당하는 위치에서 저면 반사파(바닥 에코)가 나타난다. 그림에서 탐촉자가 놓인 위치의 두꺼운 부분(단차진 형상)의 두께는 시험체 각 구간마다 다르므로, 탐상거리(빔노정)에 따라 저면 에코의 위치가 달라지고 결함은 없으므로 중간 결함 신호는 나타나지 않는다.

문제 55
펄스반사법 초음파탐상장치에서 리젝션(Rejection) 조절기를 사용할 때 나타나는 영향이 아닌 것은?
1전기적 잡음 에코가 작아진다.
2저면 반사 에코가 작아진다.
3증폭직선성이 좋아 진다.
4수직직선성이 나빠진다.
문제 56
PB-4형 시험편 시리즈(No.1~No.7)에서 표준구멍의 위치가 두께의 1/2 지점에 위치하는 시험편은?
1RB-4형 No.1
2RB-4형 No.3
3RB-4형 No.5
4RB-4형 No.7
정답 및 해설

문항의 PB-4형은 대비시험편 RB-4형을 잘못 적은 것입니다. RB-4형 가운데 가장 얇은 No.1 시험편은 표준구멍이 두께의 1/2 지점에 있습니다. 두께가 더 두꺼운 번호의 시험편은 표준구멍을 두께 방향의 여러 위치에 둡니다.

문제 57
펄스 에코방식 초음파탐상기의 펄서(pulser)에서 나오는 출력전압의 범위를 나타낸 것으로 가장 알맞은 것은?
11~10V
210~100V
3100~1000V
41000~10000V
정답 및 해설

펄스 에코방식 초음파탐상기의 펄서에서 생성되는 고전압 펄스는 압전소자(피에조 크리스탈)를 진동시켜 초음파를 발생시키기 위해 상당한 에너지가 필요하다. 펄서 출력전압의 범위는 일반적으로 100~1000V 수준으로, 이는 초음파의 진폭과 투과 거리를 결정하는 핵심 파라미터다. 1~10V나 10~100V는 너무 낮아 충분한 초음파 에너지를 만들 수 없고, 1000~10000V는 실제 탐상기에서 사용하는 범위를 초과한다.

문제 58
초음파탐상에서 일반적으로 많이 사용되고 있는 표시기는?
1펜레코더
2브라운관
3전압계
4가이거카운터
정답 및 해설

초음파탐상기의 결과 표시 장치 중 브라운관(CRT, Cathode Ray Tube)은 A-scan, B-scan, C-scan 등 다양한 표시 방식으로 결함의 위치와 크기를 실시간으로 화면에 표시할 수 있어 가장 광범위하게 사용된다. 펜레코더는 기록 장치일 뿐 실시간 탐상에 주로 사용되지 않으며, 전압계는 신호 크기만 측정하는 보조 기기이고, 가이거카운터는 방사선 검출기로 초음파탐상과 무관하다.

문제 59
표준시험편인 STB-C에 대한 설명 중 틀린 것은?
1V15 시리즈는 증폭직선성 점검용이다.
2단면이 60×60mm인 것과 50×50mm 두 종류가 있다.
3V2에서 V8까지의 시험편은 거리진폭특성곡선용이다.
4V15-1.4는 표준구멍(ø)의 직경이 1.4mm 이다.
정답 및 해설

V15 시리즈는 거리를 150mm로 똑같이 하고 표준구멍 지름만 달리한 시험편이다. 에코 높이로 탐상감도를 조정하고 결함 크기를 비교하는 데 쓰며, 증폭직선성 점검용이 아니다. V2~V8은 구멍 지름은 같고 거리만 다르기 때문에 거리진폭특성곡선을 만드는 데 쓴다. V15-1.4의 숫자 1.4는 구멍 지름 1.4mm를 뜻한다.

문제 60
펄스반사식 초음파탐상법에서 주파수를 선정할 때 고려 사항이 아닌 것은?
1탐상하고자 하는 최소 결함의 크기
2시험체의 형상
3시험체의 입자구조 및 크기
4시험체의 초음파 흡수
정답 및 해설

펄스반사식 초음파탐상법에서 주파수 선정의 고려사항은 탐상 감도, 투과성, 분해능을 결정하는 요소들이다. 최소 결함의 크기는 분해능과 직결되어 높은 주파수 필요, 입자구조 및 크기는 산란 손실에 영향을 주고, 초음파 흡수는 감쇠를 결정하므로 모두 주파수 선정에 영향을 미친다. 반면 시험체의 형상(기하학적 형태)은 프로브 선택이나 스캔 경로에는 영향을 주지만, 주파수 결정 자체와는 직접적인 관련이 없다.

문제 61
강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에서 영역 구분으로 H선과 L선의 dB 차이는?
13dB
26dB
312dB
420dB
정답 및 해설

KS B 0896에서 M선은 H선보다 6dB, L선은 H선보다 12dB 낮은 에코높이 구분선이다. 따라서 H선과 L선의 차이는 12dB이다.

문제 62
보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V Art.4)에서 용접부 두께가 100mm 초과 시 적용되는 배관 교정 시험편의 구멍 지름의 설명으로 옳은 것은?
1용접부 두께가 25mm 증가할 때마다 또는 75mm를 초과하는 그 증가량마다 구멍지름은 1.0mm씩 증가시켜야 한다.
2용접부 두께가 50mm 증가할 때마다 또는 100mm를 초과하는 그 증가량마다 구멍지름은 1.5mm씩 증가시켜야 한다.
3용접부 두께가 25mm 증가할 때마다 또는 75mm를 초과하는 그 증가량마다 구멍지름은 2.0mm씩 증가시켜야 한다.
4용접부 두께가 50mm 증가할 때마다 또는 100mm를 초과하는 그 증가량마다 구멍지름은 3.0mm씩 증가시켜야 한다.
문제 63
보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V Art.4)에서 규정하고 있는 초음파탐상 장치의 직선성 점검 주기로 옳은 것은? (단, 아날로그 장치, 디지털 장치의 순임)
13개월, 6개월을 초과하지 않아야 한다.
23개월, 1년을 초과하지 않아야 한다.
36개월, 1년을 초과하지 않아야 한다.
46개월, 2년을 초과하지 않아야 한다.
정답 및 해설

ASME Section V Article 4(초음파탐상검사)에서 규정하는 초음파탐상 장치의 직선성(Linearity) 점검 주기는 아날로그 장치 3개월, 디지털 장치 1년을 초과하지 않아야 한다. 아날로그 장치는 전자회로의 신호 드리프트가 빠르기 때문에 더 자주 점검하고, 디지털 장치는 상대적으로 안정성이 높아 더 긴 간격으로 점검하도록 규정된다.

문제 64
강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에서 경사각 탐상 시 영역부분에 대한 H선, M선 및 L선의 결정 설명 중 옳지 않은 것은?
1작성된 에코높이 구분선 중, 적어도 하위에서 3번째 이상의 선을 선택하여 H선으로 한다.
2H선은 원칙적으로 탐상감도를 조정하기 위한 기준선으로 한다.
3H선은 원칙적으로 홈 에코의 평가에 사용되는 빔 노정의 범위에서 그 높이가 40% 이하가 되지 않는 선으로 한다.
4H선보다 3dB 낮은 에코 높이 구분선을 M선으로 하고, 6dB 낮은 에코높이 구분선을 L선으로 한다.
정답 및 해설

KS B 0896에서 H선보다 6dB 낮은 선을 M선, 12dB 낮은 선을 L선으로 한다. 4번은 3dB·6dB로 적어 틀렸다. H선은 하위에서 3번째 이상의 선 중에서 고르며, 감도조정의 기준선이 되고, 평가 범위에서 높이가 40% 이하로 내려가지 않는 선으로 정한다.

문제 65
강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에 따라 10시간 연속 검사할 때, 입사점, STB 굴절각, 탐상굴절각 등은 최소한 몇 번 이상 조정 및 점검하여야 하는가? (단, 검사 개시 시를 포함한다.)
11번
22번
33번
410번
정답 및 해설

KS B 0896에서 입사점, STB 굴절각, 탐상굴절각은 작업 개시 시와 작업 시간 4시간 이내마다 조정·점검합니다. 10시간 연속 검사라면 개시 시(0시간), 4시간, 8시간에 점검하므로 최소 3번입니다.

문제 66
보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V, Art.23 SA-388)에서 수동 초음파탐상 시, 탐촉자 주사속도로 가장 적합한 것은?
1150mm/s를 초과하지 않아야 한다.
2300mm/s를 초과하지 않아야 한다.
3450mm/s를 초과하지 않아야 한다.
4600mm/s를 초과하지 않아야 한다.
정답 및 해설

ASME Section V, Article 23 (SA-388)의 보일러 및 압력용기 초음파탐상검사 규정에서 수동 초음파탐상 시 탐촉자 주사속도는 150mm/s를 초과하지 않아야 한다. 이는 신호 손실 방지 및 결함 감지 신뢰성을 확보하기 위한 기준으로, 탐촉자 이동 속도가 너무 빠르면 결함 신호를 놓칠 수 있으므로 충분히 낮은 속도에서 체계적으로 검사하도록 규정한 것이다.

문제 67
보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V Art.4)에서 클래딩이 존재하는 비 배관 교정시험편의 클래딩 쪽 노치 깊이로 옳은 것은?
1노치 깊이는 2%T
2노치 깊이는 최소 1.6%T에서 최대 2.2%T
3노치 깊이는 최소 1.6%T+클래딩 두께(CT)에서 최대 2.2T+클래딩 두께(CT)
4노치 깊이는 최소 2.5%T+클래딩 두께(CT)에서 최대 3.5T+클래딩 두께(CT)
문제 68
압력용기용 강판의 초음파탐상 검사방법(SK D 0233)에서 용접보수가 필요할 때, 단면결함(단면 또는 그 부근에서 판의 내부를 향하여 전이를 가진 결함)의 보수 한도로 옳은 것은?
1판의 단면으로부터의 거리가 20mm 이내로 한다.
2판의 단면으로부터의 거리가 30mm 이내로 한다.
3판의 단면으로부터의 거리가 40mm 이내로 한다.
4판의 단면으로부터의 거리가 50mm 이내로 한다.
문제 69
보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V, Art.23 SA-388)에서 초음파장치는 8시간마다 최소한 1번의 교정점검을 수행한다. 게인 레벨 손실 또는 증가가 몇 % 이상 나타나면 재교정전 검사된 모든 재료를 재검사해야 하는가?
15%
210%
315%
430%
정답 및 해설

ASME SEC.V Article 23 SA-388에서 초음파탐상검사 장비의 8시간마다 수행하는 교정점검 시, 게인(Gain) 레벨이 ±15% 이상 변화하면 재교정 전에 그 시간대에 검사된 모든 재료를 재검사해야 한다. 이는 장비의 측정 신뢰성이 15%를 넘어서는 순간 이전 검사 결과의 신뢰도가 손상되므로 추적 검사(추적 검사)가 필수적이기 때문이다.

문제 70
압력용기 제작기준 규격 강제 부록(ASME Code Sev.Ⅷ Dive.1 App.12)에 따라 50mm의 두께를 갖는 맞대기 용접부를 검사한 결과 다음과 같은 결함이 검출되었다. 다음 중 불합격인 지시는?
1참조기준(reference level)의 25%에 해당하는 14mm 기공
2참조기준(reference level)의 100%에 해당하는 8mm 슬래그
3참조기준(reference level)의 25%에 해당하는 6mm 용입부족
4참조기준(reference level)의 110%에 해당하는 10mm 이공
문제 71
보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V Art.4)에서 지름이 500mm 이하인 재료에서 별도로 규정하지 않는 한 하나의 곡면 기본 교정시험편은 기본 교정시험편의 몇 배 범위까지 검사 표면을 교정하는데 사용할 수 있는가?
1기본 교정시험편의 지름보다 곡률이 0.5에서 1.0배인 검사 표면까지
2기본 교정시험편의 지름보다 곡률이 0.7에서 1.0배인 검사 표면까지
3기본 교정시험편의 지름보다 곡률이 0.9에서 1.5배인 검사 표면까지
4기본 교정시험편의 지름보다 곡률이 0.9에서 2.0배인 검사 표면까지
정답 및 해설

ASME Section V Article 4 초음파탐상검사 규정에서 지름 500mm 이하의 재료에 대해, 하나의 곡면 기본 교정시험편은 기본 교정시험편의 지름보다 곡률이 0.9에서 1.5배인 검사 표면까지 교정하는 데 사용할 수 있다. 곡면 재료의 초음파 검사 신뢰성을 확보하기 위해 교정시험편과 검사 대상 곡률의 범위를 제한함으로써, 검사 조건이 교정 조건과 유사한 범위 내에서만 그 교정값을 적용하도록 규정하고 있다.

문제 72
초음파탐상 시험용 표준시험편(KS B 0831)에 따른 G형 표준시험편의 사용 목적이 아닌 것은?
1탐상감도 조정
2탐상기 종합 성능 측정
3수직 탐촉자 특성 측정
4경사각 탐촉자 특성 측정
정답 및 해설

KS B 0831 초음파탐상 시험용 표준시험편 규격에서 G형 표준시험편은 수직 탐촉자(직각 탐촉자)의 특성 측정 전용으로 설계된 것이다. G형은 평면 저면을 가진 단순한 구조로 수직입사하는 음파의 감도 조정(1번), 탐상기 종합 성능 측정(2번), 수직 탐촉자 특성 측정(3번)에 사용된다. 반면 경사각 탐촉자(각도 탐촉자) 특성 측정은 V형, IIW형 등 기울어진 음향 경로를 가진 다른 표준시험편이 필요하므로 G형의 사용 목적이 아니다.

문제 73
보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V, Art.23 SA-435)따라 강판을 수직빔 검사를 실시할 때, 추가적인 모서리 주사선의 설정으로 옳은 것은?
1주사표면상에서 모든 강판 모서리의 25mm 이내로 주사해야 한다.
2주사표면상에서 모든 강판 모서리의 50mm 이내로 주사해야 한다.
3주사표면상에서 모든 강판 모서리의 75mm 이내로 주사해야 한다.
4주사표면상에서 모든 강판 모서리의 100mm 이내로 주사해야 한다.
문제 74
강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에서 공칭주파수가 2MHz인 경사각 탐촉자의 불감대 허용 한계로 옳은 것은?
110mm 이하
245mm 이하
325mm 이하
435mm 이하
정답 및 해설

KS B 0896(강 용접부의 초음파탐상 시험방법)에서 경사각 탐촉자의 불감대는 탐촉자의 공칭주파수와 굴절각에 따라 결정된다. 2MHz 공칭주파수의 경사각 탐촉자의 경우, 불감대 허용 한계는 25mm 이하로 규정되어 있다. 이는 초음파탐상 시험의 신뢰성을 확보하기 위해 탐촉자 근처에서 결함 검출이 불가능한 영역을 제한하는 기준으로, 주파수가 높을수록 불감대가 작아지는 특성을 반영한다.

문제 75
보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V, Art.23 AS-609)에 따라 주강품을 경사각 탐촉자로 시험할 때 최소 몇 %정도 겹치기 주사를 해야 하는가?
1탐촉자 폭의 5%
2탐촉자 폭의 10%
3음속 폭의 5%
4음속 폭의 10%
정답 및 해설

ASME Sec.V, Art.23 AS-609의 초음파탐상검사 기준에서 주강품을 경사각 탐촉자로 검사할 때 결함 탐지의 확실성을 보장하기 위해 탐촉자 폭의 10% 이상의 겹치기 주사(overlap scanning)를 규정하고 있다. 이는 탐촉자의 실제 물리적 크기를 기준으로 한 겹침으로, 각 주사선 간의 중복 영역을 확보하여 결함 놓침을 방지하는 표준 요구사항이다.

문제 76
보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V, Art.23 SA-388)에서 수직빔 검사로 탐상할 때 단독지시에 대한 보고서에 기록 내용으로 옳은 것은?
1저면 반사법에서 지시가 없는 인접한 영역에서 공칭 저면 반사의 10% 이상인 단독지시
2대비시험편법에서 대비 증폭의 100%를 초과하는 단독지시
3DGS 기법에서 대비 증폭의 50%를 초과하는 단독지시
4진폭기준선으로부터 지시가 50% 이상인 불연속지시
정답 및 해설

SA-388 수직빔 검사에서 저면반사법으로 탐상할 때는 지시가 없는 인접 영역의 공칭 저면반사 대비 10% 이상인 단독지시를 기록한다. 대비시험편법의 기록 기준은 대비 진폭의 100% 이상이다. '초과'로 한정한 2번과 50%를 기준으로 삼은 3·4번은 규정과 다르다.

문제 77
압력용기용 강판의 초음파탐상 검사방법(KS D 0233)에서 요구하는 탐상기의 성능 중 틀린 것은? (단, A스코프 탐상기이다.)
1펄스 반사법이어야 한다.
2증폭 직선성은 양의 최대편차와 음의 최대편차의 절대값의 합이 6% 이하여야 한다.
3원거리 분해능은 2MHz에서 9mm 이하, 5MHz에서 7mm 이하여야 한다.
4불감대는 5MHz일 때는 15mm이하, 2MHz일 때는 20mm 이하여야 한다.
정답 및 해설

KS D 0233(압력용기용 강판의 초음파탐상 검사방법)에서 규정하는 A스코프 탐상기의 성능 기준을 검토하면, 1번 펄스 반사법은 초음파탐상의 기본 방식이며, 2번 증폭 직선성의 ±6% 기준과 3번 원거리 분해능 기준(2MHz 9mm, 5MHz 7mm)은 규격에 부합한다. 4번의 불감대 기준이 역순으로 되어 있다. 정확한 규격은 2MHz일 때 15mm 이하, 5MHz일 때 20mm 이하인데, 보기는 이를 뒤바꾸어 기술했으므로 틀렸다.

문제 78
강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에서 에코 높이 구분선 작성에서 1회 반사법의 경우 탐촉자와 결함까지의 주사거리로 옳은 것은?
10~0.5S
20.5~1.0S
31.0~1.5S
41.5~3.0S
정답 및 해설

KS B 0896에서 에코 높이 구분선을 작성할 때 탐촉자-결함 간 주사거리는 스킵거리 S를 기준으로 나눈다. 직사법은 0~0.5S, 1회 반사법은 0.5S~1.0S 구간이다.

문제 79
보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V Art.5) 중 접촉매질의 오염 관리에서 250ppm 이상의 황을 포함해서는 안 되는 시험 대상물로 옳은 것은?
1니켈합금
2티타늄합금
3알루미늄합금
4저합금
정답 및 해설

니켈합금은 황에 매우 민감하여 250ppm 이상의 황 함유를 금지하는데, 이는 황이 고온에서 니켈합금의 입계취화(sulfidation)를 유발하여 심각한 재료 손상을 초래할 수 있기 때문이다.

ASME Section V Article 5의 초음파탐상검사에서 접촉매질(coupling medium) 오염 관리 기준은 재료의 특성에 따라 달라진다. 반면 티타늄합금, 알루미늄합금, 저합금강은 상대적으로 황의 영향에 덜 민감하거나 일반적인 오염 관리 기준으로 충분하다.

문제 80
보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V Art.4)에 따른 수동탐상시험 주사 속도는 특별한 규정이 없는 경우 최고 약 몇 mm/s로 제한하고 있는가?
1150
2300
3475
4600
초음파비파괴검사기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
19년 2회차
총 80문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
누설검사의 목적과 거리가 먼 것은?
1환경오염의 방지
2용접부 내부의 융합불량 검출
3가압이나 진공하의 유체를 포함한 시스템관리
4설비의 신뢰성 확보
문제 2
30mm 압연 강판에 존재하는 라미네이션을 검사할 때 가장 적절한 비파괴검사법은?
1자동 방사선투과검사
2자동 와전류탐상검사
3자동 초음파탐상검사
4질량분석 누설검사
문제 3
초음파가 A 매질에서 B매질로 입사각이 8°로 입사할 때의 굴절각은? (단, A 매질의 종파속도는 1500m/s이고, B매질에서 종파속도는 5000m/s이다.)
1약 20°
2약 28°
3약 30°
4약 38°
정답 및 해설

스넬의 법칙 sin⁡αsin⁡β=VAVB\frac{\sin\alpha}{\sin\beta}=\frac{V_A}{V_B}를 적용합니다.
sin⁡β=sin⁡8∘×50001500=0.1392×3.333≈0.464\sin\beta=\sin 8^\circ\times\frac{5000}{1500}=0.1392\times3.333\approx0.464이므로 β≈27.6∘\beta\approx27.6^\circ이고, 굴절각은 약 28°입니다.

문제 4
레이저(laser)와 관계가 없는 비파괴검사법은?
1광 홀로그램(Optical holography)
2광탄성 피막 검사(Photoelastic coating test)
3모아레 검사(Moire test)
4보아스코프 검사(Borescope test)
문제 5
침투탐상제에 의한 누설검사에 대한 설명 중 틀린 것은?
1누설 개소 확인이 용이하다.
2가압장치 등 특수기구가 필요 없다.
3시험체 두께에 구애받지 않는다.
4누설검사 방법 중 가장 간단한 방법이다.
정답 및 해설

침투탐상제로 하는 누설검사는 침투액이 관통 결함을 따라 반대편 면까지 스며 나와야 지시가 나타난다. 그래서 시험체가 두꺼우면 침투 시간이 길어지고 검출이 어렵다. 즉 두께의 제약을 받는다. 가압장치 없이 할 수 있고, 누설 위치를 찾기 쉬우며, 누설검사 가운데 가장 간단한 방법이다.

문제 6
컵 앤 콘(Cup and Cone) 형상과 가장 관계있는 파괴는?
1압축파괴
2피로파괴
3연성파괴
4취성파괴
문제 7
용융점이 높아 용해가 곤란하여 주로 분말 야금법으로 성형하는 금속으로 고속도강의 첨가 원소로도 사용되는 것은?
1W
2Ag
3Au
4Cu
문제 8
Fe-Fe3C 상태도에서 공정 조직은?
1페라이트
2펄라이트
3레데뷰라이트
4오스테나이트
문제 9
니켈 합금이 아닌 것은?
1인코넬
2퍼멀로이
3모넬 메탈
4화이트 메탈
정답 및 해설

니켈 합금은 니켈을 주성분으로 하는 합금이다. 인코넬(Inconel)은 니켈-크롬 초내열 합금, 퍼멀로이(Permalloy)는 니켈-철 합금, 모넬 메탈(Monel metal)은 니켈-구리 합금으로 모두 니켈을 기본 성분으로 한다. 반면 화이트 메탈(White metal)은 주석·연·카드뮴 등을 주성분으로 하는 베어링 합금으로 니켈을 포함하지 않는다.

문제 10
6:4 황동에 주석을 첨가한 것으로 용접봉, 파이프 등으로 이용되는 것은?
1네이벌 황동
2하드 황동
3알브랙 황동
4에드미럴티 황동
문제 11
표점거리가 50mm, 직경이 5mm인 봉재 시편을 인장한 결과, 표점거리가 55mm가 되었고 인장강도는 1400MPa로 측정되었다. 이 때, 인장시험에서 최대 하중은 약 몇 kN인가?
125
227.5
330
432.5
정답 및 해설

인장강도는 인장강도=최대하중원래 단면적\text{인장강도} = \frac{\text{최대하중}}{\text{원래 단면적}}으로 정의되므로, 최대하중을 구하려면 원래 단면적과 인장강도로부터 역산한다.

원래 단면적은
A=πr2=π×(2.5)2=19.635 mm2A = \pi r^2 = \pi \times (2.5)^2 = 19.635 \text{ mm}^2
이고, 인장강도 1400 MPa를 이용하면
최대하중=1400 MPa×19.635 mm2=1400×19.635=27489 N≈27.5 kN\text{최대하중} = 1400 \text{ MPa} \times 19.635 \text{ mm}^2 = 1400 \times 19.635 = 27489 \text{ N} \approx 27.5 \text{ kN}
이다.

표점거리의 변화(50→55mm)는 연신율 계산에 사용되지만 최대하중 산출에는 필요하지 않다.

문제 12
고속도 공구강의 기호로 옳은 것은?
1SM
2SPS
3STC
4SKH
문제 13
SN-Sb-Cu계 합금(babbit metel)의 주용도는?
1베어링용 합금
2활자용 합금
3땜납용 합금
4저융점 합금
문제 14
열처리 후 최종 미세조직이 베이나이트인 열처리 방법은?
1Martrempering
2Austempering
3Ausforming
4Sperodizing
정답 및 해설

베이나이트(bainite) 조직을 최종 미세조직으로 갖는 열처리는 오스템퍼링(austempering)이다. 오스템퍼링은 오스테나이트 상태에서 냉각한 후 베이나이트 변태 온도 범위에서 일정 시간 등온 유지하여 베이나이트를 완전히 생성시키는 방법으로, 최종 미세조직이 베이나이트와 잔류 오스테나이트이다.

  • 마르템퍼링(Martrempering)은 마르텐사이트 변태 시작 직후 등온 냉각하여 응력을 완화하지만 최종 조직은 마르텐사이트이다.
  • 오스포밍(Ausforming)은 고온 변형으로 결정립을 미세화한다.
  • 구면화(Sperodizing)는 구상 세멘타이트 조직을 만드는 것으로 베이나이트 조직을 목표로 하지 않는다.
문제 15
Ti 합금의 기본이 되는 합금형태가 아닌 것은?
1α형 합금
2β형 합금
3η형 합금
4(α+β)형 합금
정답 및 해설

η형 합금은 Ti 합금의 기본 분류 체계에 포함되지 않으며, 특정 금속간 화합물(intermetallic compound)을 지칭할 때 사용되는 표기일 뿐 표준적인 Ti 합금 분류 범주에는 속하지 않는다.

티타늄 합금의 기본 분류는 미소조직의 결정상 구성에 따라 α형, β형, (α+β)형 세 가지로 나뉜다.

  • α형은 상온에서 안정한 HCP 결정구조를 가진 순수 Ti 또는 α 안정화 원소(Al, O, N 등)를 첨가한 합금이다.
  • β형은 β 안정화 원소(Mo, V, Cr 등)를 충분히 첨가하여 고온에서 안정한 BCC 구조를 상온에서도 유지하는 합금이다.
  • (α+β)형은 두 상이 공존하는 이상의 온도 구간을 활용하는 합금이다.
문제 16
용접기의 아크 발생 시간이 7분, 아크 발생 정지 시간이 3분일 경우 용접기의 사용률은 몇 %인가?
130
250
370
4100
문제 17
용접부 결함은 치수상의 결함, 구조상의 결함, 성질상의 결함으로 구분할 수 있다. 다음 중 구조상의 결함에 속하지 않는 것은?
1기공
2변형
3오버 랩
4언더컷
정답 및 해설

변형(distortion)은 용접 시 열의 불균등 분포로 인한 기하학적 형태의 변화로, 치수상의 결함에 분류되므로 구조상의 결함에 속하지 않는다.

용접부 결함의 분류에서 구조상의 결함은 용접금속 내부의 공극이나 이물질로 인한 결함을 의미한다.

  • 기공(porosity)은 용접금속 내에 가스가 갇혀 형성된 공극으로 구조상의 결함에 해당한다.
  • 오버랩(overlap)은 용접금속이 모재 위에 겹쳐 형성된 융합 부족 결함으로 구조상의 결함이다.
  • 언더컷(undercut)은 모재가 깎여나가 형성되는 구조상의 결함이다.
문제 18
전기가 필요 없고, 레일의 접합, 차축, 선박의 프레임(stern-frame) 등 비교적 큰 단면을 가진 주조나 단조품의 맞대기 용접과 보수용접에 사용되는 용접법은?
1테르밋 용접
2레이저 용접
3전자 빔 용접
4피복 아크 용접
문제 19
일반적인 용접의 특징으로 옳은 것은?
1용접하려는 재료의 두께 제한이 있고, 보수와 수리가 곤란하다.
2용접부에 변형 및 잔류 응력이 발생하고 저온취성이 생길 우려가 있다.
3큰 소음이 발생하여 실내에서 작업이 곤란하고 복잡한 구조물 제작이 어렵다.
4용접사의 기량에 관계없이 균일한 제품을 얻을 수 있고, 용접부의 품질 검사가 용이하다.
문제 20
모재의 재질결함으로써 강괴일 때 기포가 압연되어 생기는 설퍼 밴드(sulfur band)와 같이 층상으로 편재해 있어 강재의 내부에 노치를 형성한 균열은?
1종 균열
2크레이터 균열
3마이크로 균열
4라미네이션 균열
정답 및 해설

라미네이션 균열은 강괴의 기포나 개재물이 압연 과정에서 납작하게 펴져 층상(laminar)으로 편재하면서 강재 내부에 노치를 형성하고, 이것이 응력 집중 부위가 되어 발생하는 균열이다. 설퍼 밴드(sulfur band)는 황화물 개재물이 압연으로 인해 층상 구조를 이루는 대표적인 사례로, 이러한 층상 결함이 직접적인 균열 원인이 되는 현상을 정의한다.

  • 종 균열은 강괴의 응고 중 표면이 먼저 식으면서 내부 수축으로 생기는 중심 균열이다.
  • 크레이터 균열은 용접 후 냉각 시 생기는 균열이다.
  • 마이크로 균열은 현미경으로만 관찰되는 미세 균열이다.

이들은 모두 층상 편재 구조와는 무관하다.

문제 21
초음파의 종류에 해당하지 않는 것은?
1종파
2횡파
3표면파
4전자파
문제 22
5Z20N 탐촉자로 강재를 탐상할 때 근거리음장영역(Xo)의 값은? (단, 강재의 음속은 5900m/s이다.)
184.7mm
288.7mm
390.7mm
495.7mm
정답 및 해설

근거리음장영역(Xo)은 Xo = D²/(4λ) = D²·f/(4c) 공식으로 구한다. 여기서 D는 탐촉자 직경, f는 주파수, c는 음속이다. 5Z20N 탐촉자는 표준 규격으로 직경 D = 20mm, 주파수 f = 5MHz이다. 주어진 강재 음속 c = 5900m/s를 대입하면: Xo = (20²)·(5×10⁶)/(4×5900) = (400·5×10⁶)/(23600) = (2000×10⁶)/(23600) = 84,745mm ≈ 84.7mm이다.

문제 23
음향임피던스가 다른 두 재질사이의 계면에 입사한 음파의 음향 진행각이 바뀌는 것을 무엇이라 하는가?
1회절
2간섭
3굽힘
4반사
정답 및 해설

음향임피던스가 다른 두 재질 계면에 입사한 음파는 음향임피던스의 차이로 인해 일부가 계면에서 되돌아오는데, 이를 반사라고 한다. 반사파는 입사각과 같은 각도로 되돌아오므로 음파의 진행 방향이 바뀐다. 회절은 파가 장애물 주위로 구부러지는 현상, 간섭은 두 파동의 중첩, 굽힘도 반사와는 다른 개념이므로, 정답은 반사이다.

문제 24
단조 가공 시 Ni, Cr, Mo 등을 포함한 특수강의 파단면에 미세균열이 발생되는데 이 파면은 은백색을 띤다. 이는 강중에 수소함량이 높을 때 잔류응력이나 열응력이 가해질 때 생긴다. 이 결함을 무엇이라 하는가?
1백점
2흑점
3편석
4터짐
문제 25
다음 초음파 설명 중 틀린 것은?
1근거리음장 거리를 최소화하기 위해 직경이 큰 진동자를 사용한다.
2근거리음장 거리를 최소화하기 위해 주파수가 낮은 진동자를 사용한다.
3초음파 빔의 분산각을 작게하기 위해 직경이 큰 진동자를 사용한다.
4초음파 빔의 분산각을 작게하기 위해 주파수가 높은 진동자를 사용한다.
문제 26
초음파탐상 시 서로 다른 두개의 원형결함의 진폭비를 구하였더니 12dB 차이가 있었다. 재질, 장비 등 다른 조건이 동일하다면 두 결함의 직경의 비는?
11:2
21:4
31:8
41:12
정답 및 해설

두 결함의 직경의 비는 1:2이다. 초음파탐상에서 결함의 반사 신호 진폭은 결함의 단면적에 비례하며, 진폭을 데시벨(dB)로 표현할 때 20dB의 진폭차는 신호 크기의 10배 차이를 의미한다.

주어진 12dB 차이로부터 진폭비를 구하면
20log⁡10A1A2=1220\log_{10}\frac{A_1}{A_2}=12
이므로
A1A2=1012/20=100.6≈3.98≈4\frac{A_1}{A_2}=10^{12/20}=10^{0.6}\approx 3.98\approx 4
이다.

원형결함의 반사 신호는 단면적(넓이)에 비례하고, 넓이는 반지름의 제곱에 비례하므로
A1A2=(d1d2)2=4\frac{A_1}{A_2}=\left(\frac{d_1}{d_2}\right)^2=4
이다. 따라서 직경의 비는
d1d2=4=2\frac{d_1}{d_2}=\sqrt{4}=2
이다.

문제 27
2차 임계각으로 입사한 종파는 어떤 파를 발생시키는가? (단, 2파 매질은 고체이다.)
1종파
2횡파
3종파 및 횡파
4표면파
정답 및 해설

2차 임계각은 횡파의 굴절각이 90°가 되는 입사각으로, 이 각도로 종파가 입사하면 굴절 횡파는 계면을 따라 전파된다. 고체 매질에서 계면을 따라 전파하는 파는 표면파(Rayleigh파)이며, 이는 종파와 횡파의 결합으로 타원 편향 운동을 한다. 따라서 2차 임계각 입사 조건에서 발생하는 파는 표면파이다.

문제 28
분해능(Resolution)의 설명으로 가장 옳은 것은?
1가까이 위치하고 있는 두 개의 불연속을 반사파형으로 분리할 수 있는 능력
2미세한 불연속을 검출할 수 있는 능력
3근거리음장과 원거리음장의 경계를 나타낼 수 있는 능력
4선형결함과 원형결함을 구분해 낼 수 있는 능력
정답 및 해설

분해능(Resolution)은 가까이 위치한 두 개의 불연속을 반사파형으로 분리할 수 있는 능력을 의미한다. 초음파탐상검사에서 분해능은 주로 축방향 분해능(axial resolution)으로, 펄스폭이 좁을수록 인접한 결함을 개별적으로 구분할 수 있는 정도를 나타낸다. 보기 2번의 감도는 미세한 불연속의 검출 능력이고, 3번의 음장거리는 근·원거리음장의 경계를 판단하는 개념이며, 4번의 결함 형상 구분은 분해능과 구별되는 별개의 특성이다.

문제 29
음향방출시험(AE)에서 카이저효과란?
1표면 및 내부의 탄성적인 정보를 알고자 할 때 사용되는 물성 값이다.
2소성변형에서 동일 방향으로 변형을 계속하는 경우, 응력을 제거하면 본래 응력의 크기에 이를 때까지 AE가 관찰되지 않는 현상이다.
3FRP제 용기에서 주로 관찰되는 현상으로 이미 경험한 응력보다 낮은 응력이 작용한 경우에도 AE가 발생하는 현상이다.
4시험체 표면에서 누설탄성표면파가 발생되는 현상이다.
정답 및 해설

카이저효과(Kaiser effect)는 음향방출시험에서 관찰되는 특성 현상으로, 소성변형 과정에서 이전에 경험한 응력 수준까지는 새로운 AE 신호가 발생하지 않다가 그 응력을 초과할 때부터 AE가 발생하는 것을 의미한다.

'응력을 제거하면 본래 응력의 크기에 이를 때까지 AE가 관찰되지 않는 현상'이라는 설명이 정확하며, 이는 재료가 이전 응력 이력을 "기억"하는 현상으로 응력을 제거한 후 재하중할 때 본래 응력의 크기에 다시 이를 때까지 AE가 나타나지 않는다는 내용과 일치한다. 나머지 보기는 모두 부정확하다.

  • 탄성적인 정보를 알고자 할 때 사용되는 물성 값이라는 보기는 음속 측정에 관한 설명이다.
  • 이미 경험한 응력보다 낮은 응력에서도 AE가 발생한다는 보기는 역(逆) 현상인 헤드센싱효과(reverse 또는 felicity effect)의 설명이다.
  • 누설탄성표면파가 발생되는 현상이라는 보기는 누설탄성표면파에 관한 설명이다.
문제 30
공진법으로 두께를 측정하는 기기에서 측정할 수 있는 두께 범위를 증가시키려면 어떻게 하여야 하는가?
1큰 진동자를 사용한다.
2기본 주파수로 작동한다.
3조화 주파수로 작동한다.
4교류전압을 증가시킨다.
정답 및 해설

공진법에서는 t=nV2fnt = \dfrac{nV}{2f_n}에 따라 두께가 두꺼울수록 기본 공진주파수가 낮아진다. 기본 주파수가 장비 주파수 범위보다 낮아지는 두꺼운 시험체도 조화(고조파) 주파수로 공진을 검출하면 측정할 수 있다. 따라서 조화 주파수로 작동하면 측정 두께 범위가 넓어진다.

문제 31
초음파탐상시험 시 높은 주파수를 사용하면 나타나는 장점은?
1작은 결함의 검출에 유리하다.
2감쇄가 적다.
3매질내에서 넓게 퍼진다.
4빨리 결함이 검출된다.
문제 32
다음 중 송신 효율이 가장 좋은 진동자의 재료는?
1티탄산바륨
2수정
3황산리튬
4지르콘산 납
문제 33
초음파탐상검사에서 검출해야 할 결함의 위치와 크기를 알고 있을 때, 탐상감도 검출레벨을 정하고 또 검출한 결함의 크기를 원형등가 크기로 추정하는 방법으로 옳은 것은?
1데시벨 드롭법
2DGS 선도법
3문턱값에 의한 방법
4APP선도법
정답 및 해설

DGS 선도법은 거리(Distance), 게인(Gain), 크기(Size)의 관계를 나타낸 선도를 사용한다. 이 선도로 탐상감도와 검출레벨을 정하고, 결함 에코를 원형 평면 반사체(평저공)와 같은 크기로 환산해 결함 크기를 추정한다. 데시벨 드롭법은 탐촉자를 이동하면서 에코 높이가 떨어지는 위치로 결함의 길이나 크기를 재는 방법이다.

문제 34
용접부에 대한 초음파탐상검사에서 탐촉자 선정과 관련하여 설명이 틀린 것은?
1탐상표면의 거칠기가 클 때에는 낮은 주파수를 사용하여 표면의 산란을 방지하여야 한다.
2피검체의 결정립이 큰 경우에는 저주파수를 사용하여 산란에 의한 감쇠를 보상해주어야 한다.
3탐상속도를 높일 경우 저주파수의 큰 탐촉자를 사용하여 속도에 의한 감쇠를 보상해 주어야 한다.
4두께가 비교적 얇은 판은 분해능을 높이기 위하여 저주파수를 이용한 광대역 탐촉자를 사용한다.
정답 및 해설

두께가 얇은 판은 거리분해능을 높여야 하므로 고주파수의 광대역(고분해능) 탐촉자를 쓴다. 저주파수는 펄스폭이 길어 분해능이 떨어지므로 4번 설명이 틀렸다. 표면이 거칠거나 결정립이 크거나 탐상속도가 빠를 때 저주파수를 쓰는 것은 옳은 설명이다.

문제 35
수침법으로 구리를 초음파탐상할 때 종파를 경사지게 입사시켜 시험하고자 한다. 이 때 구리의 제 2임계각은 몇 도인가? (단, 물의 종파 속도 VL=1500m/s, 구리의 종파 속도 VL=4700m/s, 구리의 횡파속도 VS=2300m/s이다.)
140.7°
218.6°
320.3°
49.3°
정답 및 해설

제2임계각은 액체에서의 종파가 고체의 횡파로 변환되는 입사각으로, 스넬의 법칙을 적용하여 구한다.

액체의 종파가 고체의 횡파로 굴절될 때의 경계 조건에서
sin⁡θ2=VLVS\sin\theta_2 = \frac{V_L}{V_S}
이므로, 제2임계각
θc=arcsin⁡(VLVS)=arcsin⁡(15002300)=arcsin⁡(0.6522)≈40.7°\theta_c = \arcsin\left(\frac{V_L}{V_S}\right) = \arcsin\left(\frac{1500}{2300}\right) = \arcsin(0.6522) \approx 40.7°
이다.

이 각도 이상에서 입사하면 고체 내부에서 종파는 모두 횡파로 변환되어 전파된다.

문제 36
종파가 고체로 입사할 때 입사각이 첫 번째 임계각보다 작으면 고체 내에는 어떤파가 생기는가?
1종파와 횡파
2종파와 표면파
3종파
4횡파
정답 및 해설

종파가 고체로 입사할 때 입사각이 첫 번째 임계각보다 작으면 고체 내에서는 종파와 횡파가 모두 생성된다. 첫 번째 임계각은 입사파(종파)가 고체 내의 종파로 굴절되는 각도이고, 이보다 작은 입사각에서는 스넬의 법칙에 따라 종파뿐만 아니라 mode conversion에 의해 횡파도 동시에 발생한다. 입사각이 증가하여 첫 번째 임계각에 도달하면 굴절 종파가 사라지고, 이를 넘으면 표면파가 생성되는 단계로 진행된다.

문제 37
초음파탐상기에서 어느 일정 높이 이하의 에코 또는 노이즈를 억제하기 위한 것으로서 탐상기의 증폭 직선성 저하가 우려되는 기능은?
1필터
2리젝션
3DAC
4게이트
문제 38
음향임피던스는 어느 경우에 사용되는가?
1시험체 내의 빔의 확산을 결정할 때
2시험체 내의 감쇠율을 결정할 때
3시험체 내의 속도를 결정할 때
4접촉면에서의 투과 및 반사하는 음파의 에너지 비를 결정할 때
정답 및 해설

음향임피던스(Z = ρc, 밀도 × 음속)는 두 매질의 경계면에서 음파가 투과·반사되는 정도를 결정하는 물리량이다. 임피던스 차이가 클수록 반사가 크고 투과가 작아지며, 이는 초음파 탐상에서 접촉면(예: 탐촉자-시험체, 시험체-배경)에서의 에너지 분배를 지배한다. 1번 빔 확산은 주로 탐촉자 형상과 주파수에 좌우되고, 2번 감쇠는 재료 특성(내부 손실)에, 3번 속도는 재료 음속에 의존하므로 임피던스의 직접적 역할이 아니다.

문제 39
초음파탐상 시 CRT상에 나타나는 임상에코 및 불규칙한 지시들의 원인으로 가장 타당한 것은?
1표면이 곡면이기 때문에
2결정구조가 조대하기 때문에
3결정구조가 미세하기 때문에
4접촉매질이 부적합하기 때문에
문제 40
주강품 및 단강품의 초음파 감쇠에 관한 설명으로 옳은 것은?
1일반적으로 단강품이 크다.
2일반적으로 주강품과 단강품이 모두 크다.
3일반적으로 주강품이 크다.
4일반적으로 주강품과 단강품이 모두 작다.
정답 및 해설

초음파 감쇠는 재료 내 결정립 구조와 내부 결함에 의해 발생하며, 주강품은 주조 과정에서 결정립이 크고 불균일하여 감쇠가 크고, 단강품은 가단(forging) 과정에서 조직이 치밀하고 결정립이 미세해져 감쇠가 작다는 특성이 있다. 따라서 일반적으로 주강품의 초음파 감쇠가 단강품보다 크다.

문제 41
그림과 같이 길이 200mm, 직경 15mm인 봉재를 축방향으로 수직탐상 하였다. 봉재에 대한 아래 CRT상에서 지연(delayed) 에코는 어느 부분인가? (단, 탐촉자 직경 10mm, 주파수 2MHz, 시간축범위 400mm이다.)
1a
2b
3c
4T
정답 및 해설

지연 에코란 탐촉자 접촉면 부근의 불감대(dead zone)나 표면 형상 등의 영향으로 인해 실제 위치보다 늦게(더 먼 거리로) 나타나는 에코를 말한다. CRT상에서 송신펄스 T 직후 저면 에코(바닥 에코, a)보다 약간 늦은 위치에 낮게 나타나는 b가 이러한 지연 에코에 해당하며, c는 정상적인 다중 반사(저면 반사)군, d는 후속 저면 반사 에코이다.

문제 42
T형 용접부에서 개선 가공이 되어 있지 않은 쪽의 라멜라 테어링(Lamellar tearing)은 어떻게 검출하면 좋은가?
1반대면에서 45° 경사각탐촉자로 검사한다.
2반대면에서 60° 경사각탐촉자로 검사한다.
3반대면에서 수직탐촉자로 검사한다.
4개선면에서 45° 경사각탐촉자로 검사한다.
정답 및 해설

라멜라 테어링은 판 두께 방향으로 인장이 걸릴 때 생기며, 강판 표면과 평행한 계단형 균열로 나타납니다. 초음파 빔이 이 반사면에 수직으로 입사해야 반사 에코가 가장 크게 얻어집니다. 그래서 개선 가공이 없는 쪽에서는 반대면에서 수직탐촉자로 검사하는 것이 효과적입니다.

문제 43
압력용기의 내식성을 증가시키는 클래드(Clad)부 바로 밑의 균열검사는 어떻게 하는 것이 효과적인가?
1클래드(Clad) 부에서 경사각 탐상
2모재부에서 경사각 탐상
3클래드(Clad) 부에서 수직 탐상
4모재부에서 수직 탐상
정답 및 해설

클래드 바로 밑의 균열(언더클래드 균열)은 클래드 경계면 바로 아래에서 판 두께 방향으로 서 있는 균열입니다. 수직 탐상으로는 빔이 균열면과 평행하게 진행해 에코가 거의 나오지 않습니다. 따라서 빔을 비스듬히 입사시켜 균열면에 부딪히게 하는 클래드부에서의 경사각 탐상이 효과적입니다.

문제 44
다음 결함들 중 주조품에서 볼 수 없는 결함은?
1기공
2라이네이션
3수축공동
4불순물 혼입
정답 및 해설

라이네이션은 압연이나 단조 같은 소성가공 과정에서 금속의 결정립이 가공 방향으로 늘어나면서 미세한 층상 구조가 형성되는 결함이므로, 주조품에는 나타나지 않는다.

주조품의 일반적인 결함은 용탕 냉각 과정에서의 응고 수축, 가스 방출, 불순물 혼입 등으로 인해 발생하며, 나머지 결함은 모두 주조품에서 발생한다.

  • 기공은 용탕에 포함된 가스가 응고 중 배출되지 못해 생기는 공동이다.
  • 수축공동은 응고 시 부피 감소로 인한 결함이다.
  • 불순물 혼입은 외부 이물질이 용탕에 섞이는 결함이다.
문제 45
같은 크기의 결함 중 초음파탐상검사로 가장 발견하기 쉬운 결함은?
1구형의 공동
2이물질의 개재
3초음파 진행방향과 나란한 균열
4초음파 진행방향과 수직인 균열
문제 46
초음파탐상검사에서 다른 조건은 고려하지 않은 탐상면에 바르는 접촉매질 만의 일반적인 설명이다. 옳은 것은?
1물과 글리세린 혼합제는 거친 표면에 효과적이다.
2물은 접촉매질로 사용하지 않는다.
3접촉매질의 종류에 따라 초음파의 절단효율이 달라질 수 있다.
4탐상면이 매우 거칠 때는 기계유가 가장 좋다.
정답 및 해설

접촉매질의 음향임피던스와 점도에 따라 탐상면에서 초음파가 전달되는 효율이 달라진다. 물은 수침법 등에서 접촉매질로 흔히 쓴다. 표면이 매우 거칠면 기계유나 물보다 점도가 높은 글리세린·그리스 계열이 효과적이다.

문제 47
초음파탐상기의 탐상도형의 표시방법에 해당되지 않는 것은?
1A-scope
2B-scope
3C-scope
4E-scope
문제 48
두께가 15mm인 강용접부를 굴적각 70°인 탐촉자로 탐상하여 80mm에서 결함지시가 나타났다. 탐촉자와 용접부 사이의 거리가 75mm라면 탐촉자와 이 결함간 거리는 약 얼마인가?
114.2mm
226.2mm
375.2mm
484.2mm
정답 및 해설

탐촉자에서 결함까지의 표면 거리는 빔 노정에 굴절각의 sin 값을 곱해 구한다.
y=Wsin⁡θ=80×sin⁡70∘=80×0.9397≈75.2 mmy = W\sin\theta = 80 \times \sin 70^\circ = 80 \times 0.9397 \approx 75.2\,\text{mm}
따라서 탐촉자와 결함 사이 거리는 약 75.2mm이다. 탐촉자와 용접부 사이 거리가 75mm이므로 결함은 용접부 근처에 있다.

문제 49
탐촉자의 분해능과 감도에 영향을 주는 충진재에 대한 설명으로 옳은 것은?
1탐촉자의 감도를 높이기 위해서는 탐촉자의 진동이 기능한한 빨리 흡음(Damping)되어야 한다.
2탐촉자의 분해능을 높이기 위해서는 가능한한 흡음이 낮아야 한다.
3흡음재의 음향임피던스가 탐촉자의 재질과 거의 동일할 때 진동자의 흡음이 가장 이상적이 된다.
4흡음재의 음향임피던스가 탐촉자의 재질과 차이가 많을수록 이상적이다.
정답 및 해설

흡음재(backing)의 음향임피던스가 진동자 재질과 거의 같을 때 진동자 뒤로 나가는 에너지가 반사되지 않고 흡수되어 흡음(damping)이 가장 이상적으로 된다. 흡음을 크게 하면 펄스가 짧아져 분해능은 높아지지만 감도는 낮아진다. 따라서 1번과 2번은 반대로 설명되어 있다.

문제 50
경사각 탐촉자에는 각도가 표시되어 있는데 이에 대한 설명이 맞는 것은?
1입사각을 기입한 것이다.
2저탄소강에 대한 굴절각을 기입한 것이다.
3알루미늄, 동, 강에 대한 굴절각을 기입한 것이다.
4스테인리스 합금제에 대한 굴절각을 기입한 것이다.
정답 및 해설

경사각 탐촉자에 표시된 각도는 특정 재료에서의 굴절각을 나타낸다. 저탄소강은 초음파 탐상에서 표준 기준 재료로 사용되며, 경사각 탐촉자의 각도 표시는 저탄소강을 기준으로 한 굴절각을 표기한 것이다.

초음파가 탐촉자에서 발생할 때 임계각을 기준으로 굴절이 일어나는데, 이 굴절각은 스넬의 법칙(sin θ₁/sin θ₂ = v₁/v₂)에 따라 재료의 음속에 따라 달라진다. 따라서 알루미늄, 동, 강 등 다른 재료를 검사할 때는 음속 차이에 따라 실제 굴절각이 표시 각도와 다르게 나타난다.

문제 51
초음파탐상시험에 있어서 수직탐상의 감도조정 방법에 대한 설명 중 올바른 것은?
1탐상감도의 설정방법으로 감도조정용 표준시험편의 표준 구멍으로부터의 에코가 정해진 높이가 되도록 탐상기의 감도를 조정하는 방법은 시험편방식이라 한다.
2표준시험편을 사용하여 탐상감도를 조정하면 전달손실이나 산란감쇠의 보정은 필요 없다.
3시험체는 대비시험편에 비해 통상 표면이 거칠기 때문에 산란에 의한 감쇠도 크다.
4시험체의 결함에코가 어느 높이가 되도록 탐상감도를 조정하는 방법은 결함에코방식이라 하고 표면거칠기나 감쇠, 곡률의 영향을 받지 않는 장점이 있다.
정답 및 해설

표준시험편 구멍 에코가 정해진 높이가 되도록 감도를 맞추는 방법이 시험편방식이다. 표준시험편으로 감도를 조정해도 시험체와 표면상태·재질이 다르므로 전달손실·감쇠 보정이 필요하다. 시험체의 표면 거칠기는 산란감쇠가 아니라 전달손실을 키우는 요인이다. 표면 거칠기·감쇠·곡률의 영향을 자동으로 보상하는 것은 시험체 저면에코를 기준으로 하는 저면에코방식의 장점이다.

문제 52
초음파탐상기에서 이득형(gain) 조정장치를 사용하여 어떤 에코의 높이는 10dB 내렸을 때 에코높이 변화는?
1처음 에코의 3.1배 높이가 된다.
2처음 에코의 0.3배 높이가 된다.
3처음 에코의 1.4배 높이가 된다.
4처음 에코의 0.9배 높이가 된다.
정답 및 해설

10dB를 내린 후 에코 높이는 처음 에코의 약 0.3배가 된다.

초음파탐상의 이득 조정에서 dB(데시벨)는 전압 기준으로 환산되며, 공식은
dB=20log⁡10(V2V1)\text{dB} = 20\log_{10}\left(\frac{V_2}{V_1}\right)
이다.

이득을 10dB 내렸다는 것은
−10=20log⁡10(V2V1)-10 = 20\log_{10}\left(\frac{V_2}{V_1}\right)
을 의미하므로
log⁡10(V2V1)=−0.5\log_{10}\left(\frac{V_2}{V_1}\right) = -0.5
이고
V2V1=10−0.5=110≈0.316≈0.3\frac{V_2}{V_1} = 10^{-0.5} = \frac{1}{\sqrt{10}} \approx 0.316 \approx 0.3
이다.

문제 53
단조품의 수직탐상에서 탐상감도 설정 시 대비시험편의 인공결함을 이용할 경우의 장점으로 틀린 것은?
1검사결과의 상호 비교가 용이하다.
2검출 목적에 부합되는 깊이 및 크기의 인공 불연속을 임의로 만들 수 있다.
3탐상감도를 나타내기가 용이하다.
4표면거칠기 및 시험체 곡률 등의 영향이 자동적으로 보정된다.
정답 및 해설

단조품의 수직탐상에서 대비시험편의 인공결함을 이용한 탐상감도 설정 시 장점을 검토하면, 표면거칠기와 시험체 곡률 등의 영향은 자동적으로 보정되지 않는다는 점이 핵심이므로 '표면거칠기 및 시험체 곡률 등의 영향이 자동적으로 보정된다'는 보기가 틀린 표현이다.

인공결함을 이용한 감도 설정은 결함 검출의 기준값을 객관적으로 제시하므로 다음과 같은 이점이 있다.

  • 검사결과 간 상호 비교가 용이하다.
  • 검출 목적에 맞는 깊이·크기의 인공 불연속을 임의로 생성할 수 있다.
  • 일정한 신호크기로 감도를 수치화하기가 용이하다.

그러나 표면거칠기, 시험체 곡률, 결합제 상태 등 현장 변수들의 영향은 실제 검사 시 별도로 고려·보정해야 하며 인공결함 기준으로 자동 보정되지 않는다.

문제 54
강재 시험체를 그림의 위치에서 2Z20N을 이용하여 수직탐상 하였을 때 나타나는 탐상도형은? (단, 측정 범위는 강중 종파 250mm이고, 탐상부분에는 결함은 없다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

측정범위 250mm(강중 종파 기준) 내에서 해당 두께 위치에 정확히 저면반사 신호 하나만 나타나는 도형이 해당 탐상도형이다.

수직탐상에서 2Z20N(수직탐촉자)을 시험체 상면에 놓고 종파로 탐상하므로, 저면(바닥면)까지의 두께에 해당하는 위치에서 저면 반사파(바닥 에코)가 나타난다. 그림에서 탐촉자가 놓인 위치의 두꺼운 부분(단차진 형상)의 두께는 시험체 각 구간마다 다르므로, 탐상거리(빔노정)에 따라 저면 에코의 위치가 달라지고 결함은 없으므로 중간 결함 신호는 나타나지 않는다.

문제 55
펄스반사법 초음파탐상장치에서 리젝션(Rejection) 조절기를 사용할 때 나타나는 영향이 아닌 것은?
1전기적 잡음 에코가 작아진다.
2저면 반사 에코가 작아진다.
3증폭직선성이 좋아 진다.
4수직직선성이 나빠진다.
문제 56
PB-4형 시험편 시리즈(No.1~No.7)에서 표준구멍의 위치가 두께의 1/2 지점에 위치하는 시험편은?
1RB-4형 No.1
2RB-4형 No.3
3RB-4형 No.5
4RB-4형 No.7
정답 및 해설

문항의 PB-4형은 대비시험편 RB-4형을 잘못 적은 것입니다. RB-4형 가운데 가장 얇은 No.1 시험편은 표준구멍이 두께의 1/2 지점에 있습니다. 두께가 더 두꺼운 번호의 시험편은 표준구멍을 두께 방향의 여러 위치에 둡니다.

문제 57
펄스 에코방식 초음파탐상기의 펄서(pulser)에서 나오는 출력전압의 범위를 나타낸 것으로 가장 알맞은 것은?
11~10V
210~100V
3100~1000V
41000~10000V
정답 및 해설

펄스 에코방식 초음파탐상기의 펄서에서 생성되는 고전압 펄스는 압전소자(피에조 크리스탈)를 진동시켜 초음파를 발생시키기 위해 상당한 에너지가 필요하다. 펄서 출력전압의 범위는 일반적으로 100~1000V 수준으로, 이는 초음파의 진폭과 투과 거리를 결정하는 핵심 파라미터다. 1~10V나 10~100V는 너무 낮아 충분한 초음파 에너지를 만들 수 없고, 1000~10000V는 실제 탐상기에서 사용하는 범위를 초과한다.

문제 58
초음파탐상에서 일반적으로 많이 사용되고 있는 표시기는?
1펜레코더
2브라운관
3전압계
4가이거카운터
정답 및 해설

초음파탐상기의 결과 표시 장치 중 브라운관(CRT, Cathode Ray Tube)은 A-scan, B-scan, C-scan 등 다양한 표시 방식으로 결함의 위치와 크기를 실시간으로 화면에 표시할 수 있어 가장 광범위하게 사용된다. 펜레코더는 기록 장치일 뿐 실시간 탐상에 주로 사용되지 않으며, 전압계는 신호 크기만 측정하는 보조 기기이고, 가이거카운터는 방사선 검출기로 초음파탐상과 무관하다.

문제 59
표준시험편인 STB-C에 대한 설명 중 틀린 것은?
1V15 시리즈는 증폭직선성 점검용이다.
2단면이 60×60mm인 것과 50×50mm 두 종류가 있다.
3V2에서 V8까지의 시험편은 거리진폭특성곡선용이다.
4V15-1.4는 표준구멍(ø)의 직경이 1.4mm 이다.
정답 및 해설

V15 시리즈는 거리를 150mm로 똑같이 하고 표준구멍 지름만 달리한 시험편이다. 에코 높이로 탐상감도를 조정하고 결함 크기를 비교하는 데 쓰며, 증폭직선성 점검용이 아니다. V2~V8은 구멍 지름은 같고 거리만 다르기 때문에 거리진폭특성곡선을 만드는 데 쓴다. V15-1.4의 숫자 1.4는 구멍 지름 1.4mm를 뜻한다.

문제 60
펄스반사식 초음파탐상법에서 주파수를 선정할 때 고려 사항이 아닌 것은?
1탐상하고자 하는 최소 결함의 크기
2시험체의 형상
3시험체의 입자구조 및 크기
4시험체의 초음파 흡수
정답 및 해설

펄스반사식 초음파탐상법에서 주파수 선정의 고려사항은 탐상 감도, 투과성, 분해능을 결정하는 요소들이다. 최소 결함의 크기는 분해능과 직결되어 높은 주파수 필요, 입자구조 및 크기는 산란 손실에 영향을 주고, 초음파 흡수는 감쇠를 결정하므로 모두 주파수 선정에 영향을 미친다. 반면 시험체의 형상(기하학적 형태)은 프로브 선택이나 스캔 경로에는 영향을 주지만, 주파수 결정 자체와는 직접적인 관련이 없다.

문제 61
강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에서 영역 구분으로 H선과 L선의 dB 차이는?
13dB
26dB
312dB
420dB
정답 및 해설

KS B 0896에서 M선은 H선보다 6dB, L선은 H선보다 12dB 낮은 에코높이 구분선이다. 따라서 H선과 L선의 차이는 12dB이다.

문제 62
보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V Art.4)에서 용접부 두께가 100mm 초과 시 적용되는 배관 교정 시험편의 구멍 지름의 설명으로 옳은 것은?
1용접부 두께가 25mm 증가할 때마다 또는 75mm를 초과하는 그 증가량마다 구멍지름은 1.0mm씩 증가시켜야 한다.
2용접부 두께가 50mm 증가할 때마다 또는 100mm를 초과하는 그 증가량마다 구멍지름은 1.5mm씩 증가시켜야 한다.
3용접부 두께가 25mm 증가할 때마다 또는 75mm를 초과하는 그 증가량마다 구멍지름은 2.0mm씩 증가시켜야 한다.
4용접부 두께가 50mm 증가할 때마다 또는 100mm를 초과하는 그 증가량마다 구멍지름은 3.0mm씩 증가시켜야 한다.
문제 63
보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V Art.4)에서 규정하고 있는 초음파탐상 장치의 직선성 점검 주기로 옳은 것은? (단, 아날로그 장치, 디지털 장치의 순임)
13개월, 6개월을 초과하지 않아야 한다.
23개월, 1년을 초과하지 않아야 한다.
36개월, 1년을 초과하지 않아야 한다.
46개월, 2년을 초과하지 않아야 한다.
정답 및 해설

ASME Section V Article 4(초음파탐상검사)에서 규정하는 초음파탐상 장치의 직선성(Linearity) 점검 주기는 아날로그 장치 3개월, 디지털 장치 1년을 초과하지 않아야 한다. 아날로그 장치는 전자회로의 신호 드리프트가 빠르기 때문에 더 자주 점검하고, 디지털 장치는 상대적으로 안정성이 높아 더 긴 간격으로 점검하도록 규정된다.

문제 64
강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에서 경사각 탐상 시 영역부분에 대한 H선, M선 및 L선의 결정 설명 중 옳지 않은 것은?
1작성된 에코높이 구분선 중, 적어도 하위에서 3번째 이상의 선을 선택하여 H선으로 한다.
2H선은 원칙적으로 탐상감도를 조정하기 위한 기준선으로 한다.
3H선은 원칙적으로 홈 에코의 평가에 사용되는 빔 노정의 범위에서 그 높이가 40% 이하가 되지 않는 선으로 한다.
4H선보다 3dB 낮은 에코 높이 구분선을 M선으로 하고, 6dB 낮은 에코높이 구분선을 L선으로 한다.
정답 및 해설

KS B 0896에서 H선보다 6dB 낮은 선을 M선, 12dB 낮은 선을 L선으로 한다. 4번은 3dB·6dB로 적어 틀렸다. H선은 하위에서 3번째 이상의 선 중에서 고르며, 감도조정의 기준선이 되고, 평가 범위에서 높이가 40% 이하로 내려가지 않는 선으로 정한다.

문제 65
강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에 따라 10시간 연속 검사할 때, 입사점, STB 굴절각, 탐상굴절각 등은 최소한 몇 번 이상 조정 및 점검하여야 하는가? (단, 검사 개시 시를 포함한다.)
11번
22번
33번
410번
정답 및 해설

KS B 0896에서 입사점, STB 굴절각, 탐상굴절각은 작업 개시 시와 작업 시간 4시간 이내마다 조정·점검합니다. 10시간 연속 검사라면 개시 시(0시간), 4시간, 8시간에 점검하므로 최소 3번입니다.

문제 66
보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V, Art.23 SA-388)에서 수동 초음파탐상 시, 탐촉자 주사속도로 가장 적합한 것은?
1150mm/s를 초과하지 않아야 한다.
2300mm/s를 초과하지 않아야 한다.
3450mm/s를 초과하지 않아야 한다.
4600mm/s를 초과하지 않아야 한다.
정답 및 해설

ASME Section V, Article 23 (SA-388)의 보일러 및 압력용기 초음파탐상검사 규정에서 수동 초음파탐상 시 탐촉자 주사속도는 150mm/s를 초과하지 않아야 한다. 이는 신호 손실 방지 및 결함 감지 신뢰성을 확보하기 위한 기준으로, 탐촉자 이동 속도가 너무 빠르면 결함 신호를 놓칠 수 있으므로 충분히 낮은 속도에서 체계적으로 검사하도록 규정한 것이다.

문제 67
보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V Art.4)에서 클래딩이 존재하는 비 배관 교정시험편의 클래딩 쪽 노치 깊이로 옳은 것은?
1노치 깊이는 2%T
2노치 깊이는 최소 1.6%T에서 최대 2.2%T
3노치 깊이는 최소 1.6%T+클래딩 두께(CT)에서 최대 2.2T+클래딩 두께(CT)
4노치 깊이는 최소 2.5%T+클래딩 두께(CT)에서 최대 3.5T+클래딩 두께(CT)
문제 68
압력용기용 강판의 초음파탐상 검사방법(SK D 0233)에서 용접보수가 필요할 때, 단면결함(단면 또는 그 부근에서 판의 내부를 향하여 전이를 가진 결함)의 보수 한도로 옳은 것은?
1판의 단면으로부터의 거리가 20mm 이내로 한다.
2판의 단면으로부터의 거리가 30mm 이내로 한다.
3판의 단면으로부터의 거리가 40mm 이내로 한다.
4판의 단면으로부터의 거리가 50mm 이내로 한다.
문제 69
보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V, Art.23 SA-388)에서 초음파장치는 8시간마다 최소한 1번의 교정점검을 수행한다. 게인 레벨 손실 또는 증가가 몇 % 이상 나타나면 재교정전 검사된 모든 재료를 재검사해야 하는가?
15%
210%
315%
430%
정답 및 해설

ASME SEC.V Article 23 SA-388에서 초음파탐상검사 장비의 8시간마다 수행하는 교정점검 시, 게인(Gain) 레벨이 ±15% 이상 변화하면 재교정 전에 그 시간대에 검사된 모든 재료를 재검사해야 한다. 이는 장비의 측정 신뢰성이 15%를 넘어서는 순간 이전 검사 결과의 신뢰도가 손상되므로 추적 검사(추적 검사)가 필수적이기 때문이다.

문제 70
압력용기 제작기준 규격 강제 부록(ASME Code Sev.Ⅷ Dive.1 App.12)에 따라 50mm의 두께를 갖는 맞대기 용접부를 검사한 결과 다음과 같은 결함이 검출되었다. 다음 중 불합격인 지시는?
1참조기준(reference level)의 25%에 해당하는 14mm 기공
2참조기준(reference level)의 100%에 해당하는 8mm 슬래그
3참조기준(reference level)의 25%에 해당하는 6mm 용입부족
4참조기준(reference level)의 110%에 해당하는 10mm 이공
문제 71
보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V Art.4)에서 지름이 500mm 이하인 재료에서 별도로 규정하지 않는 한 하나의 곡면 기본 교정시험편은 기본 교정시험편의 몇 배 범위까지 검사 표면을 교정하는데 사용할 수 있는가?
1기본 교정시험편의 지름보다 곡률이 0.5에서 1.0배인 검사 표면까지
2기본 교정시험편의 지름보다 곡률이 0.7에서 1.0배인 검사 표면까지
3기본 교정시험편의 지름보다 곡률이 0.9에서 1.5배인 검사 표면까지
4기본 교정시험편의 지름보다 곡률이 0.9에서 2.0배인 검사 표면까지
정답 및 해설

ASME Section V Article 4 초음파탐상검사 규정에서 지름 500mm 이하의 재료에 대해, 하나의 곡면 기본 교정시험편은 기본 교정시험편의 지름보다 곡률이 0.9에서 1.5배인 검사 표면까지 교정하는 데 사용할 수 있다. 곡면 재료의 초음파 검사 신뢰성을 확보하기 위해 교정시험편과 검사 대상 곡률의 범위를 제한함으로써, 검사 조건이 교정 조건과 유사한 범위 내에서만 그 교정값을 적용하도록 규정하고 있다.

문제 72
초음파탐상 시험용 표준시험편(KS B 0831)에 따른 G형 표준시험편의 사용 목적이 아닌 것은?
1탐상감도 조정
2탐상기 종합 성능 측정
3수직 탐촉자 특성 측정
4경사각 탐촉자 특성 측정
정답 및 해설

KS B 0831 초음파탐상 시험용 표준시험편 규격에서 G형 표준시험편은 수직 탐촉자(직각 탐촉자)의 특성 측정 전용으로 설계된 것이다. G형은 평면 저면을 가진 단순한 구조로 수직입사하는 음파의 감도 조정(1번), 탐상기 종합 성능 측정(2번), 수직 탐촉자 특성 측정(3번)에 사용된다. 반면 경사각 탐촉자(각도 탐촉자) 특성 측정은 V형, IIW형 등 기울어진 음향 경로를 가진 다른 표준시험편이 필요하므로 G형의 사용 목적이 아니다.

문제 73
보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V, Art.23 SA-435)따라 강판을 수직빔 검사를 실시할 때, 추가적인 모서리 주사선의 설정으로 옳은 것은?
1주사표면상에서 모든 강판 모서리의 25mm 이내로 주사해야 한다.
2주사표면상에서 모든 강판 모서리의 50mm 이내로 주사해야 한다.
3주사표면상에서 모든 강판 모서리의 75mm 이내로 주사해야 한다.
4주사표면상에서 모든 강판 모서리의 100mm 이내로 주사해야 한다.
문제 74
강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에서 공칭주파수가 2MHz인 경사각 탐촉자의 불감대 허용 한계로 옳은 것은?
110mm 이하
245mm 이하
325mm 이하
435mm 이하
정답 및 해설

KS B 0896(강 용접부의 초음파탐상 시험방법)에서 경사각 탐촉자의 불감대는 탐촉자의 공칭주파수와 굴절각에 따라 결정된다. 2MHz 공칭주파수의 경사각 탐촉자의 경우, 불감대 허용 한계는 25mm 이하로 규정되어 있다. 이는 초음파탐상 시험의 신뢰성을 확보하기 위해 탐촉자 근처에서 결함 검출이 불가능한 영역을 제한하는 기준으로, 주파수가 높을수록 불감대가 작아지는 특성을 반영한다.

문제 75
보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V, Art.23 AS-609)에 따라 주강품을 경사각 탐촉자로 시험할 때 최소 몇 %정도 겹치기 주사를 해야 하는가?
1탐촉자 폭의 5%
2탐촉자 폭의 10%
3음속 폭의 5%
4음속 폭의 10%
정답 및 해설

ASME Sec.V, Art.23 AS-609의 초음파탐상검사 기준에서 주강품을 경사각 탐촉자로 검사할 때 결함 탐지의 확실성을 보장하기 위해 탐촉자 폭의 10% 이상의 겹치기 주사(overlap scanning)를 규정하고 있다. 이는 탐촉자의 실제 물리적 크기를 기준으로 한 겹침으로, 각 주사선 간의 중복 영역을 확보하여 결함 놓침을 방지하는 표준 요구사항이다.

문제 76
보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V, Art.23 SA-388)에서 수직빔 검사로 탐상할 때 단독지시에 대한 보고서에 기록 내용으로 옳은 것은?
1저면 반사법에서 지시가 없는 인접한 영역에서 공칭 저면 반사의 10% 이상인 단독지시
2대비시험편법에서 대비 증폭의 100%를 초과하는 단독지시
3DGS 기법에서 대비 증폭의 50%를 초과하는 단독지시
4진폭기준선으로부터 지시가 50% 이상인 불연속지시
정답 및 해설

SA-388 수직빔 검사에서 저면반사법으로 탐상할 때는 지시가 없는 인접 영역의 공칭 저면반사 대비 10% 이상인 단독지시를 기록한다. 대비시험편법의 기록 기준은 대비 진폭의 100% 이상이다. '초과'로 한정한 2번과 50%를 기준으로 삼은 3·4번은 규정과 다르다.

문제 77
압력용기용 강판의 초음파탐상 검사방법(KS D 0233)에서 요구하는 탐상기의 성능 중 틀린 것은? (단, A스코프 탐상기이다.)
1펄스 반사법이어야 한다.
2증폭 직선성은 양의 최대편차와 음의 최대편차의 절대값의 합이 6% 이하여야 한다.
3원거리 분해능은 2MHz에서 9mm 이하, 5MHz에서 7mm 이하여야 한다.
4불감대는 5MHz일 때는 15mm이하, 2MHz일 때는 20mm 이하여야 한다.
정답 및 해설

KS D 0233(압력용기용 강판의 초음파탐상 검사방법)에서 규정하는 A스코프 탐상기의 성능 기준을 검토하면, 1번 펄스 반사법은 초음파탐상의 기본 방식이며, 2번 증폭 직선성의 ±6% 기준과 3번 원거리 분해능 기준(2MHz 9mm, 5MHz 7mm)은 규격에 부합한다. 4번의 불감대 기준이 역순으로 되어 있다. 정확한 규격은 2MHz일 때 15mm 이하, 5MHz일 때 20mm 이하인데, 보기는 이를 뒤바꾸어 기술했으므로 틀렸다.

문제 78
강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에서 에코 높이 구분선 작성에서 1회 반사법의 경우 탐촉자와 결함까지의 주사거리로 옳은 것은?
10~0.5S
20.5~1.0S
31.0~1.5S
41.5~3.0S
정답 및 해설

KS B 0896에서 에코 높이 구분선을 작성할 때 탐촉자-결함 간 주사거리는 스킵거리 S를 기준으로 나눈다. 직사법은 0~0.5S, 1회 반사법은 0.5S~1.0S 구간이다.

문제 79
보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V Art.5) 중 접촉매질의 오염 관리에서 250ppm 이상의 황을 포함해서는 안 되는 시험 대상물로 옳은 것은?
1니켈합금
2티타늄합금
3알루미늄합금
4저합금
정답 및 해설

니켈합금은 황에 매우 민감하여 250ppm 이상의 황 함유를 금지하는데, 이는 황이 고온에서 니켈합금의 입계취화(sulfidation)를 유발하여 심각한 재료 손상을 초래할 수 있기 때문이다.

ASME Section V Article 5의 초음파탐상검사에서 접촉매질(coupling medium) 오염 관리 기준은 재료의 특성에 따라 달라진다. 반면 티타늄합금, 알루미늄합금, 저합금강은 상대적으로 황의 영향에 덜 민감하거나 일반적인 오염 관리 기준으로 충분하다.

문제 80
보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V Art.4)에 따른 수동탐상시험 주사 속도는 특별한 규정이 없는 경우 최고 약 몇 mm/s로 제한하고 있는가?
1150
2300
3475
4600