15년 3회차

와전류탐상검사(ECT)는 전자기 유도 원리를 이용해 표면과 근표면 결함을 감지하는 방법으로, 프로브가 피검사체와 접촉하지 않아 비접촉 검사가 가능하며 스캔 속도가 빠르고 자동화에 적합해 대량 생산품의 고속 검사에 활용된다. 따라서 비접촉, 고속, 자동탐상, 표면 결함 검출이라는 조건 모두를 만족하는 것은 와전류탐상검사이다.

• 방사선투과검사(RT)는 내부 결함 검출에 효과적이나 방사선 노출 위험이 있고 속도가 느리다.
• 자분탐상검사(MT)는 표면 결함 검출에 우수하지만 피검사체와 접촉하며 비자성재료는 검사 불가하다.
• 적외선검사(TT)는 온도 차이 감지에 용도가 제한된다.

암모니아 누설검사는 암모니아 가스를 직접 시험체에 가압하여 누설 여부를 확인하는 방법이다. 보기 4번은 "물에 흡수시켜 가압한다"고 했으나, 실제로는 암모니아 가스 자체를 압력 용기에 담아 직접 주입하므로 틀렸다. 보기 1번은 암모니아 가스가 알칼리성이므로 검지제(예: pH 지시약)와 반응하기 쉽고, 2번은 암모니아가 구리·황동 등에 부식성을 가지며, 3번은 암모니아가 독성 가스라는 점 모두 옳다.

강자성체에 가하는 자화력을 높여도 자속밀도가 더 이상 늘지 않는 상태를 자기포화라 한다. 보자력(항자력)은 잔류자기를 0으로 만드는 데 필요한 역방향 자화력을 말하므로 이 상태와 관계가 없다.

자기적 성질을 이용한 콘크리트 구조물 비파괴검사의 대표적 대상은 콘크리트 속의 철근탐사다. 철근이 강자성체이므로 주변 자기장이 교란되는 것을 감지해 철근의 위치와 피복 두께를 알아낸다.

• 압축강도 측정은 반발경도법이나 코어 채취 같은 역학적 방법으로 다룬다.
• 인장강도는 콘크리트에서 직접 재기 어려워 자기적 방법의 대상이 아니다.
• 두께나 내부 결함 측정에는 초음파법·충격탄성파법·레이더법이 주로 쓰인다.

와전류탐상(Eddy Current Testing)의 원리와 특성을 정확히 이해하는 문항이다. '접촉식 탐상법을 적용함으로써 표피효과를 발생시킨다'가 틀린 이유는 표피효과(skin effect)는 와전류탐상의 기본 물리 원리로서 자동 발생하는 현상이며, 접촉식 탐상법이 표피효과를 "발생시키는" 것이 아니기 때문이다.

표피효과는 교류 자기장이 도체에 작용할 때 전류가 표면 근처에만 집중되는 현상으로, 탐상 주파수가 높을수록 표피 깊이가 얕아진다. 따라서 표면·표면 근처 결함 검출이 가능하며, 이는 탐상법의 종류(접촉/비접촉)와 무관하게 물리 원리 자체에서 비롯된다.

• '시험코일의 임피던스변화를 측정하여 결함을 식별한다'는 옳은 설명이다(임피던스 변화 측정).
• '철, 비철 재료의 파이프, 와이어 등 표면 또는 표면 근처 결함을 검출한다'는 옳은 설명이다(철·비철 재료의 표면 근처 결함 검출).
• '시험체 표층부의 결함에 의해 발생된 와전류의 변화를 측정하여 결함을 식별한다'도 옳은 설명이다(와전류 변화 측정을 통한 결함 식별).

속건식현상제는 용제가 빠르게 증발하면서 침투액을 빨아올리므로 지시모양(얼룩)이 번져 커지기 쉽다. 그래서 서로 가까이 있는 결함의 지시모양이 합쳐져 근접 결함을 분리해 식별하기 어렵다. 도포량으로 피막 두께를 조절할 수 있고, 용제제거성 염색침투탐상법과 함께 많이 쓰인다.

'시험체는 강자성체가 아니면 적용할 수 없다'는 설명이 옳다. 자분탐상검사(magnetic particle inspection)는 자기장을 이용하여 강자성체(철, 니켈, 코발트 등)의 표면 및 표면 근처 결함을 검출하는 방법으로, 강자성체에만 적용되며 비자성체(알루미늄, 구리, 스테인리스강 등)에는 사용할 수 없다.

• 크기·형상에 제한적이라는 설명은 틀렸는데, 자분탐상검사는 오히려 시험체의 크기와 형상에 제약이 적어 다양한 크기와 형태의 부품 검사에 적용 가능하다.
• 10mm 정도의 내부 깊은 결함을 검출한다는 설명은 틀렸는데, 자분탐상검사는 표면 및 표면 근처(수 mm 이내)의 결함만 검출하며 10mm 깊이의 내부 결함 검출은 불가능하므로 초음파탐상검사 같은 다른 방법을 사용해야 한다.
• 두꺼운 표면처리를 제거하지 않고 검사할 수 있다는 설명도 틀렸는데, 검사 전 페인트, 도금, 녹 등 표면처리물은 제거하여야 자분이 결함에 제대로 집적되어 신뢰도 높은 검사 결과를 얻을 수 있다.

'후유화성 형광침투탐상시험보다 얕고 미세한 결함을 검출하는데 더 효과적이다'는 설명은 수세성 침투액이 후유화성 침투액보다 세척이 쉽기 때문에 오히려 미세한 결함부에서도 침투액이 더 쉽게 세척되어 제거되는 경향이 있으므로 맞지 않는다. 오히려 후유화성 형광침투탐상이 얕고 미세한 결함 검출에 더 효과적이다.

• 수세성 형광침투탐상시험은 유화제 없이 물로 직접 세척되므로 후유화성과 달리 유화 단계가 불필요하다(○).
• 형광색소를 사용하여 넓은 면적을 자외선 조사 하에서 한 번에 검사할 수 있다(○).
• 형광침투액이 비형광 침투액보다 자외선 하에서 훨씬 밝게 발광하여 결함 지시가 명확하다(○).

따라서 이 보기는 수세성의 장점을 설명하면서 실제로는 단점에 해당하는 내용을 잘못된 장점으로 표현한 것이다.

자분탐상시험의 각 용어를 검토하면, 1번은 오류(자분은 철의 자성체 미립자), 2번은 오류(자화는 자성체에 자속을 흐르게 함이며, "비자성체"는 잘못된 표현), 3번은 오류(자분의 적용은 시험체 표면에 도포하는 작업이지 침투시키는 것 아님)이다. 4번은 정답으로, 관찰은 자분탐상시험에서 결함부에 형성된 자분모양을 찾아내어 검사하는 작업을 의미한다.

투과법(Through Transmission)은 한쪽에서 초음파를 송신하고 반대쪽에서 수신하는 방식으로, 불연속이 있으면 투과된 신호의 진폭 감소로만 판정하며 반사파를 이용하지 않아 CRT 상에 결함의 위치나 크기를 나타내는 불연속지시가 형성되지 않는다.

초음파탐상시험에서 CRT(음극선관) 상에 불연속지시(결함 신호)가 나타나는 원리는 반사파 검출에 기반한다. 수직법, 경사각법, 표면파법은 모두 시험체 내부의 불연속에서 반사된 초음파를 탐촉자가 수신하여 CRT 상에 결함파(에코)로 표시된다.

두꺼운 금속 용기 속의 경수소화합물을 검출하고 방사성이 강한 핵연료봉 검사에도 쓸 수 있는 방법은 중성자투과검사다. 중성자는 금속은 잘 투과하면서 수소처럼 가벼운 원소에는 크게 산란·흡수되어 대비가 뚜렷해진다.

• 감마선투과검사는 밀도가 큰 금속에서 크게 감쇠해 두꺼운 용기 속 수소화합물 식별에는 불리하다.
• 초음파탐상검사는 내부 결함의 유무를 보는 방법이지 물질의 종류를 가려내지는 못한다.
• 음향방출검사는 결함이 자랄 때 나오는 탄성파를 듣는 방법이라 정지 상태의 수소화합물 검출과는 목적이 다르다.

적외선열화상검사에서 온도 분해능(thermal resolution)은 식별가능한 겉보기의 최소온도차를 의미한다. 이는 카메라가 두 인접한 영역 간의 온도 차이를 구분해낼 수 있는 최소 온도 차이값으로, 보통 밀리켈빈(mK) 단위로 표시되며 작을수록 미세한 온도 차이를 감지할 수 있는 성능이 우수하다. 공간 분해능은 보기 1, 2와 관련되며, 시야각(FOV)은 보기 4와 관련되는 별개의 개념이다.

X선의 투과력(penetrating power)은 X선이 물질을 통과하는 능력을 나타내며, X선의 파장(또는 에너지)에 의해 결정된다. 관전압(tube voltage)이 높을수록 X선의 최소 파장이 짧아지고 에너지가 커져 투과력이 증가한다.

• 관전류는 X선의 강도(량)를 결정하므로 노출도에만 영향을 준다.
• 노출 시간도 X선 노출량을 조절할 뿐 투과력 자체는 변하지 않는다.
• 초점과 필름간 거리는 기하학적 선명도와 산란선에만 관련된다.

초음파의 음향임피던스(Z)는 매질의 밀도와 음속을 곱한 값으로 정의된다.

$Z = \rho v$로 표현되며($\rho$: 밀도, $v$: 음속), 경계면 양쪽의 음향임피던스 차이가 클수록 초음파 반사율이 커진다.

• 질량에 음속을 곱하거나 나눈 값은 단위부피당 값인 밀도 개념이 빠져 있어 틀린 정의다.
• 밀도를 음속으로 나누는 형태도 정의식과 일치하지 않는다.

침투탐상시험은 액체가 가는 틈으로 스며드는 모세관 현상을 이용해 표면에 열린 결함 속으로 침투액을 스며들게 하는 시험법이다.

결함의 폭이 좁을수록 모세관력이 커져 침투액이 더 깊이 빨려 들어가며, 이후 현상제가 그 침투액을 표면으로 끌어올려 지시모양을 나타낸다.

• 투과의 원리는 방사선이 물체를 통과하는 성질을 이용하는 것이라 방사선투과시험에 해당한다.
• 보자력은 자성체가 자기를 유지하려는 성질로 자분탐상과 관련이 있다.
• 전도성의 원리는 와전류탐상시험의 기초 원리다.

시험 표면에 기름기(유지류)가 묻어 있을 때 가장 효과적인 전처리 방법은 증기 탈지다.

트리클로로에틸렌 등의 유기용제를 가열해 증기 상태로 만들어 시험체 표면에 응축시키면, 응축되며 흘러내리는 용제가 기름 성분을 녹여 씻어내므로 유지류 제거에 특히 효과적이다.

• 산 세척은 녹이나 스케일 제거에 쓰이는 방법으로 유지류 제거에는 적합하지 않다.
• 세제 세척과 브러싱 세척은 표면의 이물질을 제거할 수는 있지만 기름 성분을 완전히 녹여내는 효과는 증기 탈지보다 떨어진다.

침투탐상검사는 침투액이 모세관 현상으로 스며들 수 있도록 시험체 표면에 열려 있는 결함만을 찾아내는 검사방법이다.

결함이 표면까지 개구되어 있지 않으면 침투액이 접근할 수 없으므로 검출이 불가능하다.

• 시험체 내부에 묻힌 결함은 침투액이 닿을 수 없어 검출 대상이 아니다.
• 표면 바로 밑에 있지만 표면으로 열리지 않은 결함도 마찬가지로 검출할 수 없다.

침투액이 결함 속으로 스며드는 속도는 액체의 점성(점도)에 가장 큰 영향을 받는다.

점도가 낮을수록 좁은 틈을 따라 흐르는 저항이 작아 침투속도가 빨라지고, 점도가 높으면 그만큼 스며드는 데 시간이 더 걸린다.

• 연성은 재료가 늘어나는 성질로 침투액의 흐름과는 관련이 없다.
• 인장력은 재료의 강도 특성이라 액체의 침투 속도와 무관하다.
• 증발성은 침투 후 건조 단계에서 중요하지만 스며드는 속도 자체를 좌우하는 인자는 아니다.

침투액을 도포한 후 시험체 표면의 잉여침투액을 배액하는 시간은 침투시간에 포함된다. 액체침투탐상검사에서 침투시간은 침투액을 도포한 순간부터 배액을 시작할 때까지의 전체 시간으로 정의되며, 배액은 이 침투 과정의 마지막 단계로서 침투시간 내에 포함된다. 따라서 잉여침투액의 배액 시간도 전체 침투시간의 일부를 구성한다.

수세성침투탐상에서 과잉세척을 막으면서도 수세성과 감도를 함께 확보하기 위해 침투제에 섞어 쓰는 탐상제는 유화제다.

유화제는 침투액 성분을 물에 씻겨나갈 수 있는 형태로 바꿔주는 역할을 해, 과도한 세척으로 인한 지시모양 손실을 줄이면서도 결함부에 남은 침투액은 유지되도록 돕는다.

• 세척제는 잉여 침투액을 제거하는 데 쓰일 뿐 침투제와 미리 혼합하는 성분이 아니다.
• 현상제는 세척 이후 단계에서 침투액을 표면으로 끌어올려 지시모양을 나타내는 역할을 한다.
• 박리제는 도막이나 오염물을 벗겨내는 용도로 침투탐상의 감도 조절과는 관련이 없다.

침투탐상시험에서 건조처리는 습식 현상법에서 필수적이다. 습식 현상법은 물에 현상제를 혼합하여 사용하므로 결함 부위에 침투된 염료가 현상제와 반응하기 전에 시편 표면의 물기를 제거하는 건조처리 단계가 필요하며, 이를 통해 현상제가 결함 내부의 염료와 효과적으로 접촉하여 명확한 결함 지시를 얻을 수 있다.

나머지 현상법은 별도의 건조처리 단계를 일반적으로 필요로 하지 않는다.

• 건식 현상법은 분말 현상제를 직접 사용한다.
• 무현상법은 형광 염료 침투액 자체로 관찰한다.
• 속건식 현상법은 빠른 건조를 특징으로 한다.

침투탐상시험에서 결함지시모양을 기록하는 일반적인 방법이 아닌 것은 각인이다.

각인은 시험체 표면을 눌러 자국을 남기는 방식이라 시험체를 손상시킬 수 있어, 지시모양을 있는 그대로 남기는 기록 수단으로는 적절하지 않다.

• 사진은 지시모양을 시각 기록으로 남기는 가장 일반적인 방법이다.
• 전사는 접착테이프 등으로 지시모양을 그대로 옮겨 붙이는 방법이다.
• 스케치는 관찰자가 지시모양의 위치와 형태를 손으로 그려 남기는 방법이다.

용제제거성 염색침투액-속건식현상법(penetrant testing with solvent removable dye and dry powder developer)의 검사 순서는 전처리 → 침투처리 → 제거처리 → 현상처리 → 관찰 및 후처리이다.

먼저 검사 대상 표면을 세척하는 전처리 단계에서 오염물을 제거하고, 염색침투액을 부어 결함 내부에 침투시킨 후 표면의 과잉 침투액을 용제로 제거하는 제거처리를 진행한다. 이후 현상액(보통 건식분말)을 분사하여 결함 내 침투액을 흡수·확산시켜 시각화한 후 관찰 및 후처리를 수행한다.

기호 FA-N에서 F는 형광침투액, A는 수세성(물세척), N은 무현상법을 뜻한다. 따라서 필요한 장치는 침투처리·세척처리·건조처리장치이며, 후유화성이 아니므로 유화처리장치가 필요 없고 무현상법이므로 현상처리장치도 필요 없다.

탐상제의 성능과 조작 방법이 적합한지 조사할 때 사용하는 것은 대비시험편이다.

대비시험편에는 미리 정해진 크기의 균열이 있어, 이 균열이 침투탐상 과정에서 제대로 나타나는지를 보고 침투제의 감도와 세척 조건이 적정한지 확인한다.

• I.Q.I(상질지시계)는 방사선투과시험에서 투과사진의 상질을 확인하는 기구로, 침투탐상제의 성능 조사와는 쓰임이 다르다.
• 링시험편은 자분탐상에서 자분과 자화 조건의 성능을 확인할 때 쓰는 시험편이다.
• 알루미늄 T형 시험편이라는 명칭은 대비시험편 규격에 없으며, 침투탐상용 알루미늄 시험편은 급열급랭으로 갈라짐을 낸 A형이다.

침투탐상시험은 표면 바로 밑에 있지만 표면으로 열려 있지 않은 결함은 검출할 수 없다.

침투액은 표면에 개구된 틈으로만 스며들 수 있으므로, 침투탐상법의 종류(수세성·후유화성 등)를 아무리 바꿔도 표면까지 뚫리지 않은 결함에는 적용되지 않는다.

• 용제제거성 염색침투탐상법도 잉여 침투액 제거 방식만 다를 뿐 표면 밑 결함까지 찾아내지는 못한다.
• 수세성 형광침투탐상법 역시 마찬가지로 표면에 열리지 않은 결함은 검출하지 못한다.
• 후유화성 형광침투탐상법도 감도가 높을 뿐 표면까지 개구되지 않은 결함은 찾아낼 수 없다.

잉여 침투액 제거 방법의 기호 중 C는 용제 제거성으로, 물 대신 솔벤트 계열 세척액으로 닦아낸다. A(수세성)와 B·D(후유화성)는 모두 물로 세척하므로, 형광·용제 제거성·속건식 현상인 FC-S가 해당한다.

KS B 0816의 B형 대비시험편은 도금 두께에 따라 PT-B10·B20·B30·B50 네 종류로 규정되어 있어, PT-B40이라는 호칭 자체가 존재하지 않는다.

따라서 도금두께나 갈라짐 나비 수치를 어떻게 나열하든 PT-B40을 표준 규격의 호칭으로 제시한 보기는 틀린 설명이 된다.

• PT-B50, PT-B20, PT-B10은 모두 규격에 실제로 존재하는 표준 호칭이다.

잉여 침투액을 제거할 때 물을 전혀 사용하지 않는 것은 용제제거성 염색침투액이다.

이 방식은 헝겊 등에 세척용제를 묻혀 닦아내는 방법으로 잉여 침투액을 제거하므로 수세 과정이 없다.

• 수세성 염색침투액은 침투제 자체에 유화 성분이 있어 물로 직접 씻어낼 수 있다.
• 후유화성 형광침투액과 후유화성 염색침투액은 유화제를 적용한 뒤 물로 세척하는 과정을 거친다.

VB-S는 염색 침투액(V)·기름베이스 유화제를 쓰는 후유화성(B)·속건식 현상(S) 방법이다. 후유화성이므로 침투처리 뒤 유화처리 후 수세하고, 속건식 현상제는 건조처리 후 현상하므로 전처리→침투→유화→세척→건조→현상→관찰→후처리 순서가 된다.

KS B 0816에서 건식현상제는 겉모양 검사로 응집 입자나 오염 여부를 확인해 점검한다. 부착상태 검사, 결함검출능력 검사, 세척성 검사는 각각 짝지어진 탐상제의 점검 항목으로 맞지 않다. 예를 들어 결함검출능력(성능) 점검은 침투액에 해당하는 항목이다.

KS B 0816 침투탐상 시험 기준에서 전처리 방법 중 숏 블라스트는 강한 입자 분사로 인해 미세한 개구부(결함)를 막거나 입자가 결함 내부에 남아 지시모양을 방해할 우려가 있어 권장하지 않는다. 용제세척, 증기세척, 산·알칼리 세제 세척은 모두 액체 또는 온수 기반 방식으로 개구부를 직접 폐색하지 않으므로 허용된다.

KS B 0816 침투탐상 시험방법에서는 합격한 시험체에 대해 시험 결과를 표시하도록 규정하며, 허용되는 표시 방법은 각인, 부식, 착색 등 물리적으로 시험체에 직접 남는 영구적 표기 방법이다. 스케치는 일시적 표시 수단으로 시간이 지남에 따라 지워질 수 있어 시험체의 합격 상태를 영구적으로 증명하기에 부적절하므로 정규적인 표시 방법으로 인정되지 않는다.

자외선조사장치가 필요 없는 시험방법은 염색침투탐상(V)을 사용하는 VC-S다.

염색침투액은 백색광 아래에서 육안으로 관찰하도록 만들어진 반면, 형광침투액(F)은 자외선을 비춰야 지시모양이 발광해 보이므로 F로 시작하는 기호는 모두 자외선조사장치가 필요하다.

• FA-W, FC-N, FB-D는 모두 첫 글자가 F, 즉 형광침투액이라 관찰 시 자외선조사장치가 반드시 필요하다.

탐상제와 장치의 보수·점검 기준에서 '기준 탐상제 및 사용하지 않는 탐상제는 그 상태대로 암실에 보관한다'가 틀린 이유는 기준 탐상제 및 사용하지 않는 탐상제를 암실에 보관하는 것이 아니라 냉암실(냉장고 등 저온 보관)에 보관해야 한다는 규정 때문이다. KS B 0816에서는 탐상제의 성능 저하를 방지하기 위해 사용 중인 탐상제와 예비·기준 탐상제를 구분하여 관리하며, 예비·기준 탐상제는 특히 온도 관리가 필요한 냉암실 보관을 요구한다.

나머지는 모두 KS B 0816의 정상적인 점검 기준이다.

• 침투액 색상 변화 시 폐기
• 암실 조도 20lx 이하 기준
• 유화제 성능 저하 시 폐기

KS B 0816 침투탐상 시험방법 기준에서 침투지시모양은 지시의 길이와 너비 비율로 분류된다. 갈라짐 이외의 결함에서 길이가 너비의 3배 이상이면 선상 침투지시로 판정하며, 3배 미만이면 원형상 침투지시로 분류된다. 보기 1은 원형 모양이 원형상 침투지시이므로 오류이고, 보기 2는 가는 세선이 선상 침투지시이므로 오류이며, 보기 4는 길이가 너비의 2배 이상일 때 선상으로 판정하는 것이 아니라 3배 이상이어야 하므로 오류다.

침투탐상 시험에서 현상제(developer)를 도포한 후 침투지시모양의 관찰 시기는 7분~60분 사이에 하도록 규정된다.

현상제는 결함 부위에 스며든 침투액을 표면으로 끌어올려 시각화하는데, 이 과정에는 일정한 시간이 필요하므로 너무 빨리 관찰하면 결함이 완전히 드러나지 않고, 시간이 지나치게 경과하면 배경이 어두워져 판별이 어려워진다. 따라서 충분한 침투 시간을 확보하면서도 명확한 지시를 얻기 위해 7분~60분의 범위에서 관찰하는 것이 국제 표준과 KS B 0816에서 권장하는 바이다.

허용치수를 넘는 지시가 무관련지시로 의심되는 경우에는 실제 결함의 존재 여부를 확인하기 위한 재검사를 실시하는 것이 옳은 조치다.

단순히 무관련지시라고 단정해 합격 처리하면 진짜 결함을 놓칠 위험이 있으므로, 크기가 허용범위를 넘는 지시는 재검사 등 추가 확인 절차를 거쳐야 한다.

• 무관련지시라고 바로 합격시키는 것은 실제 결함일 가능성을 배제하지 못해 위험하다.
• 확인 절차 없이 곧바로 불합격시키는 것도 무관련지시일 가능성을 무시하는 판단이다.
• 감독관과의 협의만으로 결정하는 것은 결함 존재 여부에 대한 객관적 확인 절차를 대신할 수 없다.

FD-A(형광침투액 · 물베이스 유화제를 사용하는 후유화성 · 수용성 습식현상제)의 공정 순서는 전처리 → 침투처리 → 예비세척처리 → 유화처리 → 세척처리 → 현상처리 → 건조처리이며, 예비세척처리 바로 다음 단계는 유화처리다.

KS B 0816에서 예비세척처리는 후유화성 침투액에 물베이스 유화제를 쓰는 방법(방법 D)에만 있는 공정으로, 시험 첫머리의 전처리(표면 오염물 제거)와는 다른 단계다. 침투처리를 마친 뒤 유화제를 적용하기 전에 물 스프레이로 표면의 잉여침투액을 미리 씻어내어 배액과 유화조의 오염을 최소화하는 것이 목적이다.

결함 속에 스며든 침투액은 예비세척·유화처리에서 제거되지 않고 남아 현상 단계에서 지시모양을 만든다.

침투지시모양이 전혀 나타나지 않았을 때는 결함이 없다는 뜻이므로 별도의 재시험 대상이 아니다.

반면 지시모양이 나타나긴 했으나 그 형태가 불명확하거나 판단이 곤란한 경우, 또는 조작 과정에 잘못이 있었던 경우에는 결과를 신뢰할 수 없으므로 다시 시험해야 한다.

• 침투지시모양이 불명확한 때는 결함 여부를 제대로 판단할 수 없어 재시험이 필요하다.
• 조작 방법에 잘못이 있었을 때도 시험 자체의 신뢰성이 떨어지므로 다시 실시해야 한다.
• 지시모양이 흠에 기인한 것인지 의사지시인지 판단이 곤란할 때도 재시험으로 재확인해야 한다.

시험체의 일부분만 시험할 때 전처리 범위는 시험하는 부분에서 바깥쪽으로 25mm 넓은 범위로 규정한다.

시험할 면만 닦아서는 안 되고 그 둘레까지 함께 처리해야, 주변에 남은 기름·녹·도료가 침투·세척·현상 과정에서 시험면으로 흘러들어 의사지시를 만드는 것을 막을 수 있다.

• 기준을 시험부의 중심으로 잡으면 시험 부위가 넓어질수록 실제로 확보되는 여유 폭이 줄어들어 규정 취지에 맞지 않는다.
• 오염물의 영향 여부만으로 범위를 정하는 서술은 판단 기준이 사람마다 달라져 규정된 전처리 범위로 쓸 수 없다.

형광침투액을 사용하는 시험에서 별도 규정이 없다면 관찰 전 1분 이상 암순응한 뒤, 시험체 표면에서 800 μW/cm² 이상의 자외선을 비추며 관찰하도록 규정하고 있다.

이 정도의 자외선 강도가 확보되어야 형광침투액이 충분히 발광해 미세한 지시모양까지 놓치지 않고 관찰할 수 있다.

동소변태는 결정격자(원자배열)가 바뀌는 변태로, 성질이 특정 온도에서 비연속적으로 변하며 순철의 A₃, A₄ 변태가 대표적이다. A₀(시멘타이트)·A₂(순철) 변태는 자기변태로, 결정구조 변화 없이 자성만 바뀌므로 동소변태가 아니다.

알루미늄의 양극산화처리(애노다이징)는 전해액의 종류에 따라 분류되며, 수산법·황산법·크롬산법이 주요 방법이다. 수산법은 수산(옥살산)을 전해액으로 사용하여 치밀한 산화피막을 형성하고, 황산법은 황산 전해액으로 가장 널리 사용되며, 크롬산법은 크롬산 전해액으로 얇고 경질의 피막을 만든다. 수산화암모늄법은 양극산화처리의 표준 전해액이 아니며, 주로 알루미늄의 세척이나 에칭 목적으로 사용되는 방법일 뿐 치밀한 산화피막 형성에 사용되지 않는다.

상온에서 순철은 체심입방(BCC) 구조를 가지며, 단위격자당 원자 개수는 2개이다.

철의 원자반지름을 $r$이라 하면, BCC 구조에서 단위격자 한 모서리 길이 $a$와의 관계는 체대각선이 원자 4개의 반지름과 같으므로
$\sqrt{3}a = 4r$, 즉 $a = \frac{4r}{\sqrt{3}}$이다.
단위격자의 부피는
$V_{\text{cell}} = a^3 = \left(\frac{4r}{\sqrt{3}}\right)^3 = \frac{64r^3}{3\sqrt{3}}$이고,
원자 부피는
$V_{\text{atom}} = 2 \times \frac{4}{3}\pi r^3 = \frac{8\pi r^3}{3}$이다.

공간의 부피 비율은
$\frac{V_{\text{cell}} - V_{\text{atom}}}{V_{\text{cell}}} = 1 - \frac{V_{\text{atom}}}{V_{\text{cell}}} = 1 - \frac{\frac{8\pi r^3}{3}}{\frac{64r^3}{3\sqrt{3}}} = 1 - \frac{8\pi\sqrt{3}}{64} = 1 - \frac{\pi\sqrt{3}}{8}$이다.
$\pi \approx 3.14159$, $\sqrt{3} \approx 1.732$를 대입하면
$\frac{\pi\sqrt{3}}{8} \approx \frac{5.441}{8} \approx 0.680$이므로 공공률은 약 $32\%$이다.

오일리스 베어링(무급유 베어링)은 분말 야금법(분말야금)으로 제조한 다공질 합금으로, 기공 내에 윤활유를 함유하고 있어 급유가 필요 없다는 특징을 갖는다. 보기 1, 2, 4는 모두 오일리스 베어링의 정의와 제조 특징에 부합한다. 반면 보기 3의 원심 주조법은 오일리스 베어링의 제조 방법이 아니며, 분말 야금법으로 만들어지는 오일리스 베어링은 기공이 많아 상대적으로 강인성이 낮은 재료의 특성을 가지므로 "강인성이 좋다"는 표현도 틀렸다.

금속 시편을 부식시켜 현미경으로 관찰하는 목적은 내부 조직을 확인하기 위해서다.

부식액으로 표면을 에칭하면 결정립계나 상(phase) 간의 부식 속도 차이가 드러나 조직관찰을 통해 결정립 크기, 상의 분포, 열처리 상태 등을 파악할 수 있다.

• 비중측정은 부피와 질량을 이용한 별도의 시험이라 부식·현미경 관찰과는 무관하다.
• 전도율관찰이나 인장강도측정도 각각 전기적·기계적 시험으로 측정하는 것이지 현미경 관찰의 목적이 아니다.

냉간가공으로 인한 변형된 입자가 가열 시 새로운 결정입자로 완전히 바뀌는 현상을 재결정(Recrystallization)이라 한다. 회복은 변형된 결정 내 불순물이 이동하며 부분적으로 경도가 회복되는 단계이고, 복원은 일반적인 용어이며, 결정성장은 재결정 후 기존 입자가 커지는 후속 현상이므로 구별된다.

톰백(Tomback)은 5~20% Zn을 함유한 Cu-Zn 합금으로, 낮은 강도와 우수한 전연성이 특징이며 금색에 가까운 외관으로 인해 모조금, 판, 선 등 장식용 및 미용 용도에 널리 사용된다. 네이벌 황동은 Zn 30% 전후에 Sn을 첨가한 고강도 합금으로 해양용에 적합하고, 알루미늄 황동은 Al을 첨가하여 강도를 높인 합금이며, 애드미럴티 황동도 Zn 30% 전후에 Sn을 첨가한 부식 저항성 합금으로 모두 용도와 성분이 다르다.

탄성변형 후 소성변형 없이 바로 파괴되는 성질을 취성이라 한다.

취성 재료는 소성변형 구간이 거의 없이 탄성한계를 넘는 순간 갑자기 파괴되므로, 인성이 큰 재료와 달리 파괴 전 눈에 띄는 변형 징후를 보이지 않는다.

• 인성은 오히려 파괴에 이르기까지 많은 에너지를 흡수하며 변형되는 성질이라 반대되는 개념이다.
• 인발과 연성은 재료가 늘어나며 소성변형을 하는 능력을 가리키므로 변형 없이 파괴되는 성질과는 거리가 멀다.

활자금속은 주조 후 정밀한 활자 모양을 그대로 재현해야 하므로 응고할 때 부피 변화가 작아야 하며, 부피 변화가 커야 한다는 설명은 틀렸다.

Pb-Sn-Sb계 합금은 응고 시 수축이 거의 없거나 오히려 약간 팽창하는 특성이 있어 주형의 세밀한 문자 형태까지 정확히 채워 굳는다.

• 주요 합금조성이 Pb-Sn-Sb라는 설명은 활자금속의 실제 조성과 일치한다.
• 내마멸성과 인성이 요구된다는 설명, 용융점이 낮고 유동성이 좋아야 한다는 설명도 모두 활자금속의 실제 특성과 맞는다.

코엘린바(coelastic invar)는 온도변화에 따른 탄성률 변화가 매우 작고, 공기·물속에서 부식되지 않는 우수한 내식성을 가지므로 코엘린바에 대한 설명이 정확하다.

• 불변강(invar steel)은 Fe과 Ni을 주성분으로 하므로 주성분이 Fe과 Cr이라는 설명은 틀렸다.
• 인바(invar)는 선팽창계수가 작기 때문에 줄자나 표준자 등 정밀 측정 기구에 사용되는데, 보기는 "크기 때문에"라고 잘못 서술했다.
• 엘린바(elinvar)는 탄성률 변화가 작기 때문에(온도 변화에 거의 불변) 고급시계나 정밀저울의 스프링에 사용되는데, 보기는 "크기 때문에"라고 반대로 기술했다.

비중(밀도)을 비교하면 Mg 1.74 < Al 2.70 < Cu 8.96 < Ag 10.5 g/cm³이므로, 마그네슘(Mg)이 가장 가벼운 금속이다.

공구용 재료는 충격에 견디도록 강인성(인성)이 커야 하므로, 강인성이 작아야 한다는 설명은 틀렸다.

공구는 절삭이나 가공 중 충격과 진동을 받기 때문에 쉽게 깨지지 않는 인성과 함께 내마멸성, 고온 경도도 함께 갖춰야 한다.

• 내마멸성이 커야 한다는 설명, 열처리·가공이 쉬워야 한다는 설명, 상온·고온에서 경도가 높아야 한다는 설명은 모두 공구재료에 실제로 요구되는 조건이다.

수소저장합금은 금속수소화물의 형태로 수소를 흡수·방출하는 합금이다.

수소 분자가 합금 표면에서 원자 상태로 분해되어 금속 격자 사이로 들어가 수소화물을 형성했다가, 조건이 바뀌면 다시 수소를 내놓는 원리로 작동한다.

• LaNi₅계는 란타넘과 니켈이 주성분이라 오히려 무거운 편이어서 밀도가 낮다는 설명은 맞지 않는다.
• TiFe계는 처음 수소를 흡수시키기 위해 반응로 안에서 가열·가압하는 활성화 처리가 필요하므로 가열시간이 필요 없다는 설명은 틀렸다.
• La·Ti 같은 활성이 큰 금속이 들어가 일반 도가니로나 전기로에서는 용해 중 산화·오염을 피하기 어려워, 진공이나 불활성 분위기의 특수 용해가 필요하다.

스텔라이트는 Co–Cr–W 계열의 주조 경질합금으로, 매우 단단해 단조할 수 없으므로 주조한 그대로 연삭하여 절삭공구 등에 사용한다. 실루민과 라우탈은 주조용 알루미늄 합금이고, 해드필드강은 고망간강이다.

Fe-C 평형 상태도는 온도와 성분 변화에 따른 철-탄소 합금의 상변화를 나타내는 도표로, 융점, 변태점(오스테나이트↔페라이트 전환 온도), 자기적 성질 변화 등 평형 상태에서의 미세조직과 물성 변화를 파악하기 위해 제작된다.

• 강도·경도값은 열처리 조건과 냉각 속도에 따라 변하므로 평형 상태도만으로는 결정되지 않는다.
• 응력·탄성계수는 기계적 성질로 상태도의 직접적 대상이 아니다.
• 가계적 성질(가역적·복원력 관련)은 상태도 해석 범위에 포함되지 않는다.

아세틸렌은 406~408℃에 이르면 자연 발화한다. 505~515℃에서는 폭발하고, 780℃ 이상에서는 산소가 없어도 자연 폭발한다.

용접 후 피닝(peening)은 해머나 쇠구슬로 용접부를 반복 타격하여 표면에 압축 응력을 도입하는 작업이다. 이를 통해 용접 후 남아있는 인장 응력을 완화하고 응력 분포를 개선하여 피로균열 저항성을 높인다. 보기 2번은 모재 검사 방법이 아니고, 3번은 피닝의 목적이 아니며(오히려 응력을 완화시킴), 4번은 구리 제거용 작업이므로 정답은 1번이다.

용접기 사용률은 실제 용접 시간을 전체 작업 시간으로 나눈 비율을 의미한다. 전체 작업시간 10분 중 실제 용접한 시간 4분이므로, 사용률 = (4분 ÷ 10분) × 100 = 40%이다.