14년 1회차

기포누설시험 발포액은 점도가 낮아야 결함부에서 쉽게 퍼져 기포를 잘 형성하므로, 점도가 높을 것이라는 설명은 발포액 특성과 맞지 않는다.

점도가 지나치게 높으면 액이 결함 틈으로 스며들지 못하고 표면에 두껍게 뭉쳐 기포 발생을 방해한다.

• 적심성이 좋아야 시험체 표면을 고르게 적셔 결함부의 누설 기체를 놓치지 않는다.
• 표면장력이 작아야 얇은 막을 이루며 작은 기포도 쉽게 부풀어 오른다.
• 시험품에 부식이나 손상 등 영향이 없어야 검사 후에도 제품을 그대로 쓸 수 있다.

표면 경화층 깊이나 도금·피막 두께처럼 표면 근방의 물성 변화를 재는 데는 와전류탐상검사(ECT)가 쓰인다.

ECT는 코일에 교류를 흘려 시험체에 유도되는 와전류의 변화를 측정하는 방식이어서, 표면 부근의 전도율·투자율 차이로 경화층 깊이나 피막 두께를 비접촉으로 판별할 수 있다.

• 적외선분석검사는 표면의 온도 분포로 열적 이상을 찾는 방법이어서 경화층 깊이 측정과는 목적이 다르다.
• 방사선투과검사는 투과 영상으로 내부 결함을 찾는 데 적합한 방법이다.
• 음향방출검사는 균열이 자라면서 나오는 탄성파를 잡아 결함의 진전을 감시하는 방법이다.

자분탐상시험은 자속 방향이 결함과 수직에 가까울수록 누설자속이 커져 검출이 쉬워지므로, 수직하면 검출이 어렵다는 설명은 틀린 내용이다.

반대로 자속이 결함과 나란한 방향이면 누설자속이 거의 생기지 않아 검출이 어려워지며, 이 때문에 한 시험체에 두 방향의 자화를 조합해 실시하는 것이 원칙이다.

• 핀홀처럼 점 모양의 결함은 지시가 뚜렷하게 남지 않아 검출이 어렵다는 설명은 맞는 내용이다.
• 시험체 두께 방향의 결함 깊이 정보를 얻기 어렵다는 설명도 자분탐상의 한계로 맞는 내용이다.
• 표면에서 깊은 곳의 결함 모양·종류를 알기 어렵다는 설명도 표면 결함 위주 검사법의 특성상 맞는 내용이다.

비파괴검사법 중 결함의 깊이를 가장 정확히 측정할 수 있는 것은 초음파탐상시험(UT)이다.

초음파는 결함에서 반사되어 되돌아오는 시간(펄스 도달시간)을 측정해 결함의 위치와 깊이를 정량적으로 환산할 수 있는 원리를 갖는다.

• 자분탐상시험은 표면과 표면 직하의 누설자속 지시만 보여 주어 두께 방향 깊이를 알기 어렵다.
• 침투탐상시험은 표면에 열린 결함의 지시 모양만 드러낼 뿐 깊이 정보를 주지 못한다.
• 방사선투과시험은 결함의 존재와 대략적 크기는 보여주지만 두께 방향의 깊이 위치를 직접 알려주지는 못한다.

와전류탐상시험에서 표면코일(프로브)과 시험체 사이의 거리가 변할 때 코일의 임피던스가 변하여 신호 지시값이 변하는 현상을 리프트 오프(lift-off) 효과라고 한다.

코일이 시험체로부터 멀어질수록(들뜰수록) 재질 결함으로 인한 신호 변화와 무관하게 거리 변화만으로도 지시가 변하므로 검사 신뢰도에 영향을 미치는 중요한 인자다.

• 표피효과는 교류의 주파수가 높을수록 전류가 표면 근처에만 흐르는 현상이다.
• 오실로스코프 효과와 카이저 효과는 와전류탐상시험의 표준 용어가 아니다.

형광침투액을 쓴 침투탐상시험에서 자외선등 아래 결함 지시는 일반적으로 황록색으로 밝게 빛난다.

형광침투액에 들어 있는 형광염료가 자외선(약 365nm)을 흡수해 가시광선으로 재방출하는데, 이때 사람 눈이 가장 예민하게 반응하는 파장대가 황록색 계열이어서 어두운 암실에서도 결함 지시를 뚜렷하게 식별할 수 있다.

방사선투과시험은 표면균열만을 검출할 수 있다는 설명이 틀렸다. 오히려 방사선투과시험의 강점은 내부결함 검출에 있다.

X선·감마선이 시험체를 투과하면서 두께 방향의 흡수 차이를 필름이나 검출기에 담아내므로, 표면이 아니라 내부의 기공·개재물·용입불량 같은 결함을 찾는 데 주로 쓰인다.

• 필름이나 디지털 영상으로 남길 수 있어 반영구적인 기록이 가능하다는 설명은 맞는 내용이다.
• 방사선 피폭 우려가 있어 차폐·관리구역 설정 등 방사선 안전관리가 요구된다는 설명도 맞는 내용이다.

시험체를 가압 또는 감압한 뒤 일정 시간이 지나고 나서 압력 변화를 계측해 누설 여부를 판정하는 방법을 압력변화 누설검사라 한다.

추적기체나 검지액을 쓰지 않고 압력계로 시간에 따른 압력 강하(또는 상승)량만 읽어 누설의 유무·정도를 간접적으로 판단하는 방식이다.

• 헬륨 누설검사는 헬륨을 추적가스로 넣고 검출기로 새어 나온 헬륨을 잡아내는 방법이다.
• 암모니아 누설검사는 암모니아에 반응해 색이 변하는 검지지를 붙여 누설 위치를 찾는 방법이다.
• 전위차에 의한 누설검사는 전기적 신호 변화를 이용하는 방법이어서 압력 자체를 재는 방식과 원리가 다르다.

'검출 가능한 모든 지시 및 불연속을 제거'하는 것은 신뢰도를 향상시키는 것이 아니라 제품 품질 자체를 개선하는 것일 뿐, 검사 방법이나 기준을 개선하는 것이 아니므로 신뢰도 향상의 방법이 될 수 없다.

비파괴검사의 신뢰도 향상은 검사 기술·방법·평가 기준의 개선을 통해 이루어진다.

• 기술자의 기량 향상은 기술자의 자격·훈련·경험 향상으로 검사 정확성을 높이는 것으로 올바르다.
• 적합한 비파괴검사법의 선정은 검사 대상의 재질·형상·결함 특성에 맞는 검사법(초음파, 와전류, 방사선 등) 선정으로 신뢰도를 향상시키는 것으로 타당하다.
• 적합한 평가 기준의 선정 및 적용은 국제규격(ISO, ASTM)이나 산업 기준에 따른 평가 기준 설정으로 검사 결과의 일관성과 신뢰도를 확보하는 것으로 맞다.

방사선투과시험에서 농도가 짙은(어두운) 사진이 나오는 원인은 필름에 기록된 방사선량이 많거나 화학처리 과정에서 은입자 감소가 불완전할 때 발생한다.

초과 노출은 필름이 과도한 방사선을 받아 감광되어 어두운 사진을 만들고, 과현상(over-development)은 현상액에서 필름을 너무 오래 처리하여 미노출 부분의 은염까지 환원시켜 전체적으로 짙은 사진을 초래한다.

• 불충분한 세척은 정착액 잔여로 이어져 나중에 갈변을 야기하지만 초기 농도를 증가시키지 않는다.
• 오염된 정착액은 필름 처리 능력을 저하시켜 농도를 감소시킨다.

단면적 1m²인 환봉에 10kgf의 하중을 가할 때 인장응력은 약 98Pa이다.

$\sigma = \dfrac{F}{A}$이고, 1kgf ≈ 9.8N이므로 하중은 $10\,\mathrm{kgf} \times 9.8\,\mathrm{N/kgf} = 98\,\mathrm{N}$이 된다.

$\sigma = \dfrac{98\,\mathrm{N}}{1\,\mathrm{m^2}} = 98\,\mathrm{Pa}$로, 응력은 하중을 단면적으로 나눈 값이라는 정의를 그대로 적용한 결과이다.

500A의 전류가 흐르는 직선도체 중심에서 50cm 떨어진 지점의 자계의 세기는 약 160A/m이다.

직선도체 주위 자계의 세기는 $H = \dfrac{I}{2\pi r}$로 구하며, 여기서 I는 전류, r은 도체 중심으로부터의 거리이다.

$H = \dfrac{500}{2\pi \times 0.5} = \dfrac{500}{\pi} \approx 159.2\,\mathrm{A/m}$로 약 160A/m이 되며, 거리가 멀어질수록 자계의 세기는 반비례해 약해진다.

자력선은 도중에 갈라지거나 서로 교차하지 않는다는 것이 기본 성질이므로, 갈라지거나 교차한다는 설명은 틀린 내용이다.

자력선은 항상 폐곡선을 그리며 서로 만나지 않는데, 만약 한 점에서 두 방향의 자계가 동시에 존재한다면 그 점의 자계의 세기와 방향이 하나로 정해지지 않는 모순이 생기기 때문이다.

• 자력선이 N극에서 나와 S극으로 들어간다는 설명은 자력선의 방향 정의와 일치하는 맞는 내용이다.
• 자력선 밀도가 큰 곳일수록 자계가 세다는 설명도 자력선 밀도와 자계 세기의 관계를 옳게 나타낸다.
• 자력선의 밀도가 그 점의 자계 세기를 나타낸다는 설명도 같은 맥락에서 맞는 내용이다.

초음파 탐촉자(진동자)에서 초음파가 발생하는 원리는 압전효과이다.

수정이나 압전세라믹 같은 압전소자에 교류 전압을 걸어주면 결정이 주기적으로 신축하며 기계적 진동(초음파)을 만들어내고, 반대로 초음파를 받으면 전기신호를 발생시켜 수신에도 같은 소자가 쓰인다.

침투액의 침투시간에 크게 영향을 미치는 인자와 거리가 먼 것은 시험체의 무게이다.

침투시간은 침투액이 결함 속으로 스며드는 데 걸리는 시간이므로 침투액의 종류(점도·표면장력), 시험체의 재질, 예상되는 결함의 종류와 크기, 온도 같은 요인에 좌우되며, 시험체의 무게 자체는 모세관현상이나 적심성과 직접적인 관련이 없다.

알루미늄 대비시험편(A형)은 균열의 폭 및 깊이를 인위적으로 조정할 수 없다는 점에서, 조정할 수 있다는 설명은 틀린 내용이다.

A형은 알루미늄판을 급열·급랭시켜 열응력으로 무작위 균열을 발생시키는 방식이어서 균열의 크기·분포가 자연발생적으로 정해지며, 도금 두께로 균열 폭을 조절할 수 있는 니켈-크롬 도금 방식의 B형과는 성질이 다르다.

• 시험편 제작이 간편하다는 설명은 급열급랭만으로 만들 수 있는 A형의 특징과 맞는 내용이다.
• 비교적 미세한 균열을 만들 수 있다는 설명도 A형의 실제 특성과 맞는 내용이다.
• 장시간 반복 사용하면 균열의 재현성이 나빠진다는 설명도 A형의 한계로 맞는 내용이다.

모세관현상에서 관 속 액면의 높이가 오히려 낮아지는 물질은 수은이다.

물이나 알콜, 기름처럼 유리벽을 잘 적시는(친화성이 큰) 액체는 모세관을 따라 액면이 올라가며 오목한 메니스커스를 이루지만, 수은은 유리를 적시지 않는 성질 때문에 표면장력이 오히려 액면을 눌러 관 밖보다 낮게 내려가고 볼록한 메니스커스를 이룬다.

침투액이 결함 속으로 스며드는 데 영향을 미치는 인자는 모세관현상, 적심성, 표면장력이다.

결함이라는 좁은 틈으로 액체가 빨려 들어가는 힘은 모세관현상에서 비롯되며, 모세관 상승 높이는 표면장력에 비례하고 접촉각·액의 비중·틈의 지름에는 반비례하므로 적심성이 좋아 접촉각이 작을수록 깊숙이 침투한다.

• 시험면의 청결도나 조명의 밝기는 전처리·관찰 단계의 조건이지 침투 자체의 물리적 인자가 아니다.
• 강자성 시험체인지 여부는 자분탐상에서 따지는 조건이다.
• 자장의 세기 역시 자분탐상의 인자여서 침투 현상과는 관계가 없다.

침투탐상시험에서 적심성(wettability)을 정량적으로 측정하는 방법은 접촉각을 재는 것이다.

액체 방울이 고체 표면에서 이루는 접촉각이 작을수록 표면을 잘 적신다는 뜻이므로, 접촉각의 크기로 침투액이 시험체 표면과 얼마나 잘 밀착하는지를 판단할 수 있다.

표면장력·모세관현상·점성은 적심성에 영향을 주는 물리적 요인이지만, 적심성 자체를 정의하고 측정하는 기준값은 접촉각이다.

형광침투액의 구성 성분 중 가장 높은 함량을 차지하는 것은 연질석유계 탄화수소(용제·기재)이다.

침투액은 형광염료·계면활성제·에스테르류 등 여러 첨가물이 섞여 있지만, 이들은 소량 첨가되는 기능성 성분이고 침투액 전체의 바탕이 되는 용제(기재)가 부피 대부분을 차지한다.

• 유성형광염료는 자외선 아래 빛을 내게 하는 소량의 색소 성분이다.
• 유성계면활성제는 침투성과 세척성을 조절하기 위해 소량 넣는 첨가제이다.
• 프탈산에스테르는 점도·성능 조정을 위한 보조 첨가제로 역시 소량만 들어간다.

다공질이나 흡수성 재료에서 침투탐상의 신뢰성과 정확도가 낮은 방법은 휘발성 액체법이다.

휘발성 액체법은 휘발유나 케로신 같은 휘발성 액체를 침투액으로 사용하는데, 이들 액체가 재료의 다공질 구조에 빠르게 흡수되면서 결함 내부에 남아야 할 침투액이 함께 증발하거나 흡수되어 결함 검출이 어렵고 신뢰성이 떨어진다.

반면 후유화성 침투탐상, 기체 방사성 동위원소법, 하전입자법 등은 상대적으로 더 체계적인 절차와 정량적 평가 방법을 제공하므로 신뢰도가 높다.

침투액(penetrant)은 결함 탐지용 액체로서 낮은 인화점은 오히려 피해야 할 성질이다. 인화점이 낮으면 화재·폭발 위험이 증가하므로 침투액은 높은 인화점을 가져야 안전하고 취급이 용이하다.

• 점성이 낮을수록 결함 깊숙이 침투하므로 점성은 침투속도에 직접 영향을 준다(참).
• 접촉각이 작을수록 모재 표면에 잘 퍼져 적심성이 우수하다(참).
• 휘발 속도가 너무 빠르면 검사 중 증발로 인해 감도가 떨어지므로 적절한 휘발 속도가 필요하다(참).

침투탐상검사로 검출할 수 없는 결함은 주조품의 내부수축공이다.

침투탐상은 표면에 열려 있는(개구된) 결함에만 침투액이 스며들 수 있어 검출이 가능한 방식인데, 내부수축공은 표면과 통해 있지 않은 내부 결함이라 침투액이 닿을 수 없다.

• 단조품의 겹침(랩)은 표면에 접힘 형태로 열려 있어 침투탐상으로 검출할 수 있다.
• 주조품의 열간 터짐은 표면까지 이어진 균열이라 검출이 가능하다.
• 용접부의 표면 균열도 표면에 노출된 결함이므로 침투탐상으로 검출할 수 있다.

기온 급강하로 에어졸형 탐상제의 분무가 곤란해졌을 때는 온수에 서서히 담가 온도를 올리는 것이 가장 적합한 조치이다.

캔 내부 압력은 온도에 비례하므로 낮아진 압력을 서서히 회복시키면 되는데, 급격한 가열은 캔 내부 압력을 과도하게 높여 파열이나 화재의 위험을 만들 수 있어 반드시 완만한 승온이 필요하다.

• 새 것과 언 것을 번갈아 쓰는 방법은 언 캔의 성능 문제를 근본적으로 해결하지 못한다.
• 난로 위에 캔을 직접 놓아 가열하는 것은 급격한 압력 상승으로 폭발 위험이 있어 금지된다.
• 한 번 얼었다고 해서 캔의 기능을 완전히 상실하는 것은 아니므로 곧바로 폐기할 필요는 없다.

수용성 습식현상제처럼 물에 백색 분말을 현탁시킨 현상액의 농도는 비중계로 측정한다.

현탁된 분말의 양이 많을수록 액체의 비중이 커지므로, 비중 값을 읽어 현상액이 규정 농도 범위에 들어 있는지 관리할 수 있다.

• pH미터는 액의 산성·알칼리성 정도를 재는 기구이다.
• 점도계는 액체의 끈적임(점성)을 재는 기구이다.
• 룩스메타는 관찰면의 조도를 재는 기구여서 현상액 농도 관리에는 쓰이지 않는다.

현상액(显像剂)은 침투액이 충분히 배액되고 건조된 결함 내 침투액으로부터 쉽게 스며 나와야 하므로, 배액시간이 너무 길어 침투액이 과도하게 건조되면 오히려 침투액의 흡수 속도가 느려져 현상이 어려워진다. 따라서 "현상이 쉬워진다"는 틀린 표현이다.

침투탐상시험에서 배액시간이 길어지면 시험체 표면에 남아있는 침투액이 자연 건조되어 굳어지고, 이로 인해 침투액의 유동성이 감소하면서 침투효과가 저하되며, 건조된 침투액을 제거하기 위해 세척처리가 곤란해진다.

염색침투탐상용 현상제는 오히려 백색도가 높아야 붉은 침투지시와 뚜렷하게 대비되므로, 백색도가 낮아야 한다는 설명은 틀린 내용이다.

백색 바탕이 진할수록 염색침투액의 붉은 지시모양이 선명하게 드러나 육안 관찰이 쉬워지기 때문에, 현상제의 백색도는 오히려 검사 감도를 높이는 요소로 작용한다.

• 현상막을 제거하기 쉬워야 한다는 설명은 후처리 편의를 위한 요구조건으로 맞는 내용이다.
• 건식현상제가 투명도를 지녀야 한다는 설명도 지시모양의 색과 밝기를 가리지 않기 위한 조건으로 맞는 내용이다.
• 형광침투액을 쓸 때 현상제 자체가 자외선에 형광을 내지 않아야 한다는 설명도 결함 지시와 혼동을 막기 위한 조건으로 맞는 내용이다.

속건식 현상제의 적용법으로 붓기(부어서 끼얹기)는 적합하지 않다.

속건식 현상제는 휘발성 용제에 분말을 현탁시켜 얇고 고르게 덮이도록 뿌려 쓰는 것이 원칙인데, 부어서 끼얹으면 한 곳에 두껍게 몰리거나 흘러내려 막이 고르지 않게 되고 결함 지시도 오히려 가려질 수 있다.

• 분무는 얇고 균일한 막을 입힐 수 있어 속건식 현상제의 표준 적용법이다.
• 침지는 소형 시험체를 규정된 방법으로 담갔다 꺼내는 방식으로 허용되는 적용법이다.
• 붓칠은 붓으로 얇게 발라주는 방식으로 허용되는 적용법이다.

별도의 유화 단계 없이 전처리-침투처리-제거처리-현상처리-관찰-후처리 순서 그대로 진행하는 방법은 용제제거성 염색 침투액-속건식 현상법이다.

용제제거성 침투액은 유화제 없이 헝겊에 용제를 묻혀 닦아 제거하므로 유화처리 단계가 없고, 속건식 현상제는 용제가 저절로 날아가 현상 뒤 건조처리도 필요 없어 제시된 여섯 단계로 끝난다.

• 용제제거성 형광 침투액-수현탁성 습식 현상법은 물에 현탁시킨 현상제를 쓰므로 현상처리 뒤에 건조처리가 들어간다.
• 후유화성 형광 침투액(물베이스)-속건식 현상법은 침투처리 뒤에 유화처리 단계가 추가된다.
• 후유화성 형광 침투액(물베이스)-수현탁성 습식현상법은 유화처리와 건조처리가 모두 들어간다.

기름베이스 유화제와 형광침투액을 함께 쓸 때 유화시간은 유화제를 적용한 뒤로부터 3분 이내로 규정되어 있다.

유화시간은 침투액을 바른 시점이 아니라 유화제를 얹은 시점부터 계산하며, 형광침투액에 기름베이스 유화제를 쓸 때는 과유화로 지시가 씻겨 나가지 않도록 3분을 넘기지 않는 것이 기준이다.

침투탐상 시험에서 잉여 침투액을 제거할 때 물의 온도는 일반적으로 상온(약 15~25°C) 정도를 사용하며, 80°C 정도의 고온 물은 사용하지 않는다. 고온 물을 사용하면 침투액이 시험편에서 과도하게 빠져나가거나 침투액의 특성이 변할 수 있어 정확한 결함 탐지를 방해한다. 반면 적절한 헹구기 기법, 깨끗한 천, 깨끗한 종이(휴지) 등은 모두 침투액 제거의 올바른 방법이다.

침투지시 모양 분류에서 선상침투지시모양은 길이가 나비의 3배 이상인 것을 말하므로, 3배 미만이라는 설명은 거꾸로 된 틀린 내용이다.

길이가 나비의 3배 이상으로 길쭉하게 이어진 지시는 선상으로, 3배 미만으로 길이와 나비 차이가 크지 않은 지시는 원형상으로 구분한다.

• 모양 및 존재 상태에 따라 분류한다는 설명은 KS B 0816의 분류 기준과 맞는 내용이다.
• 연속지시의 크기를 개개 지시의 길이와 상호거리를 합한 값으로 본다는 설명도 맞는 내용이다.
• 선상침투지시 이외의 것을 갈라짐이나 원형상지시로 본다는 설명도 분류 체계와 맞는 내용이다.

용제 세척액이 필요한 경우의 시험방법은 FC-A, VC-W이다.

시험방법 기호에서 앞의 F·V는 침투액의 종류를, 그 다음 문자는 여분의 침투액 제거방법을 나타내는데 여기서 C가 용제제거성이며, 헝겊에 용제를 묻혀 닦아내는 절차를 쓰므로 반드시 용제 세척액이 있어야 한다.

• FA-D, VA-W 조합은 제거방법이 A(수세성)여서 물로 씻어내면 된다.
• FB-A, VB-W 조합은 제거방법이 B(기름베이스 유화제를 쓰는 후유화성)이다.
• FA-D, FB-A 조합도 수세성·후유화성이어서 용제 세척액이 필수 조건이 아니다.

형광침투액의 잉여물을 물로 제거할 때 침투액의 유실을 방지하고 침투 효과를 유지하기 위해 수온 40℃ 이하를 유지하도록 규정하고 있다. KS B 0816에서 특별한 규정이 없는 경우 물에 의한 세척 시 40℃를 넘지 않아야 하며, 이는 침투액의 성분 손상과 검사 신뢰성 저하를 방지하기 위한 기본 요건이다.

KS B 0816은 필요할 때 침투 지시 모양(결함)을 사진, 스케치, 전사 중 적절한 방법으로 기록하도록 정하고 있다. 지시 모양의 위치와 형상을 그대로 남기는 것이 목적이므로 도면은 규정된 기록방법에 해당하지 않는다.

※ 정답 정정(2026-09-23): 종전 등록 정답 4번을 1번으로 바로잡았습니다. KS B 0816(JIS Z 2343 계열) 기록 조항: 필요시 결함 지시모양의 기록은 스케치·사진·전사(테이프 등)에 의한다. 전사는 규격 명시 기록방법이고 '도면'은 열거에 없음.

KS W 0914(항공우주용 기기의 침투탐상 검사방법)에서 침투액을 침지법으로 적용할 경우, 침투액의 체류 시간은 총 체류 시간의 1/2로 규정되어 있다. 침지법은 결함이 있는 부분에 침투액이 충분히 스며들도록 하기 위해 부품을 침투액에 담그는 방법인데, 이때 침투액 침지에 소요되는 시간이 전체 침투 프로세스 중 가장 중요한 단계이며, 이를 총 체류 시간의 절반으로 설정하여 효율성과 검사 신뢰성을 동시에 확보하도록 한다.

암실이 필요하지 않은 시험방법은 용제제거성 염색침투액을 사용하는 경우이다.

염색침투액은 백색광 아래에서 붉은 지시를 육안으로 관찰하는 방식이어서 어두운 암실이 필요 없지만, 형광침투액은 자외선을 쬐어야 지시가 빛나기 때문에 암실에서 관찰해야 한다.

• 수세성 형광침투액을 쓰는 방법은 형광 관찰을 위해 암실이 필요하다.
• 용제제거성 형광침투액을 쓰는 방법도 형광 지시를 보려면 암실이 필요하다.
• 후유화성 형광침투액을 쓰는 방법 역시 형광 지시 관찰을 위해 암실이 필요하다.

A형 대비 시험편은 KS B 0816 침투탐상 시험방법에서 정의하는 표준 참고시편으로, 정답 판정을 위해 각 보기를 검토하면 다음과 같다. 보기 1·2·3은 모두 규격 내용과 일치한다: 재료는 A2024P 알루미늄 합금, 두께는 8~10mm, 크기는 길이 75mm × 너비 50mm이다. 보기 4의 경우 A형 대비 시험편의 흠은 깊이 2mm가 아니라 깊이 1mm로 기계 가공하며, 이것이 B형(깊이 2mm)과의 주요 차이점이다. 따라서 깊이를 2mm로 잘못 기술한 보기 4가 틀린 설명이다.

KS W 0914(항공우주용 기기의 침투탐상 검사방법)에서 규정하는 친유성 유화제(hydrophilic emulsifier)의 점검기준은 월 1회 점검주기와 수분함유량 5% 이하를 요구한다. 친유성 유화제는 침투액과 현상액 사이의 유화 성능을 유지하기 위해 정기적으로 수분함유량을 관리해야 하는데, 5%를 초과하면 유화 특성이 저하되어 검사 신뢰도가 떨어지므로 월 1회의 비교적 짧은 주기로 점검하되 수분은 5% 이하로 제한한다.

KS B 0816에서 규정하는 A형 대비 시험편의 재료는 알루미늄이다.

A형 대비시험편은 알루미늄 합금판을 가열한 뒤 급랭시켜 열응력으로 무작위 균열을 만드는 방식으로 제작되며, 서로 다른 침투탐상제의 성능을 비교하는 데 쓰인다.

철·구리·니켈은 이 A형 시험편의 재료가 아니며, 구리·니켈은 오히려 니켈-크롬 도금을 입히는 B형 대비시험편의 바탕 재질(동 및 동합금)과 관련된 금속이다.

KS W 0914는 염색침투탐상에서 관찰면에 최소 1000 lx의 백색광, 형광침투탐상에서 주위 백색광 20 lx 이하, 자외선조사장치는 필터 앞면 38 cm에서 규정 방사조도 이상을 요구한다. 보기 1~3은 이 요구사항과 일치한다. 반면 관찰 장소의 점검을 월 1회로 한 것은 규격이 정한 점검 주기와 맞지 않는다.

KS W 0914(항공우주용 기기의 침투탐상 검사방법)에서는 과거의 청정화·표면처리나 실사용으로 검사 유효성을 떨어뜨리는 표면상태의 징후가 있으면 에칭 처리를 하도록 규정한다.

문질러 다듬어진 냉간가공층이나 이물질 막이 결함의 입구를 덮어 침투액이 스며들지 못하게 막을 수 있는데, 화학적·전해적 에칭으로 이런 표면층을 제거해야 결함이 제대로 열려 정상적인 검사가 가능해진다.

단순한 물리적·기계적 청정화나 용제에 의한 청정화만으로는 이렇게 결함 입구를 덮은 얇은 금속층까지 벗겨내기 어렵기 때문에, 이 경우에는 별도의 에칭 공정이 요구된다.

SM25C는 탄소 함량이 약 0.22~0.28%인 기계구조용 탄소강으로, 볼트·너트·축 등에 사용한다. STC4는 탄소공구강, SKH2는 고속도공구강, SPS8은 스프링강이다.

애시큘러 주철은 회주철에 Mo와 Ni를 넣고 Cu, Cr를 소량 더해 기지를 침상(베이나이트) 조직으로 만든 주철이다. 강인하고 내마멸성이 좋아 크랭크축, 캠축, 실린더 재료로 쓰인다. 듀리론은 고규소 내산 주철, 니-레지스트는 고니켈 내식·내열 주철, 미하나이트 주철은 Ca-Si 접종으로 흑연을 미세화한 고급 주철이다.

알루미늄 합금 여부를 판정하는 문항이다. Y합금(Al-Cu계), 라우탈(Al-Cu-Ni계), 실루민(Al-Si계)은 모두 알루미늄을 주성분으로 하는 합금이나, 콘스탄탄은 Cu-Ni(구리-니켈) 합금으로 알루미늄을 포함하지 않는다. 콘스탄탄은 전기저항이 온도에 따라 변하지 않는 특성을 이용해 정밀 기기의 저항체로 사용되는 합금이다.

체심입방격자(BCC)에서 근접 원자는 정육면체 꼭짓점의 원자와 중심의 원자 사이에 있다. 격자정수가 A일 때, 정육면체의 한 모서리 길이는 A이고, 꼭짓점에서 중심까지의 거리는 정육면체 체대각선의 절반이다. 체대각선의 길이는 $\sqrt{A^2 + A^2 + A^2} = A\sqrt{3}$이므로, 근접 원자간 거리는 $\frac{A\sqrt{3}}{2}$이다.

탄소강에 포함된 구리는 Ar₁ 변태점을 저하시키는 것이 특징이다. 구리는 강에 첨가될 때 오스테나이트-페라이트 변태점(Ar₁)을 낮추는 작용을 한다. 반면 구리는 내식성을 향상시키며(1번 오류), 탄성한도와 강도·경도를 증가시키는 원소이므로(3번, 4번 오류) 2번이 정답이다.

주철에서 C·Si가 많아지면 비중이 작은 흑연이 많이 석출되므로 비중은 작아진다. C·Si가 많을수록 용융점은 낮아지고, 흑연편이 클수록 자기 감응도가 나빠지며, 화합 탄소를 줄이고 유리 탄소(흑연)를 고르게 분포시키면 투자율이 좋아진다.

6:4 황동(구리 60%, 아연 40%)에 철(Fe)을 1% 내외 첨가한 합금은 델타메탈이다. 델타메탈은 철의 첨가로 강도와 내식성이 향상되어 주조재 및 가공재로 광범위하게 사용된다. 인바는 철-니켈 합금으로 열팽창계수가 낮은 특수강이고, 라우탈은 알루미늄 청동(구리-알루미늄 합금)이며, 하이드로날륨은 알루미늄 합금이므로 주어진 조건과 맞지 않는다.

쌍정(twinning)은 원자면이 정반사 대칭으로 변형되는 메커니즘인데, 슬립과 쌍정을 비교할 때 슬립은 연속적 변형으로 큰 변형량을 가능하게 하고 쌍정은 단속적이며 상대적으로 작은 변형에 그친다. 따라서 "슬립에 의한 변형이 쌍정보다 매우 작다"는 설명은 역순이므로 틀렸다.

슬립(slip)은 결정 내 원자면이 상대적으로 미끄러지는 소성변형 메커니즘으로, 원자밀도가 최대인 면(슬립면)과 원자밀도가 최대인 방향(슬립방향)에서 발생하여 변형 저항을 최소화한다. 슬립이 계속 진행하면 결정 내 전위 밀도가 증가하여 서로 상호작용하면서 변형이 어려워지는 특성(가공경화)이 생긴다.

Ni-Ti(니티놀) 합금은 형상 기억 효과가 가장 우수하고 실용적이어서 안경테, 의료용 카테터, 교정기 등에 광범위하게 사용되는 대표적인 형상 기억 합금이다.

형상 기억 합금(Shape Memory Alloy, SMA)은 일정한 온도 범위에서 변형된 형태를 기억했다가 가열 시 원래 형태로 복원되는 특성을 가진 합금이다.

• Fe-Ni는 팽창 계수 특성으로 알려져 있어 형상 기억 특성이 뚜렷하지 않다.
• Cr-Mo는 공구강으로 분류되어 형상 기억 특성이 뚜렷하지 않다.
• Fe-Co는 자성 재료로 분류되어 형상 기억 특성이 뚜렷하지 않다.

소성가공은 금속에 외력을 가하여 영구적 형태 변형을 일으키는 가공 방식이다. 단조, 인발, 압출은 모두 금속의 소성변형을 이용하여 형태를 바꾸는 소성가공에 해당하며, 표면처리는 금속의 표면 성질(산화, 도금, 코팅 등)을 개선하는 것으로 모재의 형태를 변화시키지 않으므로 소성가공에 해당되지 않는다.

물체가 진동 에너지를 흡수하여 진동이 점차 약화되고 정지하는 현상은 감쇠능(damping capacity)으로 설명된다. 주철은 이러한 감쇠능이 우수한 재료로, 내부 마찰에 의해 진동 에너지가 열로 변환되어 소산된다. 유동성은 액체 상태의 유동 특성, 연신능은 인장 변형 능력, 용해능은 용매에 대한 용해 특성으로 모두 진동 흡수와 무관하다.

비중 7.14, 용융점 약 419℃이며 다이캐스팅용으로 많이 쓰이는 조밀육방격자(HCP) 금속은 Zn(아연)이다.

아연은 융점이 낮아 주조가 쉽고 유동성이 좋아 다이캐스팅에 적합하며, 결정구조가 조밀육방격자인 대표적인 비철금속이다.

• Cr은 체심입방격자이고 융점이 1800℃대로 매우 높아 제시된 조건과 맞지 않는다.
• Cu는 면심입방격자이며 융점이 약 1083℃로 훨씬 높다.
• Pb는 면심입방격자에 비중이 11을 넘고 융점도 약 327℃여서 제시된 값과 다르다.

자기 변태는 결정 구조는 변하지 않고 자성만 변하는 변태를 의미한다. A₀ 변태는 약 770°C에서 페라이트(α-Fe)의 강자성이 상자성으로 변하는 변태이고, A₂ 변태는 약 770°C에서 오스테나이트(γ-Fe)의 상자성이 강자성으로 변하는 변태로, 두 변태 모두 결정 구조 변화 없이 자성만 변한다.

Fe-C 평형상태도에서 변태는 결정 구조의 변화에 따라 분류된다. 반면 A₁ 변태(약 727°C, γ→α 변태), A₃ 변태(약 910°C, α→γ 변태), A₄ 변태(약 1394°C, δ→γ 변태)는 모두 결정 구조가 변하는 동소체 변태이다.

오일리스 베어링(oilless bearing)은 Cu 분말에 약 10% Sn 분말과 2% 흑연 분말을 혼합한 뒤 윤활제나 휘발성 물질을 첨가해 가압 성형·소결하여 만드는 분말 베어링 합금이다.

소결 조직 내부의 기공에 윤활유가 스며들어 있어 별도의 급유 없이도 자기윤활 작용을 하는 것이 특징이며, 이는 주조로 제조되는 켈밋(Cu-Pb계)이나 배빗(Sn·Pb계) 메탈과 제조 방식 자체가 다르다.

시효경화성은 고온에서 과포화 고용체를 만든 후 상온 또는 중온에서 시간 경과에 따라 경도가 증가하는 현상이다. 두랄루민(Al-Cu 합금)은 대표적인 시효경화성 합금으로, 열처리 후 시간이 지나면서 미세한 금속간화합물이 석출되어 경도와 강도가 자동으로 증가한다. 실루민(Al-Si 합금)은 주조성이 우수한 합금이고, 알팍스(Al-Mg 합금)는 내식성이 우수하며, 문쯔메탈(Mg 합금)은 경량이지만 이들은 시효경화성이 없다.

진유납이라고도 불리며 구리와 아연의 합금으로 융점이 약 820~935℃인 것은 황동납이다.

황동(진유, brass)은 Cu-Zn 합금이며, 이를 경납땜용 용가재로 쓸 때 황동납이라 부르고 아연 비율에 따라 융점 범위가 넓게 형성된다.

• 은납은 은을 주성분으로 하는 납재로 융점이 더 낮고 유동성이 좋다.
• 인동납은 구리에 인을 더한 납재로 구리·구리합금의 접합에 주로 쓰인다.
• 양은납은 Cu-Ni-Zn계 양은을 바탕으로 한 납재여서 구리-아연 2원계인 황동납과 조성이 다르다.

용접봉 분류 기준에서 셀룰로오스(유기물) 함량에 따라 가스 발생량이 결정된다. E4311은 셀룰로오스 함량이 20~30% 정도로 가장 높아 용접 중 발생하는 가스량이 가장 많다. E4316, E4324, E4327은 상대적으로 셀룰로오스 함량이 낮으므로 가스 발생량이 적다. 셀룰로오스 함량이 높을수록 분해되면서 CO, CO₂ 등의 가스를 많이 생성하므로, 높은 셀룰로오스 함량은 곧 최대 가스 발생을 의미한다.

가스용접에서 용접봉 지름은 모재 두께 $T$(mm)에 대해 $D=\dfrac{T}{2}+1$ 로 구하는 것이 이론식이다.

두께 2mm 연강판을 대입하면 $D=\dfrac{2}{2}+1=2$ 가 되어 지름 2mm 용접봉이 이론적으로 알맞다.

이 식은 모재가 두꺼울수록 채워야 할 용착금속이 많아진다는 점을 반영한 것으로, 계산값보다 가는 봉을 쓰면 용착량이 모자라고 굵은 봉을 쓰면 모재가 과열되어 변형이나 용락이 생기기 쉽다.