[방사선비파괴검사기능사 필기] 16년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

부품에 하중이 가해지는 동안 발생하는 동적 결함의 전개를 실시간으로 감시하는 데 적합한 비파괴검사법은 음향방출시험(AE)이다.
결함이 성장하면서 방출하는 탄성파를 센서로 상시 포착하는 방식이라 연속적인 모니터링에 활용된다.
육안시험은 특정 시점의 표면 상태만 확인할 수 있다.
적외선검사는 특정 시점의 온도 분포만 보여준다.
X선투과시험도 촬영한 순간의 내부 상태만 기록한다.

완제품의 최종 건전성 확인에 흔히 쓰이며 시험체를 관통한 불연속(누설 경로)만 검출할 수 있는 방법은 누설검사(LT)다.
가압하거나 감압한 시험체에서 유체가 빠져나가는지를 보는 원리이므로, 벽을 관통하지 않은 결함은 원리상 감지되지 않는다.
방사선투과검사와 침투탐상검사는 관통되지 않은 내부·표면 결함도 검출할 수 있다.
음향방출검사는 결함이 자라나는 동적 과정을 감지하는 방식이다.

방사선투과시험의 장점은 필름이나 디지털 이미지로 기록되어 현장에서 즉시 판독할 필요가 없고, 판독자가 나중에 기록을 검토할 수 있다는 점이다. 반면 초음파탐상시험은 실시간으로 탐상자가 현장에서 직접 신호를 해석하며 진행해야 한다.
결함의 깊이를 정확히 알 수 있다는 설명은 초음파탐상이 깊이 측정에 더 정확하므로 방사선투과시험의 장점이 아니다.
한쪽 면만으로도 탐상이 가능하다는 설명은 방사선도 양면 모두 필요할 수 있으며 초음파가 더 유리한 경우가 많으므로 방사선투과시험의 장점이 아니다.
장비가 가볍고 소규모라는 설명은 초음파 장비가 일반적으로 더 경량이고 이동성이 좋으므로 방사선투과시험의 장점이 아니다.

육안검사(VT)는 조명·거리·검사자의 시력 등 조건에 따라 분해능이 크게 달라지므로, 분해능이 좋고 가변적이지 않다는 설명은 틀린 내용이다.
같은 부위라도 조명 밝기·관찰 거리·검사자의 시력·확대경 사용 여부에 따라 식별할 수 있는 크기가 달라지는 것이 육안검사의 한계다.
표면 검사만 가능하다는 설명은 맞다.
검사 속도가 빠르다는 설명은 맞다.
설비를 가동한 상태에서도 검사할 수 있다는 설명은 맞다.

봉재(Bar) 내부에 길게 늘어선 형태로 존재하는 비금속 개재물을 스트링거(stringer)라 부른다.
제강 과정에서 생긴 산화물·황화물 등의 개재물이 압연 방향을 따라 길게 늘어난 것으로, 탐상 시 방향성이 뚜렷한 선상의 지시로 나타난다.
겹침(lap)과 언더컷(under cut)은 표면 형상에 생기는 결함이다.
용락(burn through)은 용접부가 과열되어 녹아 뚫린 결함이다.

와전류탐상시험(ET)은 도체에 유도된 맴돌이 전류의 변화로 결함을 검출하는 방식이라 비전도체에는 적용할 수 없고, 표피효과 때문에 표면과 표면 바로 아래의 결함만 검출할 수 있으므로 비전도체의 심부 결함검출이 가능하다는 설명은 틀렸다.
깊은 내부 결함을 찾아야 한다면 초음파탐상시험이나 방사선투과시험을 적용해야 한다.
방사선투과시험은 기록 보관이 용이하나 방사선 피폭 위험이 있다는 설명은 맞다.
초음파탐상시험은 내부 결함을 검출할 수 있으나 숙련된 기술이 필요하다는 설명은 맞다.
침투탐상시험은 표면 흠에만 적용되고 흡수성 재료에는 적합하지 않다는 설명은 맞다.

대상물 내부에서 반사된 빔을 검출하여 결함의 길이 및 위치를 파악하는 특성은 초음파탐상시험의 정의와 정확히 일치한다. 초음파탐상시험은 초음파가 결함 면에서 반사되는 신호(에코)를 분석하여 결함의 깊이, 위치, 크기를 측정할 수 있는 비파괴검사법이다. 누설검사는 누설물 감지, 굽힘시험은 기계적 성질 평가, 와전류탐상시험은 표면 및 근표면 결함 탐지로 각각 원리와 목적이 다르다.

표면에 열린 미세균열을 검출하는 데는 표피효과로 전류와 자속을 표면에 집중시키는 교류(AC) 자화와, 분해능이 높은 습식자분의 조합이 가장 효과적이다.
습식자분은 액체에 분산되어 이동성이 좋아 작은 누설자속에도 잘 모이므로, 교류 자화와 조합하면 미세 표면균열에서도 선명한 지시를 얻는다.
직류나 반파직류는 자속이 내부까지 침투해 표면 아래 결함 검출에는 유리하지만 표면 미세균열에는 교류만큼 예민하지 않다.
건식자분은 습식자분보다 지시 형성이 거칠어 미세한 표면균열 검출에는 불리하다.

자기비교형(differential) 내삽 코일은 인접한 두 구간의 신호를 서로 비교해 차이를 검출하는 방식이므로, 관 전체에 걸쳐 동일한 결함이 연속되어 있으면 비교 구간 사이에 차이가 없어 신호가 나타나지 않는다.
반대로 결함이 국부적으로 존재해 인접 구간과 신호 차이가 생길 때만 의미 있는 출력이 발생하는 것이 자기비교형 코일의 특성이다.

후유화성 침투탐상에서는 유화제로 처리한 뒤 물 세척(수세척)으로 과잉 침투액과 유화된 막을 제거하는 것이 가장 적합하다.
유화제가 기름베이스 침투액을 물에 씻기는 상태로 바꿔 주므로, 정해진 유화 시간이 지난 뒤 물로 씻어내면 결함 속 침투액은 남기고 표면의 과잉분만 제거된다.
솔벤트 세척은 유화되지 않은 침투액까지 과도하게 녹여낼 위험이 있다.
알칼리 세척은 결함부의 침투액까지 제거할 위험이 있다.
초음파 세척은 세척력이 과해 미세한 지시까지 씻어낼 위험이 있다.

선형자화법에서 시험체에 가해지는 자계의 세기(자화력, H)는 국제단위계로 암페어/미터(A/m)로 나타낸다.
선형자화법에서 자계의 세기는 단위 길이당 기자력으로 정해지므로, 코일 전류와 감은 수를 자화 길이로 나눈 차원을 갖는다.
암페어는 전류의 단위다.
볼트는 전압의 단위다.
웨버는 자속의 단위다.

침투탐상이 다공성 표면에 적합하지 않은 이유는, 기공 전체에 침투액이 스며들어 과잉침투액과 진짜 결함에서 나온 지시를 구분하기 어려워 지시의 검출이 어려워지기 때문이다.
다공성이라고 해서 지시 자체가 전혀 생기지 않는 것은 아니며, 오히려 배경 전체가 지시처럼 번져 보이는 것이 문제가 된다.

방사선투과시험의 촬영배치에서 L1은 선원에서 투과도계가 놓인 시험부까지의 거리이고, L3는 한 번의 촬영으로 판정할 수 있는 시험부의 유효길이를 말한다. 선원을 충분히 떨어뜨릴수록 기하학적 불선명도와 투과두께 차가 줄어 상질이 좋아지므로 규격은 L1의 하한 조건을 두는데, 여기에서 든 유효길이의 5배 이상이라는 배수는 규격이 정한 조건과 맞지 않아 틀린 설명이다.
나머지 셋은 규격이 정한 올바른 촬영배치 방법이다.
투과도계를 시험부 유효거리 안에서 가장 가는 선이 바깥쪽을 향하도록 놓는 것은 규격의 배치 방법이다.
관 길이용접부를 이중벽 한면 촬영으로 찍을 때는 선원쪽에 투과도계를 둘 수 없으므로 시험부의 필름쪽 면 위에 놓는다.
조리개로 조사범위를 필요 이상 넓히지 않는 것은 산란선과 불필요한 피폭을 줄이는 올바른 조치다.

형상기억합금의 대표적인 실용합금은 Ni-Ti 합금(니티놀)이다.
일정 온도 이상으로 가열하면 변형되었던 형상이 원래대로 되돌아가는 성질을 가지며, 의료용 스텐트·안경테·액추에이터 등에 널리 쓰인다.

저융점 합금은 주로 Sn, Pb, Bi과 같이 녹는점이 낮은 금속으로 구성되며, Mo(몰리브덴)은 오히려 녹는점이 매우 높은 고융점 금속이다.
따라서 저융점 합금용 원소로 사용되지 않는 것은 Mo이다.

금속은 습기가 많은 대기 중일수록 부식되기 쉽다.
공기 중 염분은 부식을 억제하는 것이 아니라 오히려 촉진한다.
황화수소, 염산과 같은 산성·부식성 물질은 부식과 밀접한 관계가 있다.
이온화 경향이 작을수록이 아니라 클수록 부식이 쉽게 일어난다.
수분은 전해질 역할을 해 금속 표면에 국부 전지를 만들기 때문에, 염분이나 산성 가스가 함께 있으면 부식 속도는 더욱 빨라진다.

스프링강의 담금질 온도와 냉각 방법에 관한 문제다. 스프링강은 800~900℃에서 담금질하며 유냉(油冷)이 표준이다. '1100~1200℃에서 수냉'은 스프링강의 담금질 온도 범위를 초과하고 과도하게 높으며, 수냉은 담금질 변형과 균열 위험이 크므로 적절하지 않다.
탄성 한도가 높고 충격 및 피로에 대한 저항이 커야 한다: 스프링강의 기본 요구 특성으로 정확하다.
경도 HB 340 이상과 소르바이트 조직: 스프링강의 열처리 결과로 올바르다.
탄소함량 범위(판스프링 0.65~0.85%, 코일스프링 0.85~1.05%): 표준 분류와 일치한다.

6-4황동에 주석(Sn)을 약 1% 첨가한 합금은 네이벌 황동이다.
주석 첨가로 내식성과 내해수성이 향상되어 판·봉재로 가공한 뒤 용접봉, 밸브대 등 해수에 노출되는 부품에 사용된다.

포정점은 약 1495℃(약 0.17%C)로, 흔히 약 1490℃로 표기하므로 옳은 설명이다. 공정점의 탄소량은 0.80%가 아니라 4.3%(1148℃)이다. A0는 철이 아니라 시멘타이트의 자기변태점(약 210℃)이며, 철의 자기변태점은 A2(768℃)다. 공석점에서는 레데뷰라이트가 아니라 펄라이트가 석출된다.

Si을 10~13% 함유한 Al-Si계 합금으로 녹는점이 낮고 유동성이 좋아 크고 복잡한 사형주조에 적합한 것은 실루민이다.
실루민은 공정 조성에 가까운 Al-Si 합금으로, 주조성이 우수해 자동차·기계 부품의 복잡한 형상 주조에 널리 쓰인다.

흑연을 구상화(spheroidize)시키는 주요 원소는 Mg(마그네슘)이다. 선철 용해액에 Mg를 첨가하면 표면장력을 감소시켜 흑연이 구형으로 석출되도록 유도하며, 이를 구상흑연주철(ductile iron, nodular cast iron)이라 한다. Cs, Cr, Na₂CO₃는 구상화 효과가 없으며, 특히 Cr은 흑연화를 억제하는 원소로 작용한다.

석유화학 장치, 약품·식품 공업용 장치처럼 내열성과 내식성이 함께 요구되는 곳에는 Ni-Cr계 합금인 인코넬이 사용된다.
인바와 엘린바는 열팽창·탄성률이 거의 변하지 않는 불변강 계열이고, 플래티나이트는 백금 대용 봉입용 합금으로 각각 용도가 다르다.

암모니아 가스를 분해하여 발생한 질소를 강 표면에 확산시켜 경화시키는 방법은 질화법이다.
침탄법이 탄소를 침투시켜 담금질로 경화하는 것과 달리, 질화법은 질화층 자체의 경도로 표면을 경화시키며 담금질이 별도로 필요하지 않고 변형이 적다는 장점이 있다.

냉간가공과 열간가공은 가공 온도가 재결정온도보다 낮은지 높은지로 구분한다.
재결정온도 이상에서 가공하면 변형으로 생긴 가공경화 조직이 새로운 결정립으로 재결정되어 연속적으로 가공이 가능한 열간가공이 되고, 그 미만에서는 가공경화가 누적되는 냉간가공이 된다.

두랄루민은 알루미늄(Al)을 모재로 하여 구리(Cu), 마그네슘(Mg), 망간(Mn)을 주요 합금원소로 하는 경합금이다. 이 합금은 높은 강도와 우수한 기계적 성질을 가지며, 항공기 동체 등에 광범위하게 사용된다. Al-Si-Mg-Mn은 알루미늄 주조합금, Al-Zn-Mg-Mn은 고력 알루미늄 합금, Al-Ni-Mg-Mn은 일반적인 합금 조성이 아니므로 모두 부적절하다.

직류정극성(DCSP)에서는 용접봉 쪽에 약 30%, 모재 쪽에 약 70%의 열이 분배된다.
모재 쪽에 열이 더 많이 집중되어 용입이 깊어지는 특성이 있어, 후판 용접에 주로 적용된다.

용기 안 산소량은 내용적과 압력을 곱해 $50 \times 150 = 7500\text{ L}$이다. 프랑스식 250번 팁은 시간당 아세틸렌을 250L 소비하고, 혼합비가 1:1이므로 산소도 250L/h를 쓴다. 따라서 작업시간은 $\dfrac{7500}{250} = 30$으로 30시간이다.