[방사선비파괴검사기능사 필기] 13년 3회차 기출문제 정답·해설 페이지

도장막을 완전히 제거하는 것이 페인트가 칠해진 표면에 침투탐상을 하기 전 첫 단계 작업이다.
침투탐상은 표면에 열린 결함만 검출할 수 있는데, 페인트가 결함 입구를 덮고 있으면 침투액이 전혀 스며들지 못해 결함을 놓치게 된다.
침투액을 바로 뿌리는 것은 페인트 아래 결함에 액이 닿지 못해 무의미하다.
세척제로 표면만 닦아내는 것으로는 도장막 자체가 남아 결함 개구부를 열 수 없다.
철솔질로 페인트 표면만 거칠게 하면 오히려 도장 잔여물이 결함 속으로 눌려 들어가 지시 판독을 방해할 수 있다.

펄스에코검사는 초음파탐상시험의 대표적 기법으로, 와전류탐상시험 방법에 속하지 않는다.
펄스에코법은 시험체에 초음파 펄스를 보내고 반사되어 돌아오는 에코를 분석하는 방식이라 전자기 유도를 이용하는 와전류 시험과는 원리 자체가 다르다.
반면 임피던스검사·위상분석시험·변조분석시험은 모두 코일에 흐르는 와전류 신호의 크기·위상 변화를 분석하는 방법으로 와전류탐상의 실제 기법들이다.

침투액이 고체 표면을 적시는 능력을 적심성(wettability)이라 한다.
적심성이 좋을수록 침투액과 고체 표면 사이의 접촉각이 작아져 결함 속으로 더 잘 스며들 수 있다.
밀도는 침투액의 질량과 부피 비를 나타내는 성질이다.
잠상은 침투탐상과는 무관한 용어이다.
휘발성은 침투액이 증발하는 정도를 나타내는 성질이다.

납처럼 비중이 큰 재료에는 중성자투과검사(NRT)가 효율적으로 적용된다.
X선·감마선을 쓰는 방사선투과검사는 밀도가 크고 원자번호가 높은 금속을 잘 투과하지 못해 두꺼운 납 등에는 투과력이 급격히 떨어진다.
중성자는 원자핵과 상호작용하는 방식이 전자밀도에 좌우되는 X선·감마선과 달라 무겁고 밀도가 큰 금속도 비교적 잘 투과할 수 있어 납 같은 재료의 검사에 적합하다.

누설검사법은 배관이나 용기의 누설 여부를 판정하는 방법으로, 가압법(양압 방식으로 압력을 가해 누설 확인), 감압법(내부 압력을 낮춰 누설 확인), 진공법(진공 상태에서 누설 확인) 등이 표준 검사법으로 인정된다. 수직법은 누설검사 표준 분류에 없는 용어로, 배관 설치 방향이나 수직·수평 배치를 의미하는 것으로 누설검사 방법이 아니다.

극간법은 전자석(요크) 양극 사이에 시험체를 걸어 자화하는 방식으로, 길이(종) 방향의 자계를 만들어 원형자계를 발생시키는 방법이 아니다.
축통전법과 직각통전법은 시험체에 직접 전류를 흘리고, 프로드법은 국부적으로 전류를 흘려 자화하는데, 이렇게 전류를 통전시키는 방식은 전류 주위에 원형(원주)자계를 만든다.
반면 극간법은 전류를 흘리지 않고 자석 자체의 자극 사이에 걸어 자화하므로 자계 방향이 길이 방향이 되어 나머지 셋과 원리가 다르다.

시방서 요구에 맞춰 특정 기법의 적용 절차를 순서대로 상세히 기술한 문서는 검사절차서다.
검사절차서는 전처리부터 관찰·후처리까지 실제 수행 단계를 구체적으로 규정하는 실무 문서라는 점에서, 요구사항을 개괄적으로 정하는 검사사양서·검사요구서나 일반적 지침을 담은 검사지침서와 구분된다.

두께 100mm 강판 용접부의 내부 균열 위치와 깊이를 확인하는 데는 초음파탐상시험이 가장 적합하다.
초음파는 반사파가 되돌아오는 시간을 측정해 결함까지의 거리, 즉 깊이 방향 위치를 직접 계산할 수 있기 때문이다.
방사선투과시험은 결함의 유무와 형태는 보여주지만 2차원 투과상이라 깊이 위치를 특정하기 어렵고, 누설탐상시험과 침투탐상시험은 애초에 표면 결함만을 대상으로 하여 내부 균열을 검출하지 못한다.

와전류탐상시험은 비접촉 방식이라 접촉 매질의 종류와 양은 와전류 분포·강도에 영향을 주는 인자가 아니다.
코일을 시험체에 가까이 가져가는 것만으로 유도전류가 발생하므로 초음파탐상처럼 액체 접촉매질(couplant)을 바를 필요가 없다.
반면 시험체의 전도도, 크기와 형태, 코일과 표면 사이의 거리(리프트오프)는 모두 와전류의 세기와 분포를 직접 바꾸는 요인이다.

가연성 가스는 폭발범위 하한이 10% 이하이거나 상한과 하한의 차가 20% 이상인 가스로 정의된다.
폭발범위가 넓거나 낮은 농도에서도 착화될 수 있는 가스일수록 취급 위험이 크므로 누설시험에서는 이 기준으로 가연성 여부를 가른다.
폭발범위 하한만 15%로 제시한 경우는 하한 기준(10% 이하)에 들지 못한다.
상하한 차만 15%로 제시한 경우는 차이 기준(20% 이상)에 미달한다.
하한 20% 이하·차 10% 이상 조합은 실제 기준과 수치가 뒤바뀐 형태다.

철강 제품의 표면 미세 균열 검출에 있어 방사선투과시험은 내부 결함 검출에 특화되어 있어 표면 균열 감지에 부적합하다. 와전류탐상시험은 표면 및 근표면 균열을 민감하게 감지하고, 침투탐상시험은 표면 개방형 균열에 매우 효과적이며, 자분탐상시험은 강자성체 표면의 미세 균열을 자분으로 시각화하는 방식으로 모두 표면 균열 검출에 적합하다. 따라서 방사선투과시험이 가장 부적합하다.

극간법과 코일법은 둘 다 자분탐상시험에서 쓰는 자화 방법이다.
극간법은 전자석(요크)의 양극 사이에 시험체를 걸어 길이 방향으로 자화하고, 코일법은 시험체에 코일을 감아 전류를 흘려 자화하는 방식으로, 둘 다 자분탐상 고유의 자화 기법이라 조합이 성립한다.
공진법은 초음파를 이용한 두께 측정 기법이라 자분탐상 방법과 짝지을 수 없다.
건식법은 자분을 마른 분말로 적용하는 자분탐상 방식이지만, 함께 묶인 투과법은 초음파·방사선 쪽 용어다.
내삽법과 프로브법은 코일을 시험체 안에 넣거나 표면에 대는 와전류탐상의 코일 배치 방식이다.

금속재료의 결함탐상에 일반적으로 쓰이는 초음파 주파수 대역에 해당하는 것은 2MHz다.
금속 탐상에는 통상 0.5~10MHz 범위의 초음파를 쓰는데, 주파수가 높을수록 분해능은 좋아지지만 감쇠가 커져 두꺼운 재료를 꿰뚫지 못하므로 이 대역에서 절충한 값을 고른다. 2MHz는 이 범위 안에 드는 대표적인 탐상 주파수다.
50kHz·1kHz는 통상 탐상 대역보다 훨씬 낮아 결함을 분해해 낼 수 없다.
20MHz는 대역 상단을 넘는 값으로, 감쇠가 심해 박판이나 정밀 검사 같은 특수 용도에만 제한적으로 쓰인다.

Mo계 고속도 공구강은 열전도율이 오히려 좋은 편이며, 열처리 관리가 까다로운 이유는 열전도율이 아니라 탈탄에 민감하기 때문이다.
Mo계는 W계보다 비중이 작고 인성이 좋은 대신 가열 중 표면 탈탄이 쉬워 분위기 관리가 필요할 뿐, 열전도율이 나빠 열처리가 안 되는 것은 아니다.
2차 경화강이라는 설명은 석출경화로 경도가 다시 올라가는 고속도강의 대표적 성질로 맞다.
고온에서 경도 감소가 적다는 점은 고속 절삭 공구강의 핵심 성질이다.
W 18%·Cr 4%·V 1%를 기본으로 하는 18-4-1형 조성은 표준 고속도 공구강의 조성 그대로다.

Cu에 Pb을 28~42% 정도 넣고 소량의 Ni·Fe·Sn을 첨가해 고속회전용 베어링에 쓰는 합금은 켈밋 메탈이다.
Pb은 Cu 기지에 거의 고용되지 않고 입자 형태로 분산되어 윤활성과 내소착성을 높여주므로 고속·고하중 베어링에 적합하다.
코슨 합금은 Cu-Ni-Si계로 스프링·전기접점 등 시효경화형 합금이라 베어링용 조성과 다르다.
델타 메탈은 Cu-Zn계 황동에 Fe을 더한 강력 황동으로 베어링 소재가 아니다.
애드미럴티 포금은 Cu-Sn-Zn계 청동으로 Pb 함량이 높은 베어링용 켈밋과는 조성 계열이 다르다.

주철의 성장 원인으로 알려진 것은 규소 산화·시멘타이트 흑연화·불균일 가열에 의한 팽창이며, A4 변태에서의 무게 변화에 의한 팽창은 성장 원인으로 보지 않는다.
A4 변태는 고온의 δ-γ 변태로, 주철의 성장 현상이 나타나는 온도 영역과는 거리가 멀어 이 항목이 잘못된 서술이다.
페라이트 중에 고용된 Si이 산화되면서 체적이 늘어나는 것은 실제 성장 원인 중 하나다.
시멘타이트가 흑연화되며 부피가 팽창하는 것도 대표적인 성장 원인이다.
불균일한 가열로 생긴 미세균열을 통해 산화가스가 침투하면서 팽창이 촉진되는 것 역시 알려진 원인이다.

Cu와 Zn을 6:4 비율로 섞어 상온에서 α+β 이상조직을 갖는 황동은 문쯔메탈이다.
β상이 함께 존재해 고온 가공성이 좋고 강도가 높아 봉재·판재 등 구조용 황동으로 널리 쓰인다.
알드리는 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금으로 송전선 등에 쓰이는 재료다.
알클래드는 두랄루민 표면에 순알루미늄을 입혀 내식성을 보완한 판재다.
플래티나이트는 Fe-Ni계 저열팽창 합금으로 유리 봉착용에 쓰이며 황동이 아니다.

주철의 주된 합금원소는 Fe-C이며, 탄소량이 강의 상한을 넘어서는 철-탄소계 합금이 주철이다.
주철에서는 탄소가 흑연이나 시멘타이트 형태로 존재해 주조성과 압축강도가 좋은 대신 인장강도와 연성이 낮아지는 특성을 보인다.
Cu-Mn은 구리를 바탕으로 한 합금 조합이라 철강 재료인 주철과 계열이 다르다.
Al-Cu는 두랄루민 등 알루미늄 합금의 기본 조합이다.
Co-Ti는 코발트계 특수합금 쪽 조합으로 주철과는 무관하다.

면심입방격자는 FCC(Face Centered Cubic)로 표기한다.
단위격자의 각 꼭짓점과 여섯 면의 중심에 원자가 위치하는 구조로, Al·Cu·Ni 등 여러 금속이 이 격자를 갖는다.
HCP는 조밀육방격자를, BCC는 체심입방격자를 나타내는 기호다.
BCT는 정방정계의 체심격자를 뜻하며 입방격자가 아니라 FCC와 구분된다.

금속의 결정격자에서 공간격자는 규칙적으로 반복되는 최소 반복단위인 단위격자로 구성된다.
단위격자가 3차원 공간에서 같은 간격으로 반복 배열되면서 전체 결정의 공간격자를 이룬다.
분자는 결정격자를 이루는 반복 단위 개념이 아니라 화합물의 최소 구성 입자를 가리키는 용어다.
쌍정과 전위는 결정 내부의 변형이나 결함 구조를 설명하는 개념으로, 격자를 구성하는 기본 단위가 아니다.

냉간가공에서 가공도가 클수록 저장된 변형에너지가 커져 재결정 온도는 낮아진다.
가공도가 큰 재료일수록 전위 밀도가 높아 재결정 구동력이 크므로, 더 낮은 온도에서도 재결정이 시작된다.
가열시간이 길수록 재결정에 필요한 온도는 오히려 낮아지는 경향이 있어 온도가 높아진다는 서술은 반대다.
재결정 입자의 크기는 가공도가 클수록 미세해지므로 영향을 받지 않는다는 서술은 틀렸다.
재결정 온도는 금속의 종류와 순도에 따라 서로 달라 모든 금속이 같은 온도를 갖지 않는다.

황동의 합금 주성분은 Cu-Zn이다.
구리에 아연을 첨가해 강도와 가공성을 높인 것이 황동이며, 아연 함량에 따라 7:3 황동·6:4 황동 등으로 나뉜다.
Cu-Ni 조합은 백동(큐프로니켈) 계열이라 황동과 구분된다.
Cu-Ti·Cu-Sb 조합은 황동의 주성분 표기로 쓰이지 않는 조합이다.

철강 재료 중 부식에 대한 저항성이 가장 강한 것은 탄소 함량이 가장 낮은 순철이다.
탄소가 늘어날수록 조직 내 시멘타이트(탄화물)가 많아지고, 페라이트와 시멘타이트 사이에 국부전지가 형성되어 부식이 빨라진다.
연강은 순철보다 탄소가 많아 내식성이 한 단계 떨어진다.
경강과 고탄소강은 탄소량이 더 늘어 탄화물이 많아지는 만큼 내식성이 가장 나쁘다.

저용융점 합금(가용합금)은 Sn·Pb·Bi·Cd·In 등 융점이 낮은 원소로 구성되며, W(텅스텐)은 이 계열에 속하지 않는다.
W은 금속 중에서도 융점이 가장 높은 축에 드는 고융점 원소여서 전구 필라멘트나 고온용 재료에 쓰일 뿐, 낮은 융점을 만들어야 하는 가용합금의 성분으로는 쓰이지 않는다.
Bi는 우드메탈 등 대표적인 가용합금의 주성분 원소다.
Sn은 땜납을 비롯한 저융점 합금에 널리 들어가는 원소다.
In은 융점이 매우 낮아 초저융점 합금 조성에 쓰인다.

직류 역극성(DCRP)은 모재 용입이 얕고 비드폭이 넓어 주철·고탄소강·합금강 등 용입을 제한해야 하는 모재 용접에 적합하다.
역극성은 전자가 용접봉에서 모재로 이동하는 정극성과 반대로 열이 봉 쪽에 더 많이 집중되는 극성이다.
모재 용입이 깊다는 서술은 정극성(DCSP)의 특징이라 역극성 설명과 맞지 않는다.
비드폭이 좁다는 서술 역시 반대로, 역극성은 비드폭이 넓어지는 경향을 보인다.
용접봉 쪽에 열이 더 많이 집중되므로 용접봉 용융 속도는 느려지지 않고 오히려 빨라진다.

수직 자세나 수평필렛 자세에서 운봉법이 나빠 토우부의 모재가 오목하게 파이는 결함은 언더컷이다.
용접 전류가 과대하거나 운봉 속도·각도가 부적절할 때 용착금속이 모재 가장자리를 완전히 채우지 못해 생기는 결함이다.
오버랩은 반대로 용착금속이 모재 위로 흘러넘쳐 융합되지 않고 겹친 상태를 말한다.
스패터는 용접 중 튀어나온 금속 입자가 모재에 붙는 현상으로 토우부 형상 결함과는 다르다.
자기불림은 아크가 자기장의 영향으로 한쪽으로 쏠리는 현상이라 비드 형상 결함의 직접 원인이 아니다.

대기압으로 환산한 산소량은 5055리터이다.
환산 용적은 내용적 × 충전압력으로 구하며, $V = V_{0} \times P$에 내용적 $V_{0} = 33.7\ \mathrm{L}$, 충전압력 $P = 150\ \mathrm{kgf/cm^2}$를 대입한다.
$V = 33.7 \times 150 = 5055\ \mathrm{L}$로 계산된다.