자분탐상검사란? 원리부터 적용 사례까지 완벽 정리

자분탐상검사란? 원리부터 적용 사례까지 완벽 정리

1. 개요

 

  1) 자분탐상시험은 강자성체로 구성된 시험체를 자화한 후, 표면 또는 표면 직하에 존재하는 결함이 자속 흐름에

    영향을 미쳐 누설자속이 형성되는 원리를 이용하는 검사 방법입니다.

  2) 이러한 누설자속을 육안으로 쉽게 관찰할 수 있도록 자분을 뿌려 결함의 위치와 크기를 파악하는 방식으로

    진행됩니다.

  3) 금속 재료의 표면 또는 표면 근처에 존재하는 미세한 균열, 기공, 용접 결함 등을 신속하게 확인할 수 있어

    산업 현장에서 널리 활용됩니다.

 

 

2. 특징

 

  1) 자분탐상시험에서 가장 일반적으로 사용되는 자화 방법은 극간법이며, 이 방법에서는 요오크(YOKE)를 비롯한 자분,

    검사액, 자외선 조사 장치 등이 사용됩니다.

  2) 자화 방식에 따라 직각통전법, 축통전법, 프로드법, 전류관통법, 코일법, 자속관통법 등이 있으며,

    자분 사용 방식에 따라 건식법, 습식법, 형광자분법으로 구분됩니다.

  3) 자분탐상시험은 비파괴검사의 한 종류로서, 대상 물질에 손상을 주지 않고 내부 결함을 탐지할 수 있는

    장점이 있습니다.

  4) 이 검사는 시험체를 자화하여 표면과 표면 가까이 존재하는 균열을 검출하는 방식으로 이루어지며,

    특정한 조건하에서 결함을 시각적으로 명확하게 식별할 수 있습니다.

  5) 검사 방법에 따라 여러 가지 기법이 적용될 수 있으며, 검사 목적에 따라 다양한 장비와 재료가 활용됩니다.

 

 

3. 검사 방법

자분탐상시험은 크게 건식법과 습식법으로 나눌 수 있으며, 각각의 방법에 따라 검사 절차와 특징이 다릅니다.

3.1 건식법
  1) 건식법은 미세한 분말 형태의 자분을 사용하여 결함을 탐지하는 방법입니다.

  2) 일반적으로 강한 자속이 필요한 경우에 적합하며, 대형 구조물이나 야외 환경에서도 효과적으로 적용할 수 있습니다.

  3) 건식법의 장점은 빠른 검사 속도와 간편한 절차이지만, 작은 결함을 탐지하는 데에는 습식법보다

    다소 제한적일 수 있습니다.

3.2 습식법
  1) 습식법은 자분을 액체 매질에 분산시켜 시험체 표면에 도포하는 방식입니다. 미세한 결함까지 탐지할 수 있으며,

    자분이 균일하게 분포하기 때문에 보다 정확한 검사가 가능합니다.

  2) 형광 자분을 사용하면 자외선(UV) 조사 시 더욱 명확한 결함 형상을 확인할 수 있습니다.

  3) 습식법은 실내 검사나 정밀한 검사가 필요한 경우에 주로 활용됩니다.

 

 

4. 장점

  1) 표면에 존재하는 미세한 결함까지 검출 가능하여 품질 관리에 유용함
  2) 결함의 크기 및 형태를 시각적으로 확인할 수 있어 직관적인 판단이 가능함
  3) 이동성이 뛰어나고 검사 절차가 비교적 간단하며 비용이 경제적
  4) 비파괴 검사 방식으로 시험체에 손상을 주지 않음
  5) 다양한 자화 방식과 자분 적용 방식이 있어 다양한 산업 분야에 적용 가능함

 

 

5. 단점

  1) 결함의 깊이를 측정할 수 없으며 내부 결함 검출이 불가능함
  2) 강자성체에 한해서만 적용 가능하여 비강자성 재료에는 적합하지 않음
  3) 검사 전에 표면 처리가 반드시 필요하며, 이로 인해 추가적인 공정이 요구됨
  4) 접촉부에서 아크 손상이 발생할 가능성이 있어 검사 중 주의가 필요함
  5) 형광 자분법의 경우, 검사 환경을 어둡게 유지해야 하며, UV 조사 장비가 필요함

 

 

6. 적용 분야

자분탐상시험은 다양한 산업에서 활용되고 있으며, 특히 용접부 검사, 항공기 부품 검사, 자동차 산업, 철도, 발전소 및 플랜트 설비 등의 분야에서 널리 사용됩니다.

6.1 용접부 검사
용접 과정에서 발생할 수 있는 균열, 슬래그 포집, 기공 등의 결함을 탐지하는 데 자분탐상시험이 사용됩니다. 용접 구조물의 품질을 유지하고, 안전성을 확보하기 위해 필수적인 검사 방법 중 하나로 인정받고 있습니다.

6.2 항공기 및 자동차 부품 검사
항공기 및 자동차의 주요 부품은 높은 강도와 신뢰성이 요구되므로, 미세한 결함이라도 큰 사고로 이어질 수 있습니다. 자분탐상시험은 이러한 부품의 비파괴 검사 방법으로 적용되며, 부품의 안정성을 보장하는 중요한 역할을 합니다.

6.3 철도 및 발전소 설비 검사
철도 차량의 차축, 발전소의 터빈 블레이드 등과 같은 주요 부품은 반복적인 하중을 받으며, 피로 균열이 발생할 가능성이 높습니다. 이러한 부품의 상태를 점검하고, 사고를 예방하기 위해 자분탐상시험이 적용됩니다.

 

 

7. 결론

자분탐상시험은 강자성체의 표면 및 표면 근처의 결함을 효과적으로 탐지할 수 있는 비파괴 검사 방법으로, 용접부 검사, 항공기 및 자동차 부품 검사, 철도 및 발전소 설비 검사 등 다양한 산업 분야에서 활용되고 있습니다. 

검사 방법에 따라 건식법과 습식법으로 구분되며, 각각의 방식은 검사 목적과 환경에 따라 선택적으로 사용됩니다.

자분탐상시험은 비교적 간단하고 경제적인 검사 방법이지만, 내부 결함 검출이 어렵고 비강자성체에는 적용할 수 없는 한계가 있습니다. 따라서 검사 대상의 특성과 요구 사항을 고려하여 적절한 검사 방법을 선택하는 것이 중요합니다. 정기적인 검사와 유지보수를 통해 장비의 안전성을 확보하고, 산업 현장에서의 사고를 예방할 수 있도록 하는 것이 바람직합니다