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휴대용 와전류 탐상기 ET-02

튜브 및 원주형 시험체를 검사할 수 있는 와전류 자동 탐상 시스템으로 외삽코일의 경우 1회 통과로 원주방향 전체에 대해 신호를 수집하여 100% 검사가 가능하며 검사속도가 매우 빠른 시스템입니다.

사진

사양

검사 원리

ECT Software

첨부

ET-02
Specification
Testing channel	1-4, can be extended to 128 channels
Frequency range	50 Hz～10 MHz, to meet various metal material testing requirements.
Gain	0 dB ~ 99 dB, continuously adjustable, the work of each file 0.5dB ste
Phase	0 ~ 359 °, continuously adjustable, continuously adjustable, precision 1 °
Gain ratio	（X/Y）0.1～10.0
Testing speed	>300/min
Adjustable probe drive rank	1～8, the real sense multi-function
Various display	impedance, time base display
Digital Filtering	High-pass frequency (0Hz ~ 100,000Hz), Low-pass frequency (0Hz ~ 100,000Hz)
Automatic balance time	1～1000 minute
Display modes	solid line and blanking display
Blanking display coefficient	1～100
Charging power supply	110V ~ 220V
ECT 검사 조건
Name	Metal pipe & parts
Material	Steel, Aluminum, mercury, and other non-ferrous metal
Dimensions	Dia.1~180mm for pipe
Roughness	≤3.2，No scale, burrs, etc.
Cleanliness	No oil, iron and other surface impurities
Detection speed / beat Requirements	＞120M/min
Temperature detection site	Room temperature
Testing requirements	Detecting pipe cracking, porosity, slag and other defects
Detection accuracy	Crack：2mm(L) x 0.1mm(D) x 0.15 (W) depending on surface condition
Control mode	Automatic OR Manual
Phase	0 ~ 359 °, continuously adjustable in step 1°, SNR≥10dB
Interference factor	0-100
Digital Filtering	High-pass frequency (0Hz ~ 2000Hz), low-pass frequency (0Hz ~ 2000Hz)
Gain ratio	（X/Y）0.1～10.0
Filtering points	1-30000

와전류탐상검사 장치는 기본적으로 그림 3-2.1.1과 같이 교류발생장치(발진기), 교류발생기에 연결된 코일을 포함한 탐촉자, 코일을 가로 질러 발생한 전압변화를 측정할 수 있는 전압계 등으로 구성되어 있다.

교류를 발생시키는 발진기는 1kHz～2MHz사이 주파수 대역에서 시간에 따라 변하는 전류를 발생시킬 수 있어야 한다. 특별한 경우 이보다 높거나 낮은 주파수 또는 맥동 전류를 적용할 수 있다. 탐촉자내의 코일은 적절한 형태로 감겨진 절연 구리선으로 되어있다. 원하는 검사결과를 얻기 위해 선의 직경, 권선수와 코일의 치수를 반드시 정해야 한다. 와전류탐촉자는 그림에서와 같이 검사형태에 따라 단일 시험코일, 별도의 감지(수신)코일을 가진 여자코일, 홀 효과 감지코일을 가진 여자코일 등이 있다. 전압계는 시험체의 전기적 상태, 전도특성 변화 또는 코일과 시험체 사이의 상대적 위치변화에 따라 코일 양단에 발생하는 전압 변화를 측정한다. 이때 발생하는 전압 변화는 코일을 통과하는 전류와 관련있는 진폭과 위상변화로 구성되어 있다.

Encircling Bobbin 탐촉자
(1)튜브 및 원주형 시험체 검사
Encircling코일을 사용하여 직경 약 50mm까지의 튜브 또는 봉의 결함 검사가 가능하다. 이 보다 더 큰 직경을 가진 시험체에서는 결함체적은 일정하게 유지되고 있는 반면 시험체 검사 체적은 증가하기 때문에 결함의 감도는 감소한다. 이때 더 높은 감도를 얻기 위해서는 표면탐촉자를 사용하여야 한다. 시험체의 형태는 선재, 봉 또는 튜브, 원형, 사각, 직사각형, 또는 육각형 등이 가능하고, 가능한한 길이가 긴 형태의 코일을 사용한다. 외삽코일은 1회 통과로 시험체 원주방향 전체에 대해 완전한 신호를 수집할 수 있고 100%검사가 가능하기 때문에 검사 속도가 빠르고 효율적이다. 결함의 검출도는 와전류 흐름이 방해되는 정도에 따라 크게 좌우된다. 따라서, 가장 좋은 탐촉자는 시험체의 검사 관심부위에 가장 높은 와전류밀도를 유도할 수 있어야 하고 전류방향은 결함에 수직해야 한다. 검사를 계획할 때 다음사항을 고려하여야 한다. 검사대상 결함의 종류 균열이 예상된다면 균열의 방향성(길이방향에 수직 또는 평행) 검사체의 자성(강, 상, 반자성체 등) 위의 조건에 따라 적절하게 탐촉자 설계, 시험 주파수, 교정 시험편 등을 결정할 수 있다. 적절한 절차에 따라 결함 신호와 거짓지시를 구별할 수 있고 결함의 깊이를 결정할 수 있다. 이들 절차는 임피던스선도와 위상각지연(Lag)에 따라 결정된다.
(2)탐촉자 형태
원형 시험체의 시험에 일반적으로 사용되는 4가지 형태의 탐촉자가 그림 3-2.4.1에 나타나 있고 (b), (d)는 차동형탐촉자, (a), (c)는 절대형탐촉자이다. 각 형태 탐촉자는 2개의 분리된 코일이 있어 AC 브리지회로를 형성하고 와전류탐상검사장치는 일반적으로 이와같은 형태로 구성되어 있다. 브리지회로는 분리된 각 2개 다리내에 있는 코일이 평형을 이루고 이 두 코일사이의 임피던스 불평형치는 증폭된다. 두 코일이 나란하게 놓여 두 개 모두 시험체를 동일하게 감지하게 되면 탐촉자형태는 “차동형”(Differential)이 된다. 만약 1개 코일이 시험체를 감지하고 다른 하나는 단지 비교 기준(Reference) 역할을 한다면 이것은 “절대형”(Absolute) 탐촉자가 된다. 그림 3-2.4.1(a)와 (c)에 효과적인 절대형 탐촉자의 설계모양이 나타나 있다. 여기에서 Piggy-Back Reference코일은 시험코일에 의해 시험체로부터 분리되어 있어 시험체와 약간만이 결합(Coupled)되어 있다. (충진율<<1)
(3) 코일 크기
일반적으로 신호진폭(Amplitude)과 분해능(Resolution)간 상호 절충은 코일 길이와 두께가 결함 깊이와 동일할 때 얻어진다. 그림 3-2.4.2에 탐촉자 각 부위에 대한 명칭이 설명되어 있다. 튜브 검사시 일반적으로 코일길이(Length)와 깊이(Depth)는 튜브 벽두께와 동일하게 적용한다. 그러나, 결합도를 개선하기 위해 두께가 길이의 1/2인 직사각형 단면으로 코일을 설계할 수 있다. 표면에 근접한 작은 결함의 검출도를 향상시키기 위해 코일의 길이와 두께를 이보다 더 감소시켜 사용할 수 있다. 이때 불행하게도 표면에서 멀리 떨어진 결함에 대한 감도는 떨어진다. 일반적인 검사에 있어 차동형탐촉자 코일 이격 간격(Spacing)은 대략 결함깊이 또는 벽두께와 동일해야 한다. 표면 근접결함의 감도 증진을 위해 코일 이격 간격을 줄여 설계할 수 있으나 이때 코일로 부터 떨어진곳의 감도는 저하된다. 탐촉자-튜브사이의 간극(Clearance)은 가능한 한 작아야 된다. 대부분의 튜브 내부검사에 있어 이 간극은 일반적으로 튜브벽 두께의 절반정도가 되게 설계한다. 이 간극이 더 커질수록 모든 형태의 결함에 있어 표면 근접 결함의 분해능은 약간 감소하며 신호진폭은 크게 감소한다.
(4) 차동형과 절대형 탐촉자의 비교
고정된 대비코일(Reference)을 가진 절대형 탐촉자는 와전류탐상검사법에 사용되는 가장 기본적인 탐촉자이다. 절대형탐촉자에 의해 특성 임피던스 궤적을 그려봄으로서 시험체의 모든 물리적 특성에 관한 연구가 가능하게 된다. 절대형탐촉자 코일신호가 거리의 함수로 그려질 때 기하학적 치수변화 신호와 불연속부신호의 분리가 가능하게 된다 (탐촉자가 튜브 축방향으로 이동할 때, 그림 3-2.4.3의 예 참조). 신호는 와전류 흐름 유효단면적의 함수로 나타내 진다(즉, 튜브의 경우 벽두께). 내삽형 절대형코일에 의한 튜브검사시 결함과 지지대로 부터 발생하는 신호는 매우 단순하고 왜곡이 적은 신호가 된다. 다중 결함과 지지판 밑 결함으로부터 발생하는 신호는 흔히 백터적으로 합해지게 된다. 차동형 탐촉자는 반대방향으로 감겨진 2개 코일을 가지게 된다. 이 2코일이 결함이 없는 건전부위위에 놓여 있게 되면 이들이 동일 재질을 검사하는 것이 되기 때문에 이 두 코일에서 발생하는 차이는 없게 된다. 이들의 장점은 점진적인 치수변화나 온도 변화와 같이 느리게 변하는 특성에는 무감하게 된다는 것이다. 즉, 시험체 2개 인접부위로 부터 발생하는 신호는 연속적으로 소거된다는 것이다. 또한, 차동형 탐촉자에서는 탐촉자 흔들림(Wobble)에 의한 신호가 감소되게 된다. 그러나, 정도의 차이는 있지만 신호해석이 어려울 수 있다는 약점도 있다. 지지판밑에 존재하는 결함 신호는 아주 복잡할 수 있다. 결함신호는 2회에 걸쳐 나타나게 된다. 첫 번째 코일이 결함에 접근할 때 나타나고 다시 두 번째 코일이 결함에 접근할 때 나타나게 된다. 이 두 신호는 서로 거울상의 대칭이 되고 첫 번째 코일에서 발생하는 신호 방향을 주의 깊게 주시해야 한다. 만약 결함의 길이가 두 코일의 간격보다 길게 되면 두 코일이 결함위에 똑같이 놓이게 되어 신호는 서로 상쇄되고 결함 시작점과 끝점만이 나타나게 된다. 차동형 탐촉자를 사용할 때 결함의 끝부분이 점진적으로 변하게 되면 문제는 심각하게 된다. 즉, 결함을 전혀 관찰할 수 없게 될 수가 있다. 이것의 예가 그림 3-2.4.3에 나타나 있고 황동 열교환기 튜브에는 지지판 양단에 일반적인 부식과 국부부식이 발생되고 있다. 그림 3-2.4.3 (b)에서 Y-Distance의 점진적인 상향 추세를 보면 지지판 부근의 벽 두께 감소가 일어나는 구역에 두 개의 그루브신호가 겹쳐 나타나고 있다. 그림 3-2.4.3 (c)에는 동일 결함에 대한 차동형탐촉자 반응이 나타나 있다. 차동형탐촉자는 국부적으로 발생한 그루브를 감지하지만 Y-Distance 기록에는 그림 3-2.4.3 (b)에서 분명하게 나타난 점진적인 벽두께 감소가 나타나지 않음을 알 수 있다. 표 3-2.4.1에 두 탐촉자 종류에 대한 장단점을 비교하였다.

탐촉자 형태	장 점	단 점
절대형 (Absolute)	ㅇ급격하게 변하거나 점진적으로 변하는 재질특성과 치수변화에 반응한다.	ㅇ온도변화에 불안정하다.
	ㅇ혼합된 신호의 분리가 용이. (해석이 간단)	ㅇ차동형보다 탐촉자 (흔들림) Wobble에 민감하다.
	ㅇ결함 총길이를 나타낼 수 있다.	ㅇ차동형보다 탐촉자 (흔들림) Wobble에 민감하다.
차동형 (Differential)	ㅇ점진적으로 변하는 재질 특성 및 치수변화에 불감.	ㅇ점진적 변화에 불감(전체적으로 완만하게 변하는 길이가 긴 결함검출 실수 가능).
	ㅇ온도변화에 안정하다.	ㅇ긴 결함의 끝단만 검출할 수 있음.
	ㅇ절대형보다 탐촉자 Wobble에 덜 민감하다.	ㅇ신호해석이 어려울 수 있음.

인코넬튜브 (내부 반지름의 9.84 mm와 외부 반지름 11.11 mm) 120 khz의 동작 주파수에서 내부반경 11.3 mm, 외부 반지름의 2 개의 동일한 보빈 코일의 중심적인 차동 프로브 테스트 12.3 mm, 두께는 2mm.

튜브는 그림 4에서 표시 하는 결함의 3 개의 종류에 의해 영향:
4 개의 벽을 관통하는 구멍 (4Φ1) 구멍 1 mm의 직경을 가지고 있으며 90간격.

두 개의 길이방향 노치 (L6, L10) 경사각 0.6 °와 노치는 길이 6 mm (L6) 10 mm (L10),

1개의 원주방향 노치 (T82).

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