자분 탐상 검사

자분 탐상 검사 (Magnetic Particle Testing, MT)는 강자성체 재료의 표면 및 표면 직하에 존재하는 결함을 검출하는 비파괴 검사 방법 중 하나이다. 자분 탐상 검사는 시험체에 자장을 형성시킨 후, 미세한 자성 입자(자분)를 표면에 뿌려 결함 부위에 자분이 모이도록 하여 결함을 시각적으로 확인하는 방식으로 진행된다.

원리

강자성체 재료에 자장이 형성되면 자기력선이 재료 내부를 통과하게 된다. 만약 재료 표면이나 표면 직하에 결함(균열, 기공, 개재물 등)이 존재할 경우, 자기력선은 이 결함을 우회하게 되면서 결함 부위에 자기력선의 누설이 발생한다. 이 누설 자장에 자분이 뿌려지면 자분이 자기력선에 이끌려 결함 부위에 모이게 되는데, 이렇게 모인 자분을 통해 결함의 위치, 크기, 모양 등을 파악할 수 있다.

검사 방법

자분 탐상 검사는 크게 자화 방법, 자분 적용 방법, 관찰 방법으로 나눌 수 있다.

• 자화 방법: 시험체에 자장을 형성시키는 방법으로, 직접 통전법, 간접 자화법(코일법, 극간법 등) 등이 사용된다. 시험체의 형상, 크기, 결함의 예상 방향 등을 고려하여 적절한 자화 방법을 선택해야 한다.

• 자분 적용 방법: 자분을 시험체 표면에 적용하는 방법으로, 건식법과 습식법이 있다. 건식법은 건조된 자분 분말을 사용하는 방법이며, 습식법은 액체에 자분 분말을 분산시켜 사용하는 방법이다. 습식법은 건식법보다 작은 결함 검출에 유리하다.

• 관찰 방법: 자분이 결함 부위에 모인 것을 관찰하는 방법으로, 육안 검사 또는 확대경을 사용한다. 필요에 따라 자외선을 사용하여 자분을 더욱 선명하게 보이도록 하는 형광 자분 탐상 검사를 실시하기도 한다.

장점 및 단점

• 장점:

  • 표면 및 표면 직하 결함 검출에 효과적이다.
  • 검사 속도가 빠르고 비교적 간단하다.
  • 다른 비파괴 검사 방법에 비해 비용이 저렴하다.
  • 결함의 위치, 크기, 모양 등을 직접 확인할 수 있다.

• 단점:

  • 강자성체 재료에만 적용 가능하다.
  • 표면 청결도가 검사 결과에 큰 영향을 미친다.
  • 복잡한 형상의 시험체에는 적용이 어려울 수 있다.
  • 탈자 작업이 필요하다.

적용 분야

자분 탐상 검사는 용접부, 주조품, 단조품, 기계 부품 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 항공기 부품, 자동차 부품, 압력 용기 등 안전과 관련된 중요한 부품의 결함 검사에 많이 활용된다.