초음파 두께 게이지의 정의
초음파 두께 게이지는 재료의 벽두께를 한쪽 면에서만 측정합니다. 프로브가 고주파 음의 짧은 펄스를 표면에 보내고 이면에서 되돌아오는 반사파까지의 시간을 재면, 재료 안의 음속은 알려져 있으므로 그 시간이 두께로 환산됩니다. 재료를 자를 필요가 없고 안쪽 면에 접근할 일도 없습니다.
그 한쪽 면만으로 되는 접근이 이 계기를 부식과 마모 감시의 중심에 놓습니다. 배관 라인, 압력 용기, 저장 탱크, 선박 선체에서는 안쪽에서 벽이 얇아지는 동안 겉면은 그대로 보입니다. 격자로 지점을 정해 남은 벽을 측정하고 그것을 시간을 두고 반복하는 점검은, 눈에 보이지 않는 진행을 고장 나기 전에 대응할 수 있는 추세로 바꿔 놓습니다.
측정값은 두 입력의 값어치 이상으로 나오지 않습니다. 재료의 음속과, 프로브와 표면 사이의 접촉 상태가 그것입니다. 표면에 도막이 있거나, 금속이 패였거나, 갈아 낸 자리가 있거나, 온도가 높은 곳에서는 한 번의 펄스-반사 측정만으로는 의미 있는 값이 나오지 않습니다. 이 페이지는 그 조건들과 다른 비파괴 검사 방법과의 경계를 다룹니다.
초음파 두께 게이지 측정 원리
이 계기는 시간을 재서 그것을 음속으로 환산합니다. 음속은 재료의 속성이며 강종과 온도에 따라 달라지므로, 표에서 가져오거나, 더 좋게는 두께를 이미 아는 같은 재료 시험편에서 정해야 합니다. 강에 맞춘 게이지로 알루미늄이나 스테인리스 스틸을 재면 어긋나는 폭이 작지 않습니다.
접촉은 둘째 의존 요소입니다. 이 주파수의 소리는 공기를 통해 쓸모 있게 지나가지 못하므로, 액체나 젤 형태의 접촉제가 프로브와 표면 사이의 틈을 메웁니다. 거칠거나 산화 피막이 덮이거나 곡면인 곳에서는 점도가 더 높은 접촉제가 필요하고, 심하게 패인 표면에서는 프로브가 함몰 위에 건너앉아 바닥이 아니라 원래 벽에서 반사파를 되돌릴 수 있습니다. 오차가 나는 방향 가운데 가장 위험한 쪽이 그것입니다.
두 측정 방식은 서로 다른 문제를 위해 있습니다. 단일 반사 방식은 처음으로 되돌아오는 반사파를 읽고 깨끗한 표면에 맞습니다. 에코-에코 방식은 이어지는 두 이면 반사파를 서로 견주므로, 표면의 도막이나 페인트 층이 값에 넣는 효과가 사라집니다. 도막을 남겨 두어야 하는 곳에서는 에코-에코 방식이 애초에 값을 읽을 수 있게 해 주며, 그 대가로 분해할 수 있는 최소 두께는 커집니다.
구성 옵션
사양의 대부분은 정확도 등급이 아니라 이 결정들에서 정해집니다. 앞의 결정이 뒤를 제약하기 때문에 순서대로 확정하는 것입니다.
| 구성 | 선택 항목 | 실제로 무엇을 결정하는가 |
| 측정 방식 | 단일 반사 방식, 그리고 도막을 뚫고 측정하는 에코-에코 방식 | 측정 앞서 페인트나 라이닝을 제거해야 하는지, 그리고 계기가 분해할 수 있는 최소 두께가 얼마인지 결정합니다. |
| 프로브 형식 | 접촉식 프로브, 이중 수정 프로브, 그리고 지연선 또는 고온용 프로브 | 어떤 표면 상태와 어떤 온도 범위에서 계기를 쓸 수 있는지 결정합니다. 표면이 거칠거나 곡면이면 이중 수정 프로브를 통상 고릅니다. |
| 프로브 주파수 | 확보 가능한 주파수 범위를 재료와 두께에 맞춰 정하는 일 | 투과력과 해상도 사이의 트레이드오프를 결정합니다. 주파수를 높이면 박육 단면을 더 잘 분별하고, 낮으면 결정이 거칠거나 감쇠가 큰 재료 안으로 더 깊이 들어갑니다. |
| 음속 설정 | 자주 쓰는 재료의 음속표, 또는 기준 시험편으로 정한 값 | 측정값이 애초에 맞는 값인지 결정합니다. 점검에서 중대한 오차가 나오는 가장 큰 근거가 이것입니다. |
| 교정 구성 | 계기에 내장된 기준 블록, 또는 두께를 아는 별도 블록 | 사용 지점에서 계기를 확인할 수 있는지 결정합니다. 점검 절차는 통상 그것을 요구합니다. |
| 읽기 모드 | 최소값 포착, 그리고 한 구역에서 가장 낮은 값을 따라잡는 스캔 모드 | 패인 구역을 찾아 보고할 수 있는지 결정합니다. 부식된 표면에서 한 점만 재면 대표 값이 나오지 않습니다. |
| 데이터 저장과 전송 | 내부 메모리, 격자 또는 지점 기록, 그리고 내려받기용 인터페이스 | 점검이 종전 기록과 견줄 수 있는 기록으로 남는지, 아니면 종이에 쓴 숫자 묶음으로 끝나는지 결정합니다. |
| 환경 보호와 온도 | 방진·방수 등급, 그리고 프로브와 접촉제가 견디는 표면 온도 | 운전 정지를 기다리지 않고 뜨거운 배관이나 젖은 조건에서 계기를 쓸 수 있는지 결정합니다. |
초음파 두께 게이지 선택 방법
| 요소 | 답을 좌우하는 이유 | 문의 전에 결정하는 방법 |
| 재료와 음속 | 환산이 음속에서 오므로 값을 잘못 잡으면 점검 전체가 함께 어긋납니다. | 재료를 적어 주시고, 두께를 아는 기준 시험편을 확보할 수 있는지도 알려 주십시오. |
| 측정할 벽두께 범위 | 프로브 주파수를 여기서 정하고, 에코-에코 방식에서는 도막을 뚫고 읽을 만큼 벽이 두꺼운지도 함께 정합니다. | 예상되는 최소 잔존 벽두께와 최대치를 적어 주십시오. |
| 접근과 표면 상태 | 한쪽 면만으로 된다는 것이 전제이지만, 표면은 여전히 작업할 수 있어야 합니다. | 표면 상태를 설명해 주십시오. 도막이 있는지, 페인트가 있는지, 패였는지, 산화 피막이 덮였는지, 부식되었는지, 가공한 면인지 밝혀 주십시오. |
| 표면 온도 | 프로브 형식과 접촉제를 여기서 제한합니다. | 작업 온도, 그리고 운전 정지가 가능한지 적어 주십시오. |
| 도막을 제거할 수 있는지 | 제거에는 시간이 들고, 마감된 표면에서는 그것 자체가 받아들여지지 않을 수 있습니다. | 페인트 또는 라이닝을 그대로 남겨 두어야 하는지 밝혀 주십시오. |
| 원하는 해상도과 확보 가능한 여유 | 측정 불확도에 가까운 잔존 벽두께 여유라면 더 정밀한 방법이 필요합니다. | 숫자가 어떤 판단을 내리는 데 쓰이는지, 결과가 한계에서 얼마나 가까울 것으로 보는지 적어 주십시오. |
| 기록 요구 사항 | 반복 가능한 점검에는 고정된 격자 지점과 저장된 측정값이 필요합니다. | 종전 점검과 결과를 견주어야 하는지, 어떤 형태로 견주어야 하는지 적어 주십시오. |
아직 정하지 못한 항목이 있으면 알려진 내용만 보내 주십시오. 적용 내용만으로 견적을 먼저 보내 드리고, 빈 부분을 채운 뒤에 확정할 수 있습니다.
가장 유사한 대체 제품
초음파 두께 게이지 문의가 보통 귀결되는 제품 유형과, 선택이 실제로 갈리는 지점입니다.
| 가장 가까운 대안 | 초음파 두께 게이지와의 차이 |
| 초음파 탐상 장비 | 같은 원리로 벽두께를 재는 대신 균열과 박리, 개재물 같은 내부 결함을 찾습니다. 두께 게이지는 재료가 얼마 남았는지 답하고, 탐상 장비는 재료가 온전한지 답합니다. 점검에서 의심스러운 구역을 찾으면 다음 단계는 탐상 장비입니다. |
| 도막 두께 게이지 | 표면 위에 올라간 층을 측정하며, 페인트나 도금 규격이 중요하게 보는 것이 그 층입니다. 초음파 게이지는 그 층 아래에 있는 금속을 보고하고, 일부 계기는 두 값을 의도적으로 함께 내어 한 지점에서 도막과 금속을 모두 읽습니다. |
| 와전류 탐상 장비 | 도전성 재료의 표면과 표면 가까운 결함을 찾아, 초음파가 불편한 튜브나 복잡한 형상에서 잘 작동합니다. 두께가 아니라 불연속에 반응하므로 벽두께 측정을 대신하지 않고 보완합니다. |
| X선 검사 장비 | 내부 구조를 영상에 담고, 용접품과 주조품에 대해 기록으로 남는 방법입니다. 방사선 검사이므로 양쪽 면에 접근해야 하고 방사선 관리가 따르며, 비용과 준비가 벽두께 측정과는 차원이 다릅니다. |
| 자분 탐상 장비 | 자기장과 자분으로 강자성 재료의 표면과 표면 가까운 균열을 드러냅니다. 얇아진 곳을 찾는 것이 아니라 결함을 찾는 방법이며, 자성 재료에만 쓸 수 있습니다. |
| NDT 탐상기 | 위의 여러 방법에서 지시를 찾고 크기를 재는 데 쓰는 계기를 아우르는 분류입니다. 정해진 벽두께 값이 요구사항이라면 전용 게이지를 쓰고, 범용 탐상기는 결함의 위치를 잡는 계기입니다. |
부식 점검에서 섞지 말아야 할 질문은 두 개입니다. 벽이 얼마 남았는가, 그리고 남은 벽이 온전한가. 두께 게이지는 앞의 질문에 답하고 탐상 제품군이 뒤의 질문에 답합니다.
해당 문의에 포함할 내용
문의에 이 내용들이 담겨 있다면 첫 회신은 질문 목록이 아니라 견적이 될 수 있습니다. 수치를 모르는 경우 측정 업무 내용을 보내 주시면 무엇을 의미하는지 확인해 드립니다.
- 재료, 그리고 두께를 아는 기준 시험편을 확보할 수 있는지
- 예상되는 최소 벽두께와 최대 벽두께
- 표면 상태: 도막, 페인트, 패임, 산화 피막, 부식 또는 가공면
- 작업 시점의 표면 온도, 그리고 운전 정지가 가능한지
- 도막 또는 라이닝을 그대로 남겨 두어야 하는지
- 점검이 한 번성의 측정인지, 아니면 반복 가능한 격자 점검인지
- 데이터를 저장하고 내보내야 하는지
- 해당 표면과 온도에 맞는 프로브와 접촉제 요구 사항
- 수량, 목적지 항구, 요구 납기