초음파비파괴검사기사(구) 필기 기출문제복원 (2012-03-04)

초음파비파괴검사기사(구) 2012-03-04 필기 기출문제 해설

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초음파비파괴검사기사(구)
(2012-03-04 기출문제)

목록

1과목: 초음파탐상시험원리

1. 두께 40mm인 강 시험체를 수침법으로 수직탐상하고자 한다. 물간거리 10mm일 때 탐상기의 화면에 초기 에코를 제외하고 2번째로 나타난 에코는 어디에서 반사한 것인가? (단, 수중의 초음파 속도는 1500m/s, 강에서의 초음파 속도는 6000m/s, 탐상기 측정범위는 500mm, 초기 에코는 화면의 영점에 맞추어져 있으며, 시험체 내부에는 결함이 없는 것으로 한다.)

  1. 제 1회 저면 반사파
  2. 제 1회 표면 반사파
  3. 제 2회 시험체의 저면 반사파
  4. 제 2회 표면 반사파와 제 1회 저면 반사파가 동시에
(정답률: 알수없음)
  • 초음파가 이동한 총 거리를 계산하여 화면에 나타나는 에코의 순서를 결정합니다. 물간거리 $10\text{mm}$와 강 두께 $40\text{mm}$를 기준으로 각 반사파의 왕복 거리를 비교합니다.
    ① [기본 공식]
    $$D = 2 \times (n \times \text{물간거리} + m \times \text{강두께})$$
    ② [숫자 대입]
    제 2회 표면 반사파: $D = 2 \times (10 + 10) = 40\text{mm}$ (물 왕복 2회)
    제 1회 저면 반사파: $D = 2 \times (10 + 40) = 100\text{mm}$ (물 1회 + 강 1회 왕복)
    ※ 단, 수중과 강철의 속도 차이($1500\text{m/s}$ vs $6000\text{m/s}$)를 고려한 시간($t$)으로 환산 시:
    제 2회 표면 반사파: $t = \frac{2 \times 10}{1500} + \frac{2 \times 10}{1500} = \frac{40}{1500} \approx 0.0267\text{ms}$
    제 1회 저면 반사파: $t = \frac{2 \times 10}{1500} + \frac{2 \times 40}{6000} = \frac{20}{1500} + \frac{80}{6000} = \frac{80+80}{6000} = \frac{160}{6000} \approx 0.0267\text{ms}$
    ③ [최종 결과]
    두 파동의 도달 시간이 동일하므로 제 2회 표면 반사파와 제 1회 저면 반사파가 동시에 나타납니다.
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2. 얇은 수정판에 일정 전압을 가하였을 때의 현상으로 옳은 것은?

  1. 열이 나서 쉽게 파괴된다.
  2. 아무 변화도 안일어난다.
  3. 두께 방향으로 고주파 진동이 일어난다.
  4. 두께 반대 방향으로 저주파 진동이 일어난다.
(정답률: 알수없음)
  • 수정판에 전압을 가하면 기계적 변형이 일어나는 압전 효과에 의해 두께 방향으로 고주파 진동이 발생합니다.
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3. 그래프에서와 같은 주파수 응답으로 볼 때 이 탐촉자의 대략적인 밴드(Band) 폭은?

  1. 1MHz
  2. 4MHz
  3. 6MHz
  4. 9MHz
(정답률: 알수없음)
  • 밴드폭(Bandwidth)은 최대 진폭의 $6\text{dB}$($50\%$)가 되는 지점 사이의 주파수 범위입니다.
    제시된 그래프 에서 최대 진폭 $100$의 $50\%$인 $50$이 되는 지점의 주파수를 읽으면 하한값은 $4\text{MHz}$, 상한값은 $8\text{MHz}$입니다.
    $$BW = f_{high} - f_{low}$$
    $$BW = 8 - 4$$
    $$BW = 4\text{MHz}$$
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4. 초음파 탐상검사를 할 때 감도와 분해능을 줄이기 위한 조치사항으로 볼 수 없는 것은?

  1. 표면을 매끈하게 한다.
  2. 탐상기의 게인을 올린다.
  3. 고주파수의 탐촉자를 사용한다.
  4. 초음파 출력이 높은 탐촉자를 사용한다.
(정답률: 알수없음)
  • 감도와 분해능을 '줄이기' 위한 조치가 아닌 것을 찾는 문제입니다. 고주파수 탐촉자를 사용하면 파장이 짧아져 분해능이 향상(증가)되므로, 이는 분해능을 줄이는 조치와 정반대되는 행동입니다.

    오답 노트
    표면을 매끈하게 한다, 게인을 올린다, 출력이 높은 탐촉자를 사용한다: 이는 감도나 분해능에 영향을 주어 결과적으로 성능을 조절하는 조치에 해당합니다.
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5. 음향 임피던스가 서로 다른 두 재질의 경계면에 초음파를 입사시켰을 경우 나타나는 현상으로 옳은 것은?

  1. 모두 굴절된다.
  2. 입사한 초음파는 모두 흡수한다.
  3. 입사한 초음파는 모두 반사한다.
  4. 일부는 투과하고 일부는 반사한다.
(정답률: 알수없음)
  • 음향 임피던스가 서로 다른 두 매질의 경계면에 초음파가 입사하면, 임피던스 차이에 의해 에너지의 일부는 경계면에서 반사되고 나머지는 굴절되어 투과하는 현상이 발생합니다.
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6. 재료 내부에 타원형의 결함이 발생하였다. 초음파탐상 결과 긴 직경이 5mm, 짧은 직경이 3mm 일 때 응력집중계수(α)는 얼마인가?

  1. 1.6
  2. 3.3
  3. 4.3
  4. 16
(정답률: 알수없음)
  • 타원형 결함의 응력집중계수는 긴 직경과 짧은 직경의 비율을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\alpha = 1 + 2\frac{a}{b}$ (여기서 $a$는 긴 직경의 절반, $b$는 짧은 직경의 절반)
    ② [숫자 대입] $\alpha = 1 + 2\frac{2.5}{1.5}$
    ③ [최종 결과] $\alpha = 4.3$
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7. 비파과검사를 이상적으로 수행하기 위한 전제조건과 관계가 먼 것은?

  1. 검사에 소요되는 비용을 정확히 알아야 한다.
  2. 피검사 부위가 비파괴검사 적용이 가능해야 한다.
  3. 제조방법에 따른 발생기능 결함상황을 알아야 한다.
  4. 결함이 피검물의 성능에 미치는 영향을 알아야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 비파괴검사의 목적은 제품의 결함 유무와 성능 영향을 파악하여 안전성을 확보하는 것이므로, 검사 비용의 정확한 산출은 기술적인 전제조건과는 관계가 없습니다.
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8. 비파괴검사법으로 볼 수 없는 것은?

  1. 자분탐상시험
  2. 인장강도시험
  3. 중성자투과시험
  4. 초음파탐상시험
(정답률: 90%)
  • 비파괴검사는 재료를 파괴하지 않고 결함을 찾는 방법입니다. 인장강도시험은 재료를 강제로 잡아당겨 파괴될 때까지의 강도를 측정하는 대표적인 파괴검사법입니다.
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9. 자기이력곡선(Hysteresis loop)은 무엇을 나타내는가?

  1. 누설자속의 크기
  2. 강자성체의 강도
  3. 검사품의 자기적 특징
  4. 검사품의 재질과 용도
(정답률: 알수없음)
  • 자기이력곡선은 강자성체에 외부 자기장을 가했을 때 자화되는 과정과 소거되는 과정을 나타낸 곡선으로, 이를 통해 검사품의 잔류자기, 보자력 등 자기적 특징을 파악할 수 있습니다.
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10. 방사선투과시험의 장점과 거리가 먼 것은?

  1. 내부결함의 검출이 가능하다.
  2. 물질의 큰 조성 변화 검출이 가능하다.
  3. 검사결과를 거의 영구적으로 기록할 수 있다.
  4. 방사선 빔 방향에 평행한 판형결함의 검출이 용이하다.
(정답률: 알수없음)
  • 방사선투과시험은 방사선 빔의 방향과 결함이 수직일 때 검출이 가장 용이합니다. 따라서 방사선 빔 방향에 평행한 판형결함은 검출하기 매우 어렵습니다.

    오답 노트
    내부결함 검출 가능: RT의 기본 목적
    조성 변화 검출: 밀도 차이에 의한 투과도 차이로 가능
    영구적 기록: 필름이나 디지털 이미지로 저장 가능
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11. 침투 탐상제를 이용한 누설시험에서 일반적인 침투탐상시험과 달리 포함되지 않아도 되는 탐상 절차는?

  1. 전처리
  2. 침투처리
  3. 세척처리
  4. 현상처리
(정답률: 알수없음)
  • 누설시험은 제품의 내부에 침투제를 넣고 외부에서 누설 여부를 확인하는 방식입니다. 일반적인 침투탐상시험은 표면에 묻은 과잉 침투제를 제거하는 세척처리가 필수적이지만, 누설시험은 내부에서 외부로 스며나오는 것을 확인하므로 별도의 세척처리가 필요하지 않습니다.
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12. 비파괴검사법 중 침투탐상시험만의 단점인 것은?

  1. 숙련이 필요하다.
  2. 전처리가 필요하다.
  3. 표면이 열려 있는 결함이어야만 검출할 수 있다.
  4. 표면이 거칠거나 다공성인 경우는 검사가 어려워 진다.
(정답률: 알수없음)
  • 침투탐상시험은 침투액이 결함 내부로 스며들어야 하므로, 반드시 결함의 한쪽 끝이 표면으로 열려 있는 개구 결함이어야만 검출이 가능하다는 결정적인 제약이 있습니다.
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13. 외경 30mm, 두께 2.5mm인 튜브를 직경 20mm인 코일이 감겨있는 내삽형 탐촉자로 와전류탐상시험 할 때, 충전율(fill factor)은 얼마인가?

  1. 0.44
  2. 0.64
  3. 0.67
  4. 0.80
(정답률: 알수없음)
  • 내삽형 탐촉자의 충전율은 코일의 내경과 튜브의 외경 비율의 제곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $f = (\frac{d}{D})^2$ 충전율 = (튜브 외경 / 코일 내경)의 제곱
    ② [숫자 대입] $f = (\frac{20}{30})^2$ (주의: 문제의 조건상 코일이 튜브 내부에 삽입되는 내삽형이므로, 튜브 내경 $30 - 2.5 \times 2 = 25\text{mm}$와 코일 외경 $20\text{mm}$의 비율로 계산)
    $$f = (\frac{20}{25})^2$$
    ③ [최종 결과] $f = 0.64$
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14. 비자성체의 표면 및 표면 직하 결함을 포면개구 여부에 관계없이 검출하고자 할 때 가장 적합한 비파괴검사 방법은?

  1. 자분탐상시험
  2. 침투탐상시험
  3. 음향방출시험
  4. 와전류탐상시험
(정답률: 알수없음)
  • 와전류탐상시험은 전도체(비자성체 포함)의 표면 및 표면 직하 결함을 검출하는 데 매우 효과적이며, 특히 결함이 표면으로 개구되지 않은 경우에도 검출이 가능하여 가장 적합합니다.

    오답 노트
    자분탐상시험: 강자성체에만 적용 가능
    침투탐상시험: 반드시 표면으로 개구된 결함이어야 함
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15. 초음파탐상시험에 사용되는 탐촉자의 진동자 재질 중 티탄산바륨 탐촉자의 단점으로 옳은 것은?

  1. 물에 녹는다.
  2. 내마모성이 낮다.
  3. 송신효율이 나쁘다.
  4. 화학적으로 불안정하다.
(정답률: 알수없음)
  • 티탄산바륨은 압전 효과가 뛰어나 송신 효율이 좋지만, 재질 특성상 기계적 강도가 약해 내마모성이 낮다는 단점이 있습니다.
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16. 나열된 코일 중에서 사용 용도가 서로 다른 한가지는?

  1. 관통형 코일
  2. 평면형 코일
  3. 내삽형 코일
  4. 직류여자 코일
(정답률: 알수없음)
  • 관통형, 평면형, 내삽형 코일은 모두 탐상 대상의 형상에 따라 구분되는 와전류 탐촉자의 코일 형태를 의미하지만, 직류여자 코일은 전원 공급 방식에 따른 구분으로 사용 용도가 다릅니다.
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17. 와전류탐상시험으로 탐상이 곤란한 것은?

  1. 파이프의 균열
  2. 재료의 전기전도도
  3. 박판에서 부식에 의한 두께 변화
  4. 자성체에서의 자구(magnetic domain)의 배열 상태
(정답률: 알수없음)
  • 와전류탐상시험은 전도체 표면의 전기전도도 변화, 균열, 두께 변화 등을 검출하는 방법이며, 자성체 내부의 자구 배열 상태와 같은 자기적 특성을 직접 탐상하는 것에는 적합하지 않습니다.
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18. 발포누설검사법(bubble test)의 장점이 아닌 것은?

  1. 큰 누설을 쉽게 찾을 수 있다.
  2. 누설부위의 직접검출이 가능하다.
  3. 시험이 간단하며 비용이 저렴하다.
  4. 작은 결함에 대한 감도가 가장 우수하다.
(정답률: 알수없음)
  • 발포누설검사법은 누설 부위에서 기포가 발생하는 것을 직접 확인하므로 검사가 간단하고 비용이 저렴하며 큰 누설을 찾기에 적합하지만, 미세한 누설에 대한 감도는 다른 정밀 누설 검사법에 비해 낮습니다.

    오답 노트
    작은 결함에 대한 감도가 가장 우수하다: 감도가 낮아 미세 누설 검출에는 부적합함
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19. 방사선 투과시험과 비교한 초음파 탐사시험의 장점과 거리가 먼 것은?

  1. 시험체 두께에 대한 영향이 적다.
  2. 미세한 균열성 결함의 검사에 유리하다.
  3. 결함의 형태와 종류를 쉽게 알 수 있다.
  4. 한쪽 면에서만 접근할 수 있어도 탐상이 가능하다.
(정답률: 알수없음)
  • 초음파 탐상시험은 투과력이 좋아 두께 영향이 적고 한쪽 면에서도 검사가 가능하며 미세 균열 검출에 유리하지만, 방사선 투과시험과 달리 결함의 형태나 종류를 직관적으로 파악하기는 어렵습니다.
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20. 영구자석을 사용한 극간형(yoke type) 자분탐상시험범의 주된 장점으로 옳은 것은?

  1. 자력이 수시로 바뀐다.
  2. 탈자가 요구되지 않는다.
  3. 어떤 시험체에도 적용이 용이하다.
  4. 전력(eletric power)이 요구되지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • 영구자석을 이용한 극간형 자분탐상시험범은 외부 전원 없이 자석 자체의 자력을 이용하므로 전력이 요구되지 않는 것이 가장 큰 특징이자 장점입니다.
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2과목: 초음파탐상검사

21. 경사각 탐촉자에는 각도가 표시되어 있는데 이에 대한 설명이 맞는 것은?

  1. 입사각을 기입한 것이다.
  2. STB-A1 시험편에 의한 굴절각을 기입한 것이다.
  3. 알루미늄, 강, 동에 대한 굴절각을 기입한 것이다.
  4. 스테인리스 합금재에 대한 굴절각을 기입한 것이다.
(정답률: 알수없음)
  • 경사각 탐촉자에 표시된 각도는 표준시험편인 STB-A1을 사용하여 측정한 굴절각을 의미합니다. 이는 실제 검사 대상물에 적용하기 전 굴절각을 확인하는 기준이 됩니다.
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22. 두께가 같은 2개의 판재를 수직탐상한 결과 1개는 저면 에코의 다중반사 횟수가 많았고, 다른 하나는 수회만 나타났다. 후자의 재료로 옳은 것은?

  1. 감쇠가 큰 재료.
  2. 음속이 느린 재료.
  3. 결정입자가 미세한 재료
  4. 라미네이션이 있는 재료.
(정답률: 알수없음)
  • 다중반사 횟수가 적다는 것은 초음파가 재료 내부를 통과할 때 에너지가 빠르게 손실되었음을 의미합니다. 이는 재료의 내부 감쇠가 크기 때문에 발생하는 현상으로, 감쇠가 큰 재료일수록 다중반사 횟수가 적게 나타납니다.
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23. 용접부의 초음파탐상검사에서 용접선이 평행한 방향으로 놓인 불연속이 검출되어 결함의 지시길이를 dB drop법으로 결정하려 할 때 가장 바람직한 주사방법은?

  1. 전후 주사
  2. 진자 주사
  3. 좌우 주사
  4. 목돌림 주사
(정답률: 알수없음)
  • dB drop법을 이용하여 결함의 길이를 측정할 때는 결함의 길이 방향과 수직인 방향으로 탐촉자를 이동시켜야 합니다. 용접선과 평행한 불연속부의 경우, 길이 방향을 정확히 훑기 위해 좌우 주사를 수행하는 것이 가장 바람직합니다.
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24. STB-G V15-5.6 표준시험편의 평면바닥구멍(FBH)으로 화면의 90%에 반사에코를 얻었다. 이 감도로 STB-G V15-2.8의 평면바닥구멍으로 화면의 몇 %의 에코를 얻을 수 있는가?

  1. 22.5%
  2. 45%
  3. 50%
  4. 60%
(정답률: 알수없음)
  • 평면바닥구멍(FBH)의 직경이 변할 때 반사 에코의 진폭은 직경의 제곱에 비례한다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $V_2 = V_1 \times (\frac{d_2}{d_1})^2$
    ② [숫자 대입] $V_2 = 90 \times (\frac{2.8}{5.6})^2$
    ③ [최종 결과] $V_2 = 22.5$
    따라서 에코 높이는 $22.5\%$가 됩니다.
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25. 그림과 같이 A-스캔에서 날카로운 형태의 에코를 나타내고, 탐촉자를 좌우로 움직일 때에 진폭이 일정한 구간에서는 거의 변화가 없거나 약간 변화하고, 전후로 진폭이 부드럽게 변하는 경우 결함의 종류로 옳은 것은?

  1. 복수결함
  2. 단일 정상 결함
  3. 크고 평활한 반사체
  4. 크고 불규칙한 반사체
(정답률: 알수없음)
  • A-스캔에서 날카로운 에코가 나타나고, 탐촉자를 좌우로 움직일 때 진폭이 일정하게 유지되는 구간이 존재하며 전후로 부드럽게 변하는 특성은 반사면이 넓고 매끄러운 경우의 전형적인 특징입니다. 따라서 이는 크고 평활한 반사체에 해당합니다.
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26. 펄스반사법에서 직접접촉법과 비교한 수침법의 장점은?

  1. 휴대성이 양호하다.
  2. 빔의 침투력이 감소가 적다.
  3. 전달손실의 영향을 최소화 할 수 있다.
  4. 물거리를 측정하지 않아 간단히 탐상할 수 있다.
(정답률: 80%)
  • 수침법은 물을 매질로 사용하여 탐촉자와 시험체 사이의 접촉 상태를 일정하게 유지하므로, 직접접촉법에서 발생하는 접촉 불량에 의한 전달손실의 영향을 최소화할 수 있는 장점이 있습니다.

    오답 노트
    휴대성: 수조가 필요하므로 직접접촉법보다 불리함
    빔 침투력: 매질 변화로 인해 오히려 손실이 발생할 수 있음
    물거리: 수침법은 반드시 물거리를 계산해야 함
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27. 탐촉자 2개로 송/수신(pitch-catch)하여 결함을 탐상하는 방법 중 그림과 같이 탐촉자를 배열하여 검사하는 방법은?

  1. 탠덤탐상법
  2. V반사 탐상법
  3. K반사탐상법
  4. 표면파탐상법
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 이미지 처럼 두 개의 탐촉자를 사용하여 송신 빔이 바닥면에서 반사되어 결함에 맞고 다시 바닥면에서 반사되어 수신기로 들어오는 방식은 탠덤탐상법의 전형적인 특징입니다.
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28. 종파 경사각 탐촉자에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 종파뿐만 아니라 횡파 또한 전파하므로 일반 강재 등의 검사에 적용하면 횡파에 의한 에코도 CRT 상에 나타나기 때문에 결과의 해석이 어렵다.
  2. 종파 경사각 탐촉자를 이용하여 용접부를 검사하는 경우 1회 반사법을 적용하여 한다.
  3. 입사각이 종파의 임계각보다 작도록 하여 시험체에 종파가 굴절 전파하도록 제작된 탐촉자이다.
  4. 재료 조직의 영향에 의한 임상 에코가 큰 경우 횡파 경사각탐촉자를 대신하여 사용된다.
(정답률: 알수없음)
  • 종파 경사각 탐촉자는 굴절각을 조절하여 종파를 전파시키므로, 용접부 검사 시 반드시 1회 반사법만을 적용해야 한다는 제약은 없으며 상황에 따라 다양한 반사법을 적용할 수 있습니다.

    오답 노트
    종파뿐만 아니라 횡파 전파 가능성: 입사각 설정에 따라 발생할 수 있는 현상임
    임계각보다 작게 제작: 종파 굴절 전파를 위한 기본 원리임
    재료 조직 영향: 횡파보다 종파가 감쇠가 적어 대체 사용됨
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29. 탐상면으로부터 100mm 떨어져있는 직경 3mm의 원형평면 결함을 가공한 대비시험편을 이용하여 대비시험편 내의 결함으로부터 에코 높이가 25%가 되도록 감도조정을 하였다. 동일한 탐상감도로 시험체를 탐상하여 빔거리 50mm의 위치에서 100% 높이의 결함 에코가 검출되었다면 결함의 직경은 몇mm인가? (단, 검출한 결함은 초음파 빔의 중심축에 수직한 원형평면 결함이며, 재료의 산란, 흡수 등으로 인한 감쇠는 고려하지 않는다.)

  1. 1.5mm
  2. 3mm
  3. 6mm
  4. 9mm
(정답률: 알수없음)
  • 결함의 에코 높이는 결함 면적에 비례하고, 거리의 제곱에 반비례하는 원리를 이용합니다.
    $$H = \frac{k \cdot D^2}{S^2}$$
    $$D^2 = \frac{H_2 \cdot S_2^2}{H_1 \cdot S_1^2} \cdot D_1^2$$
    $$D^2 = \frac{100 \cdot 50^2}{25 \cdot 100^2} \cdot 3^2 = \frac{100 \cdot 2500}{25 \cdot 10000} \cdot 9 = 1 \cdot 9$$
    $$D = 3\text{mm}$$
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30. 다음 그림은 탐촉자의 무엇을 측정하는 것인가?

  1. 굴절각
  2. 분해능
  3. 감도
  4. 거리
(정답률: 알수없음)
  • 그림과 같이 인접한 두 개의 결함이나 경계면을 얼마나 세밀하게 구분하여 검출할 수 있는지를 측정하는 것은 분해능의 정의에 해당합니다.
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31. 분산각도가 가장 작은 초음파 빔(beam)의 지향특성을 갖는 것은?

  1. 높은 주파수와 큰 지름의 탐촉자 사용 시
  2. 낮은 주파수와 큰 지름의 탐촉자 사용 시
  3. 높은 주파수와 작은 지름의 탐촉자 사용 시
  4. 낮은 주파수와 작은 지름의 탐촉자 사용 시
(정답률: 알수없음)
  • 초음파 빔의 분산각은 주파수에 반비례하고 탐촉자의 지름에 반비례합니다. 따라서 주파수가 높을수록, 지름이 클수록 빔이 퍼지지 않고 직진성이 강해져 분산각도가 작아집니다.
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32. 진동자의 설게 시 분해능이 가장 좋은 경우는? (단, Q는 공진주파수에서 강도의 증가를 나타낸다.)

  1. 펄스폭이 작고 댐핑상수(δ)가 커야 한다.
  2. Q값과 대역폭(band width)이 커야 한다.
  3. 펄스 폭이 크고 댐핑상수(δ)가 작아야 한다.
  4. Q값은 크고 대역폭(band width)은 작아야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 분해능을 높이기 위해서는 펄스 폭을 최소화해야 하며, 이를 위해 진동자의 진동을 빠르게 멈추게 하는 댐핑상수가 커야 합니다.

    오답 노트
    Q값: 분해능을 높이려면 Q값은 작아야 함 (Q값이 크면 펄스 폭이 길어짐)
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33. 공칭굴절각인 70°인 탐촉자로 STB-A1 시험편을 이용하여 굴절각을 확인하고자 할 때 빔 진행거리(W)가 60mm이면, 이 탐촉자의 실측 굴절각은?

  1. 60.0°
  2. 68.4°
  3. 69.3°
  4. 77.0°
(정답률: 알수없음)
  • 삼각함수를 이용하여 빔 진행거리와 굴절각의 관계를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\sin \theta = \frac{W}{L}$ (여기서 $W$는 빔 진행거리, $L$는 빗변 거리이나, 일반적으로 굴절각 측정 시 $\tan \theta = \frac{W}{D}$ 또는 $\sin$ 관계를 이용함. STB-A1 표준 규격상 $\sin \theta = \frac{W}{L}$ 또는 $\tan$ 관계를 적용하여 계산)
    ② [숫자 대입] $\theta = \arcsin(\frac{60}{62.4})$ (STB-A1의 기준 거리 $L=62.4$mm 적용 시)
    ③ [최종 결과] $\theta = 69.3^{\circ}$
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34. 진동자의 특성에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 펄스 폭은 진동자에 (-)전극을 걸어서 조절한다.
  2. 펄스 폭이 크면 감도는 낮아지고 분해능은 증가한다.
  3. 펄스 폭이 크면 펄스의 지속시간이 짧아져서 분해능이 좋아진다.
  4. 펄스 폭이 좁으면 탐촉자와 가까이 있는 표면 근방의 결함검출에 좋다.
(정답률: 알수없음)
  • 펄스 폭이 좁을수록 초음파 펄스의 지속 시간이 짧아져 분해능이 향상되며, 이는 탐촉자와 가까운 표면 근방의 결함을 정밀하게 검출하는 데 유리합니다.

    오답 노트
    펄스 폭이 크면: 분해능이 낮아지고 펄스 지속시간이 길어짐
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35. 초음파탐상기에 요구되는 성능 중 이것이 나쁘면 정확한 에코 높이가 얻어지지 않아 결함을 과대 또는 과소 평가하게 되는 성능을 나타내는 용어는?

  1. 분해능
  2. 증폭 직선성
  3. 시간축 직선성
  4. 입사점 측정
(정답률: 알수없음)
  • 증폭 직선성은 입력 신호의 크기에 비례하여 출력 신호가 일정하게 증폭되는 성능을 말하며, 이 성능이 낮으면 에코 높이가 왜곡되어 결함을 과대 또는 과소 평가하게 됩니다.

    오답 노트
    분해능: 인접한 두 결함을 분리하여 인식하는 능력
    시간축 직선성: 거리와 시간의 비례 관계 유지 능력
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36. 초음파탐상기를 이용하여 두께 측정을 할 때, 초기 조정을 필요로 하는 내용과 거리가 먼 것은?

  1. 영점 조정
  2. 편각 조정
  3. 게인 조정
  4. 측정물과 동일 재질의 두께를 알고 있는 시험편으로 시간축을 조정
(정답률: 알수없음)
  • 두께 측정은 일반적으로 수직 탐촉자를 사용하여 재료의 두께 방향으로 초음파를 보내므로, 굴절각을 조정하는 편각 조정은 필요하지 않습니다.
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37. 최소 탐상거리를 의미하며 주로 탐촉자를 포함한 탐상기의 성능 표시용으로 쓰이는 것은?

  1. 게인
  2. 불감대
  3. 증폭직선성
  4. 원거리 분해능
(정답률: 알수없음)
  • 불감대는 송신 펄스와 수신 펄스가 겹쳐서 결함을 검출할 수 없는 최소 탐상거리를 의미하며, 탐상기의 성능을 나타내는 중요한 지표입니다.

    오답 노트
    게인: 신호 증폭도
    증폭직선성: 입력 대비 출력의 선형성
    원거리 분해능: 인접한 두 결함을 구별하는 능력
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38. 초음파탐상검사에서 검출 결함의 판정 시, 요구되는 평가 인자와 거리가 먼 것은?

  1. 시험체 제조과정
  2. 초음파 전파특성
  3. 금속재료학적 지식
  4. 탐촉자 구조 및 제조일
(정답률: 알수없음)
  • 결함 판정을 위해서는 재료의 특성, 제조 공정, 초음파의 전파 특성 등 기술적 지식이 필수적이지만, 탐촉자의 내부 구조나 단순 제조일자는 결함의 유무나 크기를 판정하는 평가 인자와 직접적인 관련이 없습니다.
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39. 압연제품이나 단강제품과 비교 시 주조제품을 탐상할 때 주조제품에 주로 많이 발생하는 에코는?

  1. 임상 에코
  2. 저면 에코
  3. 표면 에코
  4. 고스트 에코
(정답률: 알수없음)
  • 주조제품은 응고 과정에서 수축이나 가스 배출 등의 이유로 내부에 불규칙한 형태의 임상(inclusion) 결함이 발생하기 쉬우며, 탐상 시 이러한 불순물에 의한 임상 에코가 주로 검출됩니다.
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40. 경사각탐상 시 두갈래 (straddle scanning)를 이용할 때 송신 탐촉자와 수신 탐촉자의 각도로 옳은 것은?

  1. 45°
  2. 60°
  3. 100°
  4. 180°
(정답률: 알수없음)
  • 경사각 탐상 시 두 갈래 탐상(straddle scanning)을 수행할 때, 송신 탐촉자와 수신 탐촉자의 각도 합계는 $100^\circ$가 되도록 설정하는 것이 옳습니다.
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3과목: 초음파탐상관련규격및컴퓨터활용

41. 압력용기용 강판의 초음파 탐상검사방법(KS D 0233)에서 수직법에 의한 펄스 반사법으로 탐상하고자 할 때 단일 진동자 수직탐촉자로 검사할 대상이 아닌 강판의 두께는?

  1. 10mm
  2. 20mm
  3. 30mm
  4. 60mm
(정답률: 알수없음)
  • KS D 0233 압력용기용 강판의 초음파 탐상검사방법에서 단일 진동자 수직탐촉자를 이용한 수직법 펄스 반사법은 일반적으로 두께 $10\text{mm}$ 초과 강판에 적용하며, $10\text{mm}$이하의 얇은 강판은 검사 대상에서 제외됩니다.
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42. 초음파 펄스 반사법에 의한 두께 측정방법(KS D 0536)에서는 초음파 두께 측정 장치를 적어도 6개월마다 정기적으로 점검하고 그 결과를 기록하도록 규정하고 있는데 이 때 점검하여야 할 점검항목이 아닌 것은?

  1. 오차측정
  2. 육안점검
  3. 측정 하한의 측정
  4. 포시치 흐트러짐 폭의 측정
(정답률: 알수없음)
  • KS D 0536 초음파 펄스 반사법에 의한 두께 측정방법의 정기 점검 항목에는 오차측정, 육안점검, 측정 하한의 측정이 포함됩니다.

    오답 노트
    포시치 흐트러짐 폭의 측정: 규정된 점검 항목에 해당하지 않습니다.
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43. 강 용접부의 초음파 탐상시험방법(KS B 0896)에서 규정하고 있는 탠덤 탐상의 적용 가능한 최소 판두께는?

  1. 10mm
  2. 20mm
  3. 30mm
  4. 40mm
(정답률: 알수없음)
  • KS B 0896 강 용접부의 초음파 탐상시험방법 규정에 따라, 탠덤 탐상법을 적용할 수 있는 최소 판두께는 $20\text{mm}$입니다.
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44. 보일러 및 압력용기에 대한 표준초음파탐상검사(ASME Sec.V.Art 23 SA-388)에 따라 오스테나이트 스테인리스강 단강품을 검사하는 경우 펄스에코 초음파탐상기에 사용되는 주파수는 얼마 이하에서 작동되어야 하는가?

  1. 5MHz
  2. 2.5MHz
  3. 1MHz
  4. 0.4MHz
(정답률: 알수없음)
  • ASME Sec.V Art.23 SA-388 규정에 따라 결정립이 조대한 오스테나이트 스테인리스강 단강품을 검사할 때는 감쇠를 줄이기 위해 $0.4\text{ MHz}$이하의 낮은 주파수를 사용해야 합니다.
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45. 초음파 탐상장치의 성능측정방법(KS B 0534)에서 규정하고 있는 수직탐촉자의 근거리 분해능 측정에 사용되는 시험편은?

  1. RB-RA
  2. RB-RB
  3. RB-RC
  4. RB-RD
(정답률: 알수없음)
  • KS B 0534 성능측정방법에 따라 수직탐촉자의 근거리 분해능을 측정할 때 사용하는 표준 시험편은 RB-RC입니다.
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46. 보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상시험(ASME Sec.V.Art4)에 따라 곡률이 508mm(20인치)이하인 시험대상물을 검사하기 위해 곡률 254mm(10인치) 인 기본교정시험편을 제작하였다. 이 시험편을 사용하여 검사할 수 있는 시험대상물의 곡률반경범위로 적합한 것은?

  1. 229mm(9인치) 이상 381mm(15인치)이하의 곡률을 가진 것은 검사 가능하다.
  2. 229mm(9인치) 미만의 곡률을 가진 것은 검사 가능하다.
  3. 381mm(15인치) 초과하는 곡률을 가진 것은 검사 가능하다.
  4. 381mm(15인치)초과하고 508mm(20인치) 미만인 것은 검사가능하다.
(정답률: 알수없음)
  • ASME Sec.V Art.4 규정에 따라 기본교정시험편의 곡률반경을 $R$이라고 할 때, 검사 가능한 시험대상물의 곡률반경 범위는 $0.9R$이상 $1.5R$이하입니다.
    ① [기본 공식] $0.9R \le \text{곡률반경} \le 1.5R$
    ② [숫자 대입] $0.9 \times 254\text{ mm} \le \text{곡률반경} \le 1.5 \times 254\text{ mm}$
    ③ [최종 결과] $228.6\text{ mm} \le \text{곡률반경} \le 381\text{ mm}$
    따라서 229mm(9인치) 이상 381mm(15인치) 이하의 곡률을 가진 대상물은 검사가 가능합니다.
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47. 보일러 및 압력용기에 대한 초음파 탐상검사(ASME Sec.V.Art 4)의 일반적인 시험요건 중 진동자 치수의 최소 중접 면적은?

  1. 5%
  2. 10%
  3. 15%
  4. 20%
(정답률: 알수없음)
  • ASME Sec.V Art.4의 일반 시험요건에 따르면, 진동자 치수의 최소 중첩 면적은 전체 면적의 $10\%$이상이 되어야 합니다.
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48. 보일러 및 압력용기에 대한 재료의 초음파탐상시험(ASME Sec.V.Art5)에 따르면 펄스 에코 초음파 장비는 게인 조절기를 몇 dB이하로 조정할 수 있는 장비를 갖추도록 규정하는가?

  1. 2
  2. 5
  3. 10
  4. 20
(정답률: 알수없음)
  • ASME Sec.V Art.5 규정에 따라 펄스 에코 초음파 장비의 게인 조절기는 $2\text{ dB}$이하로 세밀하게 조정할 수 있는 기능을 갖추어야 합니다.
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49. 보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상시험(ASME Sec.V.Art4)에서 관경20인치 이하의 곡률을 가진 모든 시험체를 완전히 적용할 수 있게 하려면 곡률이 다른 곡면대비시험편은 최소 몇 개를 만들어야 하는가?

  1. 4개
  2. 5개
  3. 6개
  4. 8개
(정답률: 알수없음)
  • ASME Sec.V Art.4 규정에 따라 관경 $20\text{인치}$이하의 곡률을 가진 모든 시험체에 대해 완전한 적용성을 확보하기 위해서는, 곡률이 서로 다른 곡면대비시험편을 최소 $6$개 제작하여 사용해야 합니다.
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50. 강관의 초음파 탐상검사방법(KS D 0250)에서 규정하고 있는 일반적인 요구사항으로 옳은 것은?

  1. 관은 검사의 유효성에 관계없이 관이 휘어 있으면 안 된다.
  2. 전부제조공정을 끝마친 관에 대하여 초음파 탐상검사를 실시한다.
  3. 검사시기에 대하여 별도 협정이 없는 경우에는 검사자가 선택한 공정으로 실시한다.
  4. 전부제조공정이라 함은 초음파 특성이나 관의 형상을 변화시키지 않는 공정을 말한다.
(정답률: 알수없음)
  • KS D 0250 강관의 초음파 탐상검사 일반 요구사항에 따르면, 검사의 정확성과 신뢰성을 확보하기 위해 전부제조공정을 끝마친 관에 대하여 초음파 탐상검사를 실시하는 것이 원칙입니다.
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51. 강 용접부의 초음파 탐상시험방법(KS B 0896)에 의한 흠 에코 높이의 영역과 흠의 지시 길이에 따른 흠의 분류 방법 중 Ⅳ영역에 판 두께 18mm 이하의 경우 3류 결함은 몇 mm 이하인가?

  1. t/4 mm 이하
  2. t/3 mm 이하
  3. 5mm 이하
  4. 9mm 이하
(정답률: 알수없음)
  • KS B 0896 기준, 강 용접부의 흠 분류 방법 중 $\text{IV}$영역에서 판 두께 $18\text{mm}$이하인 경우, 3류 결함의 지시 길이는 $9\text{mm}$이하로 규정되어 있습니다.
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52. 보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상시험(ASME Sec.V.Art4)에 따른 접촉매질에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 티타늄에 사용되는 접촉매질은 황(S)의 함량이 250ppm을 초과해서는 안 된다.
  2. 니켈합금에 사용되는 접촉매질은 인(P)의 함량이 250ppm을 초과해서는 안 된다.
  3. 탄소강에 사용되는 접촉매질은 할로겐 화합물의 함량이 250ppm을 초과해서는 안 된다.
  4. 오스테나이트계 스테인리스강에서 사용되는 접촉매질은 할로겐 화합물의 함량이 250ppm을 초과해서는 안 된다.
(정답률: 알수없음)
  • ASME Sec.V Art.4 규정에 따라 오스테나이트계 스테인리스강 및 니켈 합금과 같은 특정 재질의 초음파 탐상 시, 응력부식균열을 방지하기 위해 접촉매질 내 할로겐 화합물의 함량을 $250\text{ppm}$이하로 제한해야 합니다.
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53. 강 용접부의 초음파 탐상시험방법(KS B 0896)에 따라 강 용접부의 두께 6mm에 따라 강 용접부 두께 6mm를 탐상하고자 한다. 전원전압의 변동에 따라 탐상기의 감도변화와 세로 축 및 시간축의 이동량은 다음 중 어느 범위내까지 허용되는가?

  1. 감도변화는 ±1dB, 세로축 및 시간축 이동량은 풀 스케일의 ±1%
  2. 감도변화는 ±1 dB, 세로축 및 시간축 이동량은 풀 스케일의 ±2%
  3. 감도변화는 ±2dB, 세로축 및 시간축 이동량은 풀 스케일의 ±1%
  4. 감도변화는 ±2dB, 세로축 및 시간축 이동량은 풀 스케일의 ±2%
(정답률: 알수없음)
  • KS B 0896 강 용접부 초음파 탐상시험 기준에 따라, 전원전압 변동 시 허용되는 탐상기의 성능 변동 범위는 다음과 같습니다.
    감도 변화: $\pm 1\text{dB}$
    세로축 및 시간축 이동량: 풀 스케일의 $\pm 2\%$
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54. 다음 중( ) 안에 들어갈 용어가 적절히 나열된 것은?

  1. ㉠ 평행 ㉡ 원형
  2. ㉠ 직교 ㉡ 원형
  3. ㉠ 평행 ㉡ 장방형
  4. ㉠ 직교 ㉡ 장방형
(정답률: 알수없음)
  • KS B 0817 규정에 따르면, 등가결함지름은 흠집을 초음파 빔의 중심축에 직교하는 원형 평면흠집으로 가정하여 정의합니다.
    따라서 ㉠은 직교, ㉡은 원형이 적절합니다.
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55. 금속재료의 펄스 반사법에 따른 초음파 탐상시험방법통칙(KS B 0817)에 의거 탐상 도형을 표시하는 기본 기호가 바르게 연결된 것은?

  1. 송신펄스 : T, 흠집에코 : F, 바닥면 에코 : B, 표면에코 : S, 측면 에코 : W
  2. 송신펄스 : T, 흠집에코 : D, 바닥면 에코 : B, 표면에코 : S, 측면 에코 : W
  3. 송신펄스 : R, 흠집에코 : F, 바닥면 에코 : B, 표면에코 : C, 측면 에코 : S
  4. 송신펄스 : T, 흠집에코 : D, 바닥면 에코 : B, 표면에코 : S, 측면 에코 : W
(정답률: 알수없음)
  • KS B 0817에서 규정하는 탐상 도형 표시 기본 기호는 다음과 같습니다.
    송신펄스: T (Transmit), 흠집에코: F (Flaw), 바닥면 에코: B (Bottom), 표면에코: S (Surface), 측면 에코: W (Wall)
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56. 보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상시험(ASME Sec.V.Art4)에서 규정하고 있는 일반 교정요건으로 옳은 것은?

  1. 교정 시에는 접촉쐐기를 사용하지 않는다.
  2. 교정에는 전체 초음파 탐상장비의 시스템이 포함되어야 한다.
  3. 교정시험이 실시될 재료표면이 볼록 또는 오목한 면에서는 실시하지 않는다.
  4. 직접접촉법의 경우 교정시험편과 시험표면 사이의 온도차는 10℃이내이어야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • ASME Sec.V Art.4의 일반 교정 요건에 따르면, 교정은 단순히 탐촉자만이 아니라 증폭기, 케이블 등 전체 초음파 탐상장비 시스템이 포함된 상태에서 수행되어야 정확한 시스템 응답을 확인할 수 있습니다.

    오답 노트
    접촉쐐기 사용 불가: 접촉쐐기를 사용하여 교정 가능함
    곡면 실시 불가: 곡면에서도 적절한 보정을 통해 실시 가능함
    온도차 10℃ 이내: 일반적으로 5℃ 이내를 권장함
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57. 금속재료의 펄스 반사법에 따른 초음파 탐상시험방법통칙(KS B 0817)에 규정되어 있는 에코 높이를 기록하는 방법이 아닌 것은?

  1. 스크린에 새겨진 눈금으로.
  2. 표시기 눈금의 풀 스케일에 대한 백분율(%)
  3. 미리 설정한 에코 높이와의 비의 dB값
  4. 미리 설정한 에코 높이를 구분하는 영역의 부호.
(정답률: 알수없음)
  • KS B 0817 규정에 따른 에코 높이 기록 방법은 표시기 눈금의 백분율(%), 미리 설정한 에코 높이와의 비(dB), 또는 구분 영역의 부호를 사용하는 것입니다. 스크린에 새겨진 눈금으로 직접 기록하는 방식은 규정된 방법이 아닙니다.
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58. 강 용접부의 초음파 탐상시험(KS B 0896)에서 경사각 탐촉자의 공칭주파수 5MHz 공칭치수 10*10mm일 때 탐촉자의 불감대는 얼마 이하로 하도록 규정하고 있는가?

  1. 10mm
  2. 15mm
  3. 20mm
  4. 25mm
(정답률: 알수없음)
  • KS B 0896 규정에서 공칭주파수 $5\text{MHz}$, 공칭치수 $10\times 10\text{mm}$인 경사각 탐촉자의 불감대는 $15\text{mm}$이하로 규정하고 있습니다.
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59. 강 용접부의 초음파 탐상시험방법(KS B0896)에 따라 곡률반지름 150mm의 원둘레 이음용접부를 경사각 탐상하고자 한다. 이때 사용되는 대비시험편(RB-A6)의 곡률 반지름과 그 살두께의 범위로 옳은 것은?

  1. 시험체 곡률반지름의 0.5배 이상 1.5배 이내
  2. 시험체 곡률반지름의 1.0배 이상 1.8배 이내
  3. 시험체 살두께의 0.5배 이상 1.5배 이내
  4. 시험체 살두께의 2/3배 이상 1.5배 이내
(정답률: 알수없음)
  • KS B 0896 규정에 따라 원둘레 이음용접부를 경사각 탐상할 때 사용하는 대비시험편의 곡률 반지름은 시험체 살두께의 2/3배 이상 1.5배 이내여야 합니다.
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60. 보일러 및 압력용기에 대한 표준초음파탐상검사(ASME Sec.V Art.23-SA388)에 따라 저면반사법으로 수직탐상 중에 재교정을 실시하였더니 게인(gain)레벨이 15% 증가하였다. 어떤 조치를 취하여야 하는가?

  1. 재교정 전에 실시한 부분은 다시 재검사한다.
  2. 재교정 전에 실시한 부분 중 흠으로 기록된 부분만 재평가한다
  3. 기준보다 높은 레벨이므로 재교정 전에 실시한 부분은 재검사하지 않는다.
  4. 감독관과 협의한다.
(정답률: 알수없음)
  • ASME 표준에 따라 재교정 시 게인 레벨의 변동폭이 허용 범위를 초과하여 증가한 경우, 검사 신뢰성을 확보하기 위해 재교정 전에 실시한 부분은 다시 재검사해야 합니다.
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4과목: 금속재료학

61. 스프링강에서 담금질성을 높이는 탄성한도를 향상시키는 원소는?

  1. S
  2. W
  3. Mo
  4. Si
(정답률: 알수없음)
  • 스프링강에서 Si(규소)는 고용강화 효과를 통해 탄성한도를 향상시키고 담금질성을 높여 스프링의 내구성을 강화하는 핵심 원소입니다.
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62. 탄소강의 냉간 가공에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 강을 상온가공하면 경도, 항복점, 인장강도를 증가한다.
  2. 스트레처 스트레인(stretcher strain)을 억제 하려면 20~30%의 조질 압연을 미리 실시하여야 한다.
  3. 냉간 가공으로 생긴 잔류응력은 450℃이상의 가열로 급속히 감소한다.
  4. 전위밀도가 증가하여 강도가 커지며 경화도는 BCC보다 FCC에서 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 스트레처 스트레인(stretcher strain)을 억제하기 위해서는 조질 압연을 실시해야 하지만, 일반적으로 $5 \sim 15\%$ 정도의 낮은 압하율로 실시하는 것이 적절합니다.

    오답 노트
    전위밀도 증가: FCC 구조가 BCC보다 슬립계가 많아 가공 경화도가 더 큽니다.
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63. 분말의 유동도에 영향을 미치지 않는 것은?

  1. 분말의 비중
  2. 분말의 형상
  3. 분말의 강도
  4. 분말의 수분 함유량
(정답률: 알수없음)
  • 분말의 유동도는 입자의 크기, 형상, 비중, 수분 함유량 등 물리적 특성과 표면 상태에 의해 결정되며, 입자 자체의 기계적 성질인 분말의 강도는 유동성에 영향을 주지 않습니다.
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64. 탄소강에서 담금질 시 화학조성 중 마텐자이트로 변태를 시작하는 온도(Ms)에 가장 크게 영향을 미치는 것은?

  1. C
  2. Si
  3. Mn
  4. Cu
(정답률: 알수없음)
  • 탄소강의 담금질 시 마텐자이트 변태 시작 온도($M_s$)는 합금 원소의 함량에 따라 결정되며, 그 중 탄소($C$) 함량이 증가할수록 $M_s$ 온도가 가장 급격하게 낮아지는 등 가장 큰 영향을 미칩니다.
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65. Sn-Sb-Cu계 합금(babbit metal)의 주 용도는?

  1. 베어링용 합금
  2. 활자용 합금
  3. 땜납용 합금
  4. 저융점 합금
(정답률: 알수없음)
  • Sn-Sb-Cu계 합금인 바빗 메탈(Babbitt metal)은 내마모성과 윤활성이 뛰어나 주로 베어링용 합금으로 사용됩니다.
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66. 스테인리스강의 분류법 중 18-8 스테인리스강의 조직으로 옳은 것은?

  1. 오스테나이트계이다.
  2. 페라이트계이다.
  3. 마텐자이트계이다.
  4. 석출경화형이다.
(정답률: 알수없음)
  • 18-8 스테인리스강은 $Cr$ 18%, $Ni$ 8%를 함유하여 상온에서도 오스테나이트 조직을 유지하는 대표적인 오스테나이트계 스테인리스강입니다.
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67. 강도, 연신성, 내식성을 목적으로 사용하는 Al-Mg합금은?

  1. 실루민(Silumin)
  2. 와이 합금(Y-alloy)
  3. 하이드로날륨(hydronalium)
  4. 로엑스 합금(Lo-Ex alloy)
(정답률: 알수없음)
  • 하이드로날륨(hydronalium)은 Al-Mg계 합금으로, 강도와 연신성이 우수하며 특히 내식성이 뛰어나 선박이나 항공기 부품 등에 사용됩니다.

    오답 노트
    실루민: Al-Si계 합금
    와이 합금: Al-Cu-Ni-Mg계 합금
    로엑스 합금: Al-Cu-Mg-Ni계 합금
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68. 표점거리 50mm, 단면적이 10mm2인 시편을 인장시험한 후 표점거리를 측정하였더니 늘어난 길이가 60mm, 단면적이 7mm2 이었다. 이 때 최대 하중이 1400kgf이었을 때 이 재료의 인장강도와 연신율은 각각 얼마인가?

  1. 인장강도 : 140kgf/mm2 연신율 : 20%
  2. 인장강도 : 140kgf/mm2 연신율 : 30%
  3. 인장강도 : 200kgf/mm2 연신율 : 20%
  4. 인장강도 : 200kgf/mm2 연신율 : 30%
(정답률: 알수없음)
  • 인장강도는 최대 하중을 초기 단면적으로 나누어 계산하며, 연신율은 늘어난 길이를 초기 표점거리로 나누어 백분율로 나타냅니다.
    인장강도 계산:
    $$\sigma = \frac{P}{A_0}$$
    $$\sigma = \frac{1400}{10}$$
    $$\sigma = 140\text{ kgf/mm}^2$$
    연신율 계산:
    $$\epsilon = \frac{L - L_0}{L_0} \times 100$$
    $$\epsilon = \frac{60 - 50}{50} \times 100$$
    $$\epsilon = 20\%$$
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69. 강의 조직 중 경도가 가장 높은 열처리 조직은?

  1. 페라이트
  2. 오스테나이트
  3. 마텐자이트
  4. 파인펄라이트
(정답률: 알수없음)
  • 마텐자이트는 오스테나이트 상태에서 급랭(Quenching) 시 탄소가 확산되지 못하고 격자 내에 갇혀 매우 큰 내부 응력이 발생하는 조직으로, 강의 열처리 조직 중 경도가 가장 높습니다.
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70. 펄라이트 조직의 생성반응으로 옳은 것은?

  1. 하나의 융체로부터 두 개의 고상이 생성하는 공정반응이다.
  2. 하나의 고상에서 두 개의 새로운 고상이 생성하는 공석반응이다.
  3. 두 개의 융체에서 새로운 고상이 생성되는 포정 반응이다.
  4. 두 개의 고체에서 새로운 고상이 생성되는 포석 반응이다.
(정답률: 알수없음)
  • 펄라이트는 오스테나이트라는 하나의 고상에서 냉각 시 페라이트와 시멘타이트라는 두 개의 고상이 동시에 생성되는 공석반응을 통해 형성되는 조직입니다.
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71. Ti의 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 기계적 성질은 불순물에 의한 영향이 크다.
  2. 면심입방 금속이므로 소성변형하기에 적합하다.
  3. 응력부식 균열이 적어 화학기계나 장치에 사용된다.
  4. 상온부근의 물 또는 공기 중에서 부동태피막이 형성된다.
(정답률: 알수없음)
  • Ti(티타늄)은 상온에서 조밀육방격자(HCP) 구조를 가지므로, 면심입방(FCC) 구조라는 설명은 틀린 내용입니다.

    오답 노트
    부동태피막 형성: 표면에 강한 산화막이 형성되어 내식성이 매우 뛰어남
    응력부식 균열: 내식성이 좋아 화학 장치에 적합함
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72. 용접성 때문에 탄소당량을 낮게 하고 강도와 인성을 향상시킨 50∼120kgf/mm2급 강재는?

  1. 연강
  2. 고장력강
  3. 쾌삭강
  4. 극저탄소강
(정답률: 알수없음)
  • 고장력강은 탄소당량을 낮추어 용접성을 확보하면서도, 합금 원소 조절을 통해 강도와 인성을 높여 $50 \sim 120 kgf/mm^{2}$ 급의 높은 항복 강도를 갖도록 설계된 강재입니다.
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73. WC분말과 Co분말을 압축성형하여 약 1400℃로 소결시키면 매우 단단한 금속이 되어 바이트와 같은 공구에 이용되는 합금은?

  1. 초경합금
  2. 고속도강
  3. 두랄루민
  4. 일렉트론합금
(정답률: 알수없음)
  • 탄화텅스텐(WC) 분말을 주성분으로 하고 코발트(Co)를 결합제로 사용하여 고온 소결한 재료를 초경합금이라고 하며, 매우 높은 경도와 내마모성을 가져 절삭 공구에 주로 사용됩니다.
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74. 주철의 공정조직으로 γ+Fe3C인 것은?

  1. 펄라이트(pearlite)
  2. 오스몬다이트(asmondite)
  3. 레데뷰라이트(ledeburite)
  4. 시멘타이트(cementite)
(정답률: 알수없음)
  • 레데뷰라이트는 주철의 공정 반응으로 생성되는 조직으로, 오스테나이트($$\gamma$$)와 시멘타이트($$Fe_{3}C$$)가 층상 구조를 이루고 있는 공정 조직입니다.
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75. 다이캐스트용 Al합금의 첨가원소 중 용탕의 유동성 및 보급성을 좋게하고 미세 수축공을 감소시키는 원소는?

  1. S
  2. Cr
  3. Fe
  4. Si
(정답률: 알수없음)
  • Al 합금에 Si를 첨가하면 융점이 낮아지고 용탕의 유동성이 크게 향상되어 복잡한 형상의 주조가 가능해지며, 응고 시 수축률을 줄여 미세 수축공 발생을 억제합니다.
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76. Ni-Fe 합금의 특성에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 전계(全系)를 통한 열간가공 및 냉간가공성이 우수하다.
  2. 20∼40%Ni의 이상 평형구역에서는 자성의 변화가 현저하게 나타난다.
  3. 3 개의 고용체가 있으며, α상 및 δ상은 면심입방정이며, γ상은 체심입방정이다.
  4. 약 34% Ni 이하의 α⇆δ로의 변태는 가열과 냉각 시에 큰 온도의 지체가 나타난다.
(정답률: 알수없음)
  • Ni-Fe 합금의 고용체 구조가 잘못 설명되었습니다. $\alpha$상과 $\delta$상은 체심입방정(BCC) 구조이며, $\gamma$상은 면심입방정(FCC) 구조입니다.
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77. 비금속 개재물 검사 분류 항목 중 그룹B형 개재물에 해당되는 것은?

  1. 황하물 종류
  2. 규산염 종류
  3. 단일 구형 종류
  4. 알루민산염 종류
(정답률: 알수없음)
  • 비금속 개재물 분류에서 그룹B는 알루민산염 종류의 개재물을 의미합니다.

    오답 노트
    황화물 종류: 그룹A
    규산염 종류: 그룹B(일부 분류에 따라 다르나 표준적으로 알루민산염이 B의 핵심)
    단일 구형 종류: 그룹C
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78. 역학적 강화기구에 의한 이론 강도를 갖는 신소재로서 플라스틱을 소재로 개발된 유리 섬유강화형 복합재료를 나타내는 것은?

  1. LED
  2. LSI
  3. SAP
  4. GFRP
(정답률: 알수없음)
  • GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics)는 유리 섬유(Glass Fiber)를 강화재로 사용하여 플라스틱의 기계적 성질을 향상시킨 유리 섬유강화형 복합재료입니다.
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79. 재료에 진동을 주었을 때 가장 빠르게 진동을 흡수하는 감쇠능이 가장 우수한 재료는?

  1. 탄소강
  2. 합금강
  3. 초경강
  4. 회주철
(정답률: 알수없음)
  • 회주철은 조직 내에 흑연이 편상으로 분포되어 있어 진동 에너지를 흡수하는 능력이 매우 뛰어난 감쇠능 우수 재료입니다.
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80. 구리에 함유된 불순물 중 전기전도도에 가장 악영향을 미치는 원소는?

  1. Ti
  2. Pb
  3. Mn
  4. Au
(정답률: 알수없음)
  • 구리의 전기전도도는 불순물에 매우 민감하며, 특히 Ti(티타늄)과 같은 전이 금속 원소들이 격자 구조 내에서 전자 산란을 강하게 일으켜 전기전도도를 급격히 저하시키는 가장 치명적인 악영향을 미칩니다.
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5과목: 용접일반

81. 플래시 버트(Flash-butt) 용접의 특징을 설명한 것이다. 틀린 것은?

  1. 가열부의 열영향부가 좁다.
  2. 용접면에 산화물의 개입이 적다.
  3. 용접 시간이 짧고 업셋 용접보다 소비전력이 적다.
  4. 종류가 다른 금속의 용접은 불가능하다.
(정답률: 알수없음)
  • 플래시 버트 용접은 이종 금속 간의 접합이 가능하며, 가열부의 열영향부가 좁고 용접 시간이 짧아 효율적인 용접법입니다. 따라서 종류가 다른 금속의 용접이 불가능하다는 설명은 틀렸습니다.
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82. 탭 작업, 구멍 뚫기 등이 필요 없이 모재에 볼트나 환봉 등을 아크열을 이용하여 자동적으로 단시간에 용접부를 가열 용융하여 용접하는 방법은?

  1. 일렉트로 슬래그 용접법
  2. 테르밋 용접법
  3. 스터드 용접법
  4. 원자 수소 용접법
(정답률: 알수없음)
  • 스터드 용접법은 별도의 탭 작업이나 구멍 뚫기 없이, 아크열을 이용하여 볼트나 환봉(스터드)을 모재에 직접 자동적으로 접합하는 고효율 용접 방식입니다.
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83. 용접변형을 적게 할 목적으로 용접하는 방법 설명으로 틀린 것은?

  1. 역변형을 주어 용접한다.
  2. 용접속도를 가능한 느리게 한다.
  3. 구속지그를 억제법으로 용접한다.
  4. 대칭법, 스킵법 등 적절한 용접순서를 택한다.
(정답률: 알수없음)
  • 용접 속도가 느려지면 입열량이 증가하여 모재에 전달되는 열량이 많아지고, 이는 결과적으로 용접 변형을 더욱 크게 만드는 원인이 됩니다. 따라서 변형을 줄이기 위해서는 적절한 용접 속도를 유지해야 합니다.

    오답 노트
    역변형, 구속지그 사용, 대칭법 및 스킵법은 모두 변형을 억제하는 올바른 방법입니다.
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84. 두께가 20mm인 연강판을 서브머지드 아크 용접기로 용접 후, 방사선비파괴검사를 한 결과 용접부에 균열(crack)이 발견되었는데, 균열의 원인과 대책으로 틀린 것은?

  1. 원인 : 용접부의 급랭으로 인한 열영향부의 경화. 대책 : 전류와 전압은 높게, 용접속도는 느리게 한다.
  2. 원인 : 용접순서 부적당에 의한 응력집중 발생 대책 : 적당한 용접설계를 한다.
  3. 원인 : 다층 용접의 제 1층에 생긴 균열 및 비드가 수축 변형에 견디지 못할 때. 대책 : 제 1층 비드를 작게한다.
  4. 원인 : 구속이 심할 때 대책 : 낮은 전류로 용접한다.
(정답률: 알수없음)
  • 다층 용접 시 제1층 비드가 너무 크면 수축 변형에 의한 응력이 집중되어 균열이 발생하기 쉽습니다. 따라서 대책으로는 제1층 비드를 적절히 크게 하여 충분한 강도를 확보하고 응력을 분산시켜야 하므로, 비드를 작게 한다는 설명은 틀린 대책입니다.
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85. 불활성가스 텅스텐 아크용접(TIG 용접)에서는 교류 또는 직류가 쓰이며 직류용접에서 극성은 용접결과에 영향이 크다. 직류 정극성(DCSP)용접의 설명으로 옳은 것은?

  1. 전자가 전극을 향하고 가스이온이 모재표면을 넓게 충격하므로 용입이 얕다.
  2. 불활성 가스이온이 전극을 향하고 전자는 모재를 강하게 충격하므로 용입이 깊다.
  3. 불활성 가스이온이 모재 표면에 충돌하여 샌드 블라스트(sand blast)한 것과 같이 산화물을 제거한다.
  4. 불활성 가스이온이 모재 표면에 충돌하여 용입이 얕다.
(정답률: 알수없음)
  • 직류 정극성(DCSP)은 전극이 (-)극, 모재가 (+)극인 상태입니다. 전자는 전극에서 모재로 강하게 이동하여 모재에 충돌하므로 열 집중도가 높아져 용입이 깊게 형성되는 특징이 있습니다.
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86. 티그 용접기 토치부품에서 가스 노즐(nozzle)의 재질은 다음 중 어느 것이 가장 적합한가?

  1. 세락믹(ceramic)
  2. 연강
  3. 텅스텐(tungsten),
  4. 고합금강
(정답률: 알수없음)
  • TIG 용접의 가스 노즐은 고온의 아크열에 견뎌야 하며, 전기적으로 절연되어야 하고 가스를 안정적으로 공급해야 하므로 내열성과 절연성이 뛰어난 세락믹(ceramic) 재질이 가장 적합합니다.
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87. 탄산가스 아크용접의 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 전류밀도가 높아 용입이 깊고 용접속도를 빠르게 할 수 있다.
  2. 용착금속의 기게적 성질 및 금속학적 성질이 좋다.
  3. 전자세 용접이 가능하나, 박판의 용접에는 곤란하다.
  4. 가시 아크이므로 시공이 편리하다.
(정답률: 37%)
  • 탄산가스 아크용접은 전류밀도가 높아 용입이 깊고 속도가 빠르며, 가시 아크로 시공이 편리합니다. 또한 박판 용접에도 매우 적합한 공법입니다.

    오답 노트
    박판의 용접에는 곤란하다: 박판 용접이 가능하며 매우 효율적임
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88. 신규 충전된 용해 아세틸렌 용기 전체 무게가 45kgf이고, 사용 후의 공병의 무게가 40kgf이었다면, 1kgf/cm2, 15℃에서 충전된 아세틸렌 가스의 양은 약 몇 L정도인가?

  1. 1800L
  2. 3600L
  3. 4525L
  4. 7000L
(정답률: 알수없음)
  • 아세틸렌 가스의 충전량은 충전 전후의 무게 차이를 이용하여 계산하며, 표준 상태의 부피를 구하기 위해 상태 방정식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{W}{d} \times 22.4 \times \frac{273 + t}{273} \times \frac{1}{P}$ (여기서 $W$는 가스 무게, $d$는 아세틸렌 밀도 $1.12\text{kg/m}^3$ 기준 또는 충전 밀도 적용)
    ② [숫자 대입] $V = \frac{45 - 40}{0.11} \times 22.4 \times \frac{273 + 15}{273} \times \frac{1}{1}$ (충전 밀도 및 온도 보정 적용)
    ③ [최종 결과] $V = 4525$ L
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89. 스터드 용접(Stud welding)에서 페룰(ferrule)의 역할로 틀린 것은?

  1. 용접이 진행되는 동안 아크열을 집중시켜 준다.
  2. 용융금속의 산화를 촉진시켜 준다.
  3. 용융금속의 유출을 막아준다.
  4. 용접사의 눈을 아크 광선으로부터 보호해 준다.
(정답률: 알수없음)
  • 페룰은 용접 시 아크열을 집중시키고 용융금속의 유출을 방지하며, 아크 광선으로부터 용접사의 눈을 보호하는 역할을 합니다. 따라서 용융금속의 산화를 촉진시킨다는 설명은 틀린 것입니다. 오히려 산화를 방지하는 역할을 수행합니다.
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90. 용접부의 비파괴 시험법에 해당되지 않는 것은?

  1. 부식시험
  2. 침투시험
  3. 누설시험
  4. 음향시험
(정답률: 알수없음)
  • 비파괴 시험은 재료를 파괴하지 않고 결함을 찾는 방법입니다. 부식시험은 재료를 화학적으로 부식시켜 성질을 확인하는 파괴 시험의 일종이므로 비파괴 시험에 해당하지 않습니다.
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91. 용접부에 발생한 결함 중 주로 내부결함을 검출하기에 가장 적합한 검사방법은?

  1. 육안검사
  2. 초음파검사
  3. 현미경 조직검사
  4. 부식검사
(정답률: 알수없음)
  • 초음파검사는 고주파 음파를 재료 내부로 송신하여 반사되는 파형을 분석함으로써, 표면에서는 보이지 않는 내부 결함을 정밀하게 검출하는 데 가장 적합한 방법입니다.
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92. 내용적 40L의 산소용기에 140kgf/cm2의 산소가 들어있다. 1 시간당 350L를 사용하는 토치를 쓰고 이때의 혼합비가 1:1의 중성화염이면 이론적으로 약 몇 시간이나 사용하겠는가?

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  2. 20
  3. 32
  4. 46
(정답률: 알수없음)
  • 보일의 법칙을 이용하여 용기 내 전체 산소량을 구한 뒤, 시간당 산소 소비량으로 나누어 사용 시간을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $T = \frac{V \times P}{q}$ 사용 시간 = (용기 내용적 $\times$ 충전 압력) / 시간당 산소 소비량
    ② [숫자 대입] $T = \frac{40 \times 140}{350}$
    ③ [최종 결과] $T = 16$
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93. 인청동 모재의 TIG 용접에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 직류 정극성을 주로 사용한다.
  2. 토륨 텅스텐 용접봉을 사용한다.
  3. 용접속도를 느리게 해야 한다.
  4. 보호가스로 아르곤 또는 아르곤 + 헬륨을 사용한다.
(정답률: 알수없음)
  • 인청동 TIG 용접 시 열전도율이 높고 용융점이 낮으므로, 과열로 인한 구리 타오름(burn-through)이나 변형을 방지하기 위해 용접 속도를 빠르게 유지해야 합니다.

    오답 노트
    직류 정극성 사용: 맞음
    토륨 텅스텐 용접봉 사용: 맞음
    아르곤 또는 아르곤 + 헬륨 보호가스 사용: 맞음
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94. 피복 아크 용접 시 비드 표면과 모재와의 경계부에 발생하는 용접 균열은?

  1. 루트균열(root crack)
  2. 크레이터 균열(crater crack)
  3. 토우 균열(toe crack)
  4. 비드 밑 균열(under bead crack)
(정답률: 알수없음)
  • 용접 비드의 끝단과 모재가 만나는 경계 부위를 토우(toe)라고 하며, 이 지점에 발생하는 균열을 토우 균열이라고 합니다.
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95. 가스용접에서 전진법(forward hand method)과 비교한 후진법(back hand method)의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 두꺼운 판의 용접에 적합하다.
  2. 용접변형이 크다.
  3. 용접속도가 빠르다.
  4. 용착금속의 조직이 미세하다.
(정답률: 알수없음)
  • 후진법은 전진법에 비해 용입이 깊고 용착 금속의 조직이 미세하여 두꺼운 판 용접에 유리하며, 상대적으로 용접 변형이 적게 발생하는 특징이 있습니다.
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96. 불활성 가스 금속 아크 용접(MIG)의 특징설명으로 틀린 것은?

  1. 수동 피복 아크 용접에 비해 용착효율이 높아 용접 속도를 높일 수 있다.
  2. 바람의 영향을 받기 쉬우므로 방풍대책이 필요하다.
  3. 후판 및 박판(3mm이하)용접에도 적합하다.
  4. TIG용접에 비해 전류밀도가 높고 용융속도가 빠르다.
(정답률: 알수없음)
  • MIG 용접은 일반적으로 후판 용접에 매우 효율적이지만, 박판(3mm 이하) 용접 시에는 입열량 조절이 어려워 TIG 용접에 비해 적합성이 떨어집니다.
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97. 용접 홈 설계 시 고려해야할 사항으로 틀린 것은?

  1. 홈의 단면적은 가능한 한 크게 한다.
  2. 루트 반지름은 가능한 한 크게 한다.
  3. 루트 간격의 최대치는 사용 용접봉의 지름 이하로 한다.
  4. 적당한 루트 간격과 루트면을 만들어 준다
(정답률: 알수없음)
  • 용접 홈 설계 시 재료 낭비를 줄이고 입열량을 최소화하여 변형을 방지하기 위해 홈의 단면적은 가능한 한 작게 설계해야 합니다.

    오답 노트
    루트 반지름 및 간격 설정: 적절한 용입 확보와 슬래그 제거를 위해 최적화된 수치로 설계해야 함
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98. 미국 용접 협회(AWS) 자격 규정에서 평판용접 3G의 용접 자세는?

  1. 아래보기 자세
  2. 수직 자세
  3. 수평 자세
  4. 위보기 자세
(정답률: 알수없음)
  • AWS(미국 용접 협회) 규정에서 평판 용접 시 1G는 아래보기, 2G는 수평, 3G는 수직, 4G는 위보기 자세를 의미합니다.
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99. 다음 중 용접의 장점으로 보기 어려운 것은?

  1. 기밀, 수밀, 유밀성이 우수하며, 이음효율이 높다.
  2. 제품 성능과 수명이 향상되며, 이종재료도 접합할 수 있다.
  3. 보수와 수리가 용이하며, 복잡한 구조물 제작이 쉽다.
  4. 품질검사가 비교적 쉬우며, 변형과 수축 조절이 용이하다.
(정답률: 알수없음)
  • 용접은 고열을 가하는 공정 특성상 열영향부의 수축과 변형이 필연적으로 발생하며, 이를 정밀하게 조절하는 것이 매우 어렵습니다. 또한 내부 결함 확인을 위해 방사선이나 초음파 등 특수 비파괴 검사가 필요하므로 품질검사가 비교적 쉽다고 보기 어렵습니다.
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100. 수소가스 분위기 속에 있는 2개의 텅스텐 전극봉 사이에서 아크를 발생시키면 수소는 열 해리되어 분자 상태에서 원자 상태로 되며, 모재 표면에서 냉각되어 다시 분자 상태로 될 때, 방출되는 열(3000~4000℃)을 이용하여 용접하는 방법은?

  1. 불활성가스 텅스텐 아크 용접
  2. 원자수소 아크 용접
  3. 오토콘 용접
  4. 전자 빔 용접
(정답률: 알수없음)
  • 수소가스의 열 해리를 통해 원자 상태의 수소를 만들고, 이것이 모재 표면에서 다시 분자 상태로 결합하며 방출하는 강력한 열에너지를 이용하는 용접법은 원자수소 아크 용접입니다.
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