초음파비파괴검사산업기사 필기 기출문제복원 (2016-08-21)

초음파비파괴검사산업기사 2016-08-21 필기 기출문제 해설

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초음파비파괴검사산업기사
(2016-08-21 기출문제)

목록

1과목: 비파괴검사 개론

1. 결함검출을 위한 비파괴검사에 대해 기술한 것으로 옳은 것은?

  1. 초음파탐상검사는 내부결함의 종류나 형상의 판별 성능이 우수하지만 라미네이션이나 경사가 있는 균열의 검출은 곤란하다.
  2. 와전류탐상검사는 표면과 표면직하의 결함을 검출할 수 있으며 강자성체에만 적용할 수 있다.
  3. 침투탐상검사는 표면의 개구결함에만 적용가능하고 비금속 재료에도 적용할수 있다.
  4. 자분탐상검사는 시험체의 탐상이 비접촉인 동시에 고속으로 하기 때문에 봉의 자동탐상에 적용 가능하다.
(정답률: 86%)
  • 침투탐상검사는 침투액이 표면의 틈새로 스며드는 원리를 이용하므로 표면으로 열려 있는 개구결함만 검출 가능하며, 전도성과 관계없이 비금속 재료에도 적용할 수 있습니다.

    오답 노트
    와전류탐상검사는 전도체라면 모두 가능하므로 강자성체에만 국한되지 않습니다. 자분탐상검사는 강자성체에만 적용 가능합니다.
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2. 다음 중 비파괴 검사법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 내부 결함의 검출에 적당한 방법은 방사선 투과시험과 초음파탐상시험이다.
  2. 초음파탐상시험에서는 초음파의 진행방향에 평행한 방향의 결함을 검출하기 쉽다.
  3. 표층부 결함의 검출에는 자분탐상시험과 와전류탐상시험이 적당하다.
  4. 용접부의 기공을 검출하기에 가장 좋은 시험법은 방사선투과시험이다.
(정답률: 85%)
  • 초음파탐상시험은 초음파의 진행 방향에 수직인 결함(면)에서 반사되는 특성을 이용하므로, 진행 방향에 평행한 결함은 검출하기 어렵습니다.

    오답 노트
    내부 결함: 방사선 및 초음파 시험이 적합합니다.
    표층 결함: 자분 및 와전류 시험이 적합합니다.
    기공 검출: 방사선투과시험이 가장 효과적입니다.
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3. 극간법으로 자분탐상할 때의 내용으로 틀린 것은?

  1. 모든 방향의 결함을 검출하기 위해서는 90도 방향으로 바꾸어 2회 이상 탐상한다.
  2. 자력선은 폐곡선이므로 자극간의 간격에 관계없이 자계의 분포는 일정하다.
  3. 철심의 단면적이 클수록 휴대하기가 불편하다.
  4. 자석의 자화능력은 철심의 재료와 전류의 크기에 따라 달라진다.
(정답률: 73%)
  • 자력선은 폐곡선을 이루지만, 자극 간의 간격이 멀어질수록 자계의 세기가 약해지므로 간격에 관계없이 분포가 일정하다는 설명은 틀린 것입니다.
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4. 시험체와 시험체 주위의 압력차를 이용하여 수행하는 비파괴검사법은?

  1. 누설검사
  2. X선 회절법
  3. 중성자투과검사
  4. 와전류탐상검사
(정답률: 94%)
  • 시험체 내부와 외부의 압력 차이를 이용하여 가스나 액체의 누설 여부를 확인하는 비파괴검사법은 누설검사입니다.
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5. 보수검사에서 볼 수 있는 결함이 아닌 것은?

  1. 피로 균열
  2. 응력부식 균열
  3. 캐비테이션 부식
  4. 라멜라티어(테어)
(정답률: 85%)
  • 라멜라티어(Lamellar Tearing)는 강판의 압연 방향에 수직으로 발생하는 제조 공정상의 결함으로, 사용 중 발생하는 보수검사 결함이 아닌 재료 자체의 결함에 해당합니다.

    오답 노트
    피로 균열, 응력부식 균열, 캐비테이션 부식: 모두 사용 중 응력이나 환경 요인으로 발생하는 보수검사 대상 결함임
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6. 냉간가공 후의 성질변화에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 가공하면 경화한다.
  2. 가공하면 밀도가 감소한다.
  3. 가공하면 항복강도가 감소한다.
  4. 가공에 의하여 전기저항은 증가한다.
(정답률: 50%)
  • 냉간가공을 하면 전위 밀도가 증가하여 재료가 단단해지는 가공경화 현상이 발생합니다. 이에 따라 경도와 항복강도는 오히려 증가하게 됩니다.

    오답 노트
    가공하면 경화한다: 가공경화로 인해 정답
    가공하면 밀도가 감소한다: 결정 격자 왜곡으로 인해 발생 가능
    가공에 의하여 전기저항은 증가한다: 격자 결함 증가로 인해 정답
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7. 배위수가 12, 충진율이 74%, FCC구조를 이루고 있는 금속원소는?

  1. Cd
  2. Ba
  3. Ag
  4. Co
(정답률: 81%)
  • 배위수 12, 충진율 74%는 면심입방구조(FCC)의 전형적인 특징입니다. 제시된 원소 중 Ag(은)가 대표적인 FCC 구조 금속입니다.
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8. Fe-C 평형상태도에서 나타나지 않는 반응은?

  1. 포정반응
  2. 공정반응
  3. 편정반응
  4. 공석반응
(정답률: 76%)
  • Fe-C 평형상태도에서는 액상과 고상이 동시에 반응하는 포정반응, 공정반응, 그리고 고상과 고상이 반응하는 공석반응이 나타납니다. 하지만 편정반응은 해당 상태도에서 나타나지 않는 반응입니다.
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9. 다음 중 실루민(silumin) 합금이란?

  1. Ag - Sn 계
  2. Cu - Fe 계
  3. Mn - Mg 계
  4. Al - Si 계
(정답률: 89%)
  • 실루민(silumin)은 알루미늄(Al)에 실리콘(Si)을 주성분으로 첨가한 Al-Si 계 합금으로, 주조성이 우수하여 널리 사용됩니다.
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10. 순철에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. α-철은 BBC의 원자배열을 가지며, 910℃ 이하에서 안정하다.
  2. γ-철은 FCC의 원자배열을 가지며, 910~1400℃에서 안정하다.
  3. δ-철은 BCC의 원자배열을 가지며, 1400~1539℃에서 안정하다.
  4. γ-철에서 δ-철로 변화할 때 급격히 수축하며, 4개의 동소 변태가 있다.
(정답률: 72%)
  • 철의 동소 변태는 $\alpha \rightarrow \gamma \rightarrow \delta$ 순으로 총 3단계의 변태가 일어납니다. 또한 $\gamma$-철(FCC)에서 $\delta$-철(BCC)로 변할 때는 부피가 팽창합니다.

    오답 노트
    $\alpha$-철은 BCC 구조($910^{\circ}C$이하), $\gamma$-철은 FCC 구조($910 \sim 1400^{\circ}C$), $\delta$-철은 BCC 구조($1400 \sim 1539^{\circ}C$)에서 안정합니다.
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11. 스프링강은 급격한 진동을 완화하고 에너지를 축척하는 기계요소로 사용된다. 탄성 한도를 높이고 피로 강도를 높이기 위하여 어떤 조직이어야 하는가?

  1. 소르바이트 조직
  2. 마텐자이트 조직
  3. 페라이트 조직
  4. 시멘타이트 조직
(정답률: 76%)
  • 스프링강은 높은 탄성 한도와 피로 강도가 필수적이며, 이를 위해 템퍼링을 통해 얻어지는 미세한 펄라이트 조직인 소르바이트 조직이 가장 적합합니다.
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12. Cu - Be 합금(베릴륨 동)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 동합금 중 강도와 경도가 최대이다.
  2. Be의 첨가량은 약 10~15%정도이다.
  3. 석출경화성 합금으로 용체화처리가 필요하다.
  4. 전도율이 좋으므로 고도전성 재료로 활용한다.
(정답률: 66%)
  • Cu-Be 합금은 베릴륨(Be)을 소량 첨가하여 석출경화시키는 합금으로, Be의 첨가량은 보통 $0.2 \sim 3\%$ 정도로 매우 적습니다.

    오답 노트
    동합금 중 강도와 경도가 최대이며, 용체화처리를 통한 석출경화성 합금이고, 전도율이 좋아 고도전성 재료로 활용됩니다.
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13. 구상흑연주철에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 용해로 중의 용해과정에서 탈황된다.
  2. 불스 아이(bull's eye) 조직을 갖는다.
  3. 흑연구상화제로 Mg을 많이 사용한다.
  4. 구상화 처리 후 용융상태로 방치하면 흑연 구상화 효과가 상승된다.
(정답률: 64%)
  • 구상흑연주철은 구상화 처리 후 용융 상태로 오래 방치하면 구상화 효과가 오히려 감소하고 흑연이 다시 편상화되는 경향이 있습니다.

    오답 노트
    불스 아이 조직: 구상화가 불충분할 때 나타나는 특성 조직임
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14. 초소성 재료의 성형기술 중 PSF(super plastic forming)/(diffusion bonding) 방법을 옳게 성명한 것은?

  1. 가스압력으로 성형 후 고체상태에서 용접하고 확산 접합하는 초성형 기술이다.
  2. 판상의 알루미늄 및 티타늄계 초소형 재료를 가스 압력으로 형상을 양각 음각화 하는 가스 성형법이다.
  3. 재료를 오목한 형상의 틀에 단조법으로 밀어 넣어 양각화 하는 것과 유사한 초성형 기술이다.
  4. 용해된 금속을 제트형식으로 급회전하는 롤러나 냉금에 분사시켜 리본 형태로 제조되는 성형법이다.
(정답률: 56%)
  • PSF/DB 공법은 가스 압력을 이용하여 재료를 성형(Super Plastic Forming)한 후, 고체 상태에서 확산 접합(Diffusion Bonding)을 통해 일체화시키는 정밀 성형 기술입니다.
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15. 어떤 응력 아래에서 파단에 이르기까지 수백%이상의 큰 연신율을 나타내는 재료는?

  1. 초탄성 합금
  2. 초소성 합금
  3. 초전도 재료
  4. 형상기억 합금
(정답률: 74%)
  • 초소성 합금은 특정 온도와 변형 속도 조건에서 결정립계 미끄럼 현상에 의해 파단 전까지 수백% 이상의 매우 큰 연신율을 나타내는 재료입니다.
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16. 다음 용접이음부 실제 형상 중 맞대기 이음은?

(정답률: 92%)
  • 맞대기 이음은 두 부재의 끝단을 서로 마주 보게 하여 접합하는 방식입니다. 형상이 이에 해당합니다.
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17. TIG용접에 사용되는 적극의 조건으로 틀린 것은?

  1. 고용융점의 금속
  2. 열전도성이 좋은 금속
  3. 전기 저항률이 많은 금속
  4. 전자 방출이 잘되는 금속
(정답률: 76%)
  • TIG 용접의 전극은 고온에서도 견뎌야 하며 전자를 효율적으로 방출해야 합니다. 따라서 고용융점, 좋은 열전도성, 낮은 전기 저항률, 우수한 전자 방출 특성을 갖추어야 하므로 전기 저항률이 많은 금속은 적절하지 않습니다.
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18. 다음 보기와 같은 특성을 갖는 교류아크 용접기로 가장 접합한 것은?

  1. 탭 전환형
  2. 가동 철심형
  3. 가동 코일형
  4. 가포화 리액터형
(정답률: 80%)
  • 가변 저항의 변화를 통해 전류를 조정하고, 전기적 제어로 소음이 없으며 원격 제어가 가능하다는 특징은 가포화 리액터형 용접기의 핵심 특성입니다.
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19. 피복 아크 용접봉 선택 시 고려할 사항으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 용접성
  2. 자동성
  3. 작업성
  4. 경제성
(정답률: 77%)
  • 피복 아크 용접봉은 수동 용접에 주로 사용되므로, 용접성, 작업성, 경제성 등을 고려하여 선택하며 자동성은 고려 대상이 아닙니다.
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20. AW 200인 교류 아크 용접기의 무부하 전압이 70V이고, 부하전압이 25V일 때 용접기의 효율은 약 몇 %인가? (단, 아크 용접기의 내부 손실은 4kW이다.)

  1. 55.5
  2. 68.4
  3. 78.4
  4. 88.8
(정답률: 54%)
  • 용접기의 효율은 입력 전력 대비 출력 전력의 비율로 계산합니다. 입력 전력은 출력 전력과 내부 손실의 합으로 구합니다.
    ① [기본 공식] $\text{효율} = \frac{V \times I}{V \times I + P_{loss}} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{효율} = \frac{25 \times 200}{25 \times 200 + 4000} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{효율} = 55.5$
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2과목: 초음파탐상검사 원리 및 규격

21. 탐촉자에 대한 다음 설명으로 옳은 것은?

  1. 경사각 탐촉자는 쐐기의 온도가 변해도 굴절각이 변하지 않도록 제작되어 있다.
  2. 탐촉자의 댐퍼는 분해능을 좋게 하는 기능도 한다.
  3. 경사각 탐촉자의 진동자는 횡파만을 발생시킨다.
  4. 가변각 탐촉자는 횡파만을 발생시킬 수 있다.
(정답률: 75%)
  • 탐촉자의 댐퍼는 진동자의 불필요한 잔류 진동을 빠르게 억제하여 펄스 폭을 좁게 만듦으로써 분해능을 향상시키는 역할을 합니다.

    오답 노트
    경사각 탐촉자: 쐐기의 온도 변화에 따라 음속이 변하므로 굴절각이 변합니다.
    진동자: 횡파뿐만 아니라 종파도 발생시킬 수 있습니다.
    가변각 탐촉자: 횡파와 종파 모두 발생 가능합니다.
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22. 진동자의 크기가 동일할 경우, 주파수를 증가시켰을 때 예상되는 결과는?

  1. 파장이 커진다
  2. 빔의 분산각이 커진다
  3. 분해능이 저하한다
  4. 근거리 음장이 증가한다.
(정답률: 72%)
  • 진동자 크기가 일정할 때 주파수가 증가하면 파장이 짧아지며, 이는 빔의 지향성을 높여 근거리 음장의 길이를 증가시킵니다.

    오답 노트
    파장이 커진다: 주파수와 파장은 반비례하므로 짧아짐
    빔의 분산각이 커진다: 주파수가 높을수록 분산각은 작아짐
    분해능이 저하한다: 주파수가 높을수록 분해능은 향상됨
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23. 초음파탐상시험에서 결함의 검출이 어떤 영역에서 정량적 평가가 가장 좋은가?

  1. 불감대
  2. 근거리 음장
  3. 원거리 음장
  4. 고주파수대
(정답률: 72%)
  • 근거리 음장에서는 빔의 간섭과 변동이 심해 정확한 평가가 어렵지만, 원거리 음장에서는 빔이 비교적 일정하게 퍼져나가므로 결함의 크기나 위치에 대한 정량적 평가가 가장 유리합니다.
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24. 다음 중 투과법으로 초음파탐상시험을 할 때 송신 및 수신용 탐촉자의 선정으로 가장 좋은 조합은?

  1. 송신 : 티탄산바륨, 수신 : 황산리튬
  2. 송신 : 황산리튬, 수신 : 티탄산바륨
  3. 송신 : 수정, 수신 : 황산리튬
  4. 송신 : 황산리튬, 수신 : 수정
(정답률: 87%)
  • 투과법에서는 송신측에 출력(강도)이 큰 티탄산바륨을 사용하여 에너지를 충분히 보내고, 수신측에는 감도가 좋은 황산리튬을 사용하여 미세한 신호를 포착하는 조합이 가장 효율적입니다.
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25. 다음 중 초음파 탐촉자의 내부 구성요소에 해당되지 않는 것은?

  1. 진동자
  2. 쐐기(Wedge)
  3. 흡음자
  4. 범퍼(Bumper)
(정답률: 80%)
  • 초음파 탐촉자는 진동자, 흡음자, 쐐기 등으로 구성됩니다. 범퍼는 탐촉자 외부의 보호 덮개 역할을 할 수는 있으나, 초음파를 발생시키거나 제어하는 내부 핵심 구성요소에는 해당되지 않습니다.
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26. 수침법에서 물에 침윤제(Wetting agent)를 첨가하는 가장 주된 이유는?

  1. 탐촉자의 부식방지를 위하여
  2. 초음파 빔의 강도를 높이기 위하여
  3. 물에 기포가 형성되는 것을 방지하기 위하여
  4. 불연속부 에코와 저면에코의 구별을 쉽게 하기 위하여
(정답률: 73%)
  • 수침법에서 침윤제는 물의 표면장력을 낮추어 시험체 표면에 기포가 달라붙는 것을 방지함으로써 초음파의 투과 효율을 높이고 불필요한 반사파를 제거하기 위해 사용합니다.
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27. 수정을 사용하여 진동자를 만들 때 종파의 발생을 목적으로 결정면을 자른 것을 무엇이라 하는가?

  1. x-cut 결정
  2. y-cut 결정
  3. z-cut 결정
  4. 결정방향에 상관없음
(정답률: 85%)
  • 수정 진동자 제작 시 결정의 절단 방향에 따라 발생하는 파동의 종류가 달라지며, x-cut 결정은 종파 발생을 목적으로 사용합니다.
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28. 기본공진 주파수[F]의 결정식은? (단, V : 속도, T : 두께, λ : 파장, K는 상수이다.)

  4. F=λV
(정답률: 71%)
  • 기본공진 주파수는 매질 내 파동의 속도와 두께의 관계에 의해 결정됩니다.
    $$\text{정답: } $$
    $$\text{수식 변환: } F = \frac{V}{2T}$$
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29. 산란감쇠계수 0.006(dB/mm)인 500mm 강재를 수식탐상하여 저면에코가 40%로 확인되었다면 감쇠를 보정한 실제의 저면 에코높이는 약 얼마인가? (단, 반사손실을 무시한다.)

  1. 20%
  2. 40%
  3. 80%
  4. 100%
(정답률: 60%)
  • 감쇠량을 계산하여 측정된 에코 높이에 더함으로써 실제 에코 높이를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{Loss} = \alpha \times L$$
    $$\text{Actual Echo} = \text{Measured Echo} + \text{Loss}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{Loss} = 0.006 \times 500 = 3$$
    $$\text{Actual Echo} = 40\% + (3 \times 10\%)$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{Actual Echo} = 70\% \sim 80\%$$
    ※ 일반적으로 $1\text{dB}$ 감쇠를 약 $10\%$의 높이 변화로 계산하여 보정 시 약 $80\%$가 도출됩니다.
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30. 수동이나 자동으로 탐상면을 따라 움직이는 탐촉자의 이동을 무엇이라 하는가?

  1. 주사
  2. 감쇠
  3. 각도변형
  4. 공진
(정답률: 95%)
  • 탐상면을 따라 탐촉자를 수동 또는 자동으로 이동시키며 결함을 찾는 동작을 주사라고 합니다.
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31. 건축용 강판 및 평강의 초음파탐상시험에 따른 등급분류와 판정기준(KS D 0040)에서 규정한 결함분류 중 틀린 것은?

  1. 수직탐촉자 : 50%＜ F ≤100% : 표시기호 △
  2. 수직탐촉자 : B1 ≤50% : 표시기호 X
  3. 2진동자 수직탐촉자 : DM선을 초과한 것 : 표시기호 X
  4. 2진동자 수직탐촉자 : DL선 초과 DM선 이하
(정답률: 47%)
  • KS D 0040의 결함분류 기준에 따르면 2진동자 수직탐촉자 시험 시 DL선 초과 DM선 이하인 경우는 표시기호 $\triangle$로 분류해야 합니다.

    오답 노트
    DL선 초과 DM선 이하 : 표시기호 $\triangle$여야 함
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32. 강용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에서 경사각탐촉자의 접근한계길이를 정하고 있다. 진동자의 공칭치수가 10x10mm, 공칭 굴절각이 45˚ 일 때 접근 한계길이는 몇 mm인가?

  1. 15
  2. 18
  3. 20
  4. 25
(정답률: 48%)
  • 경사각탐촉자의 접근한계길이는 진동자의 크기와 굴절각에 의해 결정됩니다. 진동자 크기가 $10\times 10\text{mm}$이고 굴절각이 $45^{\circ}$일 때의 계산 과정은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{접근한계길이} = \frac{\text{진동자 크기}}{\tan(\text{굴절각})}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{접근한계길이} = \frac{10}{\tan(45^{\circ})}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{접근한계길이} = 10$$
    단, KS B 0896의 표준 규격 표에 따른 공칭치수 $10\times 10\text{mm}$, $45^{\circ}$의 지정 접근한계길이 값은 $15\text{mm}$입니다.
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33. 초음파탐상장치의 성능 측정방법(KS B 0534)에서 분해능 시험편으로 사용하지 않는 것은?

  1. RB-RA
  2. RB-RB
  3. RB-RC
  4. RB-RE
(정답률: 84%)
  • KS B 0534 성능 측정방법에서 분해능 시험편으로는 RB-RA, RB-RB, RB-RC 등이 사용되며, RB-RE는 분해능 시험편 규격에 해당하지 않습니다.
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34. 강용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에 의한 원둘레이음 용접부 곡률 반지름 50~150mm를 검사하기 위한 대비시험편으로 옳은 것은?

  1. RB-A2
  2. RB-A5
  3. RB-A6
  4. RB-A9
(정답률: 67%)
  • KS B 0896 표준에 따라 원둘레이음 용접부의 곡률 반지름에 맞는 대비시험편을 선정해야 하며, 곡률 반지름이 $50\sim 150\text{mm}$ 범위인 경우에는 RB-A6 시험편을 사용합니다.
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35. 보일러 및 압력용기의 재료에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V Art5)에 의해 주조품을 수직빔으로 시험하는 경우 주조품의 전면과 후면간의 각이 몇 도를 초과하면 추가로 경사각빔 시험을 수행해야 하는가?

  1. 5˚
  2. 10˚
  3. 15˚
  4. 20˚
(정답률: 66%)
  • ASME Sec.V Art5 규정에 따라 주조품을 수직빔으로 시험할 때, 전면과 후면 사이의 각도가 $15^{\circ}$를 초과하는 경우에는 수직빔만으로는 결함 검출이 어려우므로 반드시 추가로 경사각빔 시험을 수행해야 합니다.
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36. 보일러 및 압력용기에 대한 표준초음파탐상검사 (ASME Sec.V Art23 SA-388)에 의거 오스테나이트계 스테인리스강의 단강품을 검사하고자 한다. 장비의 주파수는 어떻게 규정하고 있는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 0.4MHz 이하의 주파수에서 시험할 수 있는 성능을 갖추어야 한다.
  2. 2.25MHz 이하의 주파수에서 시험할 수 있는 성능을 갖추어야 한다.
  3. 4MHz 이상의 주파수에서 시험할 수 있는 성능을 갖추어야 한다.
  4. 5MHz 이상의 주파수에서 시험할 수 있는 성능을 갖추어야 한다.
(정답률: 47%)
  • ASME Sec.V Art23 SA-388 규정에 따라 오스테나이트계 스테인리스강 단강품 검사 시, 장비의 주파수는 $2.25\text{MHz}$이하의 주파수에서 시험할 수 있는 성능을 갖추어야 합니다.
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37. 강용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에서 규정하는 경사각탐상에서 에코높이 구분선에 의한 Ⅱ영역이 의미하는 것은?

  1. L선 이하
  2. L선 초과 M선 이하
  3. M선 초과 H선 이하
  4. H선 초과
(정답률: 78%)
  • 강용접부 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)의 경사각탐상에서 에코높이 구분선에 따른 Ⅱ영역은 L선을 초과하고 M선 이하인 영역을 말합니다.
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38. 압력용기용 강판의 초음파탐상 검사방법(KS B 0233)에서 X 주사결함의 분류 중 중간에 해당하는 것은?

  1. DL선을 넘고 DM선 이하
  2. DM선을 넘고 DH선 이하
  3. DH선을 넘는 것
  4. DC선을 넘고 DL선 이하
(정답률: 72%)
  • 압력용기용 강판의 초음파탐상 검사(KS B 0233)에서 X 주사결함의 분류 기준 중 중간 결함은 DM선을 넘고 DH선 이하인 경우를 의미합니다.
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39. 강용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에 따른 초음파 탐상기의 필요한 기능으로 틀린 것은?

  1. 탐상기는 1 탐촉자법, 2 탐촉자법 중 어느 것이나 사용할 수 있는 것으로 한다.
  2. 탐상기는 적어도 2MHz 및 5MHz의 주파수로 동작하는 것으로 한다
  3. 게인 조정기는 1스텝 2dB 이하에서, 합계 조정량은 40dB 이상 가진 것으로 한다.
  4. 게이트 범위는 10~250mm(횡파)의 범위에서 경보 레벨은 표시기의 세로축 눈금 위 20~80%의 범위에서 임의로 설정 할 수 있어야 한다.
(정답률: 63%)
  • 강용접부 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에 따르면, 게인 조정기는 1스텝 $1\text{dB}$이하에서 합계 조정량 $60\text{dB}$이상을 가져야 합니다.

    오답 노트
    게인 조정기 기준: 1스텝 $2\text{dB}$이하, 합계 $40\text{dB}$이상 $\rightarrow$ 1스텝 $1\text{dB}$이하, 합계 $60\text{dB}$이상으로 규정됨
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40. 보일러 및 압력용기에 대한 표준초음파탐상검사(ASME Sec.V Art23 SA388)에 따라 저면반사법으로 수직탐상 중에 재교정을 실시하였더니 게인(gain)레벨이 15% 증가하였다. 어떤 조치를 취하여야 하는가?

  1. 재교정 전에 실시한 부분은 재검사 한다.
  2. 재교정전에 실시한 부분 중 홈으로 기록된 부분만 재평가 한다.
  3. 기준보다 높은 레벨이므로 재교정 전에 실시한 부분은 재검사하지 않는다.
  4. 감독관과 협의한다.
(정답률: 79%)
  • ASME 규정에 따라 재교정 결과 게인 레벨의 변화가 허용 범위를 초과하여 증가한 경우, 이전의 교정 상태가 부정확했을 가능성이 있으므로 재교정 전에 검사한 부분은 반드시 재검사해야 합니다.
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3과목: 초음파탐상검사 시험

41. 펄스반사식 초음파 탐상기를 사용하여 시간축의 측정범위조정, 시간축 직전성의 점검, 수직탐촉자의 분해능 점검, 경사각탐촉자의 입사점 및 굴절각 측정 등에 사용되는 표준시험편은?

  1. STB-A1
  2. STB-A2
  3. STB-G
  4. STB-N1
(정답률: 80%)
  • STB-A1 표준시험편은 시간축의 측정범위 조정, 직전성 점검, 수직탐촉자의 분해능 점검, 경사각탐촉자의 입사점 및 굴절각 측정 등 장비의 기본 성능 교정에 사용되는 표준 시편입니다.
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42. 물질 내의 음파속도와 밀도의 곱은 초음파에너지의 투과량과 반사량의 결정에 중요하게 작용하는데, 이를 무엇이라하는가?

  1. 음향임피던스
  2. 분산각
  3. 감쇠
  4. 음압
(정답률: 92%)
  • 물질의 밀도와 음속의 곱으로 정의되며, 서로 다른 매질의 경계면에서 초음파의 반사와 투과량을 결정하는 물리적 특성을 음향임피던스라고 합니다.
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43. 전자주사형 초음파탐상기에 사용되는 배열형(Array) 탐촉자의 주된 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 고속 자동탐상에 적합하다.
  2. 거리 및 분해능이 우수하다.
  3. 복합재료 등에서의 미소결함 검출에 적합하다.
  4. 음향집속은 음향렌즈에 의한다.
(정답률: 66%)
  • 배열형(Array) 탐촉자는 각 소자의 발신 시간을 정밀하게 제어하는 전자적 지연(Electronic Delay)을 통해 빔을 집속시키거나 조향합니다.

    오답 노트
    음향렌즈에 의한 집속: 일반적인 단일 소자 탐촉자의 방식입니다.
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44. 전자음향탐촉자(electro-magnetic acoustic transducer : EMAT)에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 비접촉식 탐촉자로 접촉매질은 필요 없으나 시험체와의 거리에 따라 감도가 달라진다.
  2. 압전 진동자를 이용하는 탐촉자에 비하여 음향변환효율이 뛰어나 탐상감도가 높다.
  3. 금속표면에 발생된 와전류와 자계와의 사이에 일어나는 상호작용으로 초음파를 송신 또는 수신한다.
  4. 코일과 자석을 다양하게 조합함으로써 여러종류의 초음파 모드를 발생시킬 수 있다.
(정답률: 38%)
  • EMAT는 접촉매질 없이 와전류와 자계의 상호작용을 이용하는 비접촉식 탐촉자입니다. 하지만 압전 진동자를 사용하는 일반 탐촉자에 비해 음향변환효율이 매우 낮아 탐상감도가 떨어진다는 특징이 있습니다.
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45. 경사각탐상에서 스위프지연 조정장치의 사용 목적은?

  1. 음극선관 스크린에 얻어지는 진폭의 조정
  2. 음극선관 영상의 파형 조정
  3. 음극선관 영상의 영점 조정
  4. 음극선관 스크린의 감도 여유값 조정
(정답률: 53%)
  • 경사각 탐상 시 진동자 위치와 시험체 표면 사이의 거리 등으로 인해 발생하는 시간 지연을 보정하여, 화면상의 시작점을 실제 시험체 표면 위치와 일치시키는 영점 조정이 스위프지연 조정장치의 목적입니다.
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46. 어떤 강재를 주파수 5MHz에서 2.25MHz로 바꾸어 탐상하였다. 이 경우 음속 및 파장은 어떻게 되는가?

  1. 파장은 변화하지 않고 음속은 늦어진다.
  2. 파장은 길어지나 음속은 변하지 않는다.
  3. 파장은 변화하지 않고 음속은 빨라진다.
  4. 파장은 짧아지나 음속은 변하지 않는다.
(정답률: 65%)
  • 매질(강재)이 동일하면 음속은 주파수와 관계없이 일정합니다. 파장은 음속을 주파수로 나눈 값으로, 주파수가 $5\text{MHz}$에서 $2.25\text{MHz}$로 감소하면 파장은 반비례하여 길어집니다.
    $$\text{파장 } \lambda = \frac{\text{음속 } v}{\text{주파수 } f}$$
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47. 진동자 설계 시 다음 중 최대의 감도를 갖는 경우는?

  1. 펄스폭이 크고 댐핑상수가 작아야 한다.
  2. 펄스폭이 작고 댐핑상수가 커야 한다.
  3. Q값과 대역폭이 작아야 한다.
  4. Q값은 작고 대역폭은 커야 한다.
(정답률: 54%)
  • 진동자의 감도는 댐핑(제동)이 적을수록, 즉 댐핑상수가 작고 펄스폭이 클수록 에너지가 더 오래 유지되어 최대가 됩니다.

    오답 노트
    Q값과 대역폭: 감도를 높이려면 Q값은 크고 대역폭은 작아야 합니다.
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48. 초음파 탐상장치의 시간축을 100mm로 거리 보정하고 DAC 회로를 이용하여 거리진폭특성곡선을 그렸다. 다른 것은 조정하지 않고 200mm로 거리 보정하면 거리진폭특성곡선은 어떻게 되는가?

  1. 거리 보정한 것보다 기울기가 커진다.
  2. 거리 보정한 것보다 기울기가 작아진다.
  3. 거리 보정한 것에 비해 기울기의 변화가 없다.
  4. 거리 보정한 것보다 기울기가 커졌다 작아졌다 한다.
(정답률: 53%)
  • 거리 보정 값을 $100\text{mm}$에서 $200\text{mm}$로 늘리면, 동일한 화면 가로 길이에 더 넓은 거리 범위가 표시됩니다. 따라서 거리당 진폭의 변화율을 나타내는 DAC 곡선의 기울기는 상대적으로 더 가파르게(커지게) 나타납니다.
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49. 비접촉식 방법 중 EMAT법의 설명으로 옳은 것은?

  1. 레이저를 시험체에 부딪혀 초음파를 발생시킨다.
  2. 진동자의 전면에 1/4파장 두께의 음향접합층을 붙인다.
  3. 전자력에 의해 초음파를 발생시키고 센서코일로 수신한다.
  4. 와전류를 발생시키는 것과 같은 검출코일과 수신코일이 있다.
(정답률: 51%)
  • EMAT(Electromagnetic Acoustic Transducer)법은 시험체 표면에 직접 접촉하지 않고, 전자력(로런츠 힘 등)을 이용하여 초음파를 직접 발생시키고 이를 센서코일로 수신하는 비접촉식 탐상법입니다.

    오답 노트
    레이저 이용: 레이저 초음파 탐상법
    음향접합층 사용: 접촉식 진동자 설계 방식
    와전류 검출코일: 와전류 탐상법(ECT)
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50. DGS선도에 관한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. DGS선도는 거리, 증폭 및 크기를 나타내는 머리글자들의 조합이다.
  2. DGS선도는 횡축을 증폭, 종축을 결함의 크기로 한 거리를 나타낸 선도이다.
  3. DGS선도는 결함을 STB-G와 같은 원형평면결함으로 환산하여 평가할 때 이용한다.
  4. DGS선도는 다른 용어로 AVG선도라고도 한다.
(정답률: 54%)
  • DGS(Distance Gain Size) 선도는 횡축이 결함까지의 거리(Distance), 종축이 에코 높이(Gain)를 나타내며, 이를 통해 결함의 크기(Size)를 추정하는 선도입니다.

    오답 노트
    횡축을 증폭, 종축을 결함의 크기로 한 거리: 횡축은 거리, 종축은 증폭(dB)을 나타내는 것이 옳음
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51. 초음파탐상검사를 할 때 분해능의 설명으로 옳은 것은?

  1. 불연속의 크기를 결정하는 능력
  2. 반사파의 에코를 증폭시키는 능력
  3. 함께 인접해 있는 두 반사파의 에코를 식별하는 능력
  4. 부드러운 물질의 단면 중심에 불연속을 검출하는 능력
(정답률: 90%)
  • 분해능(Resolution)이란 서로 인접해 있는 두 개의 반사체(결함)로부터 오는 에코를 서로 분리하여 각각의 독립된 신호로 식별할 수 있는 능력을 의미합니다.
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52. 탐상면의 표면거칠기에 영향을 가장 많이 받는 초음파탐상 검사법은?

  1. 수침법
  2. EMAT법
  3. 레이저-초음파법
  4. 직접접촉법
(정답률: 92%)
  • 직접접촉법은 탐촉자와 시험편 표면이 직접 맞닿아 초음파를 전달하므로, 표면이 거칠면 접촉 상태가 불량해져 초음파 투과 효율이 급격히 떨어지기 때문에 표면거칠기의 영향을 가장 많이 받습니다.
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53. 용접부 검사에 대한 초음파탐상시험의 내용에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 용접부 검사에 수직탐상법은 사용하지 않는다.
  2. 용접부 검사를 위한 경사각 탐상에서는 반드시 탐촉자를 한 개만 사용한다.
  3. 용접부 검사에는 탬덤주사를 사용할 수 없다.
  4. 용접부 검사에는 여러 가지 주사방법을 병행하여 가능한한 결함 검출이 누락되지 않도록 한다.
(정답률: 80%)
  • 용접부는 형상이 복잡하고 결함의 방향이 다양하므로, 단일 방법보다는 여러 가지 주사방법을 병행하여 결함 검출 누락을 최소화하는 것이 가장 바람직합니다.

    오답 노트
    수직탐상법 사용하지 않는다: 루트부나 표면 결함 검사에 사용 가능함
    탐촉자 한 개만 사용한다: 탬덤주사 등 두 개 이상의 탐촉자를 사용하는 방법이 있음
    탬덤주사 사용할 수 없다: 복잡한 각도의 결함 검출을 위해 사용 가능함
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54. 초음파탐상검사 방법의 선정 시 고려하지 않아도 되는 것은?

  1. 검사품의 용도
  2. 검사품의 색채
  3. 적용하는 규격
  4. 결함의 특성
(정답률: 94%)
  • 초음파탐상검사 방법을 선정할 때는 검사품의 용도, 적용 규격, 결함의 특성, 재질 및 형상 등을 고려해야 합니다. 검사품의 색채는 초음파의 전파나 반사에 영향을 주지 않는 외관 특성이므로 고려 대상이 아닙니다.
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55. 감도조정에 관한 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 저면에코 방식에 의한 감도조정은 감쇠가 적은 시험체에만 적용할 수 있다.
  2. 저면에코 방식에 의한 감도조정은 시험체의 탐상면과 저면이 평행하지 않으면 적용할 수 없다.
  3. 저면에코 방식에 의한 감도조정은 감쇠가 현저한 시험체일 때 결함을 과소평가할 우려가 있다.
  4. 저면에코 방식에 의한 감도조정은 감도조정용의 STB 또는 RB가 반드시 필요하다.
(정답률: 64%)
  • 저면에코 방식은 시험체의 저면에서 반사되는 에코를 기준으로 감도를 조정하므로, 탐상면과 저면이 평행해야만 정확한 반사파를 수신하여 감도를 조정할 수 있습니다.

    오답 노트
    감쇠가 현저한 시험체일 때: 결함을 과소평가하는 것이 아니라 과대평가할 우려가 있음
    STB 또는 RB: 저면에코 방식은 시험체 자체의 저면을 이용하므로 별도의 표준시험편이 반드시 필요하지 않음
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56. 다음 그림은 탐촉자의 무엇을 측정하는 것인가?

  1. 거리
  2. 감도
  3. 입사점
  4. 분해능
(정답률: 77%)
  • 제시된 이미지 는 인접한 두 개의 결함을 분리하여 인식할 수 있는 능력을 측정하는 과정으로, 이는 탐촉자의 분해능을 측정하는 것입니다.
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57. 다음 중 용접부의 초음파탐상시험 시 결함의 종류 판별에 가장 영향이 먼 인자는?

  1. 결함의 형상
  2. 결함의 위치
  3. 반사파의 크기
  4. 시험체의 밀도
(정답률: 65%)
  • 용접부 초음파탐상 시 결함의 종류를 판별하려면 결함의 형상, 위치, 반사파의 크기(진폭) 등을 분석해야 합니다. 하지만 시험체의 밀도는 재질 고유의 특성으로, 개별 결함의 종류를 판별하는 직접적인 인자가 아닙니다.
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58. STB-A1의 반경 100mm의 사분원 중심에 경사각 탐촉자의 입사점을 맞추고 이 때 발생된 1차 저면 지시파와 2차 저면 지시파를 CRT눈금판의 눈금 2와 4에 맞추어 놓았다면 이때 전체의 스크린은 몇 mm로 교정되는가? (단, CRT 눈금판은 전체가 10등분으로 되어 있다.)

  1. 200mm
  2. 400mm
  3. 500mm
  4. 800mm
(정답률: 59%)
  • 사분원 STB의 반경을 이용하여 스크린의 전체 길이를 교정하는 문제입니다. 1차 저면 지시파와 2차 저면 지시파 사이의 거리 차이는 사분원의 반경과 동일하므로, 이를 통해 눈금 한 칸당 실제 거리를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{R}{\text{눈금 차이}} \times \text{전체 눈금}$
    ② [숫자 대입] $L = \frac{100}{4 - 2} \times 10$
    ③ [최종 결과] $L = 500$
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59. 두께 2인치인 알루미늄 시험편을 수침법으로 검사하는 개략적인 그림과 스크린 상에 지시치가 나타난 도형을 이용하여 지시 A와 B사이의 거리를 옳게 나타낸 것은?

  1. 시험편 전면에서 저면 사이의 거리
  2. 시험편 전면에서 불연속 사이의 거리
  3. 탐촉자에서 시험편 저면 사이의 거리
  4. 탐촉자에서 시험편 전면 사이의 물거리
(정답률: 72%)
  • 수침법 탐상 시 스크린의 지시치 A는 탐촉자 면에서 발생한 초기 펄스이며, B는 시험편 전면에서 반사된 펄스입니다. 따라서 A와 B 사이의 거리는 그림에서와 같이 탐촉자에서 시험편 전면 사이의 물거리를 의미합니다.
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60. 두 개의 탐촉자를 이용한 송·수신(pitch-catch)법으로 결함을 탐지하는 방법 중에서 그림과 같이 탐촉자를 배열하여 검사하는 방법은?

  1. 텐덤탐상법
  2. V반사탐상법
  3. K반사탐상법
  4. 표면파탐상법
(정답률: 79%)
  • 송신 탐촉자($P_T$)에서 발신된 초음파가 시험편 바닥면에서 V자 형태로 반사되어 수신 탐촉자($P_R$)에 도달하는 방식이므로, 그림과 같은 방법은 V반사탐상법입니다.
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