초음파비파괴검사산업기사 필기 기출문제복원 (2018-03-04)

초음파비파괴검사산업기사
(2018-03-04 기출문제)

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1과목: 비파괴검사 개론

1. 전하(q)가 있을 때 이 전하로부터 거리가 r만큼 떨어진 곳에서 같은 크기의 전하에 작용하는 힘(F, 자장의 세기)을 나타낸 관계식은? (단, k는 비례상수이다.)

  1. F = k(q/r)2
  2. F = k · q(1/r)2
  3. F = k(r/q)2
  4. F = k · r(1/q)2
(정답률: 77%)
  • 전하간의 힘은 전하의 크기와 거리에 비례하고, 반비례한다는 쿨롱 법칙에 따라 F ∝ q/r^2 이다. 비례상수 k를 추가하여 F = k(q/r)^2 로 나타낼 수 있다. 따라서 정답은 "F = k(q/r)2" 이다.
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2. 내부결함 검출에 적절한 최적의 비파괴시험에 대하여 설명한 것 중 옳은 것은?

  1. 용접부 내부 블로홀의 검출에는 와전류탐상시험이 최적이다.
  2. 강판 표면과 평행한 면상의 내부결함을 검출하는데는 자분탐상시험이 최적이다.
  3. 구(球)형의 내부결함이 많은 주조품을 조사하는데는 초음파탐상시험이 최적이다.
  4. 맞대기용접부나 주조품의 내부에는 여러 형상의 결함이 혼재해 있기 때문에 방사선투과시험과 초음파탐상시험을 병용하는 것이 좋다.
(정답률: 89%)
  • 맞대기용접부나 주조품의 내부에는 여러 형상의 결함이 혼재해 있기 때문에 방사선투과시험과 초음파탐상시험을 병용하는 것이 좋다. 이유는 방사선투과시험은 물질 내부의 밀도 차이를 이용하여 결함을 검출하는 반면, 초음파탐상시험은 음파의 반사를 이용하여 결함을 검출하기 때문이다. 따라서 두 가지 시험을 병용하면 보다 정확하고 종합적인 내부결함 검출이 가능하다.
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3. 와전류탐상시험과 비교할 때 침투탐상시험시 신뢰성이 떨어지는 것은?

  1. 결함의 길이 측정
  2. 결함의 종류 판별
  3. 선형결함의 형상 파악
  4. 선형결함의 깊이 측정
(정답률: 84%)
  • 침투탐상시험은 결함의 크기와 위치를 정확하게 파악할 수 있지만, 결함의 깊이를 측정하기 어렵기 때문에 신뢰성이 떨어집니다. 따라서 선형결함의 깊이 측정이 정답입니다. 선형결함의 깊이는 결함이 물체의 표면 아래로 얼마나 깊이 침투하고 있는지를 나타내므로, 결함의 심도를 파악하는 데 중요한 정보입니다.
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4. 반도체 스트레인 게이지(Strain gauge)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 게이지율이 높다
  2. 소형이고 고저항이다.
  3. 높은 피로수명을 갖고 있다.
  4. 온도특성이 저항선에 비하여 작다.
(정답률: 67%)
  • "온도특성이 저항선에 비하여 작다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것이다. 반도체 스트레인 게이지는 온도에 민감하지 않으며, 저항선에 비해 온도특성이 작기 때문에 온도 변화에 따른 오차가 적다.
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5. 용접 시공 시에 발생하는 균열이 아닌 것은?

  1. 루트균열
  2. 비드아래균열
  3. 재열균열
  4. 크레이터균열
(정답률: 62%)
  • 재열균열은 용접 시 고온으로 인해 용접 부위 주변의 재료가 팽창하고, 그 후 냉각되면서 수축하면서 발생하는 균열로, 용접 부위의 인장강도를 감소시키는 문제가 있다. 따라서 용접 시공 시 발생하는 균열 중에서는 "재열균열"이 아닌 것은 "루트균열", "비드아래균열", "크레이터균열"이다.
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6. 고온을 얻을 수 있고, 온도조절이 용이하며 합금원소를 정확히 첨가할 수 있어 특수강의 제조에 사용되는 용해로는?

  1. 평로
  2. 고로
  3. 용선로
  4. 전기로
(정답률: 68%)
  • 전기로는 전기를 통해 금속을 용해시키는 공정으로, 전기를 통해 발생하는 고온으로 금속을 용해시킬 수 있습니다. 또한 전기로는 온도를 정밀하게 조절할 수 있어 특수강의 제조에 적합하며, 합금원소를 정확히 첨가할 수 있어 고품질의 강을 생산할 수 있습니다. 따라서 전기로는 특수강의 제조에 널리 사용되고 있습니다.
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7. 수소저장 합금의 금속간 화합물이 갖추어야 할 조건으로 옳은 것은?

  1. 평형 수소압 차이가 클 것
  2. 수소 저장시에는 생성열이 클 것
  3. 수소의 흡수 방출 속도가 느릴 것
  4. 활성화가 쉽고, 수소 저장 용량이 클 것
(정답률: 75%)
  • 활성화가 쉽고, 수소 저장 용량이 클 것이 갖추어야 할 조건인 이유는, 수소저장 합금은 수소를 흡수하고 방출하는 과정에서 활성화가 필요하며, 수소 저장 용량이 클수록 더 많은 수소를 저장할 수 있기 때문입니다. 이는 수소저장 합금의 실용성과 경제성을 높이는 중요한 요소입니다.
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8. Al 또는 그 합금의 성질에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 은백색의 가볍고 전연성이 있는 금속이다.
  2. 비중은 약 2.7이며, 용융온도는 약 660°C이다.
  3. 내식성이 좋고 전기 및 열의 전도성이 좋은 금속이다.
  4. 물과 대기 중에서 내식성이 나쁘고 염산, 황산, 알칼리 등에는 잘 견딘다.
(정답률: 91%)
  • 알 또는 그 합금은 물과 대기 중에서 내식성이 좋은 금속이며, 염산, 황산, 알칼리 등에도 잘 견딘다. 따라서, "물과 대기 중에서 내식성이 나쁘고 염산, 황산, 알칼리 등에는 잘 견딘다."라는 설명은 틀린 설명이다.
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9. Mn 함량을 12% 정도 함유한 것으로 오스테나이트 조직이며, 인성이 높고 내마멸성도 높아 분쇄기나 롤 등에 사용되는 강은?

  1. 듀콜강
  2. 고속도강
  3. 마레이징강
  4. 해드필드강
(정답률: 83%)
  • 해드필드강은 Mn 함량이 높아 인성과 내마멸성이 뛰어나며, 분쇄기나 롤 등에 사용하기 적합한 강종이다. 따라서 Mn 함량이 12% 정도 함유된 오스테나이트 조직을 가진 강은 해드필드강이다.
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10. 소결금속 자석으로 MK강이라고도 불리는 알니코(alnico) 자석강의 주요 성분을 올바르게 나타낸 것은?

  1. Sn, Cr, W
  2. Mo, S, V
  3. Ni, Al, Co
  4. Mn, Au, Sb
(정답률: 84%)
  • 알니코 자석강은 Ni(니켈), Al(알루미늄), Co(코발트) 세 가지 주요 성분으로 이루어져 있습니다. 이는 이 세 가지 금속이 자석화하기 쉽고, 자기력이 강하며, 내열성이 높기 때문입니다. 따라서 알니코 자석강은 고온에서도 안정적으로 작동할 수 있으며, 강한 자기력을 필요로 하는 분야에서 널리 사용됩니다.
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11. 백주철을 열처리로에 넣어 가열해서 탈탄 또는 흑연화 방법으로 제조된 것으로 강도, 인성, 내식성 등이 우수하여 고강도 부품, 유니버설 조인트 등으로 사용되는 주철은?

  1. 회주철
  2. 가단주철
  3. 냉경주철
  4. 구상흑연주철
(정답률: 66%)
  • 백주철은 열처리로에 넣어 가열해서 탈탄 또는 흑연화 방법으로 제조된 것으로, 이 중에서 가단주철은 탈탄 과정에서 가스를 주입하여 고온에서 빠르게 냉각시켜 제조된 주철입니다. 이 과정으로 인해 강도, 인성, 내식성 등이 우수하여 고강도 부품, 유니버설 조인트 등으로 사용됩니다. 따라서 정답은 "가단주철"입니다.
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12. 다음 중 과공석강의 탄소함유량은 약 몇 % 인가?

  1. 0.025% 이상 ~ 0.80% 이하
  2. 0.80% 이상 ~ 2.0% 이하
  3. 2.0% 이상 ~ 4.30% 이하
  4. 4.30% 이상 ~ 6.67% 이하
(정답률: 85%)
  • 과공석강은 탄소 함유량이 0.025% 이상인 강종으로, 탄소 함유량이 낮은 순서대로 0.025% 이상 ~ 0.80% 이하, 0.80% 이상 ~ 2.0% 이하, 2.0% 이상 ~ 4.30% 이하, 4.30% 이상 ~ 6.67% 이하로 구분됩니다. 따라서, 과공석강의 탄소 함유량은 0.80% 이상 ~ 2.0% 이하입니다.
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13. 금속의 격자결함 중 면결함에 해당되는 것은?

  1. 적층결함
  2. 주조결함
  3. 원자공공
  4. 격자간 원자
(정답률: 72%)
  • 적층결함은 금속의 격자 구조에서 원자 층이 일정하지 않은 면에서 발생하는 결함이다. 이는 원자 층이 일정하지 않아서 결함이 생기기 때문이다. 따라서 면결함에 해당된다. 주조결함은 주조 과정에서 발생하는 결함이며, 원자공공은 원자 간의 간격을 의미하고, 격자간 원자는 금속의 격자 구조에서 원자들의 위치를 나타낸다.
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14. 비중이 약 4.51, 강도가 크고, 항공이, 로켓 재료로 널리 사용되며, 용융점이 강(Steel)보다 높은 금속은?

  1. W
  2. Co
  3. Ti
  4. Sn
(정답률: 90%)
  • 비중이 4.51로 높은 금속은 Ti (티타늄)입니다. 또한, 티타늄은 강도가 크고 항공 및 로켓 재료로 널리 사용되며, 용융점이 강철보다 높기 때문에 이 보기에서 정답은 Ti입니다.
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15. 금속이 일반적으로 갖는 특성으로 틀린 것은?

  1. 전성과 연성이 나쁘다.
  2. 고유의 광택을 가진다.
  3. 전기 및 열의 양도체이다.
  4. 고체상태에서 결정구조를 갖는다.
(정답률: 80%)
  • 정답: "전성과 연성이 나쁘다."

    설명: 금속은 전성과 연성이 뛰어나며, 전기 및 열의 양도체이며, 고유의 광택을 가지며, 고체상태에서 결정구조를 갖습니다. 따라서 "전성과 연성이 나쁘다"는 특성은 틀린 것입니다.
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16. 교류 아크 용접기 AW - 300에서 정격 2차 전류 값은 얼마인가?

  1. 200A
  2. 300A
  3. 400A
  4. 500A
(정답률: 77%)
  • 교류 아크 용접기 AW-300의 이름에서 알 수 있듯이, 이 용접기의 정격 출력은 300A입니다. 따라서 정답은 "300A"입니다.
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17. 일반적인 논 가스 아크 용접(non gas arc welding)의 특징으로 틀린 것은?

  1. 용접장치가 간단하며 운반이 편리하다.
  2. 바람이 있는 옥외에서는 작업이 불가능하다.
  3. 용접 비드가 아름답고 슬래그의 박리성이 좋다.
  4. 보호가스의 발생이 많아 용접선이 잘 보이지 않는다.
(정답률: 65%)
  • "바람이 있는 옥외에서는 작업이 불가능하다."가 틀린 것이다. 일반적인 논 가스 아크 용접은 보호가스를 사용하지 않기 때문에 바람이 있는 옥외에서도 작업이 가능하다. 다만 바람이 강할 경우 용접선이 흔들리거나 스파터(spatter)가 발생할 수 있으므로 안전에 주의해야 한다.
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18. 피복 아크 용접에서 무부하전압 80V, 아크전압 30V, 아크전류 200A라 하고, 이때의 내부손실을 4kW라 하면 용접기의 효율은 몇 %인가?

  1. 60
  2. 70
  3. 80
  4. 90
(정답률: 72%)
  • 용접기의 출력전력은 아크전압과 아크전류를 곱한 값이므로,

    출력전력 = 30V x 200A = 6000W

    내부손실은 4kW이므로,

    입력전력 = 출력전력 + 내부손실 = 6000W + 4kW = 10000W

    따라서, 용접기의 효율은

    효율 = (출력전력 / 입력전력) x 100% = (6000W / 10000W) x 100% = 60%

    따라서, 정답은 "60"입니다.
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19. 용착법 중 용접 이음부가 짧은 경우나, 변형과 잔류응력이 크게 문제되지 않을 때 이용되며 수축과 잔류응력이 용접의 시작부분보다 끝부분이 더 큰 용착법은?

  1. 대칭법
  2. 후퇴법
  3. 전진법
  4. 비석법
(정답률: 72%)
  • 전진법은 용접을 시작하는 부분부터 끝까지 순차적으로 용착을 진행하는 방법으로, 용접 이음부의 길이가 짧거나 변형과 잔류응력이 크게 문제되지 않을 때 사용됩니다. 이 방법은 용접 부위의 수축과 잔류응력이 용접의 시작부분보다 끝부분이 더 크게 발생하는 것을 방지할 수 있습니다. 따라서 이 문제에서 정답은 전진법입니다.
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20. 일반적인 용접작업에서 비틀림 변형을 줄이기 위한 시공 상의 주의사항으로 틀린 것은?

  1. 지그를 활용할 것
  2. 이음부의 맞춤을 정확히 할 것
  3. 구속이 큰 부분에 집중 용접을 할 것
  4. 표면 덧붙이를 필요 이상 주지 말 것
(정답률: 75%)
  • "구속이 큰 부분에 집중 용접을 할 것"이 틀린 것입니다. 구속이 큰 부분에 집중 용접을 하면 오히려 비틀림 변형이 더욱 심해질 수 있습니다. 구속이 큰 부분은 용접 시에 열팽창이 적게 일어나기 때문에, 그 부분에만 용접을 집중하면 다른 부분에서는 변형이 더욱 커질 수 있습니다. 따라서 구속이 큰 부분과 작은 부분을 번갈아가며 용접을 하고, 지그를 활용하여 정확한 맞춤을 유지하며, 필요 이상의 표면 덧붙이를 주지 않는 것이 중요합니다.
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2과목: 초음파탐상검사 원리 및 규격

21. 초음파 빔의 원거리 음장영역에서 재질내의 에너지 감쇠는 어떻게 표현되는가?

  1. 기하학적 평균
  2. 지수함수적 증가
  3. 지수함수적 감소
  4. 등차중앙
(정답률: 90%)
  • 초음파 빔이 재질 내부를 통과할 때, 음파 파동은 분자나 이온 등의 입자들과 상호작용하면서 에너지를 전달하게 됩니다. 이 과정에서 파동의 진폭이 감소하게 되는데, 이를 에너지 감쇠라고 합니다. 이러한 에너지 감쇠는 거리에 따라 지수함수적으로 감소하게 됩니다. 즉, 일정 거리마다 파동의 진폭이 일정한 비율로 감소하게 되는 것입니다. 따라서 정답은 "지수함수적 감소"입니다.
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22. 수직입사에 의한 초음파의 반사와 통과에 중요한 인자인 음향임피던스에 대한 설명 중 올바른 것은?

  1. 음향임피던스는 굴절각과 음압왕복통과율의 계산에 사용한다.
  2. 음향임피던스는 반사각 계산에 사용한다.
  3. 음향임피던스는 밀도와 음속의 곱으로 표시되고 음압반사율과 에너지의 계산에 사용된다.
  4. 음향임피던스는 두 매질 사이의 반사율이다.
(정답률: 84%)
  • 음향임피던스는 밀도와 음속의 곱으로 표시되고 음압반사율과 에너지의 계산에 사용된다. 이는 음파가 매질 사이를 통과하거나 반사될 때, 매질의 밀도와 음속에 따라 반사와 통과의 정도가 결정되기 때문이다. 따라서 음향임피던스는 음파의 특성을 이해하고 예측하는 데 매우 중요한 인자이다.
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23. 초음파 두께측정기는 초음파 펄스의 어떤 정보를 이용하여 시험체의 두께를 측정하는가?

  1. 초음파의 감쇠량
  2. 초음파의 펄스폭
  3. 초음파의 강약
  4. 시험체의 평행면 간을 왕복하는 시간
(정답률: 75%)
  • 초음파 두께측정기는 시험체의 평행면 간을 왕복하는 시간을 이용하여 두께를 측정합니다. 초음파는 시험체 내부를 통과할 때, 시험체 내부에서 반사되는 신호를 받아 다시 초음파를 발생시킵니다. 이때, 시험체의 두께가 증가하면 반사되는 신호의 왕복 시간이 증가하게 되고, 이를 측정하여 두께를 계산합니다. 따라서, 시험체의 평행면 간을 왕복하는 시간이 초음파 두께측정기에서 사용되는 정보입니다.
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24. 근거리음장거리를 구하는 공식으로 틀린 것은?(단, Xo : 근거리음장거리, D : 진동자의 직경, R : 진동자의 반경 v : 속도, λ : 파장, f : 주파수 이다.)

(정답률: 54%)
  • 답은 "" 이다. 이유는 근거리음장거리를 구하는 공식은 Xo = 2π(D/2)^2/λ 이기 때문에, 반지름 R과 직경 D는 공식에 사용되지 않는다.
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25. 종파가 아크릴에서 철강재로 경사 입사할 때 종파의 임계각은 약 얼마인가?

  1. 26°
  2. 36°
  3. 46°
  4. 52°
(정답률: 56%)
  • 종파가 아크릴에서 철강재로 경사 입사할 때, 임계각은 물체의 표면과 종파의 광선이 이루는 각도 중 가장 작은 각도를 말한다. 아크릴은 광학적 밀도가 낮기 때문에, 종파가 아크릴에서 철강재로 경사 입사할 때 굴절률이 높아지게 된다. 이에 따라 임계각은 작아지게 되는데, 이때의 임계각은 약 26°이다. 따라서 정답은 "26°"이다.
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26. 결정립이 조대한 시험편을 초음파탐상시험할 때 투과력을 높이기 위해서는 어떤 주파수를 사용하는 것이 좋은가?

  1. 1MHz
  2. 2.25MHz
  3. 3MHz
  4. 5MHz
(정답률: 78%)
  • 초음파의 주파수가 높을수록 피부나 조직 등의 표면에서 반사되어 투과력이 감소하게 됩니다. 따라서 결정립과 같이 투과성이 낮은 물질을 검사할 때는 주파수가 낮은 1MHz를 사용하는 것이 효과적입니다.
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27. 동일 조건으로 검사하여 원거리음장 영역에 존재하는 금속 내부의 원형평면 결함의 결함지시가 가장 큰 것은?

  1. 결함 면적 3mm2이고, 검사체 표면으로부터 10mm 지점
  2. 결함 면적 6mm2이고, 검사체 표면으로부터 20mm 지점
  3. 결함 면적 9mm2이고, 검사체 표면으로부터 30mm 지점
  4. 결함 면적 12mm2이고, 검사체 표면으로부터 40mm 지점
(정답률: 67%)
  • 원거리음장 검사에서는 검사거리가 멀어질수록 결함지시가 작아지기 때문에, 검사체 표면으로부터 더 멀리 있는 결함일수록 결함지시가 작아진다. 따라서, 결함 면적이 작으면서 검사체 표면으로부터 멀리 있는 "결함 면적 3mm2이고, 검사체 표면으로부터 10mm 지점"이 가장 큰 결함지시를 보일 것이다.
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28. 동일한 크기의 결함인 경우 초음파탐상시험으로 가장 발견하기 쉬운 결함은?

  1. 시험체 내부에 있는 구형의 결함
  2. 초음파의 진행방향에 평행인 결함
  3. 초음파의 진행방향에 수직인 결함
  4. 이종 물질들이 혼입된 결함
(정답률: 85%)
  • 초음파는 진행방향에 수직으로 전파되기 때문에, 초음파탐상시험으로 가장 발견하기 쉬운 결함은 초음파의 진행방향에 수직인 결함입니다. 이는 초음파가 결함과 만나면 반사되어 돌아오기 때문에, 진행방향에 수직인 결함일 경우 반사파가 강하게 나타나기 때문입니다. 따라서, 동일한 크기의 결함 중에서도 초음파탐상시험으로 가장 쉽게 발견할 수 있는 결함은 초음파의 진행방향에 수직인 결함입니다.
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29. 강의 V개선 맞대기 용접부(수동용접)의 경사각탐상시험에 대해 기술한 것으로 옳은 것은?

  1. 블로홀, 슬래그 혼입 및 용입불량 중에 가장 높은 결함에코가 검출되는 것은 블로홀이다.
  2. 블로홀에서는 입사된 초음파는 여러 방향으로 반사되기 때문에 결함에코높이는 높다.
  3. 용입불량에서는 초음파는 루트면에 직각인 코너에서 2회 반사하여 감쇠된 약한 결함에코가 나타난다.
  4. 용입불량은 루트면이 그대로 남아 있기 때문에 초음파의 반사조건이 좋다.
(정답률: 58%)
  • 정답은 "용입불량은 루트면이 그대로 남아 있기 때문에 초음파의 반사조건이 좋다." 이유는 초음파는 물질 내부에서 전파되며, 루트면과 같은 경계면에서는 반사되어 돌아오는 신호가 강하게 나타납니다. 따라서 용입불량에서는 루트면과 수직인 코너에서 반사되어 감쇠된 약한 결함에코가 나타나게 됩니다.
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30. 비파괴검사법 중 체적검사형태인 방사선 투과검사와 초음파탐상검사를 비교하였을 때 초음파 탐상검사의 장점이 아닌 것은?

  1. 탐상결과를 즉시 알 수 있으며 결함의 위치와 크기 탐지가 가능하다.
  2. 투과능력이 크므로 수 미터(m) 정도의 두꺼운 부분도 검사가 가능하다.
  3. 피검체 전반에 미세한 기공이나 편석, 개재물이 있어도 탐상이 가능하다.
  4. 감도가 높으므로 아주 작은 균열과 같은 미세한 결함 검출에 효과적이다.
(정답률: 62%)
  • 초음파 탐상검사의 장점 중 피검체 전반에 미세한 기공이나 편석, 개재물이 있어도 탐상이 가능하다는 것은 장점이 아니라 당연한 것입니다. 왜냐하면 초음파 탐상검사는 소리파동을 이용하여 검사하기 때문에 기공이나 편석, 개재물 등이 있어도 소리파동이 통과할 수 있기 때문입니다. 따라서 이 보기는 초음파 탐상검사의 장점이 아니라 당연한 사실을 설명한 것입니다.
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31. 초음파 펄스 반사법에 의한 두께 측정 방법(KS B 0536)의 초음파 두께 측정 대비시험편(RB-T)의 두께 허용 범위는?

  1. ±0.3mm
  2. ±0.2mm
  3. ±0.1mm
  4. ±0.05mm
(정답률: 60%)
  • 초음파 펄스 반사법에 의한 두께 측정 방법은 정확한 측정을 위해 매우 민감한 기술이 필요합니다. 따라서, 대비시험편(RB-T)의 두께 허용 범위는 가능한 한 작아야 합니다. 이러한 이유로, 정확한 측정을 위해 허용되는 오차 범위는 최소화되어야 합니다. 따라서, 초음파 두께 측정 대비시험편(RB-T)의 두께 허용 범위는 ±0.05mm로 설정됩니다.
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32. 보일러 및 압력용기에 대한 표준초음파 탐상검사(ASME Sec. V, Art.23 SA-609)에 규정된 품질 등급 구분의 수는?

  1. 4개
  2. 7개
  3. 10개
  4. 보통급과 특급 각각 5개
(정답률: 68%)
  • ASME Sec. V, Art.23 SA-609에서는 보일러 및 압력용기에 대한 표준초음파 탐상검사의 품질 등급 구분을 7개로 규정하고 있습니다. 이는 검사 대상의 안전성과 신뢰성을 보장하기 위해 높은 품질 요구사항을 반영한 것입니다. 따라서 이 문제의 정답은 "7개"입니다.
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33. 알루미늄의 맞대기 용접부의 초음파경사각탐상시험방법(KS B 0897)에서 모재의 두께가 60mm이고, A종 지시를 2류 판정으로 내려질 경우 허용되는 지시의 최대 길이는 얼마인가?

  1. 6.0mm 이하
  2. 10.0mm 이하
  3. 15.0mm 이하
  4. 20.0mm 이하
(정답률: 57%)
  • 알루미늄의 맞대기 용접부의 초음파경사각탐상시험방법(KS B 0897)에서 A종 지시를 2류 판정으로 내리기 위해서는 초음파 검사에서 발견된 결함의 길이가 일정한 기준값 이하이어야 한다. 이 기준값은 모재의 두께에 따라 다르며, 60mm 두께의 알루미늄 모재에서는 10.0mm 이하이다. 따라서, 초음파 검사에서 발견된 결함의 길이가 10.0mm 이하일 경우 A종 지시를 2류 판정으로 내릴 수 있다.
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34. 초음파탐상장치의 성능측정 방법(KS B 0534)에서 초음파 탐상기의 성능측정 항목으로 틀린 것은?

  1. 증폭 직선성
  2. 시간축 직선성
  3. 근거리 분해능
  4. 불감대
(정답률: 80%)
  • 정답은 "불감대"입니다.

    초음파 탐상기의 성능측정 항목으로는 증폭 직선성, 시간축 직선성, 근거리 분해능이 포함됩니다.

    증폭 직선성은 입력 신호의 크기와 출력 신호의 크기 간의 관계를 나타내며, 시간축 직선성은 입력 신호의 시간과 출력 신호의 시간 간의 관계를 나타냅니다.

    근거리 분해능은 초음파 탐상기가 물체의 표면에서부터 얼마나 가까이 탐지할 수 있는지를 나타내는 지표입니다.

    반면, 불감대는 초음파 탐상기가 일부 물체를 탐지하지 못하는 영역을 의미합니다. 이는 초음파가 물체 내부로 들어가거나 반사되어 돌아오는 과정에서 발생하는 현상으로, 초음파 탐상기의 성능과는 직접적인 관련이 없습니다.
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35. 보일러 및 압력용기에 대한 표준초음파탐상검사(ASME Sec. V, Art.23 SA-435)에서 수직빔탐상 적용 재료로 옳은 것은?

  1. 두께 3.0mm이상 특수용 클래드 강판 및 합금강판
  2. 두께 12.5mm이상 특수용 클래드 강판 및 합금강판
  3. 두께 3.0mm이상 압연된 완전 탈산(Killed) 탄소강판 및 합금강판
  4. 두께 12.5mm이상 압연된 완전 탈산(Killed) 탄소강판 및 합금강판
(정답률: 59%)
  • 보일러 및 압력용기에 대한 표준초음파탐상검사에서는 수직빔탐상 적용 재료로 두께 12.5mm이상 압연된 완전 탈산(Killed) 탄소강판 및 합금강판이 옳은 것입니다. 이유는 이러한 재료는 내부 결함이 적으며, 초음파 탐상 검사에 적합한 물성을 가지고 있기 때문입니다. 또한, 두께가 얇은 클래드 강판이나 특수용 강판은 내부 결함이 많을 가능성이 높기 때문에 수직빔탐상 검사에는 적합하지 않습니다.
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36. 강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에서 경사각 탐상 시 흠의 횡단면 위치는 탐촉자가 어느 위치에 있을 때 표시하도록 규정하고 있는가?

  1. 최대 에코가 얻어지는 위치
  2. 흠의 지시길이의 중간 위치
  3. 흠의 지시길이가 끝나는 위치
  4. 흠의 지시길이가 시작되는 위치
(정답률: 66%)
  • 정답은 "최대 에코가 얻어지는 위치"이다. 이유는 초음파 파동이 물체와 만나면 반사되어 돌아오는데, 이 때 파동이 가장 강하게 반사되는 지점이 최대 에코가 얻어지는 위치이기 때문이다. 따라서 이 위치에서 탐촉자를 위치시켜 흠의 위치를 정확하게 파악할 수 있다.
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37. 강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)의 탠덤탐상에서 Ⅲ영역 이상을 평가대상으로 할 때 어떤 검출 레벨을 지정하는가?

  1. L 검출 레벨
  2. M 검출 레벨
  3. H 검출 레벨
  4. (H+6dB) 검출 레벨
(정답률: 69%)
  • 강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에서는 탠덤탐상에서 Ⅲ영역 이상을 평가대상으로 할 때 M 검출 레벨을 지정합니다. 이는 Ⅲ영역 이상의 결함이 중요한 영향을 미치는 영역이기 때문에, 높은 검출 능력이 필요하기 때문입니다. M 검출 레벨은 L 검출 레벨보다 높은 검출 능력을 가지고 있으며, H 검출 레벨보다는 낮은 검출 능력을 가지고 있습니다. (H+6dB) 검출 레벨은 H 검출 레벨보다 높은 검출 능력을 가지고 있지만, Ⅲ영역 이상의 결함을 평가하는 데에는 필요하지 않은 높은 검출 능력을 가지고 있기 때문에 선택되지 않습니다.
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38. 강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)의 적용범위에 관한 사항 중 틀린 것은?

  1. 두께 6mm 이상의 페라이트계 강의 완전 용입 용접부에 적용한다.
  2. 펄스 반사법을 사용한 기본표시의 초음파탐상기로 탐상한다.
  3. 자동으로 실시하는 경우의 지시 검출방법, 위치 및 치수의 측정방법에 대하여 규정한다.
  4. 강관의 제조 공정 중의 이음 용접부에는 적용하지 않는다.
(정답률: 36%)
  • 정답은 "강관의 제조 공정 중의 이음 용접부에는 적용하지 않는다."이다.

    해당 표준은 두께 6mm 이상의 페라이트계 강의 완전 용입 용접부에 적용되며, 펄스 반사법을 사용한 기본표시의 초음파탐상기로 탐상한다. 또한 자동으로 실시하는 경우의 지시 검출방법, 위치 및 치수의 측정방법에 대하여 규정한다. 따라서 이음 용접부에는 적용되지 않는다.
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39. 보일러 및 압력용기의 재료에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V Art.5)에 의거 용접부에 대한 초음파탐상시험을 시행하기 위해 필요한 기본 교정시험편을 제작할 경우에 대한 설명으로 올바른 것은?

  1. 시험편 표면은 시험 대상물의 표면 상태를 대표하는 정도이면 된다.
  2. 시험편 재료와 시험 대상물의 열처리상태가 달라도 무방하다.
  3. 시험편 재료는 시험 대상물의 소재와 시방이 달라도 된다.
  4. 시험편 재료는 시험 대상물에서 잘라낸 것이라면 재료에 대한 품질검사는 실시하지 않아도 된다.
(정답률: 77%)
  • "시험편 표면은 시험 대상물의 표면 상태를 대표하는 정도이면 된다."가 올바른 설명이다. 이는 시험편의 표면 상태가 시험 대상물의 표면 상태와 유사하다면, 시험 결과가 더욱 정확하게 나타날 수 있기 때문이다. 따라서 시험편 제작 시 시험 대상물의 표면 상태를 고려하여 제작해야 한다. 시험편 재료와 시험 대상물의 열처리상태가 달라도 무방하지 않으며, 시험편 재료는 시험 대상물의 소재와 시방이 달라도 되지만, 시험편 재료에 대한 품질검사는 실시해야 한다.
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40. 초음파탐상 시험용 표준시험편(KS B 0831)에 따른 STB-G형 시험편의 탐상 대상물로 부적당한 것은?

  1. 극후판
  2. 조강
  3. 단조품
  4. 관용접부
(정답률: 48%)
  • 초음파탐상 시험은 금속재료 내부의 결함을 탐지하기 위한 시험으로, 탐상 대상물은 결함이 발생할 가능성이 있는 부분이어야 합니다. 따라서 "관용접부"가 부적당한 대상물인 이유는, 관용접부는 일반적으로 결함이 발생하기 어렵기 때문입니다. 관용접부는 두 개 이상의 관을 연결하는 부분으로, 용접 과정에서 충분한 검사와 관리가 이루어지면 결함이 발생하지 않습니다. 따라서 초음파탐상 시험에 적합한 대상물이 아닙니다.
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3과목: 초음파탐상검사 시험

41. 종파의 속도가 5800m/s인 재료에서 기본 공진주파수가 290kHz이라면 시험체의 두께는 얼마인가?

  1. 5mm
  2. 10mm
  3. 20mm
  4. 40mm
(정답률: 53%)
  • 기본 공진주파수는 다음과 같이 계산된다.

    f = v/2L

    여기서 f는 기본 공진주파수, v는 종파의 속도, L은 시험체의 두께이다.

    이를 시험체의 두께에 대해 정리하면 다음과 같다.

    L = v/2f

    주어진 값에 대입하면,

    L = 5800/(2*290) = 10(mm)

    따라서 정답은 "10mm"이다.
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42. 거리진폭교정곡선(DAC)은 무엇 때문에 생긴 신호의 손실을 보상하는 방법인가?

  1. 시험체의 길이
  2. 시험체의 자속밀도
  3. 시험체 속에서의 음속
  4. 탐상거리의 증가에 따른 감쇠
(정답률: 82%)
  • DAC는 탐상거리의 증가에 따른 감쇠를 보상하기 위한 방법입니다. 탐상거리가 증가하면 신호가 전달되는 동안에 신호의 진폭이 감소하게 되는데, 이는 시험체의 길이, 자속밀도, 음속 등과는 관련이 없습니다. 따라서 DAC는 이러한 감쇠를 보상하여 신호의 진폭을 보정함으로써 정확한 검사 결과를 얻을 수 있도록 합니다.
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43. 펄스반사 초음파 탐상기에서 진동자를 작동시키는 전압을 공급해 주는 부분은?

  1. 증폭기
  2. 수신기
  3. 송신기
  4. 동기장치
(정답률: 55%)
  • 펄스반사 초음파 탐상기에서는 송신기가 진동자를 작동시켜 초음파를 발생시키기 때문에, 진동자를 작동시키는 전압을 공급해 주는 부분은 송신기이다. 즉, 송신기는 초음파를 발생시키는 역할을 하며, 이를 위해 진동자를 작동시키는 전압을 공급해야 한다.
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44. 가장 기본적인 펄스-에코 방식의 초음파탐상 장비는?

  1. A-Scan
  2. B-Scan
  3. C-Scan
  4. M-Scan
(정답률: 96%)
  • A-Scan은 초음파를 발생시켜 물체 내부를 탐색하고, 반사파의 도달 시간을 측정하여 물체의 깊이나 크기 등을 파악하는 가장 기본적인 펄스-에코 방식의 초음파탐상 장비이다. 따라서 A-Scan이 정답이다. B-Scan은 A-Scan의 결과를 2차원 이미지로 표현한 것이고, C-Scan은 3차원 이미지로 표현한 것이며, M-Scan은 시간에 따른 운동을 관찰하기 위한 초음파 검사 방법이다.
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45. 초음파탐상에 지장을 주는 방해 에코가 발생하는 경우가 아닌 것은?

  1. 펄스 반복률이 매우 높을 때
  2. 음향임피던스가 제로(0)일 때
  3. 굴절각이 큰 경우 빔 퍼짐이 발생할 때
  4. 결정립이 조대한 시험체를 고감도로 검사할 때
(정답률: 87%)
  • 음향임피던스는 초음파가 다른 물질로 전달될 때 발생하는 임피던스의 크기를 나타내는 값입니다. 이 값이 제로(0)이라는 것은 초음파가 다른 물질로 전달되지 않는다는 것을 의미합니다. 따라서, 음향임피던스가 제로(0)일 때는 초음파가 전달되지 않으므로 방해 에코가 발생하지 않습니다.
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46. 직접접촉법으로 초음파탐상시험을 실시하는데 검사물 표면이 아주 거칠 때 주로 사용되는 접촉매질은?

  1. 물
  2. 공기
  3. 물 또는 공기
  4. 글리세린 또는 물유리
(정답률: 83%)
  • 초음파탐상시험은 초음파를 검사물에 전송하여 반사되는 파동을 측정하여 결함을 검출하는 방법입니다. 이때 검사물 표면이 거칠면 초음파가 표면에서 반사되어 정확한 측정이 어렵습니다. 따라서 접촉매질을 사용하여 검사물 표면과 초음파 프로브 사이에 공기를 없애고 매끄러운 표면을 만들어 정확한 측정을 할 수 있도록 합니다. 이 중에서도 거친 표면에는 글리세린 또는 물유리가 주로 사용되는데, 이는 물과 비슷한 밀도를 가지고 있어 초음파의 전달에 적합하며, 물유리는 표면을 매끄럽게 만들어주는 특성이 있기 때문입니다. 따라서 "글리세린 또는 물유리"가 정답입니다.
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47. 초음파탐상기의 조정기 중 리젝션(rejection) 손잡이를 조정하면 나타나는 현상으로 옳은 것은?

  1. 분해능이 나빠진다.
  2. 파형을 평활하게 한다.
  3. 잡음 에코를 억제한다.
  4. 증폭의 직선성을 높여준다.
(정답률: 66%)
  • 리젝션(rejection) 손잡이를 조정하면 잡음 에코를 억제할 수 있습니다. 이는 초음파탐상기에서 발생하는 잡음을 제거하여 더 정확한 결과를 얻을 수 있도록 도와줍니다. 따라서 "잡음 에코를 억제한다."가 정답입니다.
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48. 경사각탐상시험을 실시할 경우 탐상방향을 선정할 때 기본적으로 고려해야 할 사항으로 틀린 것은?

  1. 예상되는 결함의 위치 및 방향을 고려하여 결함의 초음파 반사면과 평행이 되는 시험체 표면을 탐상면으로 정한다.
  2. 시험체의 구조상 결함의 초음파 반사면이 수직이 되는 시험체 표면을 탐상면으로 정하는 것이 불가능할 경우 1회 반사법 등을 고려하여 탐상면을 결정한다.
  3. 횡파사각탐촉자를 사용할 경우 굴절각 40°이상 70°이하 범위에서 초음파가 결함면의 수직에 근사한 방향으로 입사할 수 있는 굴절각을 선정한다.
  4. 결함의 발생위치(시험대상부분) 전체에 영향을 미칠 수 있도록 탐촉자의 주사범위를 말한다.
(정답률: 58%)
  • "결함의 발생위치(시험대상부분) 전체에 영향을 미칠 수 있도록 탐촉자의 주사범위를 말한다."가 틀린 것이다.

    경사각탐상시험을 실시할 때 탐상방향을 결정하는 것은 결함을 정확하게 탐지하기 위해 매우 중요하다. 따라서 탐상면을 결정할 때는 예상되는 결함의 위치 및 방향을 고려하여 결함의 초음파 반사면과 평행이 되는 시험체 표면을 탐상면으로 정한다. 이는 결함을 최대한 정확하게 탐지하기 위한 방법이다.

    시험체의 구조상 결함의 초음파 반사면이 수직이 되는 시험체 표면을 탐상면으로 정하는 것이 불가능할 경우 1회 반사법 등을 고려하여 탐상면을 결정한다. 또한, 횡파사각탐촉자를 사용할 경우 굴절각 40°이상 70°이하 범위에서 초음파가 결함면의 수직에 근사한 방향으로 입사할 수 있는 굴절각을 선정한다.
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49. 전자기음향탐촉자(Electro-Magnetic Acoustic Transducer : EMAT)에 관한 다음 설명 중에서 올바른 것은?

  1. 전자기적인 방법을 사용하며, 시험체 내에서 전자파 형태로 전파된다.
  2. 복합재료 및 목재와 같은 재료에도 직접 적용이 가능하다.
  3. 비전도체 재료 검사에 적합하다.
  4. 접촉매질이 필요하지 않아 비접촉식 탐상에 적합하다.
(정답률: 60%)
  • EMAT는 전자기적인 방법을 사용하여 탐촉하는데, 이는 시험체 내에서 전자파 형태로 전파되기 때문에 접촉매질이 필요하지 않아 비접촉식 탐상에 적합합니다. 이는 다른 탐촉자들과는 달리 시험체 표면에 직접 접촉하지 않고도 검사가 가능하다는 것을 의미합니다.
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50. 경사각탐상의 기본주사 방법이 아닌 것은?

  1. 좌우 주사
  2. 두갈래 주사
  3. 전후 주사
  4. 목돌림 주사
(정답률: 85%)
  • 경사각탐상에서 사용하는 주사 방법은 일반적으로 좌우 주사와 전후 주사, 그리고 목돌림 주사가 있습니다. 그러나 "두갈래 주사"는 경사각탐상에서 사용되지 않는 주사 방법입니다. 이유는 두갈래 주사는 한 지점에서 두 개의 방향으로 주사를 하기 때문에, 경사각을 정확하게 측정할 수 없기 때문입니다. 따라서, 경사각탐상에서는 두갈래 주사를 사용하지 않습니다.
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51. 용접부에 대한 초음파탐상시험에서 A-스캔법에 의해 지시가 나타났다. 지시의 양상은 아주 예리하고, 결함을 중심으로 처음 위치에서보다 비스듬하게 초음파를 입사시킨 결과 지시의 에코높이가 현저히 떨어졌다. 어떤 형태의 결함인가?

  1. 균열성
  2. 기공성
  3. 잡음성
  4. 개재물성
(정답률: 67%)
  • 정답은 "균열성"입니다.

    지시의 예리한 양상과 결함을 중심으로 초음파를 비스듬하게 입사시켰을 때 에코높이가 현저히 떨어지는 것은 결함이 균열로 인해 발생한 것으로 추정됩니다. 균열은 길이가 길고 얇은 형태로, 초음파가 균열을 통과할 때 에코높이가 현저히 떨어지는 특징이 있습니다. 따라서 이러한 양상이 나타나면 결함이 균열로 인한 것으로 판단할 수 있습니다.
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52. 경사각 탐상의 주사방법 중 복합주사 방법이 아닌 것은?

  1. 전후 주사
  2. 종방향 주사
  3. 지그재그 주사
  4. 경사평행 주사
(정답률: 52%)
  • 복합주사 방법은 여러 방향으로 주사를 하여 더욱 정확한 결과를 얻는 방법입니다. 따라서 "전후 주사"가 복합주사 방법이 아닌 이유는, 전후 방향으로만 주사를 하기 때문입니다. 즉, 한 방향으로만 주사를 하기 때문에 정확도가 떨어질 수 있습니다.
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53. 용접부탐상시 초음파탐촉자의 주파수 선정에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 표면거칠기가 클 때는 높은 주파수를 선정한다.
  2. 시험체의 결정립이 클 때는 높은 주파수를 선정한다.
  3. 분해능을 높이기 위해서는 높은 주파수를 선정한다.
  4. 탐상속도를 높이기 위해서는 높은 주파수의 작은 탐촉자를 선정한다.
(정답률: 78%)
  • 분해능은 탐상에서 구분할 수 있는 두 개체 사이의 최소 거리를 의미한다. 이 거리는 주파수와 직접적으로 관련이 있다. 주파수가 높을수록 파장이 짧아지기 때문에 더 작은 거리를 구분할 수 있게 된다. 따라서 분해능을 높이기 위해서는 높은 주파수를 선정해야 한다.
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54. 결함검출 확률(probability of detection : POD)에 영향을 미치는 인자가 아닌 것은?

  1. 검사시스템의 성능과 교정
  2. 시험환경 및 결함의 방향성
  3. 검사기술자의 지식
  4. 표준 및 대비시험편의 개수
(정답률: 88%)
  • 표준 및 대비시험편의 개수는 결함검출 확률에 영향을 미치지 않는다. POD는 검사시스템의 성능과 교정, 시험환경 및 결함의 방향성, 검사기술자의 지식 등과 관련이 있지만, 표준 및 대비시험편의 개수는 POD와 직접적인 연관성이 없다.
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55. 초음파의 전달손실의 원인이 아닌 것은?

  1. 표면거칠기
  2. 진동자의 크기
  3. 곡률의 영향
  4. 저면 및 탐상면에서의 반사손실
(정답률: 80%)
  • 초음파의 전달손실은 주로 진동판의 표면거칠기, 곡률의 영향, 저면 및 탐상면에서의 반사손실 등에 의해 발생합니다. 하지만 진동자의 크기는 초음파의 전달손실과 직접적인 관련이 없습니다. 따라서 "진동자의 크기"가 초음파의 전달손실의 원인이 아닌 것입니다.
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56. 두께가 25mm인 철판을 굴절각이 70°인 경사각탐촉자로 탐상하여 빔의 궤적이 87.7mm 되는 곳에서 결함에코가 나왔다면 결함의 깊이는?

  1. 10mm
  2. 20mm
  3. 30mm
  4. 40mm
(정답률: 56%)
  • 빔의 궤적이 결함에코가 나온 지점에서 굴절되어 결함에코까지 도달하는 거리는 87.7mm이다. 이 거리는 경사각탐촉자에서 굴절된 빔의 궤적과 결함에코까지의 거리의 합이다. 따라서 결함에코까지의 거리는 87.7mm에서 경사각탐촉자에서 굴절된 빔의 궤적까지의 거리인 25mm를 뺀 62.7mm이다. 결함의 깊이는 결함에코까지의 거리에서 철판의 두께인 25mm를 뺀 값인 37.7mm이다. 하지만 철판은 양면이 있으므로 결함의 깊이는 37.7mm의 절반인 20mm이 된다. 따라서 정답은 "20mm"이다.
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57. 초음파탐상장치 수신부의 구성요소가 아닌 것은?

  1. 증폭기
  2. 감쇠기
  3. 정류기
  4. 측정범위
(정답률: 74%)
  • 초음파탐상장치 수신부의 구성요소는 증폭기, 감쇠기, 정류기로 이루어져 있습니다. 이 중에서 측정범위는 수신부의 구성요소가 아닙니다. 측정범위는 초음파탐상장치가 측정할 수 있는 최대 거리나 크기를 나타내는 값으로, 송신부에서 발생한 초음파 신호의 파장과 수신부의 감도에 따라 결정됩니다. 따라서 측정범위는 수신부의 구성요소가 아니라 초음파탐상장치의 성능을 나타내는 값입니다.
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58. 초음파탐상장비에서 송신기가 탐촉자의 압전진동자에 공급해주는 전압펄스는 일반적으로 얼마인가?

  1. 1 ~ 10V
  2. 10 ~ 100V
  3. 300 ~ 1000V
  4. 1000 ~ 10000V
(정답률: 49%)
  • 초음파탐상장비에서는 고주파 진동을 생성하기 위해 높은 전압이 필요합니다. 이를 위해 송신기에서 탐촉자의 압전진동자에 공급되는 전압펄스는 일반적으로 300 ~ 1000V 정도입니다. 이 범위를 벗어나면 초음파 파장이 충분히 생성되지 않거나, 과도한 전압으로 인해 장비가 손상될 수 있기 때문입니다.
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59. 탐상면이 곡률을% 갖는 경우 탐촉자와 탐상면의 접촉 면적에 따라 변할 수 있는 것은?

  1. 속도가 변한다.
  2. 주파수가 변한다
  3. 분산각이 변한다.
  4. 아무 변화가 없다.
(정답률: 69%)
  • 탐상면이 곡률을 갖는 경우 탐촉자와 접촉하는 면적은 곡률의 크기와 탐촉자의 크기, 속도에 따라 변화한다. 이에 따라 탐촉자의 입사각과 반사각이 변하게 되고, 이는 분산각의 변화로 이어진다. 따라서 정답은 "분산각이 변한다."이다.
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60. 다음 중 C 주사 표시법에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 결함의 깊이 정보를 알 수 있다.
  2. 결함의 평면적인 분포를 파악할 수 있다.
  3. 초음파의 세기(또는 진폭)와 도달시간을 동시에 기록한다.
  4. 한 선을 따라 측정한 초음파 신호를 측정위치에 따라 도달시간을 기록한다.
(정답률: 73%)
  • 정답은 "결함의 평면적인 분포를 파악할 수 있다." 이다. C 주사는 초음파를 이용하여 물체 내부의 결함을 검사하는 방법 중 하나이다. C 주사에서는 초음파 신호를 측정위치에 따라 도달시간을 기록하며, 이를 통해 결함의 깊이 정보를 알 수 있다. 또한, 초음파의 세기(또는 진폭)와 도달시간을 동시에 기록하여 결함의 평면적인 분포를 파악할 수 있다.
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