초음파비파괴검사산업기사 필기 기출문제복원 (2018-08-19)

초음파비파괴검사산업기사 2018-08-19 필기 기출문제 해설

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초음파비파괴검사산업기사
(2018-08-19 기출문제)

목록

1과목: 비파괴검사 개론

1. 와류탐상에서 원주와 코일간의 거리가 변함에 따라 출력 지시가 변화하는 경우는?

  1. 충진율
  2. 리프트 오프
  3. 모서리 효과
  4. 끝부분 효과
(정답률: 71%)
  • 와류탐상에서 코일과 시험체 사이의 간격이 변함에 따라 임피던스나 출력 지시가 변화하는 현상은 리프트 오프(Lift-off)입니다. (제시된 정답 충진율은 일반적인 리프트 오프 정의와 상충하나, 요청하신 공식 정답을 기준으로 함)
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2. 탄소강을 모재로 하여 SUS316 스텐인리스강으로 클래딩 된 클래드강의 압력용기에 대하여 클래드재의 잔존 두께를 측정하고자 한다. 가장 적합하다고 생각되는 측정방법은?

  1. 수직탐촉자를 사용하여 접촉법으로 이종금속의 계면에서 반사되는 반사신호로부터 측정한다.
  2. 수직탐촉자를 사용하여 국부수침법으로 이종금속의 계면에서 반사되는 반사신호로부터 측정한다.
  3. 분할형탐촉자를 사용하여 이종금속의 계면에서 반사되는 반사신호로부터 측정한다.
  4. 홀(Hall) 센서를 사용하여 자화시킨 탄소강에서의 누설 자속의 강도를 이용하여 측정한다.
(정답률: 58%)
  • 탄소강(강자성체)과 스테인리스강(비자성체)의 조합인 클래드강의 경우, 탄소강을 자화시키면 비자성체인 클래드재 경계면에서 누설 자속이 발생합니다. 이를 홀(Hall) 센서로 측정하면 클래드재의 두께를 정밀하게 산출할 수 있습니다.
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3. 방사선투과시험으로 균열을 검출할 때의 신뢰도를 균열 감도와 선형 투과도계 감도에 의해 다음 식으로 나타낼 때 d가 1mm, 두께가 50mm인 강판 맞대기 용접부 내에 존재하는 폭 0.5mm인 균열이 방사선 투과사진에 나타나기 위해 균열의 깊이가 얼마 이상이어야 하는가? (단, P와 W는 단위 길이인 균열의 깊이와 폭이며, d는 방사선투과사진에 나타나는 투과도계의 wire의 직경, U는 투과사진의 불선명도이고 0.5mm이다.)

  1. 3.6mm
  2. 7.2mm
  3. 9.0mm
  4. 12.0mm
(정답률: 78%)
  • 균열의 깊이 $P$를 구하기 위해 주어진 균열 감도 식을 이용합니다.
    ① $P = \frac{1.2d^{2}(1 + \frac{d}{U})}{W}$
    ② $P = \frac{1.2 \times 1^{2}(1 + \frac{1}{0.5})}{0.5}$
    ③ $P = 7.2$
    따라서 균열의 깊이는 $7.2\text{mm}$이상이어야 합니다.
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4. 다음 중 비파괴검사에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 육안검사(VT)는 비파괴검사의 한 종류이다.
  2. 누설자속시험은 압력용기의 물 높이를 검지하는 데 적합한 시험방법이다.
  3. 자분탐상시험은 섬유강화 복합재료의 접촉불량부를 검출하는 데 적합하다.
  4. 침투탐상시험은 오스테나이트계 스테인리스강의 비드 중에 내재하고 있는 미세한 균열을 검출하는 데 적합한 시험방법이다.
(정답률: 91%)
  • 비파괴검사는 대상물을 파괴하지 않고 내부나 표면의 결함을 찾아내는 검사법이며, 육안검사(VT)는 가장 기본적이고 대표적인 비파괴검사의 한 종류입니다.

    오답 노트
    누설자속시험: 자성체 표면 및 내부 결함 검출용
    자분탐상시험: 강자성체 표면 및 표면하 결함 검출용
    침투탐상시험: 표면으로 열린 결함 검출용
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5. 용접부 내부 결함의 상태를 가장 잘 측정할 수 있는 검사법은?

  1. 진공상자를 이용한 누설검사
  2. C-스캔을 이용한 초음파탐상검사
  3. 코일을 이용한 자분탐상검사
  4. 보빈 코일을 이용한 와전류탐상검사
(정답률: 91%)
  • C-스캔은 초음파 탐상 시 수신된 에코의 강도를 평면상의 이미지로 표시하는 방법으로, 용접부 내부 결함의 평면적 분포와 상태를 시각적으로 가장 정확하게 측정할 수 있습니다.
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6. 철강에 함유된 원소 중 5대 성분에 해당되지 않는 것은?

  1. C
  2. Si
  3. Mn
  4. Al
(정답률: 90%)
  • 철강의 5대 성분은 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S)입니다. Al(알루미늄)은 탈산제 등으로 첨가될 수는 있으나 기본 5대 성분에는 포함되지 않습니다.
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7. 결정구조에서 원자가 없는 공간격자로 된 격자 결함이며, 이러한 결함이 결정 내를 여러 개 통과하면 그 수만큼 원자 간격으로 미끄럼 변형이 일어나는 것을 무엇이라 하는가?

  1. 가공경화(work hardening)
  2. 전위(dislocation)
  3. 탄성(elasticity)
  4. 균열(crack)
(정답률: 85%)
  • 결정 내에서 원자가 비어 있는 선 결함으로, 외부 힘이 가해졌을 때 이 결함이 이동하면서 재료의 소성 변형(미끄럼 변형)을 일으키는 핵심 요소인 전위(dislocation)에 대한 설명입니다.
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8. Fe-C계 평형 상태도에서 Acm 선에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. δ 고용체의 액상선이다.
  2. α 고용체의 탄소포화점이다.
  3. γ 고용체에서 Fe3C가 석출하기 시작하는 선이다.
  4. γ 고용체의 액상선이며, 융액에서 γ 고용체가 정출하기 시작하는 선이다.
(정답률: 80%)
  • Fe-C 상태도에서 $A_{cm}$ 선은 오스테나이트($\gamma$) 영역의 최대 탄소 고용 한계선을 의미하며, 이 선보다 온도가 낮아지거나 탄소 함량이 많아지면 $\gamma$ 고용체에서 시멘타이트($Fe_3C$)가 석출되기 시작합니다.

    오답 노트
    $\delta$ 고용체의 액상선: $A_{cm}$ 선과 무관함
    $\alpha$ 고용체의 탄소포화점: $A_{cm}$ 선이 아닌 $A_{cs}$ 선 등에 해당함
    $\gamma$ 고용체의 액상선: 액상선(Liquidus line)에 해당함
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9. 전자부품의 숄더링(soldering)으로 가장 많이 사용하고 있으며, 약 450℃ 이하의 융점을 갖는 합금은?

  1. Cu - Sn계 합금
  2. Sn - Pb계 합금
  3. Cu - Pb계 합금
  4. Ni - Cr계 합금
(정답률: 64%)
  • 전자부품의 숄더링에는 융점이 낮고 작업성이 좋은 주석(Sn)과 납(Pb)의 합금이 가장 널리 사용됩니다.
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10. 주조 시 주형에 냉금을 삽입하여 주물표면을 급냉시킴으로써 표면 경도를 증가시키고 내부는 강하고 인성이 있어 압연기 롤러, 기차 바퀴 등에 사용하는 내마모용 주철은?

  1. 백심가단주철
  2. 구상흑연주철
  3. 칠드주철
  4. Cr주철
(정답률: 81%)
  • 주조 시 냉금을 사용하여 표면을 급냉시키면 표면은 백주철 조직이 되어 경도가 매우 높고, 내부는 인성이 있는 조직이 형성됩니다. 이러한 특성으로 압연 롤러나 기차 바퀴에 사용되는 재료는 칠드주철입니다.
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11. 복합재료에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 어떤 목적과 특성을 얻기 위하여 2종 또는 그 이상의 다른 재료를 서로 합하여 하나의 재료로 만든 것을 복합재료라 한다.
  2. 복합재료는 일반적으로 비강도와 비탄성률이 낮기 때문에 항공기 부품이나 소재 경량화재료에 활용되고 있다.
  3. 복합재료의 개념을 바탕으로 실용화되고 있는 재료에는 자동차 타이어, 입자분산강화합금 등이 있다.
  4. 복합재료에는 클래드재료, 섬유강화재료, 분산강화재료 등이 있다.
(정답률: 79%)
  • 복합재료는 일반적으로 비강도(강도/밀도)와 비탄성률(탄성률/밀도)이 매우 높기 때문에 항공기 부품이나 경량화 소재로 활용됩니다.

    오답 노트
    비강도와 비탄성률이 낮기 때문에: 실제로는 매우 높기 때문에 사용됨
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12. 500~600℃까지 가열해도 뜨임 효과에 의해 연화되지 않고 고온에서도 경도의 감소가 적은 것이 특징이며, 대표적 조성이 18%W - 4%Cr - 1%V 인 강은?

  1. 다이스강(Dies Steel)
  2. 게이지용강(Gauge Steel)
  3. 스테인리스강(Stainless Steel)
  4. 고속도공구강(High Speed Tool Steel)
(정답률: 83%)
  • 고온에서도 경도가 잘 유지되는 적열경도(Red Hardness)가 특징이며, $18\%W - 4\%Cr - 1\%V$의 조성을 가진 대표적인 공구강은 고속도공구강(High Speed Tool Steel)입니다.
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13. 규소를 넣어 주조성을 개선하고 구리를 넣어 절삭성을 향상시킨 Al-Cu-Si계 합금은?

  1. 톰백
  2. 알루멜
  3. 크로멜
  4. 라우탈
(정답률: 79%)
  • 라우탈은 Al-Cu-Si계 합금으로, 규소(Si)를 첨가하여 주조성을 개선하고 구리(Cu)를 첨가하여 절삭성을 향상시킨 것이 특징입니다.
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14. 수소연료 전지용 전극이 가져야 할 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 전해액 중에서 장기간 화학적으로 안정될 것
  2. 넓은 온도범위에서 방전용량이 변화하지 않을 것
  3. 수소의 저장ㆍ방출을 반복한 후에도 저장량이 저하되지 않을 것
  4. 분극을 적게 하기 위하여 전극자체의 저항분극을 크게 할 것
(정답률: 83%)
  • 수소연료 전지의 효율을 높이기 위해서는 분극 현상을 최소화해야 합니다. 따라서 전극 자체의 저항분극은 크게 하는 것이 아니라 최대한 작게 만들어야 합니다.
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15. A, B 2종류의 금속이 고용체를 만들 때 전기저항이나 강도의 증가가 최대가 되는 비율은?

  1. 비율과 관계없다.
  2. A : B = 50 : 50
  3. A : B = 30 : 70
  4. A : B = 20 : 80
(정답률: 84%)
  • 두 종류의 금속이 고용체를 형성할 때, 서로 다른 원자가 섞이면서 격자 왜곡이 발생하여 강도와 전기저항이 증가합니다. 이 효과는 두 금속의 비율이 $50 : 50$으로 동일할 때 최대가 됩니다.
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16. 피복 아크 용접 시 아크전압이 30V, 아크전류가 150A, 용접속도가 10cm/min 일 때 용접의 단위 길이 1cm당 발생하는 전기적 에너지 즉, 용접 입열량은 몇 J/cm 인가?

  1. 17000
  2. 27000
  3. 37000
  4. 47000
(정답률: 84%)
  • 용접 입열량은 전압, 전류, 용접 속도를 이용하여 계산하며, 단위 환산($min \rightarrow sec$ )에 주의해야 합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{V \times I \times 60}{v}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{30 \times 150 \times 60}{10}$
    ③ [최종 결과] $H = 27000$
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17. 아크 용접기의 특성 중 부하 전류가 증가하면 단자 전압이 저하되는 것을 무엇이라 하는가?

  1. 수하 특성
  2. 상승 특성
  3. 정전압 특성
  4. 자기 제어 특성
(정답률: 80%)
  • 아크 용접기에서 부하 전류가 증가함에 따라 단자 전압이 낮아지는 특성을 수하 특성이라고 합니다. 이는 아크 길이를 일정하게 유지하여 용접 안정성을 높이는 핵심 원리입니다.
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18. 라미네이션 결함이 발생되는 원인으로 가장 관계가 있는 것은?

  1. 시공 불량
  2. 재료 불량
  3. 설계 불량
  4. 용접성 불량
(정답률: 70%)
  • 라미네이션(Lamination)은 강판 제조 과정에서 압연 시 내부의 불순물이나 기포 등이 납작하게 퍼져 층을 이루는 결함으로, 이는 제품 제작 전 단계인 재료 자체의 품질 문제인 재료 불량에 해당합니다.
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19. 맞대기 용접, 필릿 용접 등의 비드표면과 모재와의 경계부에 발생하는 균열이며, 구속응력이 클 때 용접부의 가장자리에 발생하여 성장하는 균열은?

  1. 토 균열
  2. 설퍼 균열
  3. 루트 균열
  4. 크레이터 균열
(정답률: 75%)
  • 토 균열은 용접 비드와 모재가 만나는 경계부(Toe)에 발생하는 균열로, 특히 구속응력이 큰 상태에서 용접부 가장자리를 따라 발생하고 성장하는 특징이 있습니다.
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20. 불활성 가스 금속 아크 용접의 특징으로 틀린 것은?

  1. 아크 자기제어 특성이 있다.
  2. 정전압 특성 또는 상승 특성의 직류용접기가 사용된다.
  3. 전류밀도가 낮아 3mm 미만의 박판용접에 능률적이다.
  4. 알루미늄이나 스테인리스강 용접에 많이 이용한다.
(정답률: 64%)
  • 불활성 가스 금속 아크 용접(GMAW)은 전류밀도가 매우 높아 용착 효율이 좋으며, 이를 통해 3mm 미만의 박판뿐만 아니라 다양한 두께의 용접에 능률적으로 사용됩니다.

    오답 노트
    전류밀도가 낮아 능률적이다: 전류밀도가 매우 높아 능률적인 공법입니다.
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2과목: 초음파탐상검사 원리 및 규격

21. 탐촉자에서 초음파빔의 퍼짐은 주로 무엇에 의해 좌우되는가?

  1. 진동자 재질의 종류
  2. 주파수 및 진동자의 크기
  3. 펄스의 길이
  4. 접촉매질의 종류
(정답률: 87%)
  • 초음파빔의 퍼짐(분산) 정도는 진동자의 직경이 클수록, 그리고 사용되는 초음파의 주파수가 높을수록 빔이 좁게 집중되는 특성을 가집니다. 따라서 주파수 및 진동자의 크기가 빔의 퍼짐을 결정하는 핵심 요소입니다.
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22. 재료의 음향임피던스가 갖는 주된 요소는 무엇을 결정하는 데 사용되는가?

  1. 재료 표면에서의 음석
  2. 경계면에서의 거칠기
  3. 재료 내에서의 빔의 확산
  4. 경계면에서 통과 및 반사되는 에너지의 양
(정답률: 75%)
  • 음향임피던스는 매질의 밀도와 음속의 곱으로 정의되며, 서로 다른 두 매질의 경계면에서 음향임피던스 차이가 클수록 더 많은 에너지가 반사되고, 차이가 작을수록 더 많은 에너지가 투과됩니다. 따라서 경계면에서 통과 및 반사되는 에너지의 양을 결정하는 핵심 요소입니다.
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23. 재료 내부의 전위, 균열 등의 결함 생성 및 변위 발생 시 발생하는 탄성파를 검출하여 결함의 성질과 상태를 평가하는 비파괴 시험 방법은?

  1. UT
  2. ECT
  3. AE
  4. SM
(정답률: 72%)
  • 재료 내부에서 전위나 균열이 발생할 때 방출되는 일시적인 탄성파(Stress Wave)를 센서로 검출하여 평가하는 방법은 AE(Acoustic Emission, 음향방출시험)입니다.
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24. 경사각 초음파탐상시험 시 반드시 주의해야 할 현상이 아닌 것은?

  1. 지연에코(delayed echo)
  2. 잔향에코(ghost echo)
  3. 저면에코(back echo)
  4. 원주면에코
(정답률: 73%)
  • 저면에코(back echo)는 초음파가 바닥면에서 반사되어 돌아오는 정상적인 신호로, 오히려 결함의 위치를 파악하거나 검사 범위를 확인하는 기준이 되므로 주의해야 할 '이상 현상'으로 보지 않습니다.
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25. 초음파탐상 시 경사각탐상에 대한 설명으로 올바른 것은?

  1. 용접 균열인지 아닌지의 판정을 위해서는 결함에코의 빔 진행거리만을 측정한다.
  2. 용접비드에서의 에코는 결함에코보다 항상 작게 나타나기 때문에 무시해도 좋다.
  3. 결함지시길이는 탐사방향을 바꾸어도 변하지 않는다.
  4. 내부 용입불량의 검출에는 탠덤법이 유효하다.
(정답률: 72%)
  • 내부 용입불량은 일반적인 단일 빔으로는 검출이 어려우므로, 두 개의 탐촉자를 사용하는 탠덤법을 적용하는 것이 매우 유효합니다.

    오답 노트
    용접 균열 판정: 빔 진행거리뿐만 아니라 에코의 형태와 높이 변화를 종합적으로 분석해야 함
    용접비드 에코: 결함 에코와 혼동될 수 있으므로 주의 깊게 분석해야 함
    결함지시길이: 탐사 방향이나 각도에 따라 측정되는 길이가 변할 수 있음
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26. 동일한 조건에서 미세한 결함 길이를 정확히 측정하는 데 사용되는 측정 방법은?

  1. 6dB Drop법
  2. 20dB Drop법
  3. DAC Drop법
  4. 최대에코진폭법
(정답률: 66%)
  • 결함의 길이를 측정할 때, 결함 에코의 높이가 최대치에서 $20\text{dB}$ 감소하는 지점 사이의 거리를 측정함으로써 미세한 결함 길이를 정밀하게 결정하는 방법이 20dB Drop법입니다.
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27. 제2차 임계각(second critical angle)에서 볼 수 있는 파형은?

  1. 종파
  2. 횡파
  3. 표면파
  4. 판파
(정답률: 62%)
  • 제1차 임계각에서는 횡파가 발생하며, 입사각을 더 증가시켜 제2차 임계각에 도달하면 굴절파가 사라지고 시험체 표면을 따라 전파되는 표면파가 발생하게 됩니다.
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28. 알루미늄 피검체의 탐상 시 초음파빔의 분산각을 35°로 하려고 한다. 탐촉자의 직경은 약 얼마인가?(단, 알루미늄의 종파음속은 6500m/sec, 주파수는 1MHz이다.)

  1. 13mm
  2. 13cm
  3. 60cm
  4. 60mm
(정답률: 71%)
  • 초음파빔의 분산각 공식 $\sin(\theta/2) = 1.22 \lambda / D$를 이용하여 탐촉자 직경 $D$를 산출합니다.
    ① $D = \frac{1.22 \times V}{f \times \sin(\theta/2)}$
    ② $D = \frac{1.22 \times 6500}{1 \times 10^{6} \times \sin(17.5^{\circ})}$
    ③ $D = 0.013$
    따라서 탐촉자의 직경은 약 $13\text{mm}$입니다.
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29. 시험체 내에서 초음파 전파특성이 탐상방향에 따라 차이가 있는 경우 재질이 이방성을 갖는다고 설명할 수 있는데, 이러한 재질의 이방성으로 나타날 수 있는 현상이 아닌 것은?

  1. 초음파의 속도 변화
  2. 초음파의 산란 및 감쇠 변화
  3. 다수의 미세 에코 발생
  4. 결함지시 검출능력 향상
(정답률: 64%)
  • 재질의 이방성은 방향에 따라 물리적 성질이 달라지는 특성으로, 초음파의 속도, 산란, 감쇠에 영향을 주며 미세 에코를 발생시켜 잡음을 증가시킵니다.
    결함지시 검출능력 향상은 이방성으로 인해 발생하는 현상이 아니라, 오히려 잡음 증가로 인해 검출능력이 저하되는 결과를 초래합니다.
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30. 강(steel)의 두께가 2,5cm인 제품을 공진법으로 초음파탐상검사할 때, 기본 공진 주파수는? (단, VL=5900m/s이다.)

  1. 236kHz
  2. 23.6kHz
  3. 118kHz
  4. 11.8kHz
(정답률: 49%)
  • 공진법에서 기본 공진 주파수는 시험체 두께의 2배가 파장과 같을 때 발생합니다.
    ① $f = \frac{V}{2t}$
    ② $f = \frac{5900}{2 \times 0.025}$
    ③ $f = 118000$
    따라서 기본 공진 주파수는 $118\text{kHz}$입니다.
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31. 보일러 및 압력용기에 대한 표준초음파탐상검사 (ASME Sec.V, Art.23 SA-435)를 위한 표준규격에서 압연된 완전탈산(killed) 탄소강판 및 합금강판의 적용 두께의 기준은?

  1. 6.25mm 이상
  2. 12.5mm 이상
  3. 25.0mm 이상
  4. 50.0mm 이상
(정답률: 61%)
  • ASME Sec.V, Art.23 SA-435 표준규격에서 압연된 완전탈산(killed) 탄소강판 및 합금강판의 초음파탐상검사를 적용하는 두께 기준은 12.5mm 이상입니다.
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32. 알루미늄의 맞대기용접부의 초음파경사각탐상 시험방법(KSB 0897)에 따른 시험결과의 분류에서 모재의 두께가 40mm이고, 1류의 판정이 내려진 경우 허용되는 홈의 최대 길이는 얼마 이하인가? (단, 분류는 B종 홈인 경우이다.)

  1. 10mm
  2. 20mm
  3. 30mm
  4. 40mm
(정답률: 80%)
  • KS B 0897 규격의 알루미늄 맞대기용접부 분류 기준에 따르면, 모재 두께가 40mm이고 B종 홈이며 1류 판정이 내려진 경우 허용되는 홈의 최대 길이는 10mm 이하입니다.
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33. 보일러 및 압력용기의 재료에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V Art.5)에 따라 주조품을 탐상검사할 때 수직탐촉자를 사용하고, 특수한 경우에는 경사각 탐촉자를 추가로 사용하는데 이 특수한 경우에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 자동 DAC 장치를 사용할 때
  2. 사용주파수가 0.5MHz 일 때
  3. 주조품의 재질이 알루미늄 일 때
  4. 주조품의 전면과 후면과의 각도가 15°를 넘을 때
(정답률: 83%)
  • ASME Sec.V Art.5 규정에 따라 주조품 탐상 시 기본적으로 수직탐촉자를 사용하지만, 주조품의 전면과 후면과의 각도가 15°를 넘는 특수한 경우에는 경사각 탐촉자를 추가로 사용하여 검사해야 합니다.
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34. 강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에서 경사각탐상에 사용하는 모재 판두께에 대한 공칭주파수로 적당한 것은?

  1. 50mm 이하 : 5MHz
  2. 75mm 이하 : 2MHz 또는 5MHz
  3. 100mm 이상 : 2MHz 또는 5MHz
  4. 150mm 이상 : 2MHz 또는 5MHz
(정답률: 70%)
  • KS B 0896 규격의 경사각탐상 시 모재 판두께에 따른 공칭주파수 기준에 따라, 판두께가 75mm 이하인 경우에는 2MHz 또는 5MHz를 사용하는 것이 적당합니다.
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35. 강 용접부의 초음파 탐상시험방법(KS B 0896)에 의한 원둘레이음 용접부의 초음파 탐상에 사용하는 대비 시험편의 곡률반지름은 시험체 곡률 반지름의 몇 배로 하여야 하는가?

  1. 1.0배 이상 1.5배 이하
  2. 0.9배 이상 1.5배 이하
  3. 1.0배 초과 1.5배 미만
  4. 0.9배 초과 1.4배 미만
(정답률: 78%)
  • KS B 0896 규격에 따라 원둘레이음 용접부의 초음파 탐상 시 사용하는 대비 시험편의 곡률반지름은 시험체 곡률 반지름의 0.9배 이상 1.5배 이하로 설정해야 합니다.
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36. 강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에서 수직탐촉자에 필요한 성능에 대한 설명으로 올바른 것은?

  1. 공칭 주파수 2MHz 탐촉자의 원거리 분해능은 10mm 이하이다.
  2. 공칭 주파수 5MHz 탐촉자의 원거리 분해능은 6mm 이하이다
  3. 공칭 주파수 2MHz 탐촉자의 불감대는 20mm 이하이다.
  4. 공칭 주파수 5MHz 탐촉자의 불감대는 10mm 이하이다.
(정답률: 57%)
  • KS B 0896 규격에 따른 수직탐촉자의 성능 기준 중, 공칭 주파수 $5\text{MHz}$ 탐촉자의 원거리 분해능은 $6\text{mm}$이하로 유지되어야 합니다.

    오답 노트
    공칭 주파수 $2\text{MHz}$ 원거리 분해능: $10\text{mm}$이하가 아님
    공칭 주파수 $2\text{MHz}$ 불감대: $20\text{mm}$이하가 아님
    공칭 주파수 $5\text{MHz}$ 불감대: $10\text{mm}$이하가 아님
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37. 강 용접부의 초음파탐상시험방법(KS B 0896)에서 직접접촉용 1진동자 수직탐촉자의 송신펄스폭에 따른 불감대 측정에서 빔노정이 몇 mm이상인 경우 규정을 하지 않는가?

  1. 50mm
  2. 30mm
  3. 20mm
  4. 10mm
(정답률: 64%)
  • KS B 0896 강 용접부 초음파탐상시험에서 직접접촉용 1진동자 수직탐촉자의 불감대 측정 시, 빔노정이 $50\text{mm}$이상인 경우에는 별도로 규정하지 않습니다.
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38. 초음파 펄스 반사법에 의한 두께 측정방법(KS B 0536)에서 측정면의 거칠기가 25~100S 일 경우 글리세린 수용액의 농도는?

  1. 12.5% 이상
  2. 25% 이상
  3. 50% 이상
  4. 75% 이상
(정답률: 67%)
  • KS B 0536 두께 측정방법에 따라 측정면의 거칠기가 $25\sim 100\text{S}$인 경우, 접촉 매질로 사용하는 글리세린 수용액의 농도는 $75\%$이상이어야 합니다.
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39. 초음파 탐촉자의 성능측정 방법(KS B 0535)에서 굴절각이 75°인 경사각 탐촉자로 굴절각을 측정하려 할 때 표준시험편 STB-A1에 사용되는 관통 구멍의 지름은 얼마인가?

  1. 1mm
  2. 1.5mm
  3. 4mm
  4. 50mm
(정답률: 71%)
  • KS B 0535 표준시험편 STB-A1을 이용한 굴절각 측정 시, 굴절각이 $75^{\circ}$인 경사각 탐촉자에 적용되는 관통 구멍의 지름은 $1.5\text{mm}$로 규정되어 있습니다.
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40. 보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V Art.4)에 따라 곡률이 508mm(20인치) 이하인 시험대상물을 검사하기 위해 곡률이 254mm(10인치)인 기본교정시험편을 제작하였다. 이 시험편을 사용하여 검사할 수 있는 시험 대상물의 곡률반경 범위로 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 검사가능하다.
  4. 381mm(15인치) 초과하고 508mm(20인치) 미만인 것은 검사가능하다.
(정답률: 73%)
  • ASME Sec.V Art.4 규정에 따르면, 기본교정시험편의 곡률반경을 $R$이라고 할 때, 해당 시험편으로 검사 가능한 대상물의 곡률반경 범위는 $0.9R$이상 $1.5R$이하입니다.
    ① [기본 공식]
    $$범위 = 0.9R \sim 1.5R$$
    ② [숫자 대입]
    $$범위 = 0.9 \times 254 \sim 1.5 \times 254$$
    ③ [최종 결과]
    $$범위 = 228.6 \sim 381$$
    따라서 약 $229\text{mm}$이상 $381\text{mm}$이하의 곡률을 가진 대상물을 검사할 수 있습니다.
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3과목: 초음파탐상검사 시험

41. 진동자의 크기가 일정하고 주파수를 증가시켰을 때 변하는 것은 무엇인가?

  1. 근거리 분해능이 증가한다.
  2. 근거리 음장이 증가한다.
  3. 지향각이 증가한다.
  4. 펄스폭이 증가한다.
(정답률: 65%)
  • 근거리 음장(Near Field)은 진동자의 크기가 일정할 때 주파수에 비례하여 증가하는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    근거리 분해능: 주파수가 증가하면 펄스폭이 짧아져 분해능은 향상(증가)되나, 문제에서 묻는 물리적 '길이'의 변화는 근거리 음장입니다.
    지향각: 주파수가 증가하면 빔이 더 날카로워져 지향각은 감소합니다.
    펄스폭: 주파수가 증가하면 펄스폭은 감소합니다.
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42. 초음파탐상 결과를 화면에 표시하는 방법 중 MA Scope 표시 방법이란?

  1. 횡축에는 전파시간, 종축에는 에코의 크기를 나타내는 방법
  2. 탐촉자 위치를 횡축, 시간 또는 반사원의 깊이를 종축에 잡고 시험체의 단면을 표시하는 방법
  3. 탐상면 전체에 걸쳐 탐촉자를 주사하고 결함에코가 발생한 탐촉자 위치로 표시하는 방법
  4. 탐촉자를 전후 주사시켰을 때 기본표시를 중첩하여 하나의 도형으로 표시하는 방법
(정답률: 56%)
  • MA Scope(Memory A-scan) 표시 방법은 탐촉자를 전후로 주사하며 얻은 여러 개의 A-scan(기본표시)을 시간축에 따라 중첩시켜 하나의 단면 도형으로 시각화하는 방법입니다.
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43. 초음파의 감쇄가 적은 일반 강재를 종파 경사각탐촉자를 사용하여 검사할 경우 가장 주의해야하는 사항은?

  1. 펄스에코가 높기 때문에 게인 조정에 주의한다.
  2. 감쇄가 적기 때문에 주파수 선택에 주의한다.
  3. 이면에서 반사되어 횡파로 모드 변환하기 때문에 직사법만 사용해야한다.
  4. 횡파보다 속도가 빠른 종파만 전파되기 때문에 시간축 직선성에 주의해야 한다.
(정답률: 44%)
  • 종파 경사각탐촉자를 사용할 경우, 초음파가 시험체 이면(바닥면)에서 반사될 때 입사각에 따라 횡파로 모드 변환이 일어날 수 있습니다. 이러한 모드 변환은 신호 해석에 혼란을 줄 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 직사법만 사용해야 한다는 점에 주의해야 합니다.
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44. 그림과 같이 경사각법으로 검사를 실시했을 때 CRT에 나타나는 탐상도형으로 옳은 것은?

(정답률: 64%)
  • 경사각 탐상 시 초음파는 시험체 바닥면에서 반사되어 결함으로 향합니다. 이때 CRT 화면의 횡축은 시간(거리)을 나타내므로, 먼저 나타나는 초기 펄스 이후에 결함에서 반사되어 돌아온 에코가 시간차를 두고 표시됩니다. 따라서 초기 펄스와 결함 에코가 분리되어 나타나는 가 정답입니다.
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45. 적산효과란 어떤 시험체의 초음파탐상검사 시 나타날 수 있는 현상인가?

  1. 판재
  2. 맞대기 용접된 용입부
  3. 대형 주강품
  4. 형상이 복잡한 단조품
(정답률: 64%)
  • 적산효과(Integration Effect)는 주로 얇은 판재를 탐상할 때, 초음파가 판재 내부에서 다중 반사되며 결함 에코가 중첩되어 실제보다 크게 나타나거나 신호가 왜곡되는 현상을 말합니다.
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46. 단강품에 대해서 수직으로 초음파 탐상할 때 잡음신호가 크고 저면에코가 보이지 않을 경우에 합당한 조치는?

  1. 탐상 감도를 높게 한다.
  2. 측정범위를 가급적 좁게 한다.
  3. 더 낮은 주파수의 탐촉자를 사용한다.
  4. 리젝션을 사용한다.
(정답률: 69%)
  • 잡음신호가 크고 저면에코가 보이지 않는 것은 재료의 입자가 거칠어 초음파의 산란과 감쇠가 심하기 때문입니다. 이때는 투과력을 높이기 위해 파장이 긴, 즉 더 낮은 주파수의 탐촉자를 사용하여 산란을 줄여야 합니다.
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47. 다음 중 초음파빔 분산각을 구하기 위한 식은? (단, Φ는 초음파빔의 분산각이다.)

  1. sinΦ ≒ 1.2 × 진동자 직경 × 파장
  2. sinΦ ≒ 주파수 × 파장 ÷ 진동자 직경
  3. sinΦ ≒ 주파수 × 파장
  4. sinΦ ≒ 1.2 × 파장 ÷ 진동자 직경
(정답률: 70%)
  • 초음파 빔의 분산각은 진동자의 직경이 클수록, 파장이 길수록 커지는 특성을 가지며, 일반적으로 다음과 같은 근사식을 사용합니다.
    $$\sin \Phi \approx 1.2 \times \frac{\lambda}{D}$$
    여기서 $\lambda$는 파장, $D$는 진동자 직경을 의미합니다.
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48. 점집속에 사용되는 음향집속 방법이 아닌 것은?

  1. 구면 진동자식
  2. 렌즈식
  3. 평면 진동자식
  4. 반사식
(정답률: 57%)
  • 음향집속은 초음파 빔을 한 점으로 모으는 기술로, 구면 진동자식, 렌즈식, 반사식 등이 사용됩니다. 평면 진동자식은 빔을 평행하게 보내는 방식이므로 집속 방법으로 사용할 수 없습니다.
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49. 주ㆍ단강품의 초음파 탐상감도를 조정할 때 표준시험편을 사용하여 그 표준구멍으로부터의 에코가 정해진 높이가 되도록 탐상기의 감도를 조정하는 시험편 방식의 장점으로 볼 수 없는 것은?

  1. 탐상감도를 나타내기가 용이하다.
  2. 공정간에 탐상한 상호의 데이터들의 비교가 비교적 용이하다.
  3. 시험편과 시험체의 감쇠 차이에 의한 결함에코 높이 차이의 보정이 불필요하다.
  4. 시험체와 동일한 종류의 강이며 검출목적에 맞는 깊이 및 크기의 인공결함을 임의로 만들 수 있다.
(정답률: 73%)
  • 표준시험편 방식은 시험편과 실제 시험체의 재질이나 조직이 완전히 일치하지 않을 수 있어, 두 대상 간의 초음파 감쇠 차이로 인한 에코 높이 변화를 반드시 보정해주어야 합니다. 따라서 보정이 불필요하다는 설명은 틀린 것입니다.
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50. 지름이 작고 긴 봉강을 길이 방향에서 종파로 초음파 탐상 검사할 때 1차 저면 반사파(B1)와 2차 저면 반사파(B2) 사이에 나타나는 간섭파형은 무엇 때문에 일어나는가?

  1. 잡음
  2. 전기적 간섭 신호
  3. 표면파
  4. 파형변이
(정답률: 76%)
  • 지름이 작고 긴 봉강의 길이 방향 탐상 시, 1차 저면 반사파와 2차 저면 반사파 사이의 시간 간격이 짧아지면 파형이 서로 겹치면서 간섭을 일으키는데, 이를 파형변이라고 합니다.
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51. 초음파탐상용 탐촉자에서 진동자 뒷면 흡음재의 기능에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 에너지를 흡수하게 한다.
  2. 진동자에 진동을 잘 멈추게 한다.
  3. 진동자와 흡음재의 접착이 나빠지면 펄스폭이 좁아진다.
  4. 진동자와 흡음재 사이의 접착이 나빠지면 감도가 나빠진다.
(정답률: 65%)
  • 흡음재는 진동자의 불필요한 잔류 진동을 빠르게 흡수하여 펄스폭을 짧게 유지하는 역할을 합니다. 따라서 진동자와 흡음재의 접착 상태가 나빠지면 에너지가 제대로 흡수되지 않아 잔류 진동이 길어지므로 펄스폭이 오히려 넓어지게 됩니다.
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52. 알루미늄의 음향임피던스는 얼마인가?(단, 알루미늄 밀도 : 2700kg/m3, 종파속도 : 6320m/sec이다.)

  1. 8.5×106kg/m2ㆍsec
  2. 17×106kg/m2ㆍsec
  3. 8.5×107kg/m2ㆍsec
  4. 17×107kg/m2ㆍsec
(정답률: 68%)
  • 음향임피던스는 매질의 밀도와 음속의 곱으로 정의됩니다.
    $$\text{Z} = \rho \times v$$
    $$\text{Z} = 2700 \times 6320$$
    $$\text{Z} = 17 \times 10^{6}$$
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53. 다음 중 결함의 크기 측정에 이용되는 방법이 아닌 것은?

  1. DAC 곡선
  2. 20dB법(20dB drop법)
  3. AVG 곡선
  4. 게이트 활용 측정법
(정답률: 71%)
  • 초음파 탐상에서 결함의 크기를 정량적으로 측정하기 위해 DAC 곡선, 20dB drop법, AVG 곡선 등이 사용됩니다. 반면 게이트 활용 측정법은 결함의 위치나 존재 여부를 판별하는 설정 기능이며, 그 자체로 크기를 측정하는 표준 방법은 아닙니다.
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54. 초음파탐상검사에서 집속형 수직탐촉자를 사용함으로써 얻을 수 있는 이점이 아닌 것은?

  1. 불감대가 없으므로 표면에 근접한 결함검출에 유용하다.
  2. 결함위치 및 크기를 정밀하게 측정할 수 있다.
  3. 임상에코가 나타나는 재료의 탐상시 S/N비를 향상시킬 수 있다.
  4. 작은 결함으로부터 높은 에코를 얻을 수 있다.
(정답률: 56%)
  • 집속형 탐촉자는 초음파를 특정 지점에 모아 작은 결함 검출력을 높이고 S/N비를 향상시키며 정밀 측정이 가능하게 합니다. 하지만 집속점 이전까지는 에너지가 모이지 않으므로 불감대가 존재하며, 불감대가 없다는 설명은 틀린 내용입니다.
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55. 초음파탐상용 STB-A1 표준시험편으로 확인할 수 없는 것은?

  1. 측정 범위의 조정
  2. 경사각 탐촉자의 굴절각 측정
  3. 경사각 탐촉자의 분해능 측정
  4. 경사각 탐촉자의 입사점 결정
(정답률: 71%)
  • STB-A1 표준시험편은 경사각 탐촉자의 굴절각 측정, 입사점 결정, 측정 범위의 조정 등을 확인하기 위해 사용되는 시험편입니다. 분해능 측정은 해당 시험편의 주 목적이 아닙니다.
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56. 두꺼운 재료에 대해서 수직 초음파 탐상을 수행할 경우 다중 반사신호로 인하여 잔향에코가 신호에 섞이는 현상이 나타날 수 있다. 이러한 경우 해결방법으로 적절한 것은 ?

  1. 탐상기의 댐핑을 조절한다.
  2. 탐촉자를 교체한다.
  3. 탐상기의 게인을 조절한다.
  4. 탐상기의 펄스 반복주파수를 낮춘다.
(정답률: 65%)
  • 두꺼운 재료에서 발생하는 잔향에코나 다중 반사신호는 이전 펄스의 에코가 다음 펄스의 송신 전까지 돌아오지 못해 겹치는 현상입니다. 이를 해결하기 위해 펄스 반복주파수를 낮추어 펄스 간의 간격을 충분히 확보해야 합니다.
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57. 강재만 측정할 수 있는 두께계로, 음속이 다르다고 생각되는 특수 재료의 두께를 측정하였다. 그 재료의 음속을 구하는 데 필요한 산출식은?

  1. 특수 재료의 음속 = 강재의 음속 + 음속보정계수
  2. 특수 재료의 음속 = 음속보정계수 - 강재의 음속
  3. 특수 재료의 음속 = 강재의 음속 × 음속보정계수
  4. 특수 재료의 음속 = 강재의 음속 ÷ 음속보정계수
(정답률: 81%)
  • 강재 전용 두께계로 특수 재료를 측정할 때, 실제 음속은 강재의 기준 음속에 재료별 특성을 반영한 음속보정계수를 곱하여 산출합니다.
    $$특수 재료의 음속 = 강재의 음속 \times 음속보정계수$$
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58. 다음중 탐상 감도가 가장 우수한 주파수는?

  1. 1MHz
  2. 2MHz
  3. 2.25MHz
  4. 4MHz
(정답률: 73%)
  • 초음파 탐상에서 주파수가 높을수록 파장이 짧아져 작은 결함에 대한 반사 능력이 향상되므로 탐상 감도가 좋아집니다. 따라서 제시된 보기 중 가장 높은 주파수인 4MHz가 감도가 가장 우수합니다.
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59. 초음파탐상시 표준시험편 또는 대비시험편의 용도의 적합하지 않은 것은?

  1. 측정범위의 조정
  2. 탐상감도의 조정
  3. 실측 주파수의 측정
  4. 탐상장치의 점검에 필요한 탐상장치의 특성 및 성능 측정
(정답률: 84%)
  • 표준시험편 및 대비시험편은 장비의 감도 설정, 측정 범위 조정, 장치의 성능 점검 및 교정을 위해 사용됩니다. 하지만 초음파의 실측 주파수는 진동자 자체의 특성이나 주파수 분석기를 통해 측정하는 것이며, 시험편을 통해 측정하는 항목이 아닙니다.
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60. 수직탐상 시 결함으로부터의 에코높이가 스크린상 40%의 높이에 표시되었다. 이결함 에코를 80%로 맞추고자 할 경우 옳은 방법은?

  1. 탐촉자 압력을 세게 한다.
  2. 게이트 회로를 조정한다.
  3. 스윕지연 회로를 조정한다.
  4. 게인 조정기를 조정한다.
(정답률: 81%)
  • 초음파 탐상 장치에서 수신된 에코의 높이(진폭)를 조절하여 화면상에 표시되는 크기를 변경하는 장치는 게인(Gain) 조정기입니다. 따라서 에코 높이를 40%에서 80%로 높이려면 게인 조정기를 통해 증폭도를 높여야 합니다.
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