초음파비파괴검사산업기사 필기 기출문제복원 (2019-03-03)

초음파비파괴검사산업기사 2019-03-03 필기 기출문제 해설

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초음파비파괴검사산업기사
(2019-03-03 기출문제)

목록

1과목: 비파괴검사 개론

1. 자분탐상시험법에서 자력선의 성질에 설명한 것 중 옳은 것은?

  1. 자력선의 간력이 촘촘할수록 자계의 세기가 세다.
  2. 자력선의 방향은 자계방향과 수직이다.
  3. 자력선의 간격이 촘촘할수록 자계의 세기가 약하다.
  4. 자력선은 도중에 나누어지며 2개의 자력선이 서로 만난다.
(정답률: 88%)
  • 자력선은 자계의 세기와 밀접한 관계가 있으며, 자력선의 밀도가 높을수록(간격이 촘촘할수록) 해당 지점의 자계 세기가 강해지는 성질을 가집니다.

    오답 노트
    자계방향과 수직: 자력선의 방향은 곧 자계의 방향과 일치함
    자력선이 나누어지거나 만남: 자력선은 폐곡선을 이루며 서로 교차하거나 나누어지지 않음
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2. 비파괴검사의 필요성으로 보기 어려운 것은?

  1. 제작공정 과정을 개선
  2. 제작공정 중 불량을 제거
  3. 구조물의 파괴를 미연에 방지
  4. 결함이 검출되지 않는 무결함 제품을 생산
(정답률: 78%)
  • 비파괴검사는 제품을 파괴하지 않고 결함을 찾아내어 공정을 개선하고 사고를 방지하는 것이 목적이지, 물리적으로 결함이 전혀 없는 무결함 제품을 생산하는 수단은 아닙니다.
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3. 용접부의 내부 블로홀(기공)을 검출하는데 가장 적합한 검사방법은?

  1. 방사선투과검사
  2. 와전류탐상검사
  3. 침투탐상검사
  4. 자분탐상검사
(정답률: 92%)
  • 방사선투과검사는 방사선이 물체를 투과할 때 밀도 차이에 따라 흡수량이 달라지는 원리를 이용하므로, 용접부 내부에 형성된 기공(블로홀)과 같은 체적 결함을 검출하는 데 가장 적합합니다.

    오답 노트
    침투탐상검사, 자분탐상검사: 표면 또는 표면 직하 결함만 검출 가능
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4. 와전류탐상시험에서 시험주파수 선정 시 고려해야 할 요소와 가장 거리가 먼 것은?

  1. 표피 효과
  2. 프로브의 형태
  3. 프로브의 속도
  4. 코일임피던스 특성
(정답률: 66%)
  • 와전류탐상시험에서 주파수는 침투 깊이를 결정하는 표피 효과, 탐상 속도에 따른 응답성, 그리고 코일의 임피던스 특성에 직접적인 영향을 미칩니다. 하지만 프로브의 외형적인 형태는 주파수 선정의 결정적인 고려 요소가 아닙니다.
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5. 인간의 가청범위를 넘는 주파수를 초음파라 할 때 약 몇 kHz 이상의 주파수를 초음파라 하는가?

  1. 20
  2. 200
  3. 1000
  4. 2000
(정답률: 83%)
  • 인간의 가청 주파수 범위는 일반적으로 $20\text{Hz}$에서 $20\text{kHz}$까지입니다. 따라서 이 범위를 넘어서는 $20\text{kHz}$이상의 주파수를 초음파라고 정의합니다.
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6. 다음 중 베어링 합금으로 사용되는 베빗메탈(babbit metal)의 합금 성분이 아닌 것은?

  1. Sn
  2. Pb
  3. Sb
  4. Cu
(정답률: 63%)
  • 베빗메탈(Babbitt metal)은 주로 주석(Sn)이나 주석-안티몬(Sb) 합금을 기반으로 하며, 구리(Cu) 등을 첨가하여 내마모성을 높인 베어링 합금입니다. 납(Pb)은 일부 특수 합금에 쓰일 수 있으나, 전형적인 베빗메탈의 주성분 구성에서 제외되는 경우가 많습니다.
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7. 분말야금(powdwe metallurgy)법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 다공질 금속재료를 만들 수 있다.
  2. 제조과정에서 용융점까지 온도를 상승시켜야 한다.
  3. 최종제품의 형상으로 제조가 가능하여 절삭가공이 거의 필요 없다.
  4. 용해법으로 만들 수 없는 합금을 만들 수 있고 편석, 결정립 조대화의 문제점이 적다.
(정답률: 55%)
  • 분말야금법은 금속 분말을 압축한 후 용융점 이하의 온도에서 가열하는 소결 과정을 통해 제품을 제조하는 방식입니다.

    오답 노트
    제조과정에서 용융점까지 온도를 상승시켜야 한다: 용융점 이하에서 소결하므로 틀린 설명입니다.
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8. 강에 합금원소를 첨가하면 나타나는 효과가 아닌 것은?

  1. 소성가공성을 감소시킨다.
  2. 합금원소에 의해 기지를 강화한다.
  3. 결정립의 미세화에 따른 강인성을 향상시킨다.
  4. 변태속도의 변화에 따른 열처리 효과를 향상시킨다.
(정답률: 82%)
  • 강에 합금원소를 첨가하면 강도, 경도, 내식성 및 열처리 효과가 향상되며 결정립 미세화를 통해 강인성이 증가합니다. 하지만 일반적으로 합금원소의 첨가는 전위의 이동을 방해하여 변형을 어렵게 하므로 소성가공성을 감소시키는 것이 아니라, 목적에 따라 가공성을 조절하거나 특정 성질을 부여하는 것이 주 목적입니다. 다만, 일반적인 강화 효과는 소성가공성을 저하시키는 방향으로 작용하므로, 문제에서 요구하는 '효과'로서의 긍정적 기능이 아닌 것을 찾는 관점에서 소성가공성 감소는 합금 첨가의 목적(효과)이 아닙니다.
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9. 철광석을 용광로 내에서 코크스로 환원시켜 제련시킨 것은?

  1. 순철
  2. 강철
  3. 선철
  4. 탄소강
(정답률: 72%)
  • 용광로(고로)에서 철광석을 코크스로 환원시켜 얻는 1차 제품은 탄소 함유량이 높은(약 2~4.3%) 선철입니다.
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10. 초저온용으로 사용할 수 없는 재료는?

  1. Al합금
  2. 순 Cu
  3. 저탄소강
  4. 18-8 스테인리스강
(정답률: 69%)
  • 저탄소강은 온도가 낮아짐에 따라 충격값이 급격히 감소하는 연성-취성 천이 현상이 발생하여 초저온용 재료로 부적합합니다.
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11. 조성이 Al-Cu-Mg-Mn 이며, 고강도 Al합금에 해당되는 것은?

  1. 실루민(Silumin)
  2. 문쯔메탈(Muntz metal)
  3. 두랄루민(Duralumin)
  4. 하이드로날륨(Hydronalium)
(정답률: 88%)
  • Al-Cu-Mg-Mn 조성을 가지며, 열처리를 통해 강도를 높인 대표적인 고강도 알루미늄 합금은 두랄루민(Duralumin)입니다.
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12. 탄소강은 보통 200~300℃에서 연신율과 단면 수축률이 상온보다 저하되어 단단하고 깨지기 쉬운 상태가 되는데, 이와 관련된 것은?

  1. 청열취성
  2. 상온취성
  3. 고온취성
  4. 저온취성
(정답률: 82%)
  • 탄소강이 $200 \sim 300^{\circ}C$의 온도 범위에서 연신율과 단면 수축률이 저하되어 취성이 강해지는 현상을 청열취성이라고 합니다.
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13. 다음 중 체심입방격자(BCC)의 결정구조를 갖는 금속은?

  1. Ag
  2. Ni
  3. Cr
  4. Al
(정답률: 57%)
  • 크롬(Cr)은 원자 배열이 체심입방격자(BCC) 구조를 갖는 대표적인 금속입니다.

    오답 노트
    Ag, Ni, Al: 면심입방격자(FCC) 구조임
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14. 열간가공(hot working)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 방향성 있는 주조조직이 제거된다.
  2. 재결정온도 이하에서 처리하는 가공방법이다.
  3. 합금원소의 확산으로 재질의 균일화가 가능하다.
  4. 가공완료온도가 너무 높으면 결정입자가 조대하게 된다.
(정답률: 79%)
  • 열간가공은 금속의 재결정온도 이상에서 가공하여 가공 경화를 방지하고 성형성을 높이는 방법입니다.

    오답 노트
    재결정온도 이하에서 처리하는 가공방법: 이는 냉간가공에 대한 설명임
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15. 구상흑연주철의 흑연구상화제가 아닌 것은?

  1. Mo계 합금
  2. Mg계 합금
  3. Ca계 합금
  4. 회토류 원소계 합금
(정답률: 73%)
  • 구상흑연주철을 만들기 위해서는 흑연을 구상화시키는 구상화제가 필요한데, 주로 Mg, Ca 및 희토류 원소계 합금이 사용됩니다.

    오답 노트
    Mo계 합금: 구상화제가 아닌 합금 원소임
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16. 피복 아크 용접에서 용접전류 200A, 아크 전압 25V, 용접속도 15cm/min 일 때 용접입열은 몇 J/cm 인가?

  1. 800
  2. 1250
  3. 7200
  4. 20000
(정답률: 71%)
  • 용접 입열량은 아크 전압과 전류의 곱에 시간(속도의 역수)을 곱하여 계산하며, 단위 환산을 위해 60초를 곱해줍니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{60 \times V \times I}{v}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{60 \times 25 \times 200}{15}$
    ③ [최종 결과] $H = 20000$
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17. 피복 아크 용접에서 피복제의 역할이 아닌 것은?

  1. 아크를 안정시킨다.
  2. 전기 절연 작용을 한다.
  3. 스패터의 발생을 많게 한다.
  4. 용착금속의 냉각속도를 느리게 한다.
(정답률: 80%)
  • 피복제는 아크를 안정시키고, 용착 금속의 냉각 속도를 늦추며, 슬래그를 형성하여 산화를 방지하는 역할을 합니다. 스패터의 발생을 억제하여 용접 효율을 높이는 것이 올바른 역할입니다.
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18. 용접 후 일어나는 용접변형을 교정하는 방법이 아닌 것은?

  1. 노 내 풀림법
  2. 박판에 대한 점 수축법
  3. 가열 후 해머링하는 방법
  4. 절단에 의하여 성형하고 재용접하는 방법
(정답률: 64%)
  • 용접변형 교정은 물리적인 힘이나 국부 가열을 통해 형태를 바로잡는 과정입니다. 노 내 풀림법은 재료의 내부 응력을 제거하거나 성질을 개선하는 열처리 방법이지, 변형된 형상을 직접 교정하는 방법이 아닙니다.
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19. 각 층마다 전체의 길이를 용접하면서 쌓아올리는 용착법은?

  1. 전진법
  2. 후퇴법
  3. 스킵법
  4. 빌드업법
(정답률: 91%)
  • 각 층마다 전체 길이를 용접하며 층층이 쌓아 올리는 용착 방식은 빌드업법입니다.
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20. TIG 용접에 사용되는 전극의 조건으로 틀린 것은?

  1. 고용융점의 금속
  2. 열전도성이 좋은 금속
  3. 전기 저항률이 많은 금속
  4. 전자 방출이 잘되는 금속
(정답률: 81%)
  • TIG 용접 전극은 아크를 안정적으로 유지하고 전도성을 높여야 하므로 전기 저항률이 낮은 금속을 사용해야 합니다.

    오답 노트
    고용융점, 좋은 열전도성, 원활한 전자 방출은 전극이 고온의 아크에서도 견디고 효율적으로 작동하기 위한 필수 조건입니다.
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2과목: 초음파탐상검사 원리 및 규격

21. 초음파 탐상장치를 사용하기 전에 탐상기기가 정상인지의 여부만을 점검할 목적으로 사용하는 점검방법은?

  1. 특별점검
  2. 일상점검
  3. 정기점검
  4. 교정점검
(정답률: 90%)
  • 탐상기기가 정상적으로 작동하는지 여부만을 빠르게 확인하여 사용 전 상태를 점검하는 방법은 일상점검입니다.
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22. 종파에 대한 섬령 중 잘못된 것은?

  1. 파를 전달하는 입자의 진동방향과 파의 진행방향이 평행하다.
  2. 음파의 종파는 액체 내에서 존재하지 않는다.
  3. 음파의 종파는 동일한 주파수에서 횡파보다 파장이 길다.
  4. 음파의 종파는 횡파보다 속도가 빠르다.
(정답률: 83%)
  • 종파는 매질의 압축과 팽창을 통해 전달되므로 고체뿐만 아니라 액체와 기체 내에서도 존재하고 전달될 수 있습니다.

    오답 노트
    파의 진행방향과 진동방향 평행: 종파의 정의
    횡파보다 파장이 길다: 동일 주파수에서 속도가 빠르므로 파장도 깁니다
    횡파보다 속도가 빠르다: 종파의 일반적인 특성
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23. 주파수 5MHz, 진동자 직경 12mm의 탐촉자로 강재를 검사할 때 초음파 빔의 지향각은? (단, 강재에서의 음속은 6000m/s 이다.)

  1. 약 7°
  2. 약 20°
  3. 약 25°
  4. 약 35°
(정답률: 61%)
  • 초음파 빔의 지향각(반치폭)은 진동자 직경과 파장의 비율에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $\theta = \frac{1.22 \times \lambda}{D}$ (단, $\lambda = \frac{V}{f}$)
    ② [숫자 대입] $\theta = \frac{1.22 \times \frac{6000}{5 \times 10^{6}}}{12 \times 10^{-3}}$
    ③ [최종 결과] $\theta = 0.122 \text{ rad} \approx 7^{\circ}$
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24. 초음파 압전소자의 종류 중에서 수신효율이 가장 우수하나, 물에 잘 녹아서 물에서 사용할 때 방수처리가 필요한 것은?

  1. 수정
  2. 티탄산바륨
  3. 황산리튬
  4. 니오비움산납
(정답률: 77%)
  • 황산리튬은 수신 효율이 매우 우수하여 수신 전용 소자로 많이 사용되지만, 수용성 성질이 있어 물속에서 사용할 때는 반드시 방수 처리가 필요합니다.
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25. 초음파탐상시험에서 데이터의 신뢰성을 확보하기 위한 항목과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 결함평가의 정량화
  2. 시간적 재현성의 확보
  3. 제조공정의 자동화
  4. 기기의 성능관리
(정답률: 80%)
  • 데이터의 신뢰성 확보는 검사 결과의 정확성과 재현성을 높이는 기기 관리 및 평가 방법의 문제이며, 제조공정의 자동화는 생산 효율성과 관련된 사항으로 데이터 신뢰성 확보와는 직접적인 관련이 없습니다.
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26. 어떤 제품을 초음파 탐상한 결과 CRT상에 높이가 낮은 지시가 아주 많이 나타나게 되었다. 이와 같은 지시의 주된 원인이 되는 것은?

  1. 균열의 발생
  2. 결정입자의 조대화
  3. 균일한 접촉매질의 사용
  4. 미세한 입자로 된 재질 때문
(정답률: 64%)
  • 결정입자가 조대화되면 초음파가 입계에서 산란되어 불필요한 잡음 신호가 많이 발생하며, 이로 인해 CRT상에 높이가 낮은 지시(Grass noise)가 다수 나타나게 됩니다.
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27. 검사대상물에서 불합격으로 분류되는 결함지시가 FSH(Full Screen Height) 60% 수준에서 탐상감도가 55dB라면, 이를 80%에 맞추기 위해서 탐상감도는 얼마로 조정하여야 하는가?

  1. 50 dB
  2. 52.5 dB
  3. 57.5 dB
  4. 60 dB
(정답률: 72%)
  • 에코 높이를 높이기 위해서는 감도를 낮추어야(dB 값을 감소시켜야) 합니다. 높이 변화량에 따른 dB 변화량 공식 $\Delta dB = 20 \log \frac{H_2}{H_1}$을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\Delta dB = 20 \log \frac{H_2}{H_1}$
    ② [숫자 대입] $\Delta dB = 20 \log \frac{80}{60} \approx 2.5$
    ③ [최종 결과] $55 + 2.5 = 57.5 \text{ dB}$
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28. 초음파탐상 시험을 할 때 재질의 구성이 완전하게 균일하지 않기 때문에 생기는 현상은?

  1. 산란
  2. 회전
  3. 병진
  4. 집중
(정답률: 87%)
  • 초음파가 진행 중 재질의 결정립계나 불균일한 조직과 같은 미세한 불연속면을 만나면 여러 방향으로 흩어지게 되는데, 이를 산란 현상이라고 합니다.
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29. 빔 분산각 θ가 원형진동자의 직경파 파장의 변화에 따라 감소되는 것을 적절히 나타낸 것은?

  1. 직경 D가 작을수록, 파장 λ가 작을수록 분산각 θ는 작아진다.
  2. 직경 D가 클수록, 파장 λ가 클수록 분산각 θ는 작아진다.
  3. 직경 D가 클수록, 파장 λ가 작을수록 분산각 θ는 작아진다.
  4. 직경 D가 작을수록, 파장 λ가 클수록 분산각 θ는 작아진다.
(정답률: 60%)
  • 빔 분산각은 진동자의 직경에 반비례하고 파장에 비례하는 관계를 가집니다. 따라서 직경 $D$가 클수록, 파장 $\lambda$가 작을수록 분산각 $\theta$는 감소하여 빔이 더 날카롭게 집중됩니다.
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30. 탐촉자 압전소자 중 분해능이 가장 좋은 진동자는?

  1. 수정
  2. 황산리튬
  3. 티탄산바륨
  4. 니오비움산납
(정답률: 59%)
  • 니오비움산납(PZT)은 압전 계수가 매우 크고 전기 기계 결합 효율이 뛰어나, 초음파 탐촉자 소자 중 가장 우수한 분해능과 감도를 제공하는 대표적인 재료입니다.
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31. 보일러 및 압력용기에 대한 표준초음파탐상검사(ASME Sec.V, Art.23 SA-435)에서 수직빔으로 2인치 두께를 갖는 강판을 검사할 때, 전체 저면반사의 손실을 일으키는 불연속부의 지름이 2인치인 경우의 평가는?

  1. 합격이다.
  2. 불합격이다.
  3. 시험편 방식으로 재검사한다.
  4. 저면반사 손실은 합부판정 기준이 아니다.
(정답률: 51%)
  • ASME Sec.V, Art.23 SA-435 기준에 따르면, 수직빔 검사 시 저면반사의 손실을 일으키는 불연속부의 지름이 강판 두께(2인치)와 같거나 그보다 큰 경우(2인치)는 합격으로 평가합니다.
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32. 강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에 따라 곡률 반지름 150mm 의 원둘레 이음 용접부를 경사각 탐상하고자 한다. 이때 사용되는 대비 시험편(RB-A6)의 곡률 반지름과 그 살두께의 범위로 옳은 것은?

  1. 시험체 곡률반지름의 1.0배 이상 1.8배 이내
  2. 시험체 곡률반지름의 1/2배 이상 1.5배 이내
  3. 시험체 살두께의 1/2배 이상 1.5배 이내
  4. 시험체 살두께의 2/3배 이상 1.5배 이내
(정답률: 42%)
  • KS B 0896 규격에 따라 곡률 반지름이 있는 원둘레 이음 용접부의 경사각 탐상 시 사용하는 대비 시험편(RB-A6)의 곡률 반지름과 살두께 범위는 시험체 살두께의 2/3배 이상 1.5배 이내여야 합니다.
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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: 74%)
  • KS B 0534 성능 측정방법에서 분해능 시험편으로는 RB-RA, RB-RB, RB-RC 등이 사용되며, RB-RE는 분해능 시험편에 해당하지 않습니다.
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34. 강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에서 시험체의 곡률반지름이 300mm일 경우 에코 높이 구분선의 작성과 탐상감도의 조정용 시험편은 어느 것인가?

  1. A3형계 STB
  2. RB-A6
  3. RB-A8
  4. RB-4
(정답률: 42%)
  • KS B 0896 규격에서 시험체의 곡률 반지름이 $300\text{mm}$인 경우, 에코 높이 구분선 작성 및 탐상감도 조정에 사용되는 표준 시험편은 RB-4입니다.
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35. 강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에서 RB-A6시험편 제작 시 곡률의 반지름은 시험체 곡률 반지름의 몇 배인가?

  1. 9/10 배
  2. 3/2 배
  3. 9/10 배 이상 3/2 배 이하
  4. 2/3 배 이상 3/2 배 이하
(정답률: 66%)
  • KS B 0896 규격에 따라 강 용접부의 초음파탐상 시험 시 사용하는 RB-A6 시험편의 곡률 반지름은 시험체 곡률 반지름의 9/10 배 이상 3/2 배 이하로 제작해야 합니다.
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36. 초음파탐상 시험용 표준시험편(KS B 0831)에서 주된 사용 목적이 수직탐촉자의 특성을 측정하는 표준시험편은?

  1. STB-G
  2. STB-N1
  3. STB-A1
  4. STB-A3
(정답률: 54%)
  • KS B 0831 표준시험편 중 STB-G는 수직탐촉자의 특성(분해능, 감도 등)을 측정하기 위한 목적으로 사용되는 표준시험편입니다.
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37. 강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에 의한 흠 에코 높이의 영역과 흠의 지시 길이에 따른 흠의 분류 방법 중 IV 영역에 판두께 18mm 이하인 경우 3류 결함은 몇 mm 이하인가? (단, t는 그루브를 뗀 쪽의 모재의 두께이다.)

  1. mm 이하
  2. mm 이하
  3. 6 mm 이하
  4. 9 mm 이하
(정답률: 47%)
  • KS B 0896 기준, 판두께 $18\text{mm}$이하인 경우 IV 영역의 3류 결함 분류 기준은 $9\text{mm}$이하입니다.
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38. 보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec.V Art.4)에서 용접부에 대한 검사 시 시험편의 곡률반지름이 100mm 일 때, 사용할 수 있는 보정 블록의 곡률 반지름으로 옳은 것은?

  1. 80 mm
  2. 120 mm
  3. 200 mm
  4. 250 mm
(정답률: 61%)
  • ASME Sec.V Art.4 규정에 따르면, 시험편의 곡률반지름이 $100\text{mm}$인 경우 보정 블록의 곡률반지름은 시험편의 곡률반지름과 유사해야 하며, 허용 범위 내에서 $120\text{mm}$가 적절한 선택지가 됩니다.
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39. 보일러 및 압력용기의 재료에 대한 초음파탐상 검사(ASME Sec.V Art.5)에 의해 탐상장치를 교정할 때 스크린높이 직선성은 전체 스크린 높이의 몇 % 이내여야 하는가?

  1. 1%
  2. 2%
  3. 5%
  4. 10%
(정답률: 70%)
  • ASME Sec.V Art.5 규정에 따라 보일러 및 압력용기의 초음파탐상 장치를 교정할 때, 스크린 높이의 직선성(Linearity)은 전체 스크린 높이의 $5\%$이내로 유지되어야 합니다.
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40. 금속재료의 펄스반사법에 따른 초음파탐상 시험방법 통칙(KS B 0817)에서 초음파탐상시험 시 원칙적으로 사용하지 않는 것은?

  1. 리젝션
  2. 게이트
  3. 접촉매질
  4. 시험편
(정답률: 79%)
  • 초음파탐상시험에서 리젝션(Rejection)은 작은 결함 신호를 제거하여 잡음을 줄이는 기능이지만, 실제 결함 신호까지 함께 제거될 위험이 있어 원칙적으로 사용을 금지하거나 제한합니다.
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3과목: 초음파탐상검사 시험

41. 다음과 같이 수침법으로 시험체를 검사하여 그림과 같은 탐상도형이 CRT 에 나타났다. 시험체 내부결함의 반사지시는 CRT 상에서 어느 것인가?

  1. ㉠
  2. ㉡
  3. ㉢
  4. ㉣
(정답률: 71%)
  • 수침법에서 CRT에 나타나는 신호의 순서는 송신 펄스 $\rightarrow$ 수면 반사파 $\rightarrow$ 내부 결함 반사파 $\rightarrow$ 바닥 반사파 순입니다.

    따라서 수면 반사파인 ㉡ 다음으로 나타나는 ㉢이 내부 결함의 반사지시가 됩니다.
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42. 그림과 같은 스펙트럼을 갖는 초음파 탐촉자의 중심 주파수 값(fc)은 얼마인가? (단, fa = 4.4 MHz, fb = 9.4 MHz 이다.)

  1. 4.6 MHz
  2. 6.9 MHz
  3. 8.6 MHz
  4. 10.2 MHz
(정답률: 81%)
  • 탐촉자의 중심 주파수는 대역폭의 하한 주파수와 상한 주파수의 산술 평균값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $f_{c} = \frac{f_{a} + f_{b}}{2}$
    ② [숫자 대입] $f_{c} = \frac{4.4 + 9.4}{2}$
    ③ [최종 결과] $f_{c} = 6.9$
    따라서 중심 주파수는 $6.9\text{ MHz}$입니다.
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43. A-주사법에서 CRT의 수직감도 축에 공급되는 전압을 조정하는 장치는?

  1. 스위프발생기
  2. 펄스발생기
  3. 증폭기회로
  4. 시간회로
(정답률: 47%)
  • A-주사법에서 수직축(Y축)은 수신된 에코의 강도를 나타내며, 이 신호의 크기를 조절하여 화면에 표시하는 장치는 증폭기회로입니다.
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44. 동일한 크기의 결함이 있는 경우, 초음파탐상시험에 의하여 가장 발견하기 쉬운 결함은?

  1. 시험재 내부에 있는 구(球)형의 결함
  2. 초음파의 진행방향에 평행인 흠
  3. 초음파의 진행방향에 수직인 흠
  4. 이종물질의 혼입
(정답률: 88%)
  • 초음파는 결함의 표면이 초음파 진행 방향에 수직일 때 가장 많은 에너지가 반사되어 돌아오므로 검출이 가장 쉽습니다.
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45. 재료의 음향이방성에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 강재 중에 초음파의 음속이나 감쇠 등의 초음파 전파 특성이 탐상 방향에 따라 다른 재료를 음향이방성을 갖는 재료라 부른다.
  2. 압연 강판과 같이 주 압연 방향과 이것에 직각인 방향 사이에 초음파 전파 특성이 현저히 다른 재료에는 음향이방성에 대한 검정이 필요하다.
  3. 음향이방성을 갖는 재료의 탐성에는 공칭굴절각이 70°인 탐촉자를 사용한다.
  4. 음속비의 측정에 의해 음향이방성을 검정할 경우 음속비가 1.02를 넘을 때 음향이방성이 있는 것으로 간주한다.
(정답률: 68%)
  • 음향이방성 재료는 탐상 방향에 따라 음속과 감쇠 특성이 다르므로, 정확한 결함 검출을 위해 굴절각이 작은 탐촉자를 사용하는 것이 일반적입니다. 따라서 공칭굴절각이 $70^{\circ}$인 탐촉자를 사용한다는 설명은 틀린 것입니다.
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46. 판재의 횡파 경사각탐상으로 결함검출이 잘되지 않는 경우의 결함 형태로 옳은 것은?

  1. 음파의 진행 방향에 수직인 균열
  2. 여러 방향으로 흩어져 있는 개재물
  3. 표면에 평행하게 있는 균열
  4. 연속적인 작은 기공
(정답률: 77%)
  • 경사각탐상은 초음파 빔이 경사지게 입사하여 결함면에서 반사되는 원리를 이용합니다. 따라서 빔의 진행 방향과 평행하게 놓인 표면에 평행한 균열은 반사파가 되돌아오지 않아 검출이 어렵습니다.
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47. 전달손실에 의한 감도를 보정할 필요가 없는 것은?

  1. 시험체에 도장이 되어 있는 경우
  2. 접촉매질을 변경한 경우
  3. 시험체에 부식이 생긴 경우
  4. 탐상기의 배터리를 교환한 경우
(정답률: 80%)
  • 전달손실은 초음파가 시험체 표면이나 매질을 통과할 때 발생하는 에너지 손실을 의미합니다. 탐상기의 배터리를 교환하는 것은 전기적인 전원 공급의 문제일 뿐, 초음파의 물리적인 전달 경로에 영향을 주는 요인이 아니므로 감도 보정이 필요 없습니다.

    오답 노트
    도장, 접촉매질 변경, 부식: 모두 초음파의 투과 및 전달 경로에 영향을 주어 전달손실을 유발함
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48. 용접덧살을 제거하지 않은 오스테나이트계 스테인리스강 용접부를 검사하기에 가장 좋은 탐촉자는?

  1. 횡파 수직탐촉자
  2. 횡파 경사각탐촉자
  3. 종파 수직탐촉자
  4. 종파 경사각탐촉자
(정답률: 58%)
  • 오스테나이트계 스테인리스강은 결정립이 조대하여 횡파 사용 시 산란과 감쇠가 매우 심합니다. 따라서 감쇠가 적은 종파를 이용하면서 용접부 내부를 검사할 수 있는 종파 경사각탐촉자가 가장 적합합니다.
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49. 두께 100mm 인 V형 맞대기 용접부를 45° 경사각탐상을 할 때 화면상에 초음파 빔행정 길이가 140mm 인 지시가 나타났다. 이 때 탐촉자의 입사점이 용접부의 중심선에서 100mm 떨어져 있다면 이 지시의 결함이 있는 위치는?

  1. 용접 루트부
  2. 용접 비드부
  3. 용접 중앙부
  4. 모재 표면부
(정답률: 58%)
  • 결함의 깊이를 계산하여 위치를 판별하는 문제입니다. 빔행정 길이와 굴절각을 이용해 깊이를 구합니다.
    ① [기본 공식] $d = L \cos \theta$
    ② [숫자 대입] $d = 140 \times \cos 45^{\circ}$
    ③ [최종 결과] $d = 98.99$
    계산된 깊이가 약 $99\text{mm}$이며, 시험체 두께가 $100\text{mm}$이므로 결함은 용접 루트부에 위치합니다.
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50. 고체에서는 전파되나 액체에서는 전파되지 않아 시험체 내부 결함 검출에 사용되는 초음파의 모드는?

  1. 종파
  2. 횡파
  3. 판파
  4. 수직파
(정답률: 75%)
  • 횡파는 입자의 진동 방향이 전파 방향에 수직인 파동으로, 전단 탄성 계수가 없는 액체나 기체에서는 전파되지 않고 오직 고체에서만 전파되는 특성이 있어 내부 결함 검출에 유용하게 사용됩니다.
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51. 다음 중 진동자의 감도를 높이기 위한 방법으로 옳은 것은?

  1. 펄스폭이 작아야 한다.
  2. 펄스 지속시간이 짧아야 한다.
  3. 대역폭을 크게 한다.
  4. 펄스폭이 충분히 커야 한다.
(정답률: 40%)
  • 진동자의 감도를 높이기 위해서는 충분한 에너지 전달이 필요하며, 이를 위해 펄스폭이 충분히 커야 신호의 강도가 확보되어 검출 감도가 향상됩니다.
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52. 초음파 탐상장치의 각 구성 부분과 기능에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 소인회로 – 시간축 작동
  2. 수신부 – 증폭과 감도조정
  3. 탐촉자 – 초음파의 발생과 수신
  4. 송신부 – 측정범위의 조정
(정답률: 64%)
  • 송신부는 초음파 펄스를 생성하여 탐촉자로 보내는 역할을 수행합니다. 측정범위의 조정은 송신부가 아닌 시간축 제어 및 표시 장치와 관련된 기능입니다.

    오답 노트
    소인회로: 송신 펄스가 수신부로 직접 들어가는 것을 차단하고 시간축을 작동시킴
    수신부: 수신된 미세 신호를 증폭하고 감도를 조정함
    탐촉자: 압전 효과를 이용해 초음파를 발생시키고 수신함
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53. 다음의 압전 재료 중에서 송신 효율이 가장 좋은 것은?

  1. 수정(Quartz)
  2. 산화은(Silver Oxide)
  3. 황산리튬(Lithium Sulfate)
  4. 티탄산바륨(Barium Titanate)
(정답률: 72%)
  • 티탄산바륨(Barium Titanate)은 다른 압전 재료에 비해 압전 계수가 매우 커서 전기 에너지를 기계적 진동으로 변환하는 송신 효율이 가장 뛰어납니다.
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54. 탐촉자 구성요소 중 초음파를 시험체에 경사지게 입사시키는 역할을 하는 것은?

  1. 접전
  2. 쐐기
  3. 흡음재
  4. 댐핑재
(정답률: 73%)
  • 쐐기는 진동자에서 발생한 초음파를 굴절시켜 시험체 내부로 경사지게 입사시키는 역할을 하는 구성요소입니다.
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55. 스크린 상에 높이가 낮은 지시파가 매우 많이 나타났을 때(Hash 현상) 그 원인은 무엇으로 판단되는가?

  1. 균열
  2. 기공
  3. 큰 개재물
  4. 시험편 재질의 입자가 조대
(정답률: 72%)
  • 시험편의 결정 입자가 조대할 경우, 초음파가 입계에서 산란되어 스크린 상에 무수히 많은 낮은 높이의 지시파가 나타나는 Hash 현상이 발생합니다.
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56. 초음파탐촉자의 기본구성 중 댐핑재(damping material)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 댐핑재는 진동자의 진동을 억제하는 역할을 한다.
  2. 댐핑재는 진동자로부터 발생된 초음파 중 후면으로 발생된 음파에너지를 감쇠시킨다.
  3. 댐핑재에 의한 댐핑정도가 높을수록 탐촉자에서 발생하는 초음파의 펄스폭은 감소한다.
  4. 댐핑재는 초음파탐촉자의 감도를 적절히 조절하기 위하여 사용한다.
(정답률: 44%)
  • 댐핑재는 진동자의 진동을 억제하여 펄스폭을 줄이고 분해능을 높이는 역할을 하며, 감도를 조절하는 것이 주 목적이 아닙니다.

    오답 노트
    진동자의 진동 억제: 댐핑재의 기본 기능
    후면 에너지 감쇠: 후방 방사 억제 역할
    펄스폭 감소: 댐핑 정도가 높을수록 펄스폭이 짧아짐
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57. 황동에 대한 종파의 음향 임피던스는? (단, 황동의 밀도 : 8400 kg/m3, 종파의 속도 : 4400 m/sec, 횡파의 속도 : 2200 m/sec 이다.)

  1. 37 × 106 kg/m2·s
  2. 18 × 106 kg/m2·s
  3. 37 × 107 kg/m2·s
  4. 18 × 107 kg/m2·s
(정답률: 71%)
  • 음향 임피던스는 매질의 밀도와 음속의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Z = \rho \times v$
    ② [숫자 대입] $Z = 8400 \times 4400$
    ③ [최종 결과] $Z = 37 \times 10^{6}$ kg/m$^{2}$·s
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58. 초음파탐상기에서 송신펄스폭에 의해서 결함을 검출하지 못하는 거리를 무엇이라 하는가?

  1. 분해능
  2. 불감대
  3. 대역폭
  4. 게이트폭
(정답률: 91%)
  • 송신 펄스의 폭으로 인해 탐촉자 바로 앞부분에서 결함을 검출할 수 없는 영역을 불감대라고 합니다.
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59. 단조품 초음파탐상검사의 시험편방식에 비교한 저면에코 방식의 특징은?

  1. 검사결과의 상호 비교 한다.
  2. 탐상면의 거칠기에 대한 수정조작 불필요하다.
  3. 탐상면의 곡률 영향이 있다.
  4. 얻어지는 저면에코는 최소 B2 까지는 되어야 한다.
(정답률: 41%)
  • 저면에코 방식은 시험편(대비시험편)을 별도로 사용하지 않고 실제 검사 대상물의 바닥면에서 반사되는 에코를 기준으로 결함 에코의 높이를 평가하므로, 시험편 방식과 달리 탐상면의 거칠기에 따른 보정이나 수정조작이 불필요하여 효율적입니다.
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60. 다음 중 분할형 탐촉자에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 진동자는 송신용과 수신용의 2개로 분할되어 있으므로 불감대는 짧다.
  2. 탐상면으로부터 먼 결함의 검출에 적합하다.
  3. 2개의 진동자의 빔각도가 경사되어 있으므로 특정 탐상 영역 이외에서는 조합 탐상감도가 높아진다.
  4. 탐상면에서 수직인 결함의 검출용에 가장 적합하다.
(정답률: 66%)
  • 분할형 탐촉자는 송신용과 수신용 진동자가 물리적으로 분리되어 있어, 송신 빔과 수신 빔의 경로가 겹치는 지점이 탐상면과 매우 가깝기 때문에 불감대가 짧아지는 특징이 있습니다.
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