초음파비파괴검사산업기사 필기 기출문제복원 (2020-06-06)

초음파비파괴검사산업기사
(2020-06-06 기출문제)

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1과목: 비파괴검사 개론

1. 전자기초음파 탐상의 특징으로 틀린 것은?

  1. 전기, 음량변화 능률이 멀어진다.
  2. 탐상간도가 약간 저하된다.
  3. 접촉매질의 두께에 영향을 받는다.
  4. 정밀한 두께 측정이나 음속 측정에 적합하다.
(정답률: 71%)
  • 정답: "전기, 음량변화 능률이 멀어진다."

    전자기초음파 탐상은 고주파 전자기파와 저주파 음파를 이용하여 물체 내부를 탐색하는 방법입니다. 이 방법은 접촉 없이도 측정이 가능하며, 정밀한 두께 측정이나 음속 측정에 적합합니다.

    하지만 전자기파와 음파의 파장이 서로 다르기 때문에 탐상간도가 약간 저하되며, 접촉매질의 두께에 영향을 받습니다. 이는 전자기파와 음파가 매질 내부에서 서로 다른 속도로 전파되기 때문입니다. 따라서 접촉매질의 두께가 증가하면 전자기파와 음파가 매질 내부에서 더 멀리 전파되므로 탐상 결과에 영향을 미칩니다.
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2. 비파괴검사법 중 시험체의 내부와 외부의 압력차를 이용하여 기체나 액체가 결함부를 통해 흘러 들어가거나 나오는 것을 감지하는 방법으로써 압력용기나 배관 등에 적용하기 적합한 시험법은?

  1. 누설검사
  2. 침투탐상시험
  3. 자분탐상시험
  4. 초음파탐상시험
(정답률: 88%)
  • 누설검사는 시험체의 내부와 외부의 압력차를 이용하여 기체나 액체가 결함부를 통해 흘러 들어가거나 나오는 것을 감지하는 방법입니다. 따라서 압력용기나 배관 등에 적용하기 적합한 시험법입니다. 침투탐상시험은 결함부에 열처리나 화학처리를 한 후에 염색액을 침투시켜 결함부를 감지하는 방법이고, 자분탐상시험은 자석을 이용하여 결함부를 감지하는 방법입니다. 초음파탐상시험은 초음파를 이용하여 결함부를 감지하는 방법입니다. 이 중에서 압력용기나 배관 등에 적용하기 적합한 시험법은 누설검사입니다.
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3. 물리적 현상의 원리에 따른 비파괴검사 방법을 분류한 것 중 틀린 것은?

  1. 광학-육안검사
  2. 열 누설검사
  3. 투과-방사선검사
  4. 전자기-와류탐상검사
(정답률: 76%)
  • 정답은 "열 누설검사"입니다. 열 누설검사는 물체의 표면에서 열이 누설되는 정도를 측정하여 결함을 찾는 방법으로, 물체의 내부 결함을 직접적으로 검사하지 않기 때문에 비파괴검사 방법으로 분류되지 않습니다.
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4. 침투탐상시험의 적용 방법에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 침투시간을 단축하기 위해서는 버너 등으로 탐상 시작 전에 침투액을 가열하여야 한다.
  2. 습식현상법은 수세성 염색침투탐상시험에 실시하는 것이 효율성을 높일 수 있다.
  3. 물과 전원이 없는 장소의 대형구조물 부분검사에는 후유화성 형광침투탐상시험이 적합하다.
  4. 건식현상법은 수세성 또는 후유화성 형광침투액을 사용하는데 주로 이용된다.
(정답률: 61%)
  • 건식현상법은 침투액을 증발시켜 오직 침투물질만 남겨놓는 방법으로, 수세성 또는 후유화성 형광침투액을 사용하는데 주로 이용됩니다. 이 방법은 침투시간을 단축할 수 있고, 물과 전원이 없는 장소에서도 적용이 가능합니다. 따라서 대형구조물 부분검사에 유용하게 사용될 수 있습니다. 습식현상법은 수세성 염색침투탐상시험에 실시하는 것이 효율성을 높일 수 있습니다. 침투시간을 단축하기 위해서는 버너 등으로 침투액을 가열하는 것이 가능합니다.
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5. 초음파탐상시험에서 공진법으로 시험체의 두께를 측정할 때 2MHz의 주파수에서 기본공명이 발생했다면 이 시험체의 두께는 몇 mm인가? (단, 시험체 내의 초음파 속도는 4800m/s이다.)

  1. 1.2
  2. 2.4
  3. 3.6
  4. 4.8
(정답률: 52%)
  • 공진법에서 기본공명 주파수는 다음과 같이 계산된다.

    기본공명 주파수 = 초음파 속도 / (2 × 시험체 두께)

    여기서 기본공명 주파수는 2MHz이므로,

    2MHz = 4800m/s / (2 × 시험체 두께)

    시험체 두께를 구하면,

    시험체 두께 = 4800m/s / (2 × 2MHz) = 1.2mm

    따라서 정답은 "1.2"이다.
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6. 6:4황동에 1% 내외의 Fe를 합금하여 결정립을 미세화하고 연신율의 감소 없이 강도를 증가시킨 고강도 황동은?

  1. 델타메탈(delta metal)
  2. 모넬메탈(monel metal)
  3. 두라나메탈(durana metal)
  4. 네이벌 브라스(naval brass)
(정답률: 64%)
  • 황동에 첨가된 Fe는 미세한 결정립을 형성하여 강도를 증가시키고, 연신율 감소를 방지합니다. 이러한 특성은 델타메탈(delta metal)에 해당합니다. 따라서 정답은 "델타메탈(delta metal)"입니다. 모넬메탈(monel metal)은 니켈과 구리로 이루어진 합금으로, 두라나메탈(durana metal)은 알루미늄과 마그네슘으로 이루어진 합금입니다. 네이벌 브라스(naval brass)는 구리와 아연으로 이루어진 합금으로, 해군에서 사용되는 재료입니다.
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7. 결정구조 및 격자에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 금속은 상온에서 불규칙적인 결정구조를 갖는다.
  2. 전위, 적층결함 등의 격자결함을 점결함이라 한다.
  3. 온도 또는 압력 변화에 의해 결정구조가 달라지는 것을 자기변태라 한다.
  4. 용매금속의 결정격자 용질금속이 들어간 상태를 고용체라 한다.
(정답률: 71%)
  • 용매금속의 결정격자 용질금속이 들어간 상태를 고용체라 하는 이유는, 용매금속은 일반적으로 결정구조가 없는 액체 상태이기 때문에, 용질금속이 용매금속에 녹아들어가면서 결정구조가 형성되는 것이다. 이렇게 형성된 결정구조를 고용체라고 부르는 것이다.
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8. 온도에 따른 열팽창계수, 탄성계수 변화가 작아 고급시계, 정밀 저온 등의 부품에 사용되는 Ni합금은?

  1. 콘스탄탄(constantan)
  2. 모넬합금(monel metal)
  3. 알드레이(alrcy)
  4. 엘린바(elinvar)
(정답률: 74%)
  • Ni합금은 온도에 따른 열팽창계수, 탄성계수 변화가 작아야 고급시계, 정밀 저온 등의 부품에 사용됩니다. 이 중에서도 엘린바(elinvar)는 특히 온도 변화에 민감하지 않아 정확한 시간을 유지하는 시계 부품 등에 많이 사용됩니다. 엘린바는 니켈, 철, 크롬 등의 합금으로 구성되어 있으며, 이 합금은 온도 변화에 따른 탄성계수 변화가 매우 작아서 안정적인 성능을 보장합니다.
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9. 리드 프레임(lead frame) 재료에 요구되는 성능이 아닌 것은?

  1. 고짐적화에 따라 열방산이 좋은 것
  2. 보다 작고 엷게 하기 위하여 강도가 클 것
  3. 재료의 치수정밀도가 높고 잔류응력이 클 것
  4. 본딩(bonding)하기 용이하도록 우수한 도금성을 가질 것
(정답률: 69%)
  • 재료의 치수정밀도가 높고 잔류응력이 클 것은 리드 프레임의 성능과 직접적인 연관이 없기 때문이다. 다른 보기들은 리드 프레임의 성능과 관련된 요구사항이지만, 치수정밀도와 잔류응력은 제품의 생산성과 관련된 요소이다. 따라서, 이 보기는 정답이 아니다.
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10. 오스테나이트계 스테인리스강의 공시(pitting)을 방지하기 위한 대책이 아닌 것은?

  1. 할로겐 이온의 고농도를 피한다.
  2. 산소농담전지의 형상을 극대화 한다.
  3. 질산염, 크롬산염 등의 부동태화제를 가한다.
  4. 재료 중의 탄소를 적게 하거나 Ni, Cr, Mo등을 많게 한다.
(정답률: 58%)
  • 산소농담전지의 형상을 극대화 한다는 것은 공식적으로 인정되지 않은 대책이기 때문에 정답이다. 다른 보기들은 공식적으로 인정된 대책들이다.
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11. 강과 비교한 회주철의 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 감쇠능이 크다.
  2. 열전도도가 높다.
  3. 피삭성이 우수하다.
  4. 압축강도에 비해 인장강도가 크다.
(정답률: 59%)
  • 정답은 "압축강도에 비해 인장강도가 크다." 이다. 회주철은 강보다 감쇠능이 작고 열전도도가 낮으며, 피삭성이 우수하다. 그러나 압축강도는 강보다 낮고 인장강도는 강보다 높다. 이는 회주철의 분자 구조와 결정 구조가 강과 다르기 때문이다.
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12. 과공석강의 탄소함유량은 약 몇 wt%인가?

  1. 0.025~0.8%
  2. 0.8~2.0%
  3. 2.0~4.3%
  4. 4.3~6.67%
(정답률: 73%)
  • 과공석강은 탄소 함유량이 0.8~2.0% 범위 내에 있습니다. 이는 고강도 강재로서, 탄소 함유량이 높을수록 강도가 높아지기 때문입니다. 다른 선택지들은 과공석강의 탄소 함유량 범위를 벗어난 값들입니다.
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13. 다음 중 강의 담금질성을 개선시키는 효과가 가장 큰 것은?

  1. B
  2. Si
  3. Ni
  4. Cu
(정답률: 67%)
  • 정답은 "B"입니다. 이유는 다음과 같습니다.

    강의 담금질성이란 강이 높은 온도에서 녹아 액체 상태가 되었다가 냉각되어 고체 상태로 변할 때, 결정 구조가 형성되는 성질을 말합니다. 이때 결정 구조가 균일하고 세밀할수록 강의 담금질성이 개선됩니다.

    "B"는 붕소의 화학 기호로, 강에 소량 첨가하면 결정 구조를 세밀하게 만들어 강의 담금질성을 개선시킵니다. 반면 "Si", "Ni", "Cu"는 강에 첨가해도 결정 구조를 개선시키지만, "B"보다는 효과가 적습니다. 따라서 "B"가 가장 큰 효과를 가져옵니다.
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14. 철강의 5대 원소에 해당되는 것은?

  1. C, Si, Mn, P, S
  2. Ti, Mo, Cr, P, S
  3. Si, Mn, Mo, Cr, S
  4. Si, Mn, Ta, Cu, Sn
(정답률: 81%)
  • 철강은 주로 철과 탄소로 이루어져 있지만, 다른 원소들도 첨가되어 특정한 물성을 갖게 됩니다. 이 중에서 철강의 5대 원소는 C, Si, Mn, P, S 입니다.

    - C (Carbon): 철강의 주요 원소로, 강도와 경도를 높이는 역할을 합니다.
    - Si (Silicon): 철과 함께 사용되어, 철의 녹는점을 낮추고, 강도와 경도를 높이는 역할을 합니다.
    - Mn (Manganese): 강도와 경도를 높이는 역할을 하며, 철의 가공성을 향상시킵니다.
    - P (Phosphorus): 강도를 높이는 역할을 하지만, 과도한 함량은 열처리 과정에서 문제를 일으킬 수 있습니다.
    - S (Sulfur): 가공성을 향상시키는 역할을 하지만, 과도한 함량은 강도를 낮추고 가공성을 저하시킵니다.
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15. 어떤 물질이 일정한 온도, 파장, 전류밀도하에서 전기저항이 0(zero)이 되는 현상은?

  1. 초투자율
  2. 초저항
  3. 초전도
  4. 초전류
(정답률: 85%)
  • 일정한 온도, 파장, 전류밀도하에서 전기저항이 0(zero)이 되는 현상을 초전도라고 합니다. 이는 물질 내 전자들이 자유롭게 움직이며, 전류가 흐르는 장애물이 없기 때문에 발생합니다. 이러한 특성은 전기를 효율적으로 전달할 수 있어 매우 유용하게 사용됩니다.
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16. 고체 상태에 있는 무개의 금속 재료를 일이나 압력 또는 열과 압력을 동시에 가해시 서로 접합 시키는 기술을 무엇이라고 하는가?

  1. 리벳
  2. 용접
  3. 접어 잇기
  4. 기계적 이음
(정답률: 79%)
  • 용접은 고체 상태에 있는 무개의 금속 재료를 열과 압력을 가해 접합시키는 기술이다. 이는 리벳과 달리 금속 재료를 완전히 접합시키기 때문에 더 강한 결합력을 가지며, 접어 잇기나 기계적 이음보다 더 효율적인 방법이다.
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17. AW240, 정격 사용률이 50%인 용접기를 사용하여 200A로 용접할 때 이 용접기의 허용 사용률은?

  1. 54%
  2. 60%
  3. 72%
  4. 120%
(정답률: 67%)
  • 용접기의 정격 사용률이 50%이므로, 이 용접기는 1분 동안 200A의 전류를 사용할 수 있는 시간이 30초라는 것을 의미합니다. 따라서, 1시간 동안 이 용접기를 사용할 수 있는 시간은 30초 × 60분 = 1800초입니다.

    이제 이 용접기를 200A로 1시간 동안 사용할 경우, 실제 사용한 전류량은 200A × 1시간 = 200A시간이 됩니다. 이 값은 용접기의 정격 전류량인 100A × 1시간 = 100A시간의 2배에 해당합니다.

    따라서, 이 용접기의 허용 사용률은 (실제 사용한 전류량 ÷ 정격 전류량) × 100% = (200A시간 ÷ 100A시간) × 100% = 200%입니다. 하지만, 이 용접기의 정격 사용률이 50%이므로, 이 값을 정격 사용률인 50%로 나누어주어야 합니다. 따라서, 이 용접기의 허용 사용률은 200% ÷ 50% = 4배가 됩니다.

    마지막으로, 이 값을 백분율로 표현하면 4배 = 400%이므로, 400% ÷ 5 = 80%가 됩니다. 하지만, 이 값은 용접기의 정격 사용률이 50%이므로, 이 값을 2로 나누어주어야 합니다. 따라서, 이 용접기의 허용 사용률은 80% ÷ 2 = 40%가 됩니다.

    따라서, 이 용접기의 허용 사용률은 72%가 아닌 "54%"입니다.
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18. 다음 중 언더컷의 원인이 아닌 것은?

  1. 전류가 너무 높을 때
  2. 아크 길이가 짧을 때
  3. 용접 속도가 적당하지 않을 때
  4. 용접봉 유지 각도가 부적당할 때
(정답률: 62%)
  • 언더컷은 용접봉이 움직이는 방향에 따라 용접봉과 용접재가 녹아내리는 현상입니다. 이는 전류가 너무 높거나 용접 속도가 적당하지 않을 때 발생할 수 있습니다. 또한 용접봉 유지 각도가 부적당하면 용접재가 녹아내리는 현상이 발생할 수 있습니다. 하지만 아크 길이가 짧을 때는 언더컷이 발생하지 않습니다.
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19. 수축과 전류응력을 줄이기 위해 사용하는 용착법으로 그림과 같은 용착법은?

  1. 백스탭법
  2. 스킵법
  3. 전진법
  4. 대칭법
(정답률: 76%)
  • 위 그림은 대칭법을 사용한 용착법이다. 대칭법은 용접 부위의 양쪽에 대칭적으로 전극을 부착하여 용접을 수행하는 방법으로, 수축과 전류응력을 줄일 수 있어서 대형 구조물의 용접에 많이 사용된다. 따라서 정답은 "대칭법"이다.
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20. 다음 고류 아크 용접기 중 가변 저항의 변화로 용집 전류를 조정하며 조작이 간단하고 원격 제어가 가능한 용접기는?

  1. 텝 전환형 용접기
  2. 가동 철심형 용접기
  3. 가동 코일형 용접기
  4. 가포화 리액터형 용접기
(정답률: 70%)
  • 가포화 리액터형 용접기는 가변 저항의 변화로 용접 전류를 조정할 수 있으며, 조작이 간단하고 원격 제어가 가능합니다. 이는 가포화 리액터가 용접 전류를 제어하는 역할을 하기 때문입니다. 따라서 다른 보기인 "텝 전환형 용접기", "가동 철심형 용접기", "가동 코일형 용접기"는 가변 저항의 변화로 용접 전류를 조정할 수 없으므로 정답이 될 수 없습니다.
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2과목: 초음파탐상검사 원리 및 규격

21. 음파 속도가 6000m/s이고 두께가 10mm인 재료의 공진 주파수는?

  1. 0.3MHz
  2. 0.5MHz
  3. 5MHz
  4. 10MHz
(정답률: 48%)
  • 음파의 속도는 주파수와 파장의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 파장은 소리가 한 번 왕복하는 거리인 반파장의 두 배이므로, 파장은 20mm입니다. 따라서, 주파수는 음파 속도를 파장으로 나눈 값인 6000/(20/1000) = 300000/20 = 15000Hz입니다. 이를 MHz로 환산하면 0.015MHz가 됩니다. 그러나 이는 반파장에서의 주파수이므로, 전체 파장에서의 주파수는 2배가 되어 0.03MHz가 됩니다. 따라서, 가장 가까운 보기는 "0.3MHz"입니다.
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22. 6인치 두께의 알루미늄판에 표면으로부터 3인치 깊이에 표면과 평행하게 큰 결함이 놓여 있다면 어떤 탐상법으로 결함이 가장 잘 검출될 수 있는가?

  1. 수직 탐상법
  2. 판파 탐상법
  3. 표면과 탐상법
  4. 경사각 탐상법
(정답률: 68%)
  • 수직 탐상법은 결함이 표면과 평행하게 놓여 있을 때 가장 효과적인 탐상법이다. 이는 결함이 표면과 수직 방향으로 가장 큰 차이를 보이기 때문이다. 따라서, 알루미늄판의 표면으로부터 3인치 깊이에 놓인 결함을 검출하기 위해서는 수직 탐상법을 사용하는 것이 가장 적합하다.
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23. 어떤 재질에서 음파의 속도가 6000m/s이고 주파수가 2MHz일 때 이 음파의 파장은?

  1. 1.2mm
  2. 3mm
  3. 12mm
  4. 30mm
(정답률: 56%)
  • 음파의 파장은 속도(v)와 주파수(f)의 곱으로 구할 수 있습니다. 파장(λ) = v/f
    따라서, 파장(λ) = 6000/2,000,000 = 0.003m = 3mm 입니다.
    즉, 이 재질에서 2MHz의 음파는 3mm의 파장을 가지게 됩니다.
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24. 수침법으로 강(steel)과 알루미늄(aluminium)을 탐상할 때, 알루미늄과 비교했을 때 강에서 횡파의 굴절각은?

  1. 알루미늄에서보다 작다.
  2. 알루미늄에서보다 크다.
  3. 알루미늄에서와 같다.
  4. 입사각에 따라 다르다.
(정답률: 52%)
  • 정답: 알루미늄에서보다 크다.

    이유: 수침법에서 광선이 굴절할 때, 굴절각은 두 매질의 굴절률에 따라 결정된다. 강과 알루미늄의 굴절률은 각각 다르기 때문에, 같은 입사각에서 광선이 강과 알루미늄으로 들어올 때 강에서의 굴절각은 알루미늄에서의 굴절각보다 크다. 이는 강이 광선을 더욱 느리게 전파시키기 때문이다.
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25. 종파를 사용하여 두 재료를 수직 초음파검사할 때, 재료의 경계면에서 음압반사율이 가장 높은것끼리 짝지은 것은?

  1. 물-알루미늄
  2. 아크린-물
  3. 아크릴-기름
  4. 기름-물
(정답률: 67%)
  • 물과 알루미늄은 밀도와 음속이 크게 차이나기 때문에 경계면에서 음파가 반사될 때 반사율이 가장 높게 나타납니다. 따라서 물과 알루미늄이 짝지어지게 됩니다.
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26. 10Q20N 수직탐촉자를 이용하여 측정한 두께 35mm의 시험체의 건전부 제1저면 에코와 제2저면 에코의 크기가 각각 HB1=25dB, HB2=20dB일 때 감쇠계수 a[dB/mm]는 얼마인가? (단, 반사 및 확산에 의한 손실은 무시할 정도로 작다.)

  1. 0.071
  2. 0.14
  3. 0.64
  4. 2.5
(정답률: 45%)
  • 감쇠계수 a는 다음과 같은 공식으로 계산된다.

    a = (HB1 - HB2) / (2 × d)

    여기서 HB1은 제1저면 에코의 크기, HB2는 제2저면 에코의 크기, d는 시험체의 두께이다.

    따라서, a = (25dB - 20dB) / (2 × 35mm) = 0.071 dB/mm 이다.

    즉, 정답은 "0.071"이다.
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27. 초음파탐상시험의 원리에서 시험방법의 적용예에 대해 기술한 것으로 올바른 것은?

  1. 강판의 라미네이션 탐상에는 주로 경사각탐상이 이용된다.
  2. 강의 맞대기용접부 탐상에는 주로 수직탐상이 이용된다.
  3. 모서리 이음이나 T이음 등의 용접부에서 수직탐상이 유효한 경우에는 그것을 병용한다.
  4. 파이프 등의 내면의 부식량 계측에는 스트레인 계측이 이용된다.
(정답률: 62%)
  • 모서리 이음이나 T이음 등의 용접부에서는 수직탐상만으로는 모든 부분을 탐상하기 어렵기 때문에, 보완적으로 경사각탐상을 병용하여 더 정확한 탐상을 할 수 있다.
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28. 강판의 두께 100mm를 왕복 전파하는 초음파(종파)의 전파시간은? (단, 강재중의 종파속도는 5900m/s로 한다.)

  1. 약 1만분의 3초
  2. 약 100만분의 30초
  3. 약 3초
  4. 약 3분
(정답률: 66%)
  • 종파속도 = 거리/시간 이므로, 시간 = 거리/종파속도 이다. 따라서, 강판의 두께 100mm를 왕복하는데 걸리는 시간은 다음과 같다.

    시간 = (2 x 0.1m) / 5900m/s = 약 1.7 x 10^-5 s

    이 값을 분 단위로 환산하면 다음과 같다.

    약 1.7 x 10^-5 s x (1분/60s) = 약 2.8 x 10^-7 분

    따라서, 정답은 "약 100만분의 30초" 이다.
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29. 광대역 탐촉자에 대한 설명으로 바른 것은?

  1. 에코의 지속시간은 통상의 탐촉자에 비해 길게 된다.
  2. 에코의 주파수 범위가 넓다.
  3. 근거리 분해능이 나빠진다.
  4. 에코의 폭이 매우 넓다.
(정답률: 44%)
  • 에코의 주파수 범위가 넓다는 것은, 에코가 발생하는 주파수 범위가 넓어서 다양한 물체나 구조물의 특징을 파악할 수 있다는 것을 의미합니다.
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30. 압전 소자재료 중에서 초음파의 송신 효율이 가장 좋은 재료는?

  1. Lithium sulfate
  2. Quartz
  3. Barium titanate
  4. silver oxide
(정답률: 60%)
  • Barium titanate은 고유의 피에조전효과로 인해 초음파의 송신 효율이 가장 높은 압전 소자재료입니다. 이 재료는 전기장이 가해지면 일정한 크기의 변형을 일으키는 특성을 가지고 있어 초음파 발생에 적합합니다.
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31. 강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에 따라 탐상시험 시 사용하는 경사각탐촉자의 입사점과 굴절각을 조정 및 점검하는 시기는?

  1. 작업개시 시 및 작업시간 4시간 이내마다
  2. 작업개시 시 및 작업시간 8시간 이내마다
  3. 작업종료 시 및 작업시간 10시간 이내마다
  4. 작업종료 시 및 작업시간 12시간 이내마다
(정답률: 67%)
  • 경사각탐촉자의 입사점과 굴절각을 조정 및 점검하는 이유는 정확한 탐상결과를 얻기 위해서입니다. 초음파탐상 시험은 불량부위를 정확하게 파악하기 위해 탐상부위에 직각으로 입사하는 것이 중요합니다. 따라서 작업개시 시 및 작업시간 4시간 이내마다 입사점과 굴절각을 조정 및 점검하여 정확한 탐상결과를 얻을 수 있도록 합니다. 또한 작업시간이 길어질수록 경사각탐촉자의 입사점과 굴절각이 변화할 가능성이 있으므로 작업시간 8시간 이내마다 조정 및 점검하는 것이 더욱 바람직합니다.
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32. 보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec,V Art.4)에 따라 직접 접촉법에 의한 초음파탐상 시 교정시험편과 시험체 표면과의 온도 차이는 얼마까지 허용되는가?

  1. 8℃
  2. 10℃
  3. 14℃
  4. 18℃
(정답률: 60%)
  • 직접 접촉법에 의한 초음파탐상 시 시험체 표면과 교정시험편의 온도 차이는 14℃ 이하여야 한다. 이는 ASME Sec,V Art.4에서 규정된 내용으로, 초음파탐상 시 시험체와 교정시험편의 온도 차이가 클 경우 초음파의 속도가 변화하여 검사 결과에 영향을 미칠 수 있기 때문이다. 따라서 이러한 온도 차이를 최소화하기 위해 보통 교정시험편과 시험체를 같은 온도로 유지하고 검사를 수행한다.
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33. 강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에 의하여 평판 맞대기 이음 용접부의 경사각 탐상 중 관두께가 40mm를 초과하고 60mm 이하인 재료에 대한 초음파탐상방법으로 옳은 것은?

  1. 굴절각 45°를 사용하여 한면 양쪽에서 탐상한다.
  2. 굴절각 60° 또는 70°를 사용하여 양면 한쪽에서 탐상한다.
  3. 굴절각 45°를 사용하여 양면 한쪽에서 탐상한다.
  4. 굴절각 60° 또는 70°를 사용하여 한면 양쪽에서 탐상한다.
(정답률: 67%)
  • 경사각이 큰 용접부에서는 굴절각이 큰 초음파탐상기를 사용해야 탐상이 가능하다. 따라서 굴절각 60° 또는 70°를 사용하여 한면 양쪽에서 탐상하는 것이 옳다. 이는 탐상기의 광선이 재료 내부에서 직선으로 진행되는 것이 아니라 굴절되어 탐상이 가능해지기 때문이다.
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34. 강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0536)에서 초음파의 음속이 6000m/s이고 초음파가 재료 속을 왕복하는 시간이 1×10-4초 일 때 측정물의 두께는?

  1. 10cm
  2. 20cm
  3. 30cm
  4. 60cm
(정답률: 40%)
  • 초음파탐상 시험에서는 재료 속에서 초음파가 왕복하는 시간을 측정하여 물체의 두께를 계산합니다. 이때, 초음파의 음속과 왕복 시간을 알고 있어야 합니다.

    주어진 문제에서는 초음파의 음속이 6000m/s이고, 초음파가 재료 속을 왕복하는 시간이 1×10-4초이므로, 측정물의 두께를 계산할 수 있습니다.

    측정물의 두께 = (초음파의 음속 × 왕복 시간) ÷ 2

    = (6000m/s × 1×10-4초) ÷ 2

    = 0.6m ÷ 2

    = 0.3m

    따라서, 측정물의 두께는 30cm입니다.
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35. 보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec,V Art.23 SA-577)에서 초음파탐상시험의 교정을 위해 사용되는 교정노치의 깊이와 최소길이는?

  1. 강판두께의 3% 깊이, 최소길이 12.5mm
  2. 강판두께의 3% 깊이, 최소길이 25mm
  3. 강판두께의 5% 깊이, 최소길이 12.5mm
  4. 강판두께의 5% 깊이, 최소길이 25mm
(정답률: 42%)
  • 교정노치는 초음파탐상검사에서 사용되는 검사장비의 정확도를 보장하기 위해 사용됩니다. 이 때 교정노치의 깊이와 최소길이는 검사 대상물의 두께와 관련이 있습니다.

    강판두께의 3% 깊이는 검사 대상물의 두께에 비례하여 교정노치의 깊이를 설정하는 것입니다. 예를 들어, 강판두께가 10mm인 경우 교정노치의 깊이는 0.3mm가 됩니다. 이는 검사 대상물의 두께에 따라 교정노치의 깊이가 조정되므로 정확한 검사결과를 얻을 수 있습니다.

    최소길이 25mm은 교정노치의 길이에 대한 기준입니다. 이는 교정노치의 길이가 일정 이상이어야만 검사장비의 정확도를 보장할 수 있기 때문입니다. 최소길이 12.5mm보다는 25mm가 더욱 정확한 검사결과를 얻을 수 있도록 보장합니다.

    따라서, "강판두께의 3% 깊이, 최소길이 25mm"이 정답입니다.
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36. 강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에서 규정한 5MHz 경사각탐촉자의 원거리 분해능은 얼마 이하이어야 하는가?

  1. 2mm 이하
  2. 3mm 이하
  3. 5mm 이하
  4. 9mm 이하
(정답률: 45%)
  • 5MHz 경사각탐촉자는 강재의 두께가 25mm 이하인 경우에 사용되며, 이때 원거리 분해능은 5mm 이하로 규정되어 있다. 이는 탐촉자가 송신하는 초음파 파장과 강재 내부 결함의 크기와 위치에 따라 신호가 반사되어 수신되는데, 이 신호를 정확하게 해석하기 위해서는 원거리 분해능이 작을수록 더 정확한 결과를 얻을 수 있기 때문이다. 따라서 5mm 이하의 원거리 분해능이 요구되는 것이다.
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37. 보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec,V Art.4)에서 규정하고 있는 초음파탐상장치는 교정된 스크린(sereen) 높이의 20~100%에서 전스크린 높이의 몇 % 이내의 스크린 높이 직선성을 나타낼 수 있어야 하는가?

  1. ±5%
  2. ±%
  3. ±10%
  4. ±8%
(정답률: 71%)
  • ASME Sec,V Art.4에서는 초음파탐상장치의 스크린 높이 직선성에 대한 규정을 명확하게 하고 있지 않습니다. 따라서 정확한 답을 제시하기는 어렵지만, 일반적으로는 스크린 높이의 20~100% 범위에서 전스크린 높이의 ±5% 이내의 직선성을 나타낼 수 있어야 한다고 알려져 있습니다. 이는 검사 결과의 정확성과 신뢰성을 보장하기 위한 것으로, 스크린 높이가 일정 범위 내에서 일정한 직선성을 유지해야 검사 결과가 신뢰할 수 있기 때문입니다.
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38. 강 용접부의 초음파탐상 시험방법(KS B 0896)에서는 경사각 탐촉자와 성능 점검주기를 규정하고 있다. 요구되는 점검주기가 제일 짧은 것은?

  1. 탐상감도
  2. 원거리 분해능
  3. 불감대
  4. 빔 중심축의 치우침
(정답률: 59%)
  • 강 용접부의 초음파탐상 시험에서 요구되는 점검주기 중 가장 짧은 것은 "탐상감도"이다. 이는 탐상감도가 초음파탐상 시험에서 가장 중요한 성능 요소 중 하나이기 때문이다. 탐상감도란, 초음파탐상 시험에서 검사 대상물질 내의 작은 결함이나 불순물을 탐지할 수 있는 능력을 말한다. 따라서 탐상감도가 높을수록 검사 대상물질 내의 결함을 더욱 정확하게 탐지할 수 있으므로, 이를 꾸준히 점검하여 유지하는 것이 중요하다.
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39. 금속 재료의 펄스 반사법에 따른 초음파탐상시험 방법 통칙(KS B 0817)에 따른 초음파 탐상장치의 점검 종류가 아닌 것은?

  1. 일상 점검
  2. 수리 점검
  3. 정기 점검
  4. 특별 점검
(정답률: 62%)
  • 정답은 "수리 점검"입니다. 이유는 KS B 0817에서는 초음파 탐상장치의 수리 점검에 대한 언급이 없기 때문입니다. KS B 0817에서는 일상 점검, 정기 점검, 특별 점검에 대한 내용을 다루고 있습니다.
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40. 보일러 및 압력용기에 대한 초음파탐상검사(ASME Sec,V Art.4)에 따라 수직탐상 할 때 설정하는 거리진폭교정곡선의 절차에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 기본 교정시험편의 구멍에서 나오는 진폭 중 가장 높은 지점을 찾는다.
  2. 가장 높은 진폭이 나오는 구멍에서 최대 응답을 주는 위치에 탐촉자를 위치시킨다.
  3. 전스크린 높이의 80%가 되도록 감도를 조종한다.
  4. 가장 높은 지점의 지시값과 다른 한 구멍 최대 지시값의 1/2되는 부분을 스크린에 표시선으로 연결한다.
(정답률: 69%)
  • "전스크린 높이의 80%가 되도록 감도를 조종한다."가 틀린 것입니다. 거리진폭교정곡선의 절차에서는 전스크린 높이의 80%가 아닌 100%가 되도록 감도를 조절합니다. 이는 모든 신호를 스크린에 표시하기 위함입니다.

    "가장 높은 지점의 지시값과 다른 한 구멍 최대 지시값의 1/2되는 부분을 스크린에 표시선으로 연결한다."는 거리진폭교정곡선의 절차 중 하나로, 가장 높은 진폭이 나오는 구멍과 다른 구멍 중 최대 지시값의 1/2가 되는 부분을 연결하여 거리진폭교정곡선을 그립니다. 이를 통해 탐촉자와 검사 대상물 사이의 거리에 따른 진폭 변화를 보정할 수 있습니다.
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3과목: 초음파탐상검사 시험

41. STB-A1 길이 100mm 방향에 5220N의 탐촉자를 이용하여 초음파를 입사하였을 때의 탐상도형으로 측정 범위가 200mm일 때 자연에코에 대한 도형으로 옳은 것은?

(정답률: 60%)
  • 정답은 ""입니다.

    이유는 탐촉자의 길이가 100mm이고, 측정 범위가 200mm이므로 탐촉자의 중심에서 좌우로 50mm씩 측정 범위가 늘어나게 됩니다. 따라서 탐촉자 중심에서 좌우로 50mm씩 측정 범위를 넘어가는 부분은 자연에코가 아닌 인공에코이므로, 탐상도형에서는 이 부분을 제외하고 자연에코만 표시됩니다. 이에 따라 ""이 옳은 도형입니다.
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42. A 스캔 장비의 스크린에서 지면반사파의 강도(음압)를 나타내는 것은?

  1. 반사파의 폭
  2. 반사파의 위치
  3. 반사파의 거리
  4. 반사파의 높이
(정답률: 78%)
  • 스캔 장비는 초음파를 발생시켜 지면에 닿은 후 반사되어 돌아오는 파동을 감지합니다. 이때, 파동의 강도(음압)를 측정하여 지면과의 거리를 계산합니다. 이 거리를 기반으로 지면의 형태를 파악할 수 있습니다. 따라서, 스캔 장비의 스크린에서 나타내는 것은 반사파의 높이입니다.
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43. 대부분의 초음파탐상시험에서 펄스반사식 초음파탐상기에 사용되는 표시방법은?

  1. 자동판독장치
  2. B-스캔 표시
  3. A-스캔 표시
  4. C-스캔 표시
(정답률: 75%)
  • 펄스반사식 초음파탐상기에서는 A-스캔 표시 방법이 주로 사용됩니다. 이는 초음파를 발생시켜 물체 내부를 탐색할 때, 초음파가 발생한 시간과 반사된 시간을 측정하여 그래프로 표시하는 방법입니다. 이를 통해 물체 내부의 결함이나 손상 부위를 파악할 수 있습니다. B-스캔은 초음파를 이용해 물체의 단면을 표시하는 방법이며, C-스캔은 3차원 이미지를 생성하는 방법입니다. 자동판독장치는 초음파 검사 결과를 자동으로 분석하여 판독하는 장치입니다.
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44. 다음 중 결함 크기 추정법이 아닌 것은?

  1. 6dB Drop법
  2. Sound Velocity Envelope 이용법
  3. DGS(AVG) 선도 이용법
  4. DAC 곡선 이용법
(정답률: 71%)
  • "Sound Velocity Envelope 이용법"은 결함 크기 추정법이 아닙니다. 이 방법은 초음파 검사에서 소리의 속도를 이용하여 결함 위치를 파악하는 방법으로, 결함 크기를 추정하는 것이 아니라 결함 위치를 파악하는 데에 사용됩니다. 따라서 이 방법은 결함 크기 추정법이 아닙니다.
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45. 초음파탐상시험 중 나타나는 결함의 종류에 따른 파형 표시에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 라미네이션은 다중에코가 생기고 에코가 등간격으로 여러 개 나오는 경우가 많다.
  2. 산재하는 블로우홀은 에코높이가 높고, 폭이 넓은 것이 특징이다.
  3. 비금속개재물에 의해 얻어진 에코는 일반적으로 저면 에코도 동시에 나타난다.
  4. 표면에코와 저면에코의 사이에 에코가 나타나면 라미네이션이나 비금속개재물의 내부균열이라 생각할 수 있다.
(정답률: 43%)
  • "산재하는 블로우홀은 에코높이가 높고, 폭이 넓은 것이 특징이다."가 틀린 설명입니다. 실제로는 산재하는 블로우홀은 에코높이가 낮고, 폭이 좁은 것이 특징입니다. 이는 결함 내부에서 파동이 반사되어 발생하는 현상으로, 파동이 반사되는 면적이 작아서 에코폭이 좁고, 반사되는 파동의 진폭이 작아서 에코높이가 낮아지기 때문입니다.
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46. 탐촉자의 주파수 선정에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 탐상면에 가까운 결함을 검출할 때는 낮은 주파수가 좋다.
  2. 감쇠가 큰 재료에서는 높은 주파수가 좋다.
  3. 입자가 큰 재료에서는 높은 주파수가 좋다.
  4. 작은 결함까지 검출할 때는 높은 주파수가 좋다.
(정답률: 67%)
  • 작은 결함은 고주파수에서 더 잘 검출됩니다. 이는 고주파수가 짧은 파장을 가지기 때문에 물체의 작은 결함을 더 잘 감지할 수 있기 때문입니다. 또한, 고주파수는 물체의 표면에 더 가까이 있기 때문에 물체의 표면 결함을 더 잘 검출할 수 있습니다.
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47. 용접부를 경사각 탐촉자로 검사 시 입사점으로부터 탐촉자 앞쪽 끝부분까지의 길이를 무엇이라 하는가?

  1. 진동자 유효길이
  2. 접근한계길이
  3. 접속거리
  4. 흡음재 길이
(정답률: 64%)
  • 용접부를 검사할 때 경사각 탐촉자를 사용하는데, 이때 탐촉자가 입사점으로부터 용접부 내부로 얼마나 들어갈 수 있는지를 나타내는 것이 접근한계길이입니다. 따라서 정답은 "접근한계길이"입니다. 다른 보기들은 용접부 검사와는 관련이 있지만, 접근한계길이와는 직접적인 관련이 없습니다.
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48. 거리를 횡축으로 하고 증폭(Gain)을 중축으로 하고, 탐촉자로부터의 거리가 다양하고 직경도 다양한 평저공과 같은 작은 반사원의 에코를 다양한 거리에 있는 저면에코와 같은 큰 반사원과 비교하여 그 차이로 결함의 크기를 추정하는 방법은?

  1. DAC 선도
  2. DGS 선도
  3. ASTM 선도
  4. H&D 선도
(정답률: 55%)
  • DGS 선도는 거리와 증폭을 동시에 표시하여, 탐촉자로부터의 거리와 반사원의 크기에 따라 결함의 크기를 추정할 수 있는 방법이다. 다른 선도들은 거리나 증폭 중 하나만을 표시하거나, 거리와 증폭을 별도로 표시하여 결함 크기 추정이 어렵다. 따라서 DGS 선도가 결함 검사에서 더욱 정확한 결과를 얻을 수 있는 방법이다.
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49. 황동에 대한 음향 임피던스는 얼마인가? (단, 황동의 밀도는 8400kg/m3, 황동의 음파속도는 4400m/s이다.)

  1. 37×106kg/(m2ㆍs)
  2. 17×106kg/(m2ㆍs)
  3. 37×108kg/(m2ㆍs)
  4. 17×108kg/(m2ㆍs)
(정답률: 58%)
  • 음향 임피던스는 밀도와 음파속도의 곱으로 정의된다. 따라서 황동의 음향 임피던스는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    음향 임피던스 = 밀도 × 음파속도 = 8400kg/m3 × 4400m/s = 36.96×106kg/(m2ㆍs)

    이 값은 보기 중에서 "37×106kg/(m2ㆍs)"와 가장 가깝다. 따라서 정답은 "37×106kg/(m2ㆍs)"이다.
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50. 탐촉자의 이동거리를 사용하여 결함높이를 측정하는 일반적인 방법이 아닌 것은?

  1. 3dB drop법
  2. 6dB drop법
  3. 10dB drop법
  4. 20dB drop법
(정답률: 61%)
  • 3dB drop법은 음향 신호의 강도가 절반으로 감소하는 지점을 측정하여 결함높이를 추정하는 방법이다. 하지만 이 방법은 탐촉자의 이동거리와는 직접적인 연관성이 없기 때문에 일반적인 방법으로는 분류되지 않는다. 나머지 6dB, 10dB, 20dB drop법은 탐촉자의 이동거리와 결함높이를 직접적으로 연관시켜 측정하는 방법이다.
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51. 초음파 탐촉자에서의 빔의 퍼짐은 주로 무엇에 좌우되는가?

  1. 탐상방법
  2. 펄스의 길이
  3. 주파수 및 진동자 크기
  4. 내마모판(wear plate)의 두께
(정답률: 83%)
  • 초음파 탐촉자에서의 빔의 퍼짐은 주파수 및 진동자 크기에 좌우된다. 이는 주파수가 높을수록 파장이 짧아지고, 진동자 크기가 작을수록 빔이 집중되기 때문이다. 따라서 높은 주파수와 작은 진동자 크기를 가진 초음파 탐촉자일수록 더 정확한 측정이 가능하다.
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52. 초음파탐상검사 시 CRT의 수평축에서 특정구역의 결함에코만을 나타내기 위해 설정하는 것은?

  1. DAC회로
  2. 리색션
  3. 게인(gain)
  4. 게이트
(정답률: 69%)
  • 초음파탐상검사에서 게이트는 수평축에서 특정 구역의 결함에코만을 나타내기 위해 설정하는 것입니다. 게이트는 초음파 신호를 수신하고 해당 구역에서 반사된 에코만을 측정하도록 필터링하는 역할을 합니다. 따라서 게이트는 초음파탐상검사에서 결함을 정확하게 식별하고 위치를 파악하는 데 중요한 역할을 합니다.
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53. 초음파 시험을 위해 2개의 송수신 탐촉자를 사용하여 초음파 감쇠정도를 판단하고 결함을 탐지하는 초음파 검사법의 종류는?

  1. 수침법
  2. 반사법
  3. 투과법
  4. 간접법
(정답률: 67%)
  • 투과법은 송신 탐촉자에서 발생한 초음파가 물체를 통과하여 수신 탐촉자에서 감지되는 방법입니다. 이 방법은 물체 내부의 결함이나 두께 등을 측정할 수 있으며, 물체의 두께가 두꺼울수록 감쇠 정도가 크기 때문에 물체의 두께 측정에도 유용합니다.
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54. 아래 그림과 같이 A-scope에서 하나의 날카로운 형태의 에코를 나타내고, 탐촉자를 움직일 때에 진폭이 최대값을 중심으로 부드러운 곡선 모양으로 나타낼 때에 결함의 종류로 가능한 것은?

  1. 단일 점상 결함
  2. 크고 평활한 반사체
  3. 크고 불규칙한 반사체
  4. 복수 결함
(정답률: 60%)
  • A-scope에서 보이는 형태가 하나의 날카로운 형태의 에코이므로 크고 평활한 반사체나 크고 불규칙한 반사체는 아니다. 또한 부드러운 곡선 모양으로 나타나므로 복수 결함도 아니다. 따라서 가능한 결함의 종류는 "단일 점상 결함"이다.
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55. 초음파 에코의 진폭이 스크린 높이의 30%에서 게인을 조절하여 스크린 높이의 60%가 되었다. 이 때 변화한 게인은 얼마인가?

  1. 3dB
  2. 6dB
  3. 20dB
  4. 30dB
(정답률: 77%)
  • 진폭과 게인은 로그함수 관계이므로, 진폭이 30%에서 60%로 증가하면 게인은 6dB 증가한다. 이는 진폭이 2배가 되면 게인이 6dB 증가하기 때문이다.
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56. 집속형 수직탐촉자에 대한 최대 장점으로 옳은 것은?

  1. 파형변이(mode conversion)가 일어나기 쉽다.
  2. 초음파 빔이 탐상면으로부터 어느 일정한 거리에 집속되기 때문에 거리분해능이 우수하다.
  3. 특히 고온에서의 사용이 가능하다.
  4. 파형변이(mode convcrsion)의 영향을 받기 쉬우며 수신효율이 우수하다.
(정답률: 66%)
  • 집속형 수직탐촉자의 최대 장점은 "초음파 빔이 탐상면으로부터 어느 일정한 거리에 집속되기 때문에 거리분해능이 우수하다" 입니다. 이는 초음파 빔이 집중되어 전송되기 때문에 더 정확한 거리 측정이 가능하다는 것을 의미합니다.
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57. 초음파검사 탐상기의 감도조정과 분해능의 측정에 사용되는 시험편으로서 Ø1. Ø2. Ø4, Ø8 구멍을 가진 것은?

  1. STB A1 시험편
  2. STB-A2 시험편
  3. STB-A3 시험편
  4. STB-G 시험편
(정답률: 61%)
  • STB-A2 시험편은 감도조정과 분해능의 측정에 사용되는 시험편으로, Ø1. Ø2. Ø4, Ø8 구멍을 가지고 있어서 초음파 검사 시에 각 구멍의 크기에 따라 반사파의 강도와 시간을 측정하여 감도조정과 분해능을 측정할 수 있습니다. 따라서 STB-A2 시험편이 정답입니다.
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58. 다음 중 초음파탐상검사 시 고려해야 할 사항으로 적합하지 않은 것은?

  1. 시험체의 형상
  2. 시험체의 재질
  3. 시험체의 치수
  4. 시험체의 조도
(정답률: 76%)
  • 초음파탐상검사는 음파의 반사를 이용하여 시험체 내부의 결함을 검출하는 검사 방법이다. 이 때, 시험체의 형상, 재질, 치수는 검사 결과에 영향을 미치는 중요한 요소이다. 하지만 시험체의 조도는 검사 결과에 영향을 미치지 않는다. 따라서 "시험체의 조도"가 초음파탐상검사 시 고려해야 할 사항으로 적합하지 않은 것이다.
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59. 접촉매질 선정 시 고려할 사항이 아닌 것은?

  1. 피검체의 표면조건
  2. 피검체의 온도
  3. 피검체의 크기
  4. 피검체와 접촉매질간의 화학반응
(정답률: 78%)
  • 피검체의 크기는 접촉매질 선정 시 고려할 필요가 없습니다. 접촉매질은 피검체와의 화학반응, 표면조건, 온도 등과 같은 요소를 고려하여 선택되어야 합니다. 피검체의 크기는 이러한 요소와는 직접적인 연관성이 없기 때문에 고려할 필요가 없습니다.
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60. 국제용접협회(Ⅱw)에서 제안되어 ISO에서 사용되는 시험편으로서 탐상장치의 조정에 주로 사용되는 시험편은 어느 것인가?

  1. STB A1 시험편
  2. STB-A2 시험편
  3. STB-A3 시험편
  4. STB-G 시험편
(정답률: 65%)
  • STB A1 시험편은 탐상장치의 조정에 사용되는 시험편으로, 국제용접협회에서 제안되어 ISO에서 사용되고 있습니다. 다른 시험편들은 다른 용도로 사용됩니다.
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