해양 산업에서 초음파 검사(UT)는 보트, 요트 및 기타 해양 선박의 결함을 비파괴적으로 탐지할 수 있습니다. UT 검사를 규칙적으로 시행하면 해양 선박이 승무원, 승객 및 화물을 안전하게 유지하기 위한 규제 요건 및 법률을 준수하는지 확인하는 데 도움이 됩니다.
초음파 검사를 최우선으로 하는 회사로는 국제 요트 검사업체인 marineSOLUTIONS가 있습니다.
신규 및 중고 해양 선박의 요트 검사
marineSOLUTIONS는 지중해 동부에서 요트 검사, 컨설팅 및 관리 서비스를 제공합니다. 터키 터귀트레스의 보드룸 반도에 소재한 이 회사는 중고 및 신규 해양 선박을 조사하여 상태와 가치를 확인하고 손상도를 분석하고 평가합니다. 이러한 조사는 보험사에서 사고가 은폐되었는지 판단하거나 법률 사무소에서 선박에 대한 권리 요구를 준비하는데 필요한 상세한 검사 정보를 제공할 수 있습니다.
Cem Baykent의 사진
선박 조사에는 당사의 EPOCH™ 650 결함 탐상기를 이용한 초음파 검사가 포함됩니다. 선박 재질의 UT 검사에는 다음 사항이 포함됩니다.
우리는 해양 산업의 초음파 검사에 대해 자세히 알아보기 위해 해양 과학 엔지니어이자 marineSOLUTIONS의 검사관인 Cem Baykent와 이야기를 나누었습니다. |  |
보트 검사 및 정비의 어려움
국제선급협회(IACS)는 선박 및 해양 장비의 안전, 규정, 규정 준수 및 정비를 개선하기 위한 시스템을 제공합니다. 각 협회는 기술 표준을 갖춘 규칙을 제정하고 있습니다.
이러한 표준에도 불구하고, 비파괴 검사(NDT)는 항공우주 산업과 달리 해양 산업에서는 필수가 아닙니다. 또한, IACS 회원사에서 등급을 매기지 않은 요트나 유람선에는 검사 설명서가 포함되어 있지 않습니다. 대부분의 요트 제조업체는 장인들에 의해 설립된 관계로 많은 제조 기술이 표준화되어 있지 않습니다.
대부분의 요트는 검사를 염두에 두고 제작되지도 않습니다. 내부는 종종 라이너, 장비, 탱크, 라인 및 기계류로 들어차 있습니다. 이러한 설계로 인해 내부에서 선체 외판과 그 보강재에 접근할 수가 없습니다. 결과적으로, 결함이나 손상이 강력하게 의심될 때가 되어서야 분해가 정당하게 이루어지는 일이 잦습니다.
보트 재질 역시 검사를 어렵게 할 수 있습니다. 오늘날의 많은 보트는 중량을 최소화하기 위해 섬유와 수지 매트릭스가 결합된 합성 재질로 제작됩니다. 섬유는 임의로 배치하여 시트(촙 스트랜드 매트라고 함)로 납작하게 누르거나 직물로 엮을 수 있습니다. 섬유 재질은 종종 유리, 아라미드 또는 카본입니다. 매트릭스는 주로 폴리에스테르, 비닐에스테르 또는 에폭시 수지와 같은 폴리머 기반입니다.
보트에 일반적으로 사용하는 섬유 보강 합성물과 보트 설계 및 재질의 안전 여유의 감소(예: 현대 요트의 얇아진 선체)로 인해 재질의 결함을 특성화하고 찾아낼 필요성이 커졌습니다.
합성 섬유층의 박리, 결함 및 결점
합성 구조의 숨겨진 내부 결함 및 결점에는 비정상적인 제조, 응력 또는 약점의 적용, 사고 또는 부적절한 수리 등 많은 원인작용할 수 있습니다. 결함과 결점은 보트의 구조적 무결성에 상당한 영향을 줄 수 있습니다.
marineSOLUTIONS 같은 검사 업체는 NDT 초음파 검사를 사용하여 보트, 요트 및 기타 해양 선박의 결함, 균열, 공동, 박리 및 기타 결점의 위치와 크기를 정확하게 탐지합니다.
해양 산업의 초음파 검사 이해하기
간단히 말해서, 초음파 검사는 고주파 음향 에너지를 사용하여 검사와 측정을 수행합니다. UT를 사용하여 결함을 탐지 및 평가하며, 치수를 측정하고, 재질 특성화 등을 수행할 수 있습니다.
초음파 결함 탐상기에 사용하는 변환기는 자체 생성한 음파가 변환기를 떠나 재질을 통과하고 반사 장치에서 튕겨 나와 변환기로 돌아오는 데 걸리는 시간을 측정합니다.
변환기에서 생성된 음향 파동은 시험 대상을 통과하고 내부(이 경우 하부) 표면에서 다시 반사됩니다.
초음파 결함 탐상기를 사용하여 다양한 재질과 용접이음매의 균열, 공동, 기공 및 해체와 같은 단절 현상의 위치와 크기를 탐지할 수 있습니다. 결함 탐상기는 대부분의 엔지니어링 재질에 적용 가능합니다. 대부분의 시험은 강철 등의 구조적 금속을 다루지만, 결함 탐상기를 사용하면 플라스틱, 합성물, 섬유 유리 및 세라믹에서도 좋은 성과를 거둘 수 있습니다.
결함 탐상기는 재질의 두께도 적절하게 측정할 수 있지만 정밀한 두께를 측정하도록 설계되지는 않았습니다. 자세한 내용은 초음파 결함 탐상 안내서를 참조하십시오.
결함 탐상기와 같은 NDT 기술은 보트의 구성 요소나 구조의 무결성을 분석하고 어떠한 손상도 없이 결함을 찾아내는 효과적인 방법입니다. NDT는 재질을 훼손하거나, 압박하거나 파괴하지 않기 때문에 보트 구조와 구성 요소를 검사할 때 시간과 비용이 절약됩니다.
NDT 검사는 선박 제조 공정 중, 배송 전, 구매 전, 일상적인 조사, 손상 검사 또는 수리 후 검사의 일환으로 수행할 수 있습니다. 상용 해양 선박 산업에서는 부식을 탐지하고 수량화하기 위해 강철 및 알루미늄 선박에 초음파 NDR를 정기적으로 수행합니다. 이와 유사하게, 초음파 NDT를 사용하여 합성 구조의 두께와 무결성을 측정할 수 있습니다.
금속의 구조적 용접 검사는 해양 산업의 일반적인 초음파 NDT 활용 분야입니다. 용접의 결함 유형에는 균열, 용융 부족, 불완전 용입, 기공, 슬래그 함유 등이 있습니다. 이 모든 결함은 초음파 검사로 탐지 가능합니다.
UT와 보트 검사용 NDT 전문 지식 결합하기
제조 단계에 NDT 검사 프로그램이 없을 경우, 비상업 선박 및 유람선 제조 방법에 대한 참조 기준이 없을 때가 많습니다. 이렇게 되면 초음파 검사 작업이 더 어려워집니다.
marineSOLUTIONS와 같은 검사 업체는 지식과 경험을 이용해야 합니다. marineSOLUTIONS는 이를 염두에 두고 여러 복합 재질 유형부터 다양한 금속에 이르기까지 다양한 보트 재질을 검사할 수 있는 작은 연구소를 설립했습니다.
Cem Baykent는 EPOCH 650 결함 탐상기와 M2008 변환기를 함께 사용하여 해양 선박의 합성 재질을 검사합니다.
"합성물에 대한 초음파 검사는 언제 무엇을 해야 할지에 대한 규정이나 표준이 없기 때문에 여전히 틈새시장이며, NDT 세계에서 발견되지 않은 미지의 영역입니다. 그래서 marineSOLUTIONS는 상당한 절차를 자체적으로 수립하고 엔지니어링 직원을 통해 전문적인 NDT 지식을 적용하고 있습니다." Cem이 이야기했습니다.
해양 선박은 합성 재질 외에 종종 알루미늄이나 강철로 제작됩니다. 금속으로 제작된 것이라면 무엇이든지 부식되기 쉬우며, 해양 환경에서는 특히 그렇습니다.
Cem은 위태로운 선체 무결성이 안전에 대한 주요 위험 요인임에도 불구하고 금속 선체 검사를 간과하는 경우가 놀랍게도 자주 발생한다고 지적했습니다. 간단히 말하자면, 선체는 바다에 일부 잠겨 있는 선박의 구조적 외판입니다. 선체는 날씨, 침수 및 구조적 손상으로부터 화물, 기계류 및 선실을 보호합니다.
EPOCH 650 초음파 결함 탐상기를 사용하여 해양 선박의 선체를 검사하는 Cem Baykent
보트는 육안 검사 및 태핑을 통과하더라도 외부에서 선체 외판을 검사하기 위해 정기적으로 육상에 인양됩니다. 그러나 요트 선체 외부의 필러, 코팅 및 페인트 층은 육안 검사를 어렵게 만들 수 있습니다.
무엇보다도 육안 검사만으로는 시야가 제한됩니다. 부식은 내부에서 진행되는 경우가 많습니다. 기존 방법을 사용할 경우, 대부분의 재질이 부식되어 망가진 후에야 외부에서 내부 손상을 탐지할 수 있습니다.
내부 부식은 배 밑바닥 검사 중 발견하기가 거의 불가능한 부위에서 주로 진행됩니다. 육안 검사를 위한 배 밑바닥의 접근은 탱크, 기계류 및 기타 구성 요소 및 구조의 방해로 인해 제한되는 경우가 잦습니다. 탐지하지 않거나 조치하지 않은 상태로 남겨질 경우, 부식은 선체를 약화시키고 위험한 누출 및 궁극적인 구조적 고장으로 이어질 수 있습니다. 선체 외판의 정기적인 검사는 안전을 향상하고 비용을 최소화하기 위해 중요합니다.
요트 검사용으로 믿을 수 있는 초음파 결함 탐상기
숙달된 팀을 운영하고 있는 marineSOLULTIONS는 많은 요구 사항을 충족하는 장비와 표준 샘플을 갖추고 있습니다. 기본 장비로는 성능과 유용성을 결합한 EPOCH 650 결함 탐상기를 사용합니다.
Olympus EPOCH 650 초음파 결함 탐상기
다음은 marineSOLUTIONS에서 결함 탐상기를 사용하는 3가지 방법입니다.
1. 합성 보트 및 원재에 대한 초음파 검사
marineSOLUTIONS는 합성 선박 구조 및 재질을 검사하기 위해 EPOCH 650 결함 탐상기와 Olympus M2008 지연 라인 변환기(0.5MHz, 1인치 직경)을 함께 사용합니다. 이 변환기는 고감쇠 합성 구조물에 이상적입니다.
"요트용 합성 재질은 이방성이라 더욱 까다롭습니다. M2008 변환기를 사용하면 이방성 재질을 더 자세히 살펴볼 수 있습니다"라고 Cem이 설명했습니다. "M2008은 두꺼운 섬유 보강 폴리머(FRP) 합성 재질을 통과할 정도로 매우 강합니다. 기가 막히게 작동하며 확실한 결과를 제공하죠. 우리는 동일한 목적으로 설계된 다른 유명사의 변환기를 사용해봤지만 결과가 근접하지도 못했습니다."
초음파 검사는 합성물에서 다음을 검출할 수 있습니다.
- 적층판 두께의 균일성
- 박리의 존재와 그 유형
- 공동과 기공의 존재
- 적층판의 품질 및 결합과 수리 무결성
- 적층판의 함유물 및 이물질 존재
합성 보트 및 원재에 대한 초음파 검사에는 다음을 비롯한 많은 장점이 있습니다.
- 단방향 접근으로 충분
- 원격 위치 및 고공 작업 시 휴대 가능한 검사 장비
- 표면 전처리가 거의 없거나 전무
- 숨겨진 이상 징후의 정확한 지점 및 깊이, 크기, 모양 등 주요 특징의 파악이 매우 정확
- 즉각적인 결과 및 데이터 제공
EPOCH 650 결함 탐상기를 사용하여 합성 보트 및 원재에 대한 초음파 검사를 수행하는 Cem Baykent
2. 초음파 검사를 통한 선체 외판의 부식 측정
marineSOLUTIONS에서 EPOCH 650 결함 탐상기를 사용하는 또 다른 방법은 선체 판의 부식 측정입니다.
Cem은 "선체와 돛대의 손상은 매우 일반적이며, 초음파 검사는 손상의 공간 범위를 확정할 수 있는 수단을 제공합니다. 이러한 정보은 모든 관련자를 안심시키고, 수리 비용을 추정할 수 있는 귀중한 입력 자료를 제공합니다. 둘 다 매우 유용한 장점이에요"라고 설명했습니다.
필러, 페인트 층 또는 기타 코팅을 제거하지 않고도 초음파 두께 측정기를 사용하여 금속 판의 두께를 비파괴적으로 검사할 수 있습니다. 움푹 파인 판을 검사할 때 이러한 장치가 미리 설정된 알고리즘에 의해 판의 최소 두께를 공제하며 때때로 잘못된 결과를 도출할 수 있다는 것을 기억해야 합니다.
marineSOLUTIONS는 금속 부식 검사할 경우 DL4R-6X20(4MHz) 이중 요소 변환기가 장착된 EPOCH 650 결함 탐상기로 전환합니다. 이를 통해 초음파 에코 스펙트럼을 표시할 수 있습니다. 파형, 감쇠 및 위상 변이를 통해, 숙련된 NDT 조사자는 판 또는 구조에 대한 많은 정보를 추론할 수 있습니다. 검사자는 진짜 에코, 거짓 반사 및 회절 등도 구별해야 합니다.
EPOCH 650 초음파 결함 탐상기는 점진적으로 파인 알루미늄 선체 외판의 스펙트럼을 표시합니다. 눈에 띄면서도 왼쪽이 더 높은 두 돌출부는 심각하게 파인 부식을 나타냅니다. 오른쪽에서, 육안 검사로는 스펙트럼과 관련된 선체 외판 부위에서 파인 부식의 단서가 드러나지 않습니다. 손상은 매끈하게 코팅된 외부 표면과 탱크 및 선내를 가리는 기타 내부 구조에 의해 손상이 감추어진 것입니다.
3. 용접에 대한 초음파 검사
marineSOLUTIONS는 용접 검사에 Olympus AM4R-8X9-70 앵글 빔 변환기가 장착된 EPOCH 650 결함 탐상기를 함께 사용합니다.
스트레이트 빔 기술은 박판 결함을 발견하는 데 매우 효과적일 수 있지만, 여러 일반적인 용접을 검사할 때는 단절 부위가 일반적으로 표면과 평행하지 않기 때문에 효과적이지 않습니다. 용접 형상, 결함 방향, 용접 크라운 또는 비드의 존재가 결합하려면 사선으로 생성된 빔을 사용하여 용접 표면에서 검사해야 합니다.
앵글 빔 검사라고도 하는 횡파법은 용접 검사 시 기본적으로 사용되는 UT 기법입니다. 이 용접 검사는 판에 횡파를 정해진 각도로 가하고 변환기가 전체 용접을 스캔하도록 조작하여 수행합니다.
일반적인 검사에서 초음파 빔은 생성된 각도에서 시험 대상의 바닥으로 이동한 다음, 동일한 각도에서 위로 반사됩니다. 프로브를 앞뒤로 이동하면 초음파 빔이 용접의 전체 높이를 훑고 지나갑니다. 이 스캐닝 동작을 통해 전체 용접 체적의 검사와 용융선에서 및 용접 본체 내에서 모두 단절 부위 탐지가 가능합니다.
앵글 빔 변환기는 굴절된 횡파 또는 종파를 시험 대상으로 가하기 위해 웨지와 함께 사용되는 단일 요소 변환기입니다. 사진에는 45° 웨지가 보입니다.
UT 검사는 용접에서 다음 결점을 탐지할 수 있습니다.
- 용접 부위의 균열
- 용접 이음매의 단절 부위 및 불완전 용입
- 용접 이음매의 용융 부족
- 용접 이음매의 기공
- 용접 이음매의 슬래그 함유물
- 뒤틀린 부위
- 용접 금속의 성층화
NDT 장비 공급업체인 Olympus와 협력하기
marineSOLUTIONS는 초음파 검사 장비에 투자하기로 했을 때 다수의 NDT 장비 공급업체와 접촉했습니다. Olympus는 수준 높은 제품과 능통한 인력으로 평판이 좋았으므로 단연 돋보였습니다.
Cem은 EPOCH 650 결함 탐상기를 사용하여 카본 합성 돛대에서 박리를 발견했던 예전 조사를 언급했습니다. Cem은 이 결함을 고객에게 알렸고, 해당 선주는 marineSOLUTIONS와 Olympus의 평판을 믿고 파괴적으로 요트 부품을 검사하기로 했습니다. 카본 원재를 파괴적으로 검사하면 돛대의 수리 및 재사용이 불가능합니다.
“선주가 내린 결정이라고 해도, 우리가 찾은 박리 때문에 고가의 카본 돛대가 파괴적으로 검사되는 것을 지켜보려니 매우 가슴 아팠습니다. 그래도 우리는 자체적인 전문 지식과 Olympus 장비의 신뢰성을 믿고 있었습니다"라고 Cem이 말했습니다.
결함은 정확히 보고된 위치에서 발견되었고, 추가 검사로 제조상의 결점을 발견하게 되었습니다. 조사는 제조업체의 일괄적인 돛대 교체로 이어졌고, 약 25만 달러가 소요되었습니다.
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돛대를 파괴하고 사포질하면 결함이 드러납니다. 결함은 EPOCH 650 결함 탐상기를 사용하여 처음으로 발견되었습니다. |
marineSOLUTIONS는 Olympus 제품에 계속 투자하고 있습니다. “우리는 제품의 현장 지원과 안정성에 실망한 적이 없습니다”라고 Cem이 말했습니다.
Cem은 "Olympus 초음파 검사 장비는 의심할 바 없고 안정적인 결과를 제공합니다. Olympus는 초음파 NDT의 유명하고 확고한 대명사죠. 고객들은 우리의 초음파 결과물 중 일부를 전 세계 여러 국가의 법원에 제출하여 계속해서 성공을 거뒀습니다."라고 덧붙였습니다.
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