크리프 기공의 초음파 비파괴평가에 관한 연구

Ultrasonic Nondestructive Evaluation of Creep-Induced Cavities

크리프 손상을 단계적으로 받은 순수 구리 시편에 대하여 손상 진전에 따른 기공의 미시구조 변화를 관찰하고 초음파 속도와 주파수 의존 진폭 스펙트럼 및 감쇠를 측정하였다. 손상 진전에 따른 입계기공의 비등방적 성장으로 인하여 하중축에 대하여 세 방향으로 측정한 속도는 이방성 거동을 보였다. 최대 2%의 기공에 대하여 종파와 횡파는 각각 11%와 4%의 속도 감소를 보였으며, 기공량의 증가와 함께 비선형적인 감소 경향을 보였다. 진폭 스펙트럼은 기공량이 증가함에 따라 고주파수 성분이 감소하고 중심 주파수가 저주파수로 이동하였으며, 감쇠는 사용 주파수 범위에서 거의 선형적인 거동을 보였다. 기공량의 정량적 비파괴평가 파라미터로서 정규화 속도, 진폭 스펙트럼의 중심 주파수, 감쇠 기울기를 선정하였으며 기공량과의 상관관계를 제시하였다.

In order to ultrasonically evaluate creep cavities pure copper samples were subjected to creep test and their microstructures were examined. Ultrasonic velocities. frequency-dependent magnitude spectra and attenuations were measured on a series of copper samples obtained from the different stages of creep test. Velocities measured in three directions with respect to the loading axis decreased and their anisotropy increased as a function of the creep-induced porosity. The anisotropic behavior could be attributed to the progressive change of pore shape and preferred orientation as the creep advanced. The 2% porosity by volume decreased the longitudinal and shear wave velocities by 11% and 4%, respectively. Furthermore, both velocities decreased nonlinearly with the porosity. As the creep damage developed, the magnitude spectra lost high frequency components and their central frequencies shifted to lower values. The attenuation showed almost linear behavior in the frequency range used. Normalized velocity, central frequency shift and attenuation slope were selected as nondestructive evaluation parameters. These results were presented and showed good relations with the porosity content.