안전보건기술지침의 개요

o 작성자 : 한국산업안전보건공단 양원백
o 개정자 : 한국산업안전보건공단 양원백
o 제,개정경과
   - 2008년 7월 기계안전분야 제정위원회 심의
   - 2008년 8월 총괄제정위원회 심의
   - 2012년 4월 기계안전분야 제정위원회 심의(개정)
   - 2013년 11월 기계안전분야 기준제정위원회 심의(개정)
o 관련규격 및 자료
   - ASME SECTION Ⅴ  Nondestructive examination
   - KS B 0816 침투탐상 시험방법 및 침투지시 모양의 분류
   - Technical order for the overhaul of J85 Aircraft Engine (T.O. 2J-J85-9) nondestructive inspection for compressor rotor 
   - KS B ISO 18173 비파괴검사-일반 용어 및 정의
   - KS B ISO 3452-2 비파괴검사-침투탐상검사-제2부:침투탐상제의 시험

o 관련 법규,규칙,고시 등
   - 산업안전보건 기준에 관한 규칙 제2편 제1장 제6절 제115조(비파괴검사의 실시)

o 기술지침의 적용 및 문의
   이 기술지침에 대한 의견 또는 문의는 한국산업안전보건공단 홈 페이지 안전보건기술지침 소관 분야별 문의처 안내를 참고하시기 바랍니다.
 
공표일자 : 2013년 11월 30일   
제 정 자 : 한국산업안전보건공단 이사장

고속회전체의 액체침투탐상시험방법에 관한 기술지침

1. 목  적

  이 지침은 산업안전보건기준에 관한 규칙(이하 “안전보건규칙”이라 한다) 제2편 제1장 제6절 제115조(비파괴검사의 실시)의 규정에 따라 고속회전체의 액체침투탐상 시험방법을 제시하는데 필요한 사항을 정함을 목적으로 한다.

2. 적용범위

  이 지침은 터빈 로터, 원심분리기의 버킷 등과 같은 고속회전체의 비파괴검사 방법 중에서 액체침투탐상시험 방법을 이용한 비파괴 검사를 실시하는데 적용한다.

3. 용어의 정의

 (1) 이 지침에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다.

   (가) “고속회전체”라 함은 안전규칙 제75조(비파괴 검사의 실시)에 규정된 회전축의 중량이 1톤을 초과하고 원주 속도가 120 m/s 이상인 것을 말한다.

   (나) “액체침투탐상시험”이라 함은 시험체 표면에 있는 흠집에 침투액을 침투시킨 후 확대한 상의 지시 모양으로서 흠집을 관찰하는 비파괴시험방법을 말한다.

   (다) “침투액”이라 함은 흠집의 가는 틈에 침투하여 현상 조작으로 표면에 배어나와 지시 모양을 만들기 위한 액체를 말한다.

   (라) “형광 침투액”이라 함은 자외선의 조사를 받고 있는 동안 가시광을 방출하는 침투액을 말한다.

   (마) “유화제”라 함은 기름 상태의 침투 물질에 첨가하거나 뿌렸을 때 그 침투액을 표면에 물로 씻음으로써 세척할 수 있도록 하는 액체를 말한다.

   (바) “현상제”라 함은 흠집에서 침투액을 빨아내거나 흡수해서 지시 모양이 눈으로 보이도록 하는 약제를 말한다.

   (사) “지시”라 함은 침투탐상시험 방법에서 허용된 형식으로 불연속부에서 나타나는 표시 또는 신호를 말한다.

   (아) “의사지시”라 함은 침투탐상시험 방법에서 허용된 형식으로 불연속부 및 불완전부 이외의 조건에 의해 발생되는 지시를 말한다.

   (자) “관련지시”라 함은 평가가 요구되는 불연속부 조건이나 유형에 의해 발생되는 지시를 말한다.

   (차) “불연속부”라 함은 재료 및 부품의 물리적 구조 또는 구성에서 의도적이거나 우발적인 방해에 의한 연속성 또는 응집력의 결여를 말한다.

   (2) 그 밖에 이 지침에서 사용하는 용어의 정의는 이 지침에 특별한 규정이    있는 경우를 제외하고는 산업안전보건법, 같은 법 시행령, 같은 법 시행   규칙, 안전보건규칙 및 고용노동부 고시에서 정하는 바에 의한다.

4. 일반사항

4.1 시험방법의 선정

  시험을 실시하기 전에 미리 시험체에 예상되는 결함의 종류, 크기, 시험체의 용도, 표면 거칠기, 치수, 수량, 탐상제의 성질 등을 고려하여 적용할 시험 방법을  선정한다.

4.2 시험자

  시험자는 필요한 자격 또는 그에 상당하는 충분한 지식, 기능 및 경험을  가진 사람이어야 한다.

4.3 시험장치
 (1) 시험에 적용하는 장치(이하??장치??라 한다)는 침투 장치, 예비세척장치, 유화장치, 유화정지장치, 세척장치, 현상장치, 건조장치, 자외선 조사 장치 및 암실로 분류할 수 있다. 형광 침투액을 사용하는 시험에서는 시험에 지장이 없는 범위에서 자외선 조사장치 이외의 장치를 생략해도 좋다.

 (2) 침투 장치 및 유화장치는 액을 담는 저장조 또는 탐상제를 도포하는 기구로 구성되어있다. 다만, 물베이스 유화제를 사용할 때는 액을 섞는 장치를 갖추는 것이 바람직하며, 시험체 표면의 과잉으로 남아있는 침투액 및 유화제를 배액하기 위한 대 또는 시험체를 매다는 기구를 갖춘 것으로 한다.

 (3) 수세성 및 후유화성 침투액을 사용할 때의 세척장치 및 물베이스 유화제를 사용할 때의 예비 세척 장치는 스프레이 노즐 등 흐르는 물로 세척하는 기구를 가지고 수압 및 유량을 조절할 수 있는 구조로 한다. 또한 필요에 따라 수조 및 일정 온도의 온수로 할 수 있는 가열 장치를 갖춘다. 형광 침투액을 사용할 때의 세척 장치는 자외선 조사 장치를 갖춘 것으로 한다.

 (4) 건조 장치는 원칙적으로 소정의 온도에서 열풍으로 건조시킬 수 있는 것으로 하고, 휴대형을 제외하고 온도 조절 장치를 갖춘 것으로 한다.

 (5) 습식 및 속 건식 현상 장치는 교반 등에 따라 현상제를 소정의 분산 상태로 유지 하는 구조로 한다. 또한 건식 현상 장치는 현상제가 외부에 비산하지 않는 구조로 한다.

 (6) 암실은 침투 지시 모양을 명료하게 식별할 수 있는 어둡기로 하고, 20 lx 이하이어야 한다. 또한 자외선 조사 장치를 갖춘 것으로 한다.

 (7) 자외선 조사 장치는 파장이 320～400 nm인 자외선(UVA)을 비추어 5.7항(2)호의 규정을 만족하는 자외선 강도를 얻을 수 있는 것이어야 한다.

4.4 탐상제

 (1) 탐상제는 침투액, 유화제, 세척액 및 현상제로 구성된다.

 (2) 탐상제는 시험방법에 대응하여 결함을 검출하는 데 충분한 성능을 가지며, 시험제를 부식시키지 않고, 인체에 해가 없는 것이어야 한다.

5. 시험절차

5.1 전처리

 (1) 시험체에 침투액을 적용하기 전에 침투액이 흠 내부에 침투하는 것을 방해하지 않도록 유지류, 도료, 녹, 스케일, 오염 등 표면의 부착물 및 흠 속에 잔류해 있는 유지류, 수분 등을 충분히 제거하여야 한다.

 (2) 처리 방법은 부착물의 종류와 정도 및 시험체의 재질을 고려하여 용제에 의한 세척, 증기세척, 도막 박리제, 알칼리 세제, 산세척 등의 방법으로 한다.

 (3) 시험체의 일부분을 시험하는 경우, 시험하는 부분에서 바깥쪽으로 25 mm 넓은 범위를 깨끗하게 전처리한다.

 (4) 전처리 후에는 용제, 세척액, 수분 등을 충분히 건조시켜야 한다.

5.2 침투처리

 (1) 침투액은 시험체의 모양, 치수, 수량 및 침투액의 종류에 따라 담구기, 분무, 붓칠 등의 방법을 적용하고, 침투에 필요한 시간, 시험하고자 하는 부분의 표면을 침투액으로 적셔 두어야 한다.

 (2) 침투 시간은 침투액의 종류, 시험체의 재질, 예측되는 결함의 종류와 크기 및 시험체와 침투액의 온도를 고려하여 정한다. 일반적으로는 온도 15 ℃～50 ℃의 범위에서는 <표1>에 나타내는 시간을 표준으로 한다. 3 ℃～15 ℃의 범위에서는 온도를 고려하여 침투시간을 늘리고, 50 ℃를 넘는 경우 또는 3 ℃ 이하인 경우는 침투액의 종류, 시험체의 온도 등을 고려하여 정한다.
<표1> 침투시간과 현상시간
 (3) 시험체의 표면에 부착되어 과잉으로 남아 있는 침투액은 유화 처리 또는 세척 처리를 하기 전에 밖으로 배출한다.

5.3 유화처리

 (1) 유화제는 담구기, 붓기, 분무 등에 따라 적용하고, 균일한 유화 처리를 한다.

 (2) 유화 시간은 다음의 세척 처리를 정확하게 할 수 있는 시간으로 하고, 유화제 및 침투액의 종류, 온도, 시험체의 표면 거칠기 등을 고려하여 정한다. 유화시간은 원칙적으로 기름 베이스 유화제를 사용하는 시험에서 형광 침투액을 사용할 때는 3분 이내, 염색 침투액을 사용할 때는 30초 이내, 물베이스 유화제를 사용하는 시험에서 침투액이 형광 침투액 및 염색 침투액인 경우는 2분 이내로 한다.

 (3) 물을 첨가해서 사용하는 물 베이스 유화제를 사용할 때는 유화 처리에 앞서 물 스프레이로 배액을 목적으로 한 예비 세척을 한다. 그때의 수온 및 수압은 5.4항의 조건에 따른다.

 (4) 유화시간 경과 후 필요에 따라 시험체에 물 스프레이를 하거나 시험체를 물속에 담구어 유화작용이 멈추도록 한다.

5.4 세척처리와 제거처리

 (1) 세척 처리 및 제거 처리에서는 시험체에 부착되어 과잉으로 남아 있는 침투액을 제거한다. 흠 속에 침투되어 있는 침투액을 유출시키는 과도한 처리를 해서는 안된다. 형광 침투액을 사용 하는 시험에서는 자외선을 비추어 처리의 정도를 확인하면서 한다.

 (2) 수세성 및 유화처리를 하고 나서 물로 세척 처리하는 후유화성 침투액은 물로 세척한다.

 (3) 스프레이 노즐을 사용할 때의 수압은 특별한 규정이 없는 한 275 kPa 이하로 한다. 형광 침투액을 사용할 경우 수온은 특별한 규정이 없을 때는 10 ℃～40 ℃로 한다.

 (4) 용제를 사용하여 제거처리를 하는 유성의 침투액인 용제 제거성 침투액은 헝겊 또는 종이 수건 및 세척액으로 제거한다. 특히 제거 처리가 곤란한 경우를 제외하고는 원칙적으로 세척액이 스며든 헝겊 또는 종이 수건을 사용하여 닦아내고, 시험체를 세척액에 담그거나 세척액을 다량으로 적용해서는 안 된다.

5.5 건조처리

 (1) 습식 현상제를 사용할 때는 5.6항(2)호 처리를 한 후, 시험체의 표면에 부착되어 있는 현상제를 재빨리 건조시킨다. 건식 또는 속 건식 현상제를 사용할 때는 현상 처리 전에 건조 처리를 한다. 그때 건조 처리는 시험체의 표면에 부착되어 있는 수분을 건조시키는 정도로 한다.

 (2) 세척액으로 제거한 경우는 자연 건조하거나, 또는 마른 헝겊 혹은 종이 수건으로 닦아내고, 가열 건조해서는 안 된다.

5.6 현상 처리

 (1) 건식 현상법에서는 5.5항(1)호의 처리를 한 후, 건식 현상제를 적당한 방법으로 시험체 전체를 똑같이 덮도록 하고 일정 시간을 유지한다.

 (2) 습식 현상제인 경우는 시험체를 세척 처리 후, 그대로 습식 현상제 속에 담그거나 분무, 붓기 또는 붓칠 중 어느 것의 방법으로 적용하고, 과잉으로 남아있는 현상제는 재빨리 밖으로 배출하여 5.5항(1)호의 건조 처리를 한다.

 (3) 속 건식 현상제를 적용하는 경우는 5.5항(1)호의 건조처리를 한 후, 현상제를 분무, 붓기 또는 붓 칠로 적용하는 것으로 하고, 현상제 속에 시험체를 담가서는 안된다. 현상제 적용 후 에는 시험면을 자연 건조시킨다.

 (4) 습식 및 속 건식 현상제를 적용하는 경우, 현상제는 시험체의 표면이 보일 정도의 높이로 덮이도록 한다.

 (5) 현상 시간은 현상제의 종류, 예측되는 결함의 종류와 크기 및 시험체의 온도를 고려하여 정한다. 일반적으로 15 ℃～50 ℃의 범위 에서는 <표1>에 나타나는 시간을 표준으로 한다.

5.7 관찰

 (1) 침투지시 모양의 관찰은 현상제 적용 후 7분～60분 사이에 하는 것이 바람직하다.

 (2) 형광 침투액을 사용하는 시험에서는 특별한 규정이 없는 한, 관찰하기 전에 1분 이상 어두운 곳에서 눈을 적응시켜 시험체 표면에 800 μW/㎠ 이상의 자외선을 비추면서 관찰한다. 염색 침투액을 사용하는 시험에는 시험면의 밝기(조도)가 500 lx이상인 자연광 또는 백색광 아래에서 관찰하는 것이 바람직하다.

 (3) 침투 지시 모양이 나타났을 때 결함 침투 지시 모양인지 의사 지시인지를 확인하여야 한다. 불명확한 때는 재시험하거나 침투 지시 모양을 제거한 후, 그 부분의 확대 관찰 또는 다른 방법으로 조사한다.

5.8 재시험

  시험의 중간 또는 종료 후 다음 사항에 해당하는 경우에는 시험을 처음부터 다시 하여야 한다.

 (1) 조작방법에 잘못이 있었을 때

 (2) 침투 지시 모양이 흠에 기인한 것인지 의사 지시인지의 판단이 곤란할 때

 (3) 기타 필요하다고 인정되는 경우

5.9 후처리

  시험 종료 후, 시험체의 표면에 부착되어 있는 현상제가 시험체를 부식시킬 우려가 있을 때 또는 시험체의 마모를 증가시킬 우려가 있을 때 등 필요한 경우는 현상제를 제거한다. 제거는 브러싱, 공기의 분무, 물 스프레이, 헝겊 또는 종이 수건으로 닦는 등의 방법으로 한다.

6. 지시의 평가 및 판정 기준

6.1 지시의 평가

 (1) 모든 지시는 참조 규격의 합격 기준에 따라 평가해야 한다.

 (2) 표면의 불 연속부는 침투제를 현상제가 빨아냄으로서 지시가 나타난다. 그러나 기계가공 흔적 또는 기타 표면조건으로 인한 국부적인 표면 불규칙은 의사 지시를 만들 수도 있다.

 (3) 불연속부의 지시를 가릴 만큼 넓은 범위에 걸쳐 오염물이 덮혀 있는 경우에는 그러한 부위는 세척하고 재시험해야 한다.

6.2 지시의 기록

 (1) 무 관련 지시 : 무 관련지시는 참조규격의 규정에 따라 기록해야 한다.

 (2) 불합격 지시 : 불합격 지시는 기록되어야 하며, 최소한 지시의 종류(선형 또는 원형), 위치 및 범위(길이 또는 지름 또는 선상)를 포함시켜야 한다.

6.3 판정기준

 (1) 불연속부의 지시 모양은 실제 불연속부보다 크게 나타날 수 있으나, 임의의 치수가 1.5 mm를 초과하는 지시만을 관련지시로 간주한다.

  (가) 갈라짐에 의한 침투 지시모양은 갈라져 있는 것이 확인된 결함 지시 모양을 말한다
  (나) 선상 침투 지시 모양은 갈라짐 이외의 침투 지시 모양 가운데 그 길이가 나비의 3배 이상인 것을 말한다.
  (다) 원형상 침투 지시 모양은 갈라짐에 의하지 않는 침투 지시 모양 가운데 선상 침투 지시 모양 이외의 것을 말한다.
  (라) 불명확한 지시는 이것이 관련지시인지 아닌지 결정하기 위하여 재시험을 하여야 한다.

 (2) 모든 지시는 사용자가 자체적으로 정한 규격에 따라 합격기준을 정하고, 규격에서  벗어나는 경우 불합격처리 한다. 다만, 어떠한 경우에도 선형지시가 나타나면 불합격 처리한다.

7. 보고서

 (1) 시험결과는 보고서에 기입하여야 하며, 자격 인정된 시험자의 성명을 기입한다.

 (2) 보고서에는 다음 사항을 포함하여야 한다.

  (가) 절차서 번호 및 개정번호
  (나) 탐상제의 종류(염색 또는 형광)
  (다) 사용되는 침투제, 제거제, 유화제 및 현상제의 종류(번호 및 글자지정)
  (라) 시험자의 성명과 참조규격에서 요구되는 경우 자격인정 레벨
  (마) 지시의 도면 또는 기록
  (바) 재료 및 두께
  (사) 조명기구
  (아) 시험을 실시한 일자

8. 안전예방대책

  액체침투탐상시험에 사용되는 재료는 인체에 유해하고, 인화성 및 휘발성을 갖는 화학물질을 포함하고 있기 때문에 모든 필요한 안전대책이 준수되어야 하고, 건강 및 안전, 환경요건 등에 관련된 모든 규격을 준수하여야 한다.