누설 레일리파를 이용한 표면 미세결함 검출기법 연구 (Study on an Ultrasonic Method for Detecting Micro-defects by Using the Leaky Rayleigh Wave)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 65권 / 2호 / 199 ~ 204페이지
· 저자명 : 염윤택, 김학준, 송성진, 강성식, 권성덕

초록

재료의 표면지역의 균열 결함을 검출하기 위하여 레일리 (Rayleigh) 표면파를 이용한 기술이 적용되고 있으며, 액체-고체의 표면에서 액체로 방향성을 갖고 누설 종파를 발생 시키며 진행하는 표면파를 누설 (leaky) 레일리파라고 한다. 본 연구에서는 누설 레일리파를 이용하여 결함 평가를 수행하였으며, 누설 레일리파를 발생 및 측정을 위한 측정 시스템을 제작하였으며, 0.5 mm의 탐촉자의 수평이동 정밀도에 0.1˚의 각도 정밀도를 갖추었다. 일반 재질인 SM45C의 재료 표면에 깊이와 크기가 서로 다른 표면 미세 결함을 가진 인공 표면결함 시편을 제작하였으며, 초음파 입사빔의 각도는 누설 레일리파가 발생하는 시험편의 레일리 각으로 고정하였다. 결함이전 지역에 대해 초음파의 입사점을 스캔하며 표면파가 결함에 의해서 반사된 신호를 Pulse-Echo기법을 통해서 측정하였고, 결함 경계를 투과한 표면파의 신호는 수신각을 레일리각으로 고정하고 결함이후 지역을 스캔하는 Pitch-Catch기법으로 측정하였다. 표면 미세 결함의 깊이와 크기에 따른 누설 레일리파의 반사 및 투과 신호를 통해서 표면 미세 결함이 누설 레일리파에 미치는 영향을 평가하여, 시편 표면의 결함과 표면파의 반사 및 투과 신호와의 상관관계를 정립하였다.

영어초록

Rayleigh surface waves can be applied to detect defects on the surface of a material. Leaky Rayleigh waves propagate along the surface of a liquid-solid interface, generating directional leaky longitudinal waves. In this study, to measure the defects by using the Rayleigh waves, we devised a surface acoustic wave (SAW) measurement system that could generate and measure leaky Rayleigh waves. SM45C specimens with artificial micro-surface defects were prepared. The incidence angle of the ultrasonic beam was fixed at the Rayleigh angle. Signals reflected by surface defects were measured by using the pulse-echo technique, and transmitted signals were measured by using the pitch-catch technique. We evaluated the size and the depth of a micro-surface defect by using the reflection from the defects and the transmission through the defects of surface waves. The correlation between the surface defects and reflected and transmitted signals showed the usefulness of leaky Rayleigh waves.

참고자료

· 없음