TOFD 초기 세팅 방법 완벽 가이드: 고정밀 검사를 위한 실무 기준

TOFD 초기 세팅 방법 완벽 가이드: 고정밀 검사를 위한 실무 기준

TOFD(Time of Flight Diffraction)는 초음파 비파괴 검사 기법 중에서도 매우 높은 정밀도와 반복성을 제공하는 방식입니다. 특히 용접부 내부 결함의 위치와 크기를 정량적으로 평가할 수 있다는 점에서, 고품질 요구 산업에서 널리 채택되고 있습니다. 하지만 TOFD의 강점을 100% 활용하려면 정확한 초기 세팅이 필수입니다.

이번 글에서는 TOFD 검사 장비를 실무에 적용하기 위한 초기 세팅 방법을 단계별로 상세히 설명드리겠습니다. 실무자와 예비 비파괴 검사사 모두에게 도움이 될 수 있도록 구성해 보았습니다.

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1. TOFD 장비 구성 이해하기

TOFD 시스템은 기본적으로 다음과 같은 장비로 구성됩니다:

• TOFD 전용 UT 장비 (A/D 변환 기능 포함)
• TOFD 프로브 (Transmitter & Receiver)
• 스캐너 (Manual or Automated)
• 웨지(Wedge): 특정 각도로 음파를 전달
• 케이블, 커플런트(윤활용 젤)

장비를 준비했다면 다음 단계는 본격적인 세팅입니다.

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2. 프로브 및 웨지 설치

웨지 각도 설정

TOFD에서는 보통 45도 ~ 70도의 종파용 웨지를 사용하며, 두께에 따라 적절한 각도를 선택합니다.

• 얇은 재료(6~15mm): 60도 이상
• 중간 두께(15~50mm): 60도
• 두꺼운 재료(50mm 이상): 45도 또는 50도

프로브 간 거리(Gauge Distance)

• 일반적으로 시편 두께의 2배 이상 거리를 유지합니다.
• 예: 시편 두께가 25mm라면, 프로브 간 거리는 최소 50mm 이상

이 거리는 레터럴 웨이브, 회절파, 후벽반사파가 적절히 분리되도록 하는 데 매우 중요합니다.

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3. 커플링 및 스캐닝 준비

TOFD는 고주파 초음파 신호를 사용하기 때문에 매우 민감한 커플링이 필요합니다. 따라서,

• 커플런트(젤 또는 물)를 충분히 도포하고,
• 마찰식 스캐너나 수동 스캐너를 사용할 경우 균일한 압력과 속도를 유지해야 합니다.

자동 스캐너는 일정한 속도로 주사할 수 있어 데이터 품질이 더욱 안정적입니다.

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4. 장비 세팅

① 시간축 범위 설정 (Range)

• 검사 대상 두께에 따라 설정합니다.
• 일반적으로 대상 두께의 2배 이상 시간 범위를 설정하여 회절파까지 관찰할 수 있도록 합니다.

예: 두께 25mm → 시간 범위 최소 50mm 이상

② 게인(Gain) 조정

• 레터럴 웨이브와 후벽 반사파가 화면의 60~80% 높이로 보이도록 설정
• 너무 높은 게인은 신호를 포화시켜 해석을 어렵게 하므로 주의

③ 스캔 방향 설정

• 대부분의 TOFD 소프트웨어에서는 **스캔 방향(왼쪽 → 오른쪽, 또는 반대)**을 설정할 수 있음
• 이는 결함의 위치 표시 및 데이터 해석에 큰 영향을 미침

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5. 센터링 및 제로 세팅

• 두 프로브의 중심이 검사 라인 상에서 정확히 일치하도록 정렬
• 레터럴 웨이브가 스캔 시작 지점에서 일정하게 나타나는지 확인
• 소프트웨어 상에서 **제로 위치(0mm)**를 지정

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6. 캘리브레이션 (보정 작업)

두께 보정

• 실제 시편의 두께와 TOFD 시스템 상에서 측정되는 두께가 일치하는지 확인
• 필요시 레터럴 백 신호나 후벽 반사파를 기준으로 음속을 보정

시간 보정 (TCG: Time Corrected Gain)

• 깊이에 따른 감쇠를 보정하기 위한 이득 설정
• 자동 보정 기능을 활용하거나, 수동으로 조절할 수도 있음

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7. 시험 전 시운전 (Test Run)

• 본 스캔 전에 시운전 스캔을 통해 신호 품질 확인
• 레터럴 웨이브, 회절파, 후벽 반사파가 명확하게 구분되는지 체크
• 노이즈가 많거나 신호가 약한 경우, 프로브 각도/압력/게인 재조정

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마무리 정리

TOFD 초기 세팅은 전체 검사 품질에 큰 영향을 미치는 핵심 단계입니다. 다음의 핵심 포인트를 다시 정리해볼게요:

✅ 재료 두께와 맞는 프로브 각도 선택
✅ 프로브 간 거리, 센터링 정확히 유지
✅ 범위, 게인, 시간축 등 장비 파라미터 정밀 조정
✅ 시운전을 통한 스캔 품질 사전 검증

정확한 초기 세팅은 이후 데이터 해석의 정확도를 결정짓는 만큼, 꼼꼼한 준비와 반복 숙달이 중요합니다. 앞으로 TOFD 분석법, 신호 해석 노하우도 차근차근 정리해드릴 예정이니 기대해주세요!