부품에 결함이 있는지 검사할 때 검사자들은 자기 회의에 빠지기 쉽습니다. 잘못 판단을 내리게 되면 시간과 비용 측면에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 심각성을 과대평가하는 결함 특성화로 인해 까닭 없이 비용이 많이 드는 발굴이나 수리를 진행하게 될 수도 있습니다. 반면에 심각성이 과소평가되면 치명적인 결함을 초래할 수 있습니다. 결국 올바른 판단을 내려야 한다는 부담이 어깨를 짓누르게 됩니다.
TFM 처리 한계를 넘어
OmniScan™ X3 결함 검출기의 선명한 고해상도 이미지는 검사자가 더 확실하게 판단을 내리는 데 필요한 이미징 데이터를 제공합니다. X3 결함 검출기의 FMC(Full Matrix Capture) 및 TFM(Total Focus Method) 기술 덕분에 부품 결함이 더 정확하게 나타납니다. 이 장비의 강력한 TFM 처리는 "엔벨로프(envelope)"라는 최첨단 기능을 통해 더욱 개선됩니다.
엔벨로프를 켜면 OmniScan X3 소프트웨어의 TFM 알고리즘이 분석 TFM 이미지의 기준을 계산합니다(이 백서에서 이 작업을 수행하는 방법을 자세히 읽어 보십시오). 이 프로세스를 통해 측정된 최대 진폭의 강건성이 강화됩니다. 결과 이미지에서 결함의 형태와 크기를 보다 쉽게 특성화할 수 있습니다.
엔벨로프 끄기 - 결함을 나타내는 진동이 올바른 특성화를 어렵게 만듭니다.
엔벨로프 켜기 - TFM 이미지는 더욱 명확하고 선명하며, 결함 진폭이 증가하고 매끄럽게 변화할 뿐 아니라, 데이터가 유실되지 않습니다.
TFM 엔벨로프 이미지가 훨씬 낫다면 이 기능을 끄는 이유는 무엇일까요?
엔벨로프가 OmniScan X3 이미지를 얼마나 개선해 주는지 확인하고 나서도 검사자가 엔벨로프 기능을 사용하지 않는다면 그 이유가 궁금할 것입니다. 제 생각에는 크게 두 가지 이유가 있습니다. 좀 더 쉽게 해결할 수 있는 이유부터 시작하고 두 번째 이유는 나중에 설명하겠습니다.
첫 번째 이유는 성능과 관련된 것입니다. 표준 TFM에 비해 TFM 엔벨로프를 계산하는 데 필요한 추가 처리력이 디스플레이 속도를 감소시킵니다. 결과적으로 획득 속도가 감소하여 장비의 스캐닝 속도가 느려집니다.
그렇지만 해결책이 있습니다. TFM 그리드 해상도와 파장당 포인트 수(종파의 경우 "pts/λL", 횡파의 경우 "pts/λT") 설정을 약간 조정하면 획득 속도를 높일 수 있으므로 동등한 품질의 표준 TFM 이미지보다 훨씬 속도가 빨라집니다.
획득 속도를 저하시키지 않고 엔벨로프 이미지 유지
엔벨로프 처리는 매우 강력하기 때문에 그리드 해상도의 영향력은 표준 TFM보다 낮아 그리드 해상도가 저하되더라도(세밀성 저하) 이미지가 손상되지 않습니다. 그리드 해상도가 낮아지면 그에 따라 파장당 그리드 포인트 수(pts/λ)가 감소합니다. 더 거친 그리드에 필요한 처리력이 낮아지기 때문에 획득 속도가 두 배 이상 빨라지기도 합니다.
거친 그리드 해상도 설정으로 엔벨로프 켜기 - 이 TFM 그리드는 2.9pts/λL입니다. 그 결과 PRF(또는 획득 속도)가 높아지고, 이미지에 심각한 왜곡이 발생하지 않습니다.
보통 초음파 검사(UT)에서는 파장당 포인트 수가 많을수록 해상도와 이미지가 개선되지만, TFM 엔벨로프의 성능은 이 개념과는 정반대입니다. 그리드 해상도와 pts/λ가 감소한 후에도 엔벨로프에서 제공하는 우수한 화질은 유지됩니다. 계속 읽고 그 이유를 알아보십시오.
진폭 충실도 및 그리드 해상도에 미치는 TFM 엔벨로프의 영향
pts/λ 판독값은 허용되는 진폭 충실도 값을 유지하는 데 있어 중요한 요소입니다. ASME의 새 TFM 부록과 같은 검사 규정에 따라 진폭 충실도를 약 2dB 이하로 유지해야 합니다.
엔벨로프가 없으면 약 7.8pts/λ 비율이 2dB의 진폭 충실도 변동을 안정적으로 유지하여 섬세한 그리드 해상도가 재현됩니다. 그러나 엔벨로프가 켜져 있을 때 검출 목적에 필요한 최소 진폭 충실도를 보장하기 위한 안전한 비율은 약 3.8 pts/λ입니다.
경험이 포함된 TFM 엔벨로프에 대한 신뢰
그리드 해상도를 간단히 조정하여 TFM 엔벨로프의 이점을 활용하면서도 계속 높은 획득 속도를 확보할 수 있습니다. 그러나 아직 극복해야 할 한 가지 문제가 있는데, 이것은 앞서 언급한 일부 검사자들이 엔벨로프 사용을 선택하지 않는 두 번째 이유입니다. 즉, 검사자들에게 익숙하지 않는 TFM은 최신 기술이고 엔벨로프는 훨씬 더 최근에 나온 혁신 기술입니다. 엔벨로프 성능에 대해 최종적으로 확신하려면 자체 실험이 필요할 수 있습니다.
정보 유실이 없다는 점을 꼭 기억해야 합니다. 반면에 엔벨로프는 이미지의 신호 진동을 제거하기 때문에 TFM 엔벨로프를 사용하면 신호 응답이 강화되며, 이 신호 진동은 이미지의 음향 기원에서 나오는 불필요한 아티팩트일 뿐 아니라, 실제로 표준 크기 조정 절차에도 악영향을 줍니다.
일관성 있게 보다 정확한 결함 이미지를 제공하는 TFM 엔벨로프
올림푸스의 자체 실험에서 엔벨로프는 TFM 이미지를 여러 차례 거듭 개선하므로 결함의 형태와 크기를 쉽게 식별할 수 있습니다. 일반적으로 너무 작아서 볼 수 없고 고온 수소 침식(HTHA)과 같이 표준 위상 배열로 특성화하기 어려운 결함을 수반하는 용도에는 상당한 이점이 있습니다.
엔벨로프 처리가 활성화된 OmniScan X3 결함 검출기가 획득한 초기 단계 HTHA의 TFM 이미지 예
고온 수소 침식이라고 하는 HTHA는 정유공장이나 석유화학 탱크 또는 파이프 등 고온에서 수소에 노출된 강철에서 서서히 잠식해 나가는 부식입니다. 검사자들은 TFM 이미징을 사용하여 초기에 HTHA 발생을 확인하여 고장이 발생하지 않도록 조치를 취할 수 있습니다.
대다수 혁신 기술과 마찬가지로 직접 보면 믿을 수 있습니다
검사자들이 실제 샘플에서 엔벨로프의 실제 작동을 볼 수 있게 되면 경험적 증거를 부인하지 못할 것이라고 생각합니다. 훌륭한 개선 사항에 대한 대다수 주장과 마찬가지로 사람들은 직접 눈으로 보기 전까지는 회의적인 태도를 보입니다.
엔벨로프 기능 및 혁신적인 TFM 솔루션에 대한 자세한 내용은 가까운 올림푸스 대리점에 문의하십시오. 또는 https://www.olympus-ims.com/en/phasedarray/omniscan-x3/을 확인하여 자세한 내용을 보거나 데모 요청 양식을 작성하십시오.
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설명한 신제품 OmniScan X3 결함 검출기에서 가장 좋은 세 가지 FMC/TFM 개선 사항
백서: 엔벨로프 기능과 함께 TFM(Total Focusing Method) 사용
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