전자기 음향 공진을 이용한 강선의 표면 미세 결함 탐상 타당성 연구

Abstract

철강 생산 제품 중 강선 (steel wire rod)은 제조 과정 중 종방향으로 미세한 표면 결함이 매우 빈번하게 발생하는데 이중 깊이가 수 십 마이크로미터 이상인 결함들은 최종 생산품의 불량을 유발하는 심각한 원인이 되고 있다. 이와 같은 이유로 강선의 제조 단계에서 표면의 미세 결함의 깊이를 평가하는 방법의 개발이 절실히 요구된다. 표면 미세 결함을 평가할 수 있는 여러 가지 방법 중에서, 본 연구에서는, 전자기 음향공진법의 적용 가능성을 고찰하고자 한다. 전자기 음향 공진 (electromagnetic acoustic resonance, EMAR)은 전자기 음향 트랜스듀서 (electromagnetic acoustic transducer, EMAT)을 이용하여 시편의 공진 특성을 측정하는 방법으로서, 대상의 작은 변화에도 민감하게 반응하고 비접촉 측정이 가능하여 현장 적용에 용이하다는 장점이 있다. 전자기 음향 공진 실험을 통하여 표면 미세결함과 잔향특성의 변화를 관찰하여 깊이 약 100 마이크로미터 내외의 결함은 탐상 가능함을 확인하였다. The surface microcrack over a few tens of micrometers is one of severe problems of a steel wire rod to lead to the failure of the final products, so the method to evaluate crack depth has been required to develop. This work investigates the feasibility of electromagnetic acoustic resonance (EMAR) for this problem. EMAR is the method for measurement of resonant features using electromagnetic acoustic transducer (EMAT). Generally, EMAR is sensitive to small variation of the structures and easy to apply it to the industrial field because of the feature of noncontact measurement. Through several EMAR experiments, the change of the resonant frequencies and attenuation in reverberation has been observed. The results confirms that the surface cracks of around 100 micrometer depth can be detected successfully with the present method.