용접 결함 종류와 검사 방법: 육안검사부터 비파괴검사(PT · MT · UT · RT)까지

“용접 결함에는 어떤 것이 있고, 육안검사 · 비파괴검사로 각각 무엇을 찾나요?”

요약 — 용접 결함은 겉으로 보이는 것(언더컷 · 오버랩 · 표면 균열 · 표면 기공 · 비드 형상 불량)과 속에 숨은 것(내부 기공 · 슬래그 혼입 · 용입 불량 · 융합 불량 · 내부 균열)으로 나뉩니다. 겉은 육안검사(VT)와 침투탐상(PT) · 자분탐상(MT)으로, 속은 초음파탐상(UT) · 방사선투과(RT)로 찾는 것이 일반적입니다. 무엇을 얼마나 검사할지는 설계 규격과 용접 절차서가 정합니다.

표면 결함과 내부 결함

언더컷은 비드 가장자리 모재가 파여 홈이 남은 것, 오버랩은 녹은 금속이 모재에 녹아 붙지 않고 덮여 있는 것입니다. 기공은 가스가 빠져나가지 못해 생긴 구멍, 슬래그 혼입은 플럭스 · 피복제 찌꺼기가 용접 금속 안에 갇힌 것입니다. 용입 불량은 이음부 바닥(루트)까지 녹지 않은 것, 융합 불량은 용접 금속과 모재(또는 층과 층)가 제대로 녹아 붙지 않은 것이고, 균열은 가장 위험한 결함으로 대개 허용되지 않습니다.

결함의 종류와 허용 기준은 국제 규격(예: ISO 5817 — 강 · 니켈 · 티타늄 용융 용접부의 결함 품질 등급, 빔 용접 제외)과 각 산업의 설계 규격에 정리되어 있습니다.

육안검사(VT) — 모든 검사의 시작

눈, 게이지, 확대경으로 비드 폭 · 높이, 언더컷, 오버랩, 표면 균열 · 기공, 스패터, 변형을 확인합니다. 비용이 가장 적고 용접 중 · 직후에 바로 할 수 있어 거의 모든 용접부에 적용합니다(예: ISO 17637 육안검사). 표면 상태가 나쁘면 다른 비파괴검사의 신뢰도도 떨어지므로 먼저 합니다.

비파괴검사(NDT) 네 가지

침투탐상(PT)은 표면에 침투액을 바르고 닦은 뒤 현상제로 표면에 열린 균열 · 기공을 드러냅니다. 자분탐상(MT)은 자화한 부재에 자분을 뿌려 표면과 표면 바로 아래 결함을 찾으며, 자성이 있는 강재에만 씁니다(오스테나이트계 스테인리스 · 알루미늄은 PT를 씁니다).

초음파탐상(UT)은 음파를 보내 돌아오는 신호로 내부 균열 · 융합 불량 같은 면상 결함을 잘 찾고 두꺼운 판에 강합니다. 방사선투과(RT)는 X선 · 감마선으로 내부를 찍어 기공 · 슬래그 혼입 같은 체적 결함을 기록으로 남기기 좋지만, 방사선 안전 관리가 필요합니다.

검사보다 먼저: 공정에서 결함을 줄이기

결함은 찾는 것보다 생기지 않게 하는 편이 쌉니다. 개선 형상과 루트 간격을 일정하게 가공하고(면취기 · 베벨기), 토치와 이음부 정렬을 유지하며(심 추적), 자동화로 속도 · 전류 · 토치 각도를 일정하게 지키면 용입 불량 · 융합 불량 · 언더컷이 줄어듭니다.

용접 카메라는 비파괴검사 장비가 아니라 공정 감시 도구입니다. 예를 들어 Xiris 근적외선 HDR 카메라는 아크와 용융풀 · 이음부를 한 화면에 보여 줘 작업자가 보안면 없이 모니터로 용접을 보고 조정하게 합니다. 조관(튜브 · 파이프 밀) 라인에서는 Xiris WI-2200처럼 레이저로 용접부 단면을 3D로 재서 형상 불량을 실시간으로 잡는 검사 시스템도 씁니다.

결함별로 주로 찾는 검사

결함	위치	주로 찾는 검사
언더컷 · 오버랩 · 비드 형상 불량	표면	VT
표면 균열 · 표면 기공	표면	VT · PT · MT
내부 기공 · 슬래그 혼입	내부(체적 결함)	RT (UT도 가능)
융합 불량 · 내부 균열	내부(면상 결함)	UT (RT는 방향에 따라 놓칠 수 있음)
용입 불량	루트	RT · UT, 이면 VT

일반적인 대응 관계입니다. 실제 검사 방법과 범위는 설계 규격 · 발주처 요구로 정합니다.

비파괴검사 방법 비교

방법	찾는 범위	소재 제약	특징
육안 (VT)	표면	없음	가장 기본 · 비용 최소
침투 (PT)	표면에 열린 결함	다공질 재료 제외	간단 · 자성 · 비자성 모두(비자성 재료는 주 방법)
자분 (MT)	표면 · 표면 바로 아래	강자성체만	빠름 · 강재 현장에 많이 사용
초음파 (UT)	내부 · 면상 결함에 강함	조직 · 형상 영향	후판에 강함 · 숙련 판독 필요
방사선 (RT)	내부 · 체적 결함에 강함	두께 제약	기록이 남음 · 방사선 안전 관리 필요

자주 묻는 질문

육안검사만 해도 되나요?

제품과 규격에 따라 다릅니다. 하중을 받지 않는 일반 구조물은 육안검사 위주인 경우도 있지만, 압력용기 · 배관 · 하중 구조물은 설계 규격이 정한 비율로 UT · RT 같은 체적 검사를 함께 요구하는 경우가 많습니다.

스테인리스 용접부에 자분탐상을 쓸 수 있나요?

오스테나이트계 스테인리스(STS 304 · 316 등)는 자성이 거의 없어 자분탐상이 맞지 않습니다. 표면 결함은 침투탐상(PT)을 씁니다.

용접 카메라로 결함을 검사할 수 있나요?

용접 카메라는 용접 중 아크 · 용융풀 · 이음부를 보며 조건을 맞추는 공정 감시 도구이고, 규격상 비파괴검사를 대신하지 않습니다. 다만 정렬 불량 · 비드 형상 이상을 일찍 발견해 결함 자체를 줄이는 데 도움이 됩니다.

결함이 자꾸 생기면 무엇부터 보나요?

개선 형상과 루트 간격이 일정한지, 모재 표면이 깨끗한지, 보호가스 · 플럭스 상태, 토치 각도와 이음부 정렬, 용접 속도 · 전류가 일정한지를 차례로 봅니다. 자동화와 심 추적은 사람마다 달라지는 변수를 줄입니다.