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291 다. 표면파 고체 내에서 종파와 횡파는 서로 독립적으로 존재할 수 있으나, 경계면에서는 일반적 으로 종파와 횡파가 발생하고 조건에 따라서는 거의 완전히 상호 모드 변환한다. [그림 1-9(c)]는 자유경계면, 즉 공기에 접해있는 경계면에서 표면파의 설명도로 나타내고 있 으며, 입자의 진동은 표면에 수직한 횡파성분과 평행한 종파성분이 있다. 따라서 입자는 그 위치에서 타원형으로 진동하며 재료의 표면층만을 전파해 간다. 표면파(surface wave, Rayleigh wave)는 표면으로부터 1 파장 정도의 매우 얇은 층에 에너지의 대부분이 집중해 있고, 표면부근의 입자는 종진동과 횡진동의 혼합된 거동을 나타낸다. 표면파는 Rayleigh 에 의해 최초로 설명되었으며, 시험체의 표면결함검출에 주로 사용되며, 음속은 횡파의 약 90% 정도이다. 표면파는 시험체 표면으로부터 1 파장 정도 깊이의 범위에서 전파한다. 높은 주파수는 음압이 표면근방에 집중하기 때문에 표면에 개구한 결함의 검출에 적합하고, 낮은 주파수 는 표면 아래 수 mm 정도까지 전파하므로 표면직하의 결함검출에 유리하다. 그러나 기본 적으로 표면파는 탐상면상의 장해물이나 요철에 의한 표면상태의 영향을 받기 쉬운데, 이 로 인한 감쇠가 크고 방해에코가 쉽게 나타날 수 있기 때문에 필릿 용접부 등의 결함탐상에 는 적절하지 않다. 표면파의 한 종류인 크리핑파(creeping wave)는 재료의 표면 방향으로 전파하는 종파를 사용하는 탐상법으로 크리핑파의 송·수신은 비교적 용이하나 횡파에 의한 반사파도 동시 에 전파하기 때문에 탐상도형이 복잡해져 결함에코의 해석이 어렵고, 결함에서 에너지의 일부가 연속적으로 횡파(SV파)로 모드변환하여 전파하기 때문에 감쇠가 현저해지는 단점 이 있다. 크리핑파는 시험체에 종파 임계각으로 입사한 경우에 발생하고 시험체 내부를 직진하 는 종파로 시험체 표면의 영향을 받지 않으므로 표면직하(subsurface)의 탐상에 유리하다. 거리에 따라 감쇠가 심하기 때문에 탐상 범위는 일반적으로 짧다. head wave 또는 lateral wave라고도 한다. 경계면이 물인 경우에는 이 파는 표면에서 발생하여 수중에 누설되므로 길게 지속되지 못한다. 이것을 누설탄성표면파(leaky surface acoustic wave; LSAW)라 부른다. 누설탄성 제2절 초음파탐상검사의 기초 비파괴1권-인쇄용.indb 291 2014-12-23 오후 4:42:28