초음파 탐상 검사(UT)에서 A-scan이 하나의 지점에서 얻은 원시 신호라면, 이를 수평으로 이동시키며 연속적으로 쌓아 올려 검사 대상체의 내부를 2차원으로 시각화한 기술이 바로 **‘B-scan (B-스캔)‘**입니다. 글로벌 NDT 기술 표준 자료를 바탕으로, B-scan의 물리적 정의와 화면에 표시되는 2차원 단면 그래프를 해석하는 구체적인 방법을 설명합니다.
1. B-scan의 정의와 핵심 개념
B-scan에서 ‘B’는 **Brightness(밝기)**를 의미합니다. A-scan이 파형의 뾰족한 높이(Peak)로 신호의 세기를 표현했다면, B-scan은 그 신호의 세기를 **점의 밝기(명도)나 고유한 색상(Color Mapping)**으로 변환하여 표현하는 방식입니다.
탐촉자(Probe)를 금속 표면 위에서 일정한 방향으로 이동시키면, 장비는 탐촉자의 위치 변화에 따라 반사되어 돌아온 수많은 A-scan 신호들을 수평으로 차곡차곡 이어 붙입니다. 그 결과, 대상체를 파괴하지 않고도 단면을 옆에서 잘라 본 것과 같은 2차원 단면 영상 그래프가 완성됩니다. 이는 바다 밑바닥 지형과 물고기 떼를 실시간 단면으로 보여주는 어군탐지기나 지하 탐사 레이더(GPR)의 구동 원리와 물리적으로 동일합니다.
2. B-scan 그래프를 해석하는 방법: 가로축과 세로축
B-scan 그래프는 가로축과 세로축, 그리고 색상이라는 세 가지 물리적 지표를 통해 재질 내부의 상태를 표현합니다.
① 가로축 (X축): 탐촉자의 이동 거리 (Scanning Position)
B-scan에서의 가로축은 **탐촉자가 제품 표면 위를 실제로 움직인 물리적 거리(mm)**를 나타냅니다. 예를 들어 왼쪽 시작점부터 오른쪽으로 100mm 이동하며 스캔했다면, 가로축은 0부터 100mm까지의 실제 검사 경로를 축척에 맞게 보여줍니다.
② 세로축 (Y축): 내부 깊이 (Depth / Time of Flight)
B-scan에서 세로축은 초음파가 돌아온 시간을 계산하여 변환한 **제품의 내부 깊이(mm)**를 대변합니다. 맨 위쪽 라인이 탐촉자가 닿아 있는 표면(깊이 0mm)이고, 아래로 내려갈수록 재질의 깊은 내부를 의미합니다.
③ 색상 및 밝기 (Color / Brightness): 신호의 강도 (Amplitude)
A-scan에서 뾰족한 높이로 표시되던 에코의 크기는 B-scan에서 색상의 변화로 표현됩니다. 에코 신호가 없는 정상 영역은 어두운 배경으로 표시되다가, 강한 에코가 돌아오는 경계면을 만나면 밝고 선명한 색상 점으로 화면에 기록됩니다.
3. 화면 데이터 판독의 원리 (표면선, 바닥면선, 내부 결함)
제품을 검사할 때, B-scan 그래프상에서 나타나는 선들의 형태를 통해 내부 상태를 다음과 같이 진단합니다.
- 상단 표면선 (Top Surface) B-scan 그래프의 맨 위쪽에는 탐촉자와 제품 표면이 만나는 경계면이 일정한 띠 형태로 항상 밝게 표시됩니다. 이곳이 검사의 시작 기준선(깊이 0mm)이 됩니다.
- 바닥면 실선 (Backwall Line) 내부에 아무런 결함이 없는 깨끗한 재질이라면, 초음파는 방해물 없이 바닥면에만 부딪히고 돌아옵니다. 따라서 제품의 두께에 해당하는 세로축(깊이) 위치에 가로로 길게 쭉 이어진 연속적인 실선이 나타납니다. 이 바닥면 실선이 끊김 없이 일정하다면 제품의 두께가 균일하다는 뜻입니다.
- 내부 결함 신호 (Internal Defects) 만약 제품 내부 중간에 수평 형태의 균열이나 기포 층이 존재한다면, 상단 표면선과 하단 바닥면선 사이 어중간한 깊이 위치에 별도의 독립된 선이나 점 형태의 색상 신호가 나타납니다. 이 신호의 가로축 위치를 읽으면 표면 시작점으로부터 몇 mm 떨어진 구간에 문제가 있는지 파악할 수 있고, 세로축의 위치를 읽으면 표면 아래 몇 mm 깊이에 결함이 존재하는지 직관적으로 확인할 수 있습니다.