기밀/누설 시험

"안 샙니다"는 말로 증명할 수 없습니다

치수는 자로 재면 됩니다. 경도는 찍으면 나와요. 그런데 누설은 눈에 안 보이고, 안 새는 것을 증명할 방법도 없습니다. 할 수 있는 건 "정해진 조건에서 정해진 양보다 적게 샌다"를 확인하는 것뿐이에요.

부울경 현장에서 리크 검사가 걸린 부품은 생각보다 많습니다.

리크 불량은 라인에서 안 걸리면 필드에서 걸립니다. 조립 완료 후, 심하면 고객 차량에서 나와요. 그래서 1차 벤더가 2·3차 협력사에 리크 스펙을 강하게 겁니다.

5가지 방법과 원리

1. 수몰(기포)법 — 물에 담그고 기포를 본다

부품에 공기를 넣고 물속에 담급니다. 기포가 올라오면 누설이에요.

• 장점: 장비가 싸다(수조 + 공압 레귤레이터). 누설 위치를 바로 알 수 있다.
• 단점: 검사자 눈에 의존, 정량화 불가, 부품이 젖어 건조 공정이 붙음, 사이클이 길다
• 비눗물(발포액) 도포는 물에 못 담그는 대형품·배관 조인트에 쓰는 변형입니다

> 물에 담근 뒤 기포가 안 나오는데 물이 부품 안으로 빨려 들어가는 경우가 있어요. 압력이 안 걸린 겁니다. 압력계를 먼저 보세요.

2. 압력강하법 — 넣고, 잠그고, 떨어지는지 본다

가장 널리 쓰입니다. 규정 압력을 넣고 밸브를 잠근 뒤, 일정 시간 동안 압력이 얼마나 떨어지는지 잽니다.

• 장점: 자동화 쉽고, 사이클 짧고, 정량화 가능
• 단점: 누설 위치를 모른다. 그리고 온도·체적 변화에 극도로 민감합니다(다음 항목에서 상세히)

3. 차압법 — 기준 체적과 비교한다

압력강하법의 개량형이에요. 시험품과 같은 체적의 기준통(마스터 체적) 에 같은 압력을 넣고, 둘 사이의 압력 차이만 잽니다.

   [공기 공급]
        │
    ┌───┴───┐
    │       │
 [시험품]  [기준 체적]
    │       │
    └──[차압센서]──┘
        1 Pa 단위까지 읽음

절대압을 재면 400,000 Pa 중에서 100 Pa 변화를 읽어야 합니다. 차압으로 재면 처음부터 0 근처에서 100 Pa를 읽어요. 같은 센서로 훨씬 미세한 변화를 잡습니다. 또 실온이 서서히 변해도 양쪽이 같이 변해 상쇄됩니다.

자동 리크 시험기 대부분이 이 방식입니다.

4. 헬륨 리크 — 추적가스를 넣고 질량분석기로 찾는다

헬륨은 분자가 작아 미세한 통로도 잘 빠져나가고, 대기 중 농도가 약 5 ppm으로 낮아 배경 신호가 작습니다. 불활성이라 안전하고요.

5. 초음파 — 새는 소리를 듣는다

누설 지점에서 난류가 생기며 40 kHz 부근의 초음파가 나옵니다. 사람 귀엔 안 들리지만 검출기는 잡아요.

• 장점: 가동 중인 설비를 세우지 않고 검사, 주변 소음(기계음)이 커도 잡힘, 대형 압축공기 배관에 강함
• 단점: 감도가 낮음, 정량화 불가
• 주 용도: 제품 검사보다 공장 압축공기 배관 누설 진단. 공기 누설은 그대로 전기요금이라 에너지 절감 진단에 많이 씁니다

검출한계와 비용 — 이게 선택의 전부입니다

> 위 값은 이상적 조건에서의 대략치입니다. 장비 사양, 부품 체적, 온도 환경, 검사자 숙련도에 따라 한 자릿수 이상 달라져요. 카탈로그 숫자를 믿지 말고 반드시 마스터(기준 누설 시료)로 우리 라인에서 확인하세요.

비용은 장비값만이 아닙니다

헬륨 리크가 비싼 진짜 이유는 장비값보다 운영비예요.

• 헬륨 가스비: 전량 수입이라 가격 변동이 큽니다. 회수 설비 없이 대량 흘려보내면 원가가 무너져요
• 대안: 헬륨 5~10 %를 질소에 섞어 쓰거나, 수소 5 % + 질소 95 % 혼합가스(포밍가스) 와 수소 센서 스니퍼를 씁니다. 훨씬 쌉니다
• 배경 오염: 크게 새는 부품 하나가 챔버와 작업장을 헬륨으로 오염시켜 뒤이은 양품까지 NG로 만듭니다. 퍼지·환기 시간이 사이클에 포함돼요

가스 종류가 바뀌면 누설량도 바뀝니다

같은 구멍이라도 무슨 기체가 지나가느냐에 따라 흐르는 양이 달라집니다.

• 큰 누설(점성류) — 점도가 지배. 헬륨과 공기가 비슷합니다
• 미세 누설(분자류) — 분자량이 지배. 헬륨은 공기의 약 2.7배(분자량 비의 제곱근)로 빠져나갑니다

그래서 "공기로 3 cc/min"과 "헬륨으로 3 cc/min"은 같은 구멍이 아닙니다. 스펙을 받을 때 시험 가스와 시험 압력이 같이 적혀 있는지 확인하세요.

수압시험 — 물로 하는 이유는 안전입니다

압력용기·배관은 물을 채워 설계압보다 높은 압력을 겁니다.

왜 공기가 아니라 물인가? 같은 압력·같은 체적이라도 압축된 기체는 물보다 훨씬 큰 에너지를 저장합니다. 터지면 기체는 폭발이 되고, 물은 압력이 순식간에 빠져 파열음으로 끝나요.

> 기압시험(공기로 하는 내압시험)은 별개의 위험작업입니다. 접근 금지 구역 설정, 단계별 승압(예: 시험압의 25 % → 50 % → 100 %, 실제 단계 구분은 적용 규격·고객 사양을 따릅니다), 가압 중 볼트 조임·타격 금지가 기본이에요. "그냥 컴프레서로 밀어넣자"가 사고로 이어집니다.

수압시험에도 함정이 있습니다.

• 시험 후 물을 완전히 빼고 건조해야 합니다. 남으면 부식, 겨울엔 동파
• 스테인리스는 염화물 이온에 의한 응력부식균열 위험이 있어 시험수 수질(염화물 농도 상한)을 규정하는 사양이 많습니다. 아무 수돗물이나 쓰면 안 되는 경우가 있어요
• 물이 미세 구멍을 막아 누설을 가려버릴 수 있습니다

방법을 고르는 순서

1. 스펙이 몇인가 — 요구 누설량이 10⁻⁵ Pa·m³/s 근처보다 작아지면 공기식은 한계에 부딪힙니다. 헬륨 검토
2. 양산 검사인가, 원인 추적인가 — 양산은 정량·자동(차압식), 추적은 위치 특정(수몰·스니퍼)
3. 부품 체적이 얼마인가 — 체적이 크면 압력 변화가 안 나타나 차압식이 힘들어집니다
4. 택트타임이 얼마인가 — 감도를 올리면 사이클이 길어집니다. 여기가 항상 충돌합니다
5. 부품이 젖어도 되는가 — 수몰은 건조 공정을 부릅니다

> 실제로는 조합해서 씁니다. 양산 라인은 차압식으로 전수 검사하고, NG가 나온 것만 따로 수몰이나 스니퍼로 위치를 찾는 방식이 가장 흔해요.

신입 첫 주 체크리스트

• 우리 라인의 시험 압력, 시험 가스, 합격 기준값을 정확히 말할 수 있다
• 그 기준이 적힌 검사기준서·도면 주기(NOTE) 위치를 안다
• 부품을 지그에 물릴 때 실링 어댑터가 제대로 앉았는지 확인하는 법을 안다
• NG가 떴을 때 내가 임의로 재시험해도 되는지, 몇 번까지인지 규칙을 안다
• NG품을 어디에 어떻게 격리하는지 안다
• 세척·가공 직후의 뜨겁거나 젖은 부품을 바로 검사하면 안 되는 이유를 안다

숫자 없는 기밀시험은 시험이 아닙니다

"물에 담가서 기포 안 나오면 OK." 현장에서 아직도 흔한 기준입니다. 그런데 이건 검사자·조명·수온·보는 시간에 따라 결과가 달라지는 기준이에요. 같은 부품을 A가 보면 OK, B가 보면 NG가 나옵니다.

누설량을 숫자로 정의해야 검사가 재현되고, 고객과 다툴 때 근거가 됩니다.

단위부터 정리합니다

누설량은 "단위 시간당 빠져나가는 기체의 양" 인데, 기체의 양을 압력 × 체적으로 표현합니다. 그래서 단위가 낯설어요.

1 Pa·m³/s  = 10 mbar·L/s
1 mbar·L/s ≈ 1 atm·cc/s     (1 mbar·L = 0.1 Pa·m³, 1 atm·cc = 0.101 Pa·m³)

1 cc/min   ≈ 1.7 × 10⁻³ Pa·m³/s
1 cc/min   ≈ 1.7 × 10⁻² mbar·L/s

감각 잡기
  10⁻²  Pa·m³/s ≈  6    cc/min   ← 초음파 검출기로 잡히는 수준
  10⁻³  Pa·m³/s ≈  0.6  cc/min   ← 비눗물로 겨우 보임
  10⁻⁵  Pa·m³/s ≈  0.006 cc/min  ← 공기로는 여기가 한계 근처
  10⁻⁹  Pa·m³/s                  ← 헬륨 챔버 영역

> 단위를 안 붙인 숫자는 받지 마세요. "리크 3 이하"라고만 적힌 도면이 실제로 돌아다닙니다. 3 cc/min인지 3 Pa/s인지 3 mL/min인지에 따라 완전히 다른 부품이 됩니다.

압력 강하로 누설량 구하기

자동 시험기가 화면에 cc/min을 띄우는 원리입니다.

Q = ΔP × V / Δt

  Q  : 누설량 (Pa·m³/s)
  ΔP : 측정 시간 동안의 압력 강하 (Pa)
  V  : 시험품 내부 체적 (m³)
  Δt : 측정 시간 (s)

예) V  = 0.5 L = 5 × 10⁻⁴ m³
    Δt = 10 s
    ΔP = 100 Pa

Q = 100 × 5×10⁻⁴ ÷ 10
  = 5 × 10⁻³ Pa·m³/s
  = 5×10⁻³ ÷ 1.7×10⁻³ ≈ 3 cc/min

여기서 체적 V가 결정적입니다. 체적을 잘못 입력하면 누설량이 그대로 틀려요. 시험품 내부 체적에 지그·호스·어댑터 내부 체적까지 포함되므로, 실제 값은 마스터로 캘리브레이션해서 잡습니다.

압력 강하 값(Pa/s)과 누설량(cc/min)은 다릅니다

현장에서 자주 혼동합니다.

> 도면 스펙이 cc/min인데 장비는 Pa로 표시하는 조합이 흔해요. 이때 환산에 쓰인 체적 값이 맞는지 반드시 확인하세요. 여기가 틀리면 라인 전체가 잘못된 기준으로 돌아갑니다.

시험 압력이 바뀌면 기준도 바뀝니다

같은 구멍이라도 압력이 높으면 더 많이 샙니다. 그래서 누설량 스펙은 반드시 시험 압력과 짝입니다.

"3 cc/min 이하"           ← 불완전한 스펙
"0.3 MPa(G)에서 3 cc/min 이하, 건조공기, 상온 20±5℃"  ← 쓸 수 있는 스펙

시험 압력을 정하는 기준:

> 냉각수 라인 부품을 사용압보다 낮은 압력으로 검사하고 있던 사례가 실제로 있습니다. 라인에서는 전수 OK인데 필드에서 누설이 났어요. 시험 압력의 근거를 물어보는 것이 신입이 할 수 있는 가장 좋은 질문입니다.

허용 누설량은 어떻게 정하나

"관행상 3 cc/min"이 아니라 제품 기능에서 역산하는 게 원칙입니다.

요구: 냉매 R-134a 봉입량 800 g, 10년간 손실 10 % 이내
     → 허용 손실 80 g / 10년 = 8 g/년

8 g/년 ÷ 102 g/mol       = 0.078 mol/년
0.078 mol × 22.4 L/mol   = 1.76 L/년   (0℃, 1기압 기준)
1.76 L ÷ 31,536,000 s    = 5.6 × 10⁻⁸ L/s
                          = 5.6 × 10⁻¹¹ m³/s
× 101,325 Pa             ≈ 5.7 × 10⁻⁶ Pa·m³/s

→ 공기 압력강하법(10⁻³~10⁻⁴ 수준)으로는 절대 못 잡는 영역.
   이 부품은 헬륨 검사가 필수다.

이렇게 역산하면 왜 이 부품만 헬륨을 써야 하는지가 설명됩니다. 반대로 오일팬처럼 "새면 눈에 보이면 된다" 수준이면 수몰법으로 충분해요.

라인 기준값은 여기에 안전여유를 더 깎습니다. 필드 요구의 1/2~1/3을 라인 스펙으로 잡는 것이 일반적인데, 측정 산포·조립 후 열화·개체 차이를 흡수하기 위해서예요.

여기가 진짜 함정 — 온도가 누설을 이깁니다

압력강하법은 압력이 왜 떨어졌는지 구분하지 못합니다. 새서 떨어진 건지, 식어서 떨어진 건지 모릅니다.

ΔP = P절대 × ΔT / T절대        (체적 일정, 게이뤼삭 법칙)

시험압 0.3 MPa(게이지) → 절대압 0.4 MPa = 400,000 Pa
실온 20℃ = 293 K

부품이 0.1℃ 식으면
  ΔP = 400,000 × 0.1 ÷ 293 ≈ 137 Pa 하락

같은 조건(V = 0.5 L, 측정 10 s)에서 스펙 3 cc/min 누설이 만드는 압력 강하는
  ΔP = 101 Pa

→ 0.1℃ 온도 변화가 스펙 누설보다 큰 신호를 만든다.

0.1℃입니다. 손으로 부품을 잡고 있었던 것만으로도 넘습니다.

현장에서 실제로 온도를 흔드는 것들:

체적도 변합니다

시험 압력을 넣으면 부품과 호스가 부풀어 오릅니다. 체적이 커지면 압력은 떨어져요. 고무호스, 얇은 판금 부품, 플라스틱 하우징에서 특히 큽니다.

이 팽창은 즉시 끝나지 않고 몇 초에 걸쳐 서서히 진행됩니다. 그래서 충전 직후에 바로 측정하면 팽창분이 누설로 잡힙니다.

그래서 사이클이 4단계입니다

 압력
  │      ┌────────────────┐
  │     /│                │\
  │    / │                │ \
  │   /  │                │  \
  └──┴───┴────────────────┴───┴──── 시간
    충전   안정(dwell)    측정    배기
    2~5s   3~15s        5~15s   1~2s
      └ 팽창·온도 변화가 잦아들기를 기다리는 구간

안정화(dwell) 시간을 아끼면 검사가 무너집니다. 택트타임 압박이 오면 제일 먼저 잘리는 게 이 구간인데, 여기를 줄이면 가성 NG가 폭증하고, 그걸 막으려고 판정 기준을 느슨하게 풀면 가성 OK(진짜 불량이 통과) 가 시작됩니다.

안정화 시간 정하는 법

감으로 정하지 말고 무누설 마스터로 실측하세요.

새지 않는 마스터로 dwell 시간을 바꿔가며 측정치를 기록

  dwell  2 s → 측정 4.1 cc/min   (팽창·온도가 아직 살아 있음)
  dwell  5 s → 측정 1.8
  dwell 10 s → 측정 0.4
  dwell 15 s → 측정 0.2
  dwell 20 s → 측정 0.2   ← 여기서 평탄해짐

→ 안정화 시간 15 s. 여유를 더해 18 s로 설정한다.

흔한 실수와 결과

> 세척 후 건조 불충분이 만드는 가성 OK가 정말 위험합니다. 검사에서 통과했으니 아무도 의심하지 않고, 필드에 나가서 물이 마른 뒤에 새기 시작해요. 세척-건조-방치(온도 평형)-검사 순서를 공정으로 못박아야 합니다.

외국인 근로자와 함께 일할 때

리크 검사는 OK/NG 램프로 판정이 끝나 언어 장벽이 상대적으로 작습니다. 그래서 오히려 놓치기 쉬운 게 있어요.

• 재시험 규칙을 그림·수치로 명확히 게시하세요. "NG 나면 한 번 더 눌러서 OK 나오면 통과"가 가장 빨리 퍼지는 나쁜 습관입니다
• NG품 격리 위치와 표시 방법은 말이 아니라 빨간 통 하나로 정하세요
• 부품이 뜨겁거나 젖었을 때 기다려야 하는 이유는 반드시 설명이 필요합니다. 이유를 모르면 반드시 생략됩니다

체크리스트

• 우리 스펙에 시험 가스·시험 압력·온도 조건이 함께 적혀 있다
• 표시 단위(cc/min / Pa)와 도면 단위가 환산되어 일치한다
• 환산에 쓰는 체적 값이 마스터로 검증되었다
• 안정화 시간이 무누설 마스터 실측으로 정해졌다
• 검사 전 부품 온도 조건(방치 시간)이 작업표준에 있다
• 세척 후 건조 확인 단계가 공정에 있다
• 재시험 허용 횟수가 정해져 있고 게시되어 있다

장비를 샀다고 검사가 되는 게 아닙니다

자동 리크 시험기를 도입하고도 몇 달 뒤에 이런 상태가 되는 라인이 많습니다.

• 오전엔 NG가 안 나오고 오후에만 나온다
• 같은 부품을 두 번 돌리면 값이 30 % 이상 다르다
• 작업자가 NG를 세 번씩 재시험한다
• 마스터를 마지막으로 확인한 게 언제인지 아무도 모른다

장비의 성능이 아니라 운영이 무너진 겁니다. 경력자가 붙잡아야 하는 지점이 여기예요.

방식별 원리와 선택 기준

체적이 방식을 결정합니다

차압식을 쓸지 유량식을 쓸지는 취향이 아니라 계산으로 결정됩니다.

ΔP = Q × Δt / V        (측정 시간 Δt 동안 생기는 압력 변화)

스펙 Q = 5 cc/min = 8.4 × 10⁻³ Pa·m³/s, 측정 시간 10 s

 체적  0.2 L (2×10⁻⁴ m³) → ΔP = 420 Pa   ← 여유 충분. 차압식 최적
 체적    5 L (5×10⁻³ m³) → ΔP =  17 Pa   ← 온도에 흔들림. 관리 강화 필요
 체적   50 L (5×10⁻² m³) → ΔP = 1.7 Pa   ← 센서 분해능 한계. 차압식 부적합

> 체적이 커지면 차압식은 급격히 무력해집니다. 조선기자재 탱크나 대형 열교환기를 차압식으로 잡으려다 실패하는 사례가 반복돼요. 이럴 땐 유량식으로 가거나, 스펙 자체를 재협의해야 합니다.

마스터 리크 — 검사의 검사

마스터 없이 돌아가는 리크 시험기는 그냥 압력계입니다. 무엇을 재고 있는지 아무도 모릅니다.

마스터 2종을 갖춥니다

NG 마스터 값을 스펙과 똑같이 잡으면 안 됩니다

NG 마스터(3.0 cc/min 오리피스) 20회 반복
  평균 3.05 cc/min, 표준편차 σ = 0.08

양품 마스터(무누설) 20회 반복
  평균 0.20 cc/min, 표준편차 σ = 0.07

판정선 3.0 cc/min 까지의 여유
  양품 쪽 : (3.00 − 0.20) ÷ 0.07 = 40 σ   → 안전
  NG  쪽 : (3.05 − 3.00) ÷ 0.08 = 0.6 σ  → 4개 중 1개꼴로 OK로 흘러나감

NG 마스터는 스펙의 1.5~2배 값으로 준비해야 "확실히 NG로 잡히는지"를 검증할 수 있습니다. 스펙과 동일 값 마스터는 판정 경계에 걸려 통과와 불통과가 뒤섞여 나와요.

마스터 관리 규칙

• 오리피스형 마스터는 막힙니다. 기름 미스트, 먼지, 실링제 조각이 들어가면 값이 서서히 작아져요. 값이 조용히 줄면 검사기가 관대해집니다. 정기 교정(연 1회 수준, 공인 교정기관)이 필수예요
• 헬륨용 표준 리크(투과형) 는 온도에 민감합니다. 제조사가 제공하는 온도 보정식을 적용하고, 보관 온도를 관리하세요
• 마스터에는 개체 번호, 값, 교정일, 차기 교정일을 붙입니다
• 마스터도 소모품입니다. 마스터 자체의 이력 그래프를 남기세요

일상 점검 주기

> 종업 시 확인이 의미가 큽니다. 오후에 지그 실링이 터졌다면, 종업 확인에서 잡아야 그 사이 생산분을 격리할 수 있어요. 다음 날 아침에 발견하면 이미 출하된 뒤입니다.

판정 안정성 관리

게이지 능력을 숫자로 잡습니다

• 반복성: 같은 부품 20~30회 반복 측정 → 표준편차 σ
• 실무 기준으로 6σ가 판정 스펙의 20 % 이내면 쓸 만합니다. 넘어가면 판정이 부품이 아니라 장비 산포를 재고 있는 겁니다
• 재현성: 작업자·교대·오전/오후를 바꿔가며 측정. 오전/오후 차이가 크면 대부분 온도 문제입니다

회색대(그레이존)를 정의합니다

0                    2.4        3.0
├─────── OK ─────────┼─ 회색대 ─┼──── NG ────→
                     (스펙 80 %)  (판정선)

회색대에 들어온 개체는
  · 별도 마킹 + 로트/시각 기록
  · 일 발생률을 추적 (평소 1 % → 5 %로 오르면 공정 이상 신호)

회색대 발생률은 최고의 조기경보 지표입니다. NG가 나기 전에 주조 조건이나 실링 부품이 바뀐 걸 알려줘요.

재시험 규칙을 못박습니다

• 재시험은 1회까지. 2회 NG면 확정 NG
• 재시험 전에 완전 배기 + 대기 시간을 강제 (장비 인터록으로 거는 게 확실합니다)
• 재시험 이력을 반드시 로그로 남깁니다. 특정 작업자·특정 시간대에 재시험이 몰리면 장비나 지그를 봐야 합니다
• 무제한 재시험을 허용하는 순간 전수검사가 확률게임으로 바뀝니다

오판정의 실제 원인 순서

NG가 늘었다고 부품부터 의심하면 시간을 낭비합니다. 아래 순서로 좁히세요.

> 지그 실링용 O링은 소모품입니다. 하루 수천 회 물렸다 떼는 부품인데 "안 새면 그냥 쓴다"로 관리하는 곳이 많아요. 개수 기준 교체 주기를 정하세요. 터진 뒤에 바꾸면 그 사이 생산분 전부가 재검사 대상입니다.

헬륨 장비 운영에서 추가로 챙길 것

• 배경 신호(background) 관리 — 크게 새는 부품이 챔버를 오염시킵니다. 대량 누설 감지 시 즉시 중단하고 퍼지하는 시퀀스를 넣으세요
• 거친 누설 선별(gross leak screening) — 헬륨 장비에 넣기 전에 공기 압력강하로 큰 누설을 먼저 걸러냅니다. 장비 보호와 사이클 단축에 둘 다 효과가 큽니다
• 스니핑 조건 표준화 — 탐침 거리(수 mm 이내), 이송 속도, 훑는 경로를 정해두지 않으면 사람마다 결과가 달라집니다
• 헬륨 회수 — 회수 설비 유무가 운영비를 좌우합니다. 회수가 없으면 저농도 혼합가스를 검토하세요

데이터를 남기면 다른 게 보입니다

측정값을 개체별로 저장해두면 리크 시험기가 검사 장비에서 공정 감시 장비로 바뀝니다.

• 로트별 평균 누설량의 추세 → 주조 금형 마모, 실링 부품 로트 교체 감지
• 캐비티(금형 번호)별 층별 분석 → 특정 캐비티만 나쁘면 금형 수리 대상 확정
• 시간대별 산포 → 온도 환경 문제 확인
• 회색대 발생률 → 조기경보

> 부울경 2·3차 협력사에서는 판정 결과만 카운터로 세고 측정값은 버리는 경우가 많아요. 측정값 저장 기능은 대부분의 장비에 이미 들어 있습니다. 켜기만 하면 됩니다. 고객사 감사에서도 강력한 근거가 됩니다.

체크리스트

• OK·NG 마스터 2종이 모두 있고 교정 유효기간이 살아 있다
• NG 마스터 값이 스펙의 1.5~2배로 잡혀 있다
• 시업 전·품종 전환·종업 시 마스터 확인이 기록으로 남는다
• 반복 측정 산포(6σ)가 스펙의 20 % 이내임을 확인했다
• 오전/오후 측정 차이를 실측으로 확인했다
• 회색대 기준과 발생률 추적이 운영되고 있다
• 재시험 1회 제한이 규칙으로 있고 로그가 남는다
• 지그 실링 O링의 개수 기준 교체 주기가 정해져 있다
• 측정값이 개체·로트·캐비티 단위로 저장된다

NG 개수를 세는 것은 분석이 아닙니다

"어제 리크 NG 12개." 이 숫자만으로는 아무것도 못 바꿉니다. 필요한 건 어디서, 왜, 언제부터예요.

리크 불량이 특히 까다로운 이유는 원인이 우리 공정에 없을 때가 많다는 점입니다. 부울경 협력사 구조에서는 소재(주물)를 사오고, 가공은 우리가 하고, 실링 부품은 또 다른 데서 받아요. "우리 잘못이 아니다"로 끝내면 다음 로트에서 똑같이 납니다.

1단계: 위치를 찾는다

자동 시험기는 "샌다"만 알려주고 "어디서"는 안 알려줍니다. 단계적으로 좁힙니다.

> 분해 전에 반드시 마킹하고 사진을 남기세요. 볼트 위치, 정렬 마크, 가스켓 방향. 분해하는 순간 원래 상태의 증거가 사라집니다. 특히 분해 전 각 볼트의 잔류 토크를 측정해두면 체결 문제인지 한 번에 갈립니다.

수몰 시 팁:

• 물 온도를 부품과 맞추세요. 뜨거운 부품을 찬물에 담그면 수축으로 압력이 떨어져 기포가 줄어듭니다
• 표면장력을 낮추는 계면활성제를 소량 넣으면 미세 기포가 잘 보입니다
• 최소 30초 이상 관찰합니다. 미세 누설은 기포 하나가 맺히는 데 시간이 걸려요

2단계: 4대 원인 계열로 분류한다

주물 기공 — 부울경 다이캐스팅의 단골

알루미늄 다이캐스팅 하우징, 밸브바디에서 가장 흔합니다.

소재 상태에서는 기공이 내부에 갇혀 있다가, 가공으로 표면을 깎아내는 순간 외부와 연결됩니다. 그래서 "소재는 문제없었는데 가공 후에 샌다"가 흔해요.

대책:

• 가공 여유 재검토 — 깎는 양이 많을수록 기공이 열립니다. 주조 설계 단계에서 조정
• 주조 조건 — 사출 속도·금형 온도·진공 다이캐스팅 도입
• 함침(impregnation) — 진공가압으로 수지를 미세 기공에 채워 막습니다
• 캐비티별 층별 관리 — 특정 캐비티만 나쁘면 금형 수리로 끝납니다

> 함침은 만능이 아닙니다. 아주 미세한 관통 통로에만 유효하고, 수축공이나 균열 같은 구조적 결함은 못 고칩니다. 그리고 고객 승인 없이 함침해서 납품하는 것은 부정행위예요. 함침 적용 여부·조건·재검사 절차를 반드시 사양으로 합의하고 이력을 남기세요.

용접 결함 — 관통하는 것만 문제입니다

용접 결함이 다 새는 건 아닙니다. 표면에서 반대편까지 이어진 결함만 누설이 됩니다.

누설 위치가 어디에 몰리는지가 원인을 알려줍니다.

• 아크 시작점·종단점에 집중 → 크레이터 필 설정, 런온·런오프 탭 도입
• 비드 전체에 산발 → 실드가스, 개선면 청결
• 코너·교차부에 집중 → 용접 순서와 접근성 문제. 지그 재설계

> 부산·거제 조선기자재는 옥외·해안 작업이 많습니다. 바람이 실드가스를 날려 기공이 폭증해요. 방풍막 없이 옥외 GMAW를 하는 순간 기공은 예정된 결과입니다. 바람이 강하면 피복아크(SMAW)나 자체보호 플럭스코어드(FCAW-S)로 바꾸는 판단이 필요합니다.

대책의 뼈대는 결국 WPS(용접절차사양서)를 실제로 지키는 것입니다. 리크가 반복되면 WPS의 전류·전압·가스유량·개선 형상이 현장 실제와 일치하는지부터 대조하세요. 종이와 현장이 다른 경우가 대부분입니다.

실링면 손상 — 눈에 잘 안 보이는 한 줄

O링 홈 관리 포인트:

O링 압축률(스퀴즈)  : 정적 실링에서 통상 20~30 %
홈 충전율            : 통상 60~85 %  (열팽창 여유 확보)
홈 모서리            : 날카로우면 O링이 잘림 → 모따기
삽입부 모따기        : 15~20°, 나사산 통과 시 손상 방지
조립 시 그리스       : 미량 도포. 과다하면 이물이 붙음

O링 재질을 틀리면 지연형 불량이 납니다.

> 재질을 틀리면 라인 검사는 통과합니다. 팽윤이나 경화는 몇 주~몇 달 뒤에 진행되거든요. 그래서 필드 클레임으로 돌아옵니다. 실링 부품 업체 변경(4M 변경)은 반드시 승인 절차를 타야 합니다. "같은 규격 같은 사이즈"라는 말을 믿으면 안 돼요. 재질 코드와 경도까지 확인하세요.

또 하나: 재사용 금지 부품을 재사용하는 것. 분해했던 O링·가스켓은 이미 영구압축줄음(compression set)이 진행돼 원래 두께로 안 돌아옵니다. 재작업 시 신품 교체가 원칙입니다.

체결 토크 — 토크가 맞아도 축력은 안 맞습니다

가장 오해가 많은 영역입니다. 토크렌치로 규정 토크를 걸었다고 볼트가 규정 힘으로 조여진 게 아닙니다.

토크의 대부분은 나사산과 좌면의 마찰로 소모돼요. 마찰이 조금만 변해도 실제 축력이 크게 흔들립니다. 토크법의 축력 산포는 일반적으로 ±30 % 수준까지 벌어진다고 알려져 있습니다.

체결 원인 누설의 판별과 대책:

• 분해 전 잔류 토크를 볼트별로 측정합니다. 편차가 크면 체결 문제 확정
• 대각선 순서 + 2~3단계 분할 조임(예: 50 % → 80 % → 100 %)
• 가스켓이 크리프하는 재질이면 일정 시간 후 재조임(retorque) 을 공정에 넣습니다
• 토크렌치 교정 주기와 사용 이력(떨어뜨린 렌치는 즉시 교정) 관리
• 중요 부위는 각도법(토크+회전각) 이나 축력 직접 관리로 격상 검토

간헐 누설 — 라인 OK, 필드 NG

가장 골치 아픈 유형입니다. 상온에서는 안 새는데 저온·고온·진동에서만 샙니다.

• 열팽창 차이로 실링 간극이 벌어짐 (알루미늄 하우징 + 강재 볼트 조합)
• O링이 저온에서 경화되어 추종성 상실
• 미세 균열이 응력 상태에 따라 열렸다 닫힘

대책은 검사 조건을 필드에 가깝게 만드는 것뿐입니다. 열충격 후 재검사, 진동 후 재검사를 샘플링으로 넣습니다. 전수는 현실적으로 어려우니 로트당 샘플 조건 검사로 설계하세요.

3단계: 공정으로 되돌린다

원인을 찾았으면 언제부터 시작됐는지를 역추적합니다.

> 리크 NG율 추이 그래프에 4M 변경점을 세로선으로 겹쳐 그려보세요. 원인이 눈으로 보이는 경우가 많습니다. 대부분의 리크 불량 급증은 "어느 날 뭔가가 바뀐 것"에서 시작합니다.

부울경 협력사 구조에서의 현실

• 스펙의 근거를 모른 채 받는 경우가 많습니다. 1차 벤더가 준 숫자를 그대로 검사기에 넣어놓고, 왜 그 값인지, 시험 압력이 왜 그건지 아무도 모릅니다. 원인 분석을 하려면 스펙의 뿌리를 물어봐야 해요. 물어보면 대개 알려줍니다
• 소재를 사오는 구조라 주물 기공은 우리 공정에서 못 고칩니다. 그렇다고 넘기고 끝내면 반복돼요. 캐비티별 데이터를 정리해 소재 업체에 넘기는 것이 가장 효과적인 개입입니다. 숫자가 있으면 금형이 수리됩니다
• 재작업 판단이 애매합니다. 리크 NG품을 재조립해서 다시 검사하는 관행이 흔한데, 원인이 실링·체결이면 재작업이 타당하고, 소재·용접이면 재작업해도 안 고쳐집니다. 원인 분류 없이 재작업하는 것은 불량 유출 경로가 됩니다
• 외국인 근로자 비중이 높은 조립 공정에서는 O링 조립 방향·꼬임·삽입 손상이 반복 원인이 됩니다. 말로 하는 교육 대신 정상/불량 실물 샘플 보드를 조립 위치에 걸어두는 게 훨씬 잘 먹힙니다

원인 분석 체크리스트

• 재현 시험으로 가성 NG를 먼저 배제했다
• 분해 전 마킹·사진·잔류 토크를 기록했다
• 누설 위치를 특정했다 (수몰 → 발포액 → 스니퍼 순)
• 4대 계열(소재·접합·실링면·체결) 중 어디인지 분류했다
• 소재 원인이면 캐비티·주조 로트별 층별 분석을 했다
• 용접 원인이면 누설 위치의 분포(시작점/종단점/전체) 를 확인했다
• 실링 원인이면 재질 코드·경도·재사용 여부를 확인했다
• 체결 원인이면 조임 순서·토크렌치 교정·재조임 유무를 확인했다
• 4M 변경점과 NG 추이를 겹쳐 확인했다
• 재작업 여부를 원인 분류에 따라 판단했다 (무조건 재조립 금지)
• 대책 후 효과 확인 로트를 정하고 데이터로 검증했다