금 함량 측정 오차, 무엇을 확인해야 할까
같은 제품을 재도 값이 달라지는 이유. 측정 오차, 표면 도금 오차, 측정 조건 관련 내용도 함께 담았습니다. 금 순도·함량 측정 — K값과 합금 원소를 수치로.
비파괴금분석기로 재도 금 함량 측정 오차가 생기는 이유
같은 반지를 두 군데서 재면 14K가 나오고 13.7K가 나온다. 사람이 잘못 쟀다기보다, 재는 방식 자체가 표면부터 본다는 데서 출발한다. 비파괴금분석기(XRF)는 시료를 녹이거나 깎지 않고 X선을 쏘아 되돌아오는 형광을 읽는다. 손상 없이 몇 초 만에 K값과 은·구리·아연 같은 합금 원소 비율을 뽑아내는 대신, X선이 들어갔다 나오는 깊이가 얕다는 한계를 같이 가진다. 금에서 X선 형광이 빠져나오는 깊이는 대략 수십 마이크로미터 수준이다. 즉 분석기가 읽은 값은 제품 전체의 평균이 아니라 표면 바로 아래 얇은 층의 조성이다. 속이 그 층과 같은 물건이면 값이 맞고, 다르면 어긋난다. 그래서 측정 오차를 이야기할 때는 "기계가 얼마나 정확한가"와 "이 물건이 균일한가"를 나눠 봐야 한다. 앞은 장비와 측정 조건의 문제고, 뒤는 제품의 문제다. 현장에서 값이 갈리는 사례는 대부분 뒤쪽이다.
표면 도금 오차 — 같은 물건인데 K값이 높게 나오는 경우
가장 흔한 어긋남이 도금이다. 14K 바탕 위에 24K를 얇게 입힌 제품을 재면 분석기는 도금층 조성을 먼저 읽는다. 도금이 두꺼울수록 값은 실제보다 높게 나온다. 반대로 은이나 로듐 계열을 씌운 제품은 금 함량이 낮게 잡힌다. 같은 이유로 오래 낀 반지와 새 제품의 값이 다르게 나오기도 한다. 착용하면서 표면이 닳으면 도금층이 얇아지고, 닳은 자리와 안 닳은 자리를 각각 재면 서로 다른 K값이 뜬다. 이건 기계가 흔들리는 게 아니라 표면 상태가 자리마다 다르기 때문이다. 땜자리도 마찬가지다. 반지 사이즈를 늘리거나 줄인 자국, 체인 연결부, 귀걸이 침 부위는 본체와 합금 조성이 다른 경우가 많다. 그 자리를 재면 본체와 다른 숫자가 나온다. 판단은 한 자리 값으로 하지 않는다. 서로 떨어진 지점을 여러 군데 재서 값이 흩어지면 도금이나 부분 보수를 의심하고, 값이 모이면 균일한 물건으로 본다. 도금이 의심되면 눈에 안 띄는 부위를 살짝 갈아 속을 드러내고 다시 재는데, 이 순간 비파괴가 아니게 되므로 손님 동의를 먼저 받는다.
측정 조건이 달라지면 값도 달라진다
같은 장비, 같은 제품이라도 어떻게 놓고 몇 초를 쟀느냐에 따라 숫자가 흔들린다. 조건을 맞추지 않고 두 곳의 결과를 견주면 그 차이가 통째로 오차로 보인다. **측정 시간.** 짧게 재면 통계적으로 신호가 덜 쌓여 값이 출렁인다. 같은 시료를 3초로 다섯 번, 30초로 다섯 번 재 보면 뒤쪽 다섯 개가 훨씬 붙어 있다. 급할 때 짧게 재는 건 어쩔 수 없지만, 짧게 잰 값과 길게 잰 값을 나란히 놓고 "차이가 난다"고 말하는 건 조건이 다른 비교다. **놓는 위치와 각도.** 측정창 정중앙에 평평하게 닿게 놓는 것이 기준이다. 곡면이 심한 반지 옆면, 가는 체인, 세공이 파인 면은 X선이 비스듬히 들어가고 되돌아오는 양도 줄어 값이 낮게 잡히기 쉽다. 체인처럼 얇고 성긴 물건은 여러 겹으로 겹쳐 두께를 확보한 뒤 재는 편이 낫다. **두께.** 아주 얇은 제품은 X선이 뚫고 나가 아래 받침까지 읽는다. 금 신호가 묽어져 함량이 낮게 나온다. **표면 상태.** 기름때, 손자국, 세척액 잔여물, 스티커 자국이 얇은 막처럼 신호를 가린다. 재기 전 마른 천으로 닦는 것만으로 값이 정리되는 경우가 있다.
합금 원소가 섞이면 K값 계산이 흔들린다
금 제품은 순금만으로 되어 있지 않다. 14K는 금 58.5%에 나머지가 은·구리·아연·니켈·팔라듐 같은 원소로 채워진다. 분석기는 금만 재는 게 아니라 이 원소들을 함께 읽어 전체 조성을 만들고, 거기서 금 비율을 뽑아 K값으로 환산한다. 그래서 나머지 원소를 잘못 읽으면 금 값도 따라 틀어진다. 대표적인 것이 백금계다. 백금·팔라듐·이리듐은 금과 형광 에너지가 가까워 서로 겹쳐 보인다. 화이트골드처럼 팔라듐이 들어간 제품, 백금 부품이 섞인 제품에서 값이 튀는 이유가 여기에 있다. 카드뮴, 납, 텅스텐처럼 원래 있으면 안 되는 원소가 잡히기도 한다. 이건 오차가 아니라 실제로 그 원소가 있다는 뜻이므로, 나오면 왜 나왔는지부터 따져야 한다. 텅스텐은 밀도가 금과 비슷해 위조 충전재로 쓰인 사례가 알려져 있다. 값을 볼 때 K값 하나만 보지 말고 원소 목록을 같이 봐야 하는 이유가 이것이다. 금 58.5%라는 숫자가 같아도 나머지가 은·구리로 채워진 물건과 정체 모를 원소가 섞인 물건은 다른 물건이다.
속이 다른 물건 — 분석기가 못 보는 자리
표면 조성은 정상인데 속이 비었거나 다른 금속이 들어 있는 제품은 비파괴 측정만으로 걸러내기 어렵다. X선이 그 깊이까지 닿지 않기 때문이다. 두툼한 바, 속이 빈 체인, 무게가 나가는 목걸이가 여기 해당한다. 그래서 현장에서는 분석기 값 하나로 끝내지 않는다. 무게와 부피를 재서 비중을 계산해 보고, 자석에 반응하는지 보고, 소리와 손맛을 확인한다. 비중은 속이 다른 물건에서 표면 측정보다 먼저 어긋나는 값이다. 금 24K의 비중은 약 19.3, 14K는 대략 13 안팎이고 합금 조성에 따라 달라진다. 값이 서로 어긋나면 결론을 미루고 절단이나 시금 같은 파괴 검사로 넘어간다. 비파괴금분석기는 빠르게 걸러 내는 1차 도구지, 마지막 판정 도구가 아니다.
분석 신뢰도를 지키는 교정과 관리
장비는 시간이 지나면 값이 조금씩 밀린다. 검출기 상태, 주변 온도, 사용 빈도가 영향을 준다. 그래서 조성을 아는 표준 시료를 정기적으로 재서 값이 그대로 나오는지 확인한다. 표준값에서 벗어나면 재교정하거나 서비스를 받는다. 교정 주기와 방법은 장비 제조사마다 다르므로 그 장비 설명서를 따르는 것이 맞다. 다만 주기가 언제든, 표준 시료 한두 개를 두고 아침에 한 번 재 보는 습관은 어떤 장비에서도 도움이 된다. 값이 밀린 걸 모르고 하루치를 다 재는 것이 가장 큰 손실이다. 측정창도 관리 대상이다. 창에 흠집이 나거나 이물이 눌어붙으면 그 자리를 지나는 모든 측정이 같은 방향으로 틀어진다. 여러 물건에서 일제히 이상한 값이 나오면 물건이 아니라 창을 먼저 본다. X선을 쓰는 장비이므로 안전 관리도 따라붙는다. 국내에서 방사선 발생장치를 쓰려면 관련 법에 따른 신고·등록과 안전관리자 지정, 정기 검사 의무가 있다. 도입 전에 관할 절차를 확인해야 한다.
두 곳의 측정값이 다를 때 무엇부터 확인하나
손님이 다른 곳에서 잰 값을 들고 오는 일이 흔하다. 그때 "우리 기계가 맞다"고 말하는 대신 순서대로 짚는 편이 서로 편하다. 먼저 같은 자리를 쟀는지 본다. 반지 안쪽과 바깥쪽, 본체와 땜자리는 값이 다를 수 있다. 다음으로 재기 전 닦았는지, 측정 시간이 몇 초였는지 확인한다. 조건이 다르면 값이 다른 게 정상이다. 그다음 K값이 아니라 원소 구성표를 본다. 두 곳의 금 비율이 0.3K 차이나는데 은·구리 비율까지 비슷하면 같은 물건을 다르게 읽은 것이고, 원소 구성 자체가 다르면 잰 층이 다르다는 뜻이다. 그래도 안 맞으면 비중을 잰다. 비중까지 어긋나면 표면 아래를 봐야 하는 물건이다. 이 단계에서는 손님에게 파괴 검사가 필요한 이유를 설명하고 동의를 받는다. 매입가 산정 기준은 매장마다 다르므로, 어떤 값을 근거로 삼는지 먼저 말해 두는 편이 낫다.
오차를 줄이는 실무 순서
정리하면 이렇다. 재기 전 물건을 마른 천으로 닦는다. 측정창 중앙에 평평한 면이 닿게 놓는다. 서로 떨어진 지점을 최소 두세 군데 잰다. 급하지 않으면 측정 시간을 넉넉히 준다. 값이 모이면 그 값을 쓰고, 흩어지면 이유를 찾는다. 도금인지, 땜자리인지, 곡면 때문인지 순서대로 지운다. K값과 함께 합금 원소 목록을 확인하고, 낯선 원소가 보이면 멈춘다. 마지막으로 비중을 함께 본다. 표면과 속이 같은 물건은 두 값이 맞아떨어지고, 다른 물건은 여기서 갈린다. 이 순서를 매번 같게 지키면 적어도 우리 쪽에서 생기는 오차는 줄어든다. 남는 차이가 진짜 물건의 차이다.
자주 묻는 질문
비파괴금분석기 값은 얼마나 믿을 수 있나요?
표면부터 수십 마이크로미터 층의 조성을 읽는 장비라, 속까지 균일한 제품이면 신뢰도가 높습니다. 도금·땜·속이 다른 제품에서는 표면 값과 전체 값이 다를 수 있어 비중 측정 같은 다른 방법과 함께 봅니다. 장비별 표시 정밀도는 제조사 사양에 나와 있으니 그 장비 기준을 확인하세요.
같은 반지를 여러 번 쟀는데 K값이 조금씩 다릅니다. 고장인가요?
대개는 고장이 아닙니다. 잰 자리가 다르거나, 측정 시간이 짧거나, 곡면에 비스듬히 닿았을 때 생기는 차이입니다. 같은 자리를 같은 조건으로 길게 재 보고도 값이 흩어지면 그때 장비를 점검합니다.
도금 제품을 비파괴로 구분할 수 있나요?
여러 지점을 재서 값이 크게 흩어지면 의심할 수 있지만, 도금이 고르게 입혀졌으면 비파괴만으로는 확정하기 어렵습니다. 눈에 안 띄는 부위를 살짝 갈아 속을 재거나 비중을 함께 확인해야 갈립니다. 표면을 갈기 전에는 반드시 소유자 동의를 받습니다.
측정값에 K값 말고 어떤 항목을 봐야 하나요?
은·구리·아연 같은 합금 원소 비율을 함께 봅니다. 금 비율이 같아도 나머지 구성이 다르면 다른 물건입니다. 팔라듐·백금이 섞인 화이트골드는 금과 신호가 겹쳐 값이 흔들릴 수 있고, 텅스텐·납처럼 있으면 안 되는 원소가 잡히면 측정을 멈추고 따로 확인합니다.
한국공식금거래소 소아벨라
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