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超音波探傷試験 FAQ

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超音波探傷試験に関する一般的な質問

1. 超音波探傷試験とは何ですか?

超音波探傷試験は、超音波NDT(非破壊検査)あるいは単にUTとしても知られており、高周波数の音波を使用して試験片の厚さ測定や内部構造の検査をする方法です。超音波探傷試験に使用される周波数は、一般的には500kHz~20MHzの範囲で、これは人間の聴覚(可聴音域: 20 Hz~20 kHz)の限界よりも何倍も高い値です。

2. どのように動作しますか?

高周波数の音波は非常に指向性が強く、別の媒体(空気など)との境界に遭遇し、そこで反射して発生源に戻るまで、媒体(鋼片またはプラスチック片など)内を通過します。これらの反射を分析することによって、試験片の厚さを測定したり、割れやその他の隠れた内部欠陥を検出することができます。

3. 試験できる材料の種類は何ですか?

工業用途アプリケーションにおいて、超音波探傷試験は、金属、プラスチック、複合材料、およびセラミックスなどに幅広く使用されています。超音波探傷試験に適していない一般エンジニアリング材料は、木材と紙製品などです。超音波検査技術は、画像診断や医療研究のために生物医学分野でも広く使用されています。

4. 超音波探傷試験の利点は何ですか?

超音波探傷試験は完全に非破壊的です。試験片を切断したり、薄片にしたり、有害な化学物質に晒す必要がありません。キャリパーやマイクロメーターのような機械的に挟んで厚さ計測する手法とは異なり、片側からのアクセスしか必要ありません。X線検査とは違い、超音波探傷試験では健康への影響が全くありません。試験が適切にセットアップされている場合、結果には高い再現性と信頼性があります。

5. 超音波探傷試験の制限事項は何ですか?

超音波探傷には、適切な校正用試験片を用いて試験をセットアップし、結果を正しく解釈できる訓練を受けたオペレータが必要です。対象物形状が複雑であると、検査が困難な場合があります。超音波厚さ計は、測定する材料に合わせて校正する必要があり、厚さ測定する範囲が広い場合、または音響的に多様な材料の測定を必要とするアプリケーションには、それぞれの条件に合せたセットアップが必要な場合があります。超音波厚さ計は、機械式計測機器に比べると高価です。

6. 超音波トランスデューサー(探触子)とは何ですか?

トランスデューサーとはある種類のエネルギーを別のものに変換する装置のことです。超音波トランスデューサー(探触子)は、電気エネルギーを機械振動(音波)に、音波を電気エネルギーに変換します。一般に、小型の手で持てるサイズのもので、特定の試験ニーズに対応するために、多様な周波数およびスタイルで提供されています。

7. 超音波厚さ計とは何ですか?

超音波厚さ計は、音響パルスを生成し、検査対象物の底面エコーを受信するまでの時間間隔をきわめて正確に測定する計測器です。厚さ計には、試験材料での音速がプログラムされており、材料音速情報と測定時間間隔を利用して、[距離] = [速度]×[時間]という単純な関係に基づいて厚さを計算します。

8. 超音波厚み測定はどれくらい正確ですか?

最適な条件下では、市販の超音波厚さ計は+/- 0.001 mm(0.00004")の高い精度を達成でき、一般的なエンジニアリング材料では+/- 0.025 mm(0.001")以上の精度を達成可能です。精度に影響を与える要因には、試験材料内部での音速の均一性、音の散乱や吸収の度合い、材料表面状態、および機器を対象アプリケーションに合わせて校正する際の精度や使用状況があります。

9. 超音波厚さ計を使用するのはどんな人ですか?

超音波厚さ計の主な用途は、腐食した配管やタンクの残存肉厚の測定です。測定は、片側から探触子を押し当て、配管やタンクを空にすることなく、迅速かつ容易に行うことができます。他の重要なアプリケーションには、成型プラスチックボトルや類似した容器類、タービン・ブレードや精密機械加工部品、鋳造部品、小口径の医療用チューブ、ゴム製タイヤ、コンベヤ・ベルト、グラスファイバー製の船体、さらにはコンタクト・レンズの厚さ測定などがあります。

10. 超音波探傷器とは何ですか?

材料内部を通過する音波は、割れや空洞などの欠陥に当たると予測可能な方向で反射してきます。超音波探傷器は、訓練されたオペレータが波形表示を見ながら検査対象物の隠れた内部欠陥を検出できるように、超音波信号の生成と処理を行う計測器です。オペレータは良品部からの反射パターンを確認した後で、欠陥を示している可能性のある反射パターンの変化を探します。

11. どの種類の欠陥を検出できますか?

多種多様な割れ、空洞、剥離、異物、および構造の完全性に影響を与える類似問題などを、超音波探傷器で位置検出し、測定することができます。検出可能な最小欠陥サイズは、検査対象物の材料種類と欠陥種類によって異なります。

12. 超音波探傷器を使用するのはどんな人ですか?

超音波探傷器は、構造溶接部、鉄骨、鍛造品、パイプラインやタンク、航空機エンジンおよびフレーム、自動車フレーム、鉄道レール、パワー・タービン、その他の重機、船体、鋳造品といった安全、品質に関わるアプリケーションなどに幅広く使用されています。

13. 他の超音波検査機器にはどのような種類がありますか?

超音波イメージング・システムは、X線検査に類似した非常に詳細な画像を生成するのに使用され、パーツの内部構造を音波を使ってマッピングします。フェイズドアレイ技術は、もともと医用画像診断用に開発されたものですが、断面画像を作成するために工業用製品にも使用されます。大型スキャニング・システムは、中間加工工程の材料と完成品の両方で隠れた欠陥を検査するために、航空宇宙産業や製鋼メーカーによって使用されています。超音波パルサー/レシーバーとシグナル・アナライザーは、さまざまな材料研究アプリケーションで使用されています。

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