超音波探傷検査

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超音波探傷検査の垂直探傷法でのブラウン管の探傷図形。Epは試材の厚さでブラウン管の横軸の左側を基点として走査する。1個の探触子で送信・受信兼用の場合には、発信器のパルスが直接入る為、左側の内部欠陥が無い場合には、探傷面に送信パルスの波形と底面から反射した反射エコーの波形が現れるが、その波形の頂点の間が試材の厚さになる。右側の探傷面からDの距離に内部欠陥がある場合には、送信パルスからDの距離に欠陥の反射エコーの波形が現れる。

超音波探傷検査(ちょうおんぱたんしょうけんさ)とは非破壊検査の一種で英語でUT(Ultrasonic Testing)と言い、パルス発信器から発生した超音波パルスを探触子から発信し、その一部が内部の欠陥に反射され、その反射波が探触子に受信されて高周波電圧に変換し、その後、受信器を経由してブラウン管で表示することにより、欠陥の存在位置及び大きさの程度を知る検査である。金属材料と非金属材料で使用が可能であり、また表面の欠陥も検知できる。



概要[編集]

超音波探傷では内部の平板状の欠陥では薄くても超音波を垂直に当てれば、大きいエコー(反射波)を得ることができるが、球状の欠陥ではかなり大きいか密集していないと十分はエコーを得ることはできない。また材料の金属組織が微細であれば、超音波はかなり遠くまで到達することができる。欠点としては記録性に乏しいのと、欠陥の種類の判断に高度の熟練を必要とするのと、ブラウン管を見ながらいろいろな判断を行う為、連続長時間の作業では疲労が著しいことである。探傷に使用する超音波の周波数は0.4Hz〜25MHzの範囲であり、その範囲の内の1〜5MHzの周波数が最もよく使用される。

超音波探傷検査には3つの方法がある

  • パルス反射法
    超音波のパルスを探触子から発信し、その一部が内部の欠陥に反射してエコーとなり、探触子に受信されてブラウン管で表示されることにより、欠陥の存在位置及び大きさの程度を知る方法、超音波探傷検査の中では主流として使用されている。
  • 透過法
    材料の片面に置いた送信探触子を、他面に置いた受信探触子により受信する方法で、材料内部の欠陥により透過する超音波の強さが変わることにより、欠陥の存在を知ることができる。
  • 共振法
    材料の片面に置いた探触子に可変周波数発信機を接続して超音波の波長を連続的に変えて発信し、反射波と送信波とを干渉させ、半波長の整数倍の長さが材料の板厚に等しくなると、板厚の方向に定常波が発生し材料が共振して欠陥と板厚を知る方法である。

またパルス反射法には波の種類[1]により4つの反射法ある。

  • 垂直探傷法
    探触子から超音波(縦波)を垂直に伝播させ、その一部が内部の欠陥に反射して探触子に戻り欠陥を検知する、欠陥個所に当たらなかった超音波は材料の底面で反射して戻って底面エコーとして現れる。
  • 斜角探傷法
    超音波(横波)を斜めに伝播させ材料内部で反射を繰り返させ、探触子から離れた場所にある欠陥を検知する、この場合底面エコーは現れない。
  • 表面波探傷法
    超音波(表面波)を表面に沿って伝播させる。
  • 板波探傷法
    超音波(板波)を板に沿って伝播させる。

脚注[編集]

  1. ^ 超音波には、波の振動方向が波の進行方向と同じ縦波、波の振動方向が波の進行方向と垂直な横波、試材の表面を伝わる表面波、薄板を伝わる板波がある。

参考文献[編集]