超音波探傷試験

超音波探傷試験（UT）

超音波探傷試験は、材料の内部にある欠陥を非破壊で検査する技術の一つです。この試験方法は、英語でUltrasonic Testing（UT）またはUltrasonic Inspectionと呼ばれ、主に金属材料の品質管理に利用されています。超音波探傷器を用いて高電圧の電気パルスを送信し、超音波のパルス信号を生成します。この信号が材料内部を伝播し、不連続な部分で反射されることによって、欠陥の存在やその大きさ、形状を評価することができます。

検査方法

超音波探傷試験には、利用される超音波の周波数によってさまざまな方法があります。主に使用される範囲は0.1MHzから25MHzで、その中でも1MHzから5MHzの周波数帯が最も一般的です。超音波探傷試験には、以下の3つの主要なアプローチがあります。

1. パルス反射法

パルス反射法では、探触子から超音波パルスが発信され、内部の欠陥に当たった音波の一部が反射エコーとして探触子に戻ってきます。このエコーを分析することで、欠陥が存在する位置や大きさを把握します。この方法は、超音波探傷試験において最も一般的に使用されています。

2. 透過法

透過法は、材料の片側に置かれた送信探触子から超音波を発信し、反対側の受信探触子でその信号を捕らえる手法です。もし材料内部に欠陥があれば、透過される超音波の強度が変わるため、そこから欠陥の存在を知ることができます。

3. 共振法

共振法では、片側に設置した探触子に可変周波数の発信機を接続し、超音波の波長を連続的に変えて発信します。反射波と送信波が干渉し、板厚の方向に定常波が発生することで材料が共振します。この方法を使うと、欠陥の特定と板厚の測定が同時に可能になります。

波のモードによる手法

パルス反射法にはさらに細分化されたテクニックがあります。

垂直探傷法

ここでは、超音波が縦波として垂直に材料に伝播します。もし内部に欠陥があれば、その音波が反射して探触子に戻ります。底面で反射された音波は「底面エコー」として表示されます。

斜角探傷法

斜角探傷法では、超音波が横波として斜めに材料を伝播します。この方法では、異なる位置にある欠陥を検出でき、底面エコーは見られません。

表面波探傷法

この手法では、超音波が表面波として材料の表面に沿って伝播します。これにより、表面近くの欠陥を特定します。

板波探傷法

板波探傷法では、超音波が板波として材料内を伝播し、内部の状況を評価します。

結論

超音波探傷試験は、非破壊でありながら精密に内部の欠陥を評価できる技術として、多くの産業分野で実用化されています。安全性と品質を保つために欠かせない手法として、今後もその重要性は高まるでしょう。

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