超音波探傷器とは？原理と種類・フェーズドアレイとの違い・資格と選び方

超音波探傷器とは

超音波探傷器は、探触子（プローブ）⁠か⁠ら材料の中へ超音波を入れ、きずや底面で返ってくるエコーから、内部のきずの有無・位置・大きさを調べる検査装置です。UT探傷器とも呼びます。溶接部の割れやブローホール、鋳鍛品の内部欠陥、接着・はく離の検査に使います。

比較ページには、現場で使う携帯型のデジタル超音波探傷器とフェーズドアレイ探傷器を、代表の型式で載せています。厚さを測るだけの超音波厚さ計、X線検査装置、レール専用の探傷車、半導体向けの超音波映像装置は載せていません。

原理

• 探触子から出した超音波は、きずや底面で反射して戻ってくる
• きずが無ければ底面エコーだけ、きずがあればきずエコーも画面に出る
• エコーの高さからきずの大きさを、横軸の位置から深さを推定する（ダコタ・ジャパン）
• 今の超音波探傷は、同じ面で送受信するパルス反射法がふつう（KJTD）

種類

デジタル超音波探傷器（携帯型）

• エコーを波形（Aスコープ）で出し、高さと位置を読む
• 斜角探触子で溶接部を、垂直探触子で鋼板や鍛造品を見る
• 厚さ計モードを持つ機種や、2チャンネルに増やせる機種もある

フェーズドアレイ探傷器

• 小さく分けた振動子を時間差で動かし、ビームの向きと焦点を変える
• 断面を画像で出すので、記録と説明に使いやすい
• KJTDによると、振動子のセグメントは一般に0.5mm〜2.5mm

TOFD法

• 送信と受信の一対の探触子を向かい合わせて平行に動かす
• きずから出る弱い回折波を受けて、断面を画像（Dスコープ）にする（KJTD）
• ワブテックのOmniScan X4は、フェーズドアレイとTOFDを1台で使える

見つかるきずと苦手なこと

• きずの形・深さ・面の粗さ・材料で変わるので、何mm以上とは決められない
• ダコタ・ジャパンは、1mm以下の内部欠陥の検出は難しいと案内している
• 浅い割れや打痕は、浸透探傷・磁粉探傷・渦流探傷のほうが確実
• 探触子が密着しない複雑な形は向かない
• 隅肉溶接部の探傷方法は、JIS Z3060の付属書Bに決まりがある

資格

• 自社の検査なら資格は必須ではない（ダコタ・ジャパン）
• 結果は検査員の技量で変わるので、資格者が行うのが望ましい
• 日本非破壊検査協会が、JIS Z2305に基づく試験と認証を行っている
• KJTDのUSFD-20は、同協会のUT実技試験の持込認定探傷器

校正と検査成績書

• ダコタ・ジャパンの探傷器には、JIS Z 2352に準拠した検査成績書が付く
• 増幅直線性・時間軸直線性・分解能など8点を検査している
• 買う前に、定期の校正や修理を国内で受けられるかを確かめる

選び方

1. 見せ方を決める：波形を読むなら携帯型、画像で残すならフェーズドアレイ
2. 探傷するものを決める：溶接部か、鋼板・鍛造品か、自動探傷に組み込むか
3. 周波数を見る：探触子の周波数に合う帯域を持つ機種を選ぶ
4. 記録を決める：保存の件数、SDカードやUSBメモリ、波形の録画
5. 値段を比べる：値段を出している製品は公開価格で比べ、ほかは探触子や試験片の組み合わせを伝えて見積もりを取る