超音波探傷試験 【Ultrasonic Testing】

非破壊試験の一つで超音波のパルス信号を試験体に伝播させ、その反射の信号や伝播時間などにより試験体内の不連続部を検出する技術です。

使用する機材は圧電素子を利用して超音波の振動を発生させる探触子と超音波の信号を読み取る探傷器によって構成されます。

超音波探傷試験種類

超音波探傷試験は超音波の種類、伝播させる方法、超音波の読み取り方法などにより種類が分かれます。

超音波の種類

超音波探傷試験にて使用する超音波の周波数は概ね0.1MHz～25MHzの範囲が使用されるが一般的には1～5MHzにて試験は実施される。

・パルス反射法：超音波のパルスを探触子から発信し試験体内部にきずによる不連続部などからの反射波を受信した位置と超音波の伝播し反射して帰ってくる時間によりきずなどの不連続部の位置を特定する方法

・透過法：材料の片面に置いた送信探触子からの送信波を受信探触子で受信する方法。きずによる不連続部などで透過する超音波の強さが変わることからきずなどの不連続部の存在を知る方法

・共振法：材料の片面に置いた探触子に可変周波数発振器を接続し、超音波の波長を連続的に変更し反射波と送信波を干渉させ板厚方向に発生した定常波と材料を共振させきずなのどの不連続部と板厚を知る方法

パルス反射法の波のモードによる試験手法

パルス反射法による超音波探傷試験は代表的手法であり、ほとんどの探傷は以下の方法で実施されます。

・垂直探傷法：超音波の縦波を試験体に垂直に伝播させ材料の底面で反射して戻ってきた「底面エコー」と、きずなどによる不連続部より超音波の一部が反射され戻ることにより検出される「エコー」によって探傷する方法

・射角探傷法：超音波の横波を斜めに試験体へ伝播し試験体内部で反射させることにより探触子から離れたきずなどの不連続部を検出する方法。この方法では底面エコーは検出されない。

・表面波：超音波の板波を板の表面に沿って伝播させ、きずなどの不連続部などから帰ってくる時間を計算し検出する方法