私は超音波探傷器の老舗サプライヤーとして、非破壊検査 (NDT) の有効性と信頼性を確保するために検出パラメータを正確に設定することの重要性を理解しています。このブログでは、超音波探傷器の検出パラメータを設定するプロセスを案内し、業界での私の長年の経験に基づいた貴重な洞察と実用的なヒントを共有します。
超音波探傷の基本を理解する
パラメータ設定プロセスを詳しく説明する前に、超音波探傷器がどのように機能するかについて基本を理解しておくことが重要です。超音波探傷は、高周波音波を使用して材料の内部欠陥を検出する NDT 方法です。超音波が傷や材料の構造の変化に遭遇すると、超音波の一部が反射して検出器に戻ります。反射波を解析することで、傷の有無や位置、大きさを特定することができます。
適切なプローブの選択
超音波探傷器をセットアップする最初のステップは、適切なプローブを選択することです。プローブは超音波を発信、受信する重要な部品です。プローブの選択は、試験対象の材料の種類、材料の厚さ、検出が期待される欠陥のサイズなどのいくつかの要因によって異なります。
- 頻度: プローブはさまざまな周波数で利用できますが、通常は 2 MHz ～ 10 MHz の範囲です。高周波プローブは分解能が高くなりますが、侵入深さが浅いため、薄い材料の検査や小さな欠陥の検出に適しています。一方、低周波プローブは侵入深さが長くなりますが、分解能が低いため、厚い材料に最適です。
- プローブの種類: プローブには、ストレートビームプローブやアングルビームプローブなど、さまざまな種類があります。直進ビームプローブは試験面に平行な傷の検出に使用され、斜ビームプローブは溶接欠陥など、試験面に対してある角度の傷の検出に使用されます。
検出モードの設定
ほとんどの超音波探傷器は、パルスエコーモードやスルートランスミッションモードなど、いくつかの検出モードを備えています。
- パルス - エコーモード: パルス - エコー モードでは、同じプローブが超音波を発信および受信します。波が傷に遭遇すると、波は反射してプローブに戻り、検出器は反射信号を分析して傷を検出します。このモードは、材料の内部欠陥を検出するために広く使用されています。
- スルー - 送信モード: 透過送信モードでは、1 つのプローブが超音波を放射し、試験片の反対側に配置されたもう 1 つのプローブが超音波を受信します。材料に欠陥があると、電波が減衰または遮断され、受信信号のこの変化は欠陥の存在を示します。このモードは、大規模な欠陥を検出したり、材料の全体的な完全性を評価したりするのに役立ちます。
ゲインを調整する
ゲインは、受信した超音波信号の振幅を制御する重要なパラメーターです。探傷器の感度を決定します。
- 初期ゲイン設定: まずゲインを比較的低い値に設定します。次に、既知の基準ブロックまたは傷のない試験片上にプローブを置き、後壁エコー (試験片の背面からのエコー) が検出器の画面にはっきりと見えるまでゲインを徐々に増加させます。
- 感度調整: 背面壁エコーを設定したら、検出すると予想される傷のサイズと種類に応じて、ゲインを調整して検出器の感度を増減できます。小さな傷を検出するには、ゲインを上げます。大きな欠陥の場合は、ゲインを減らすことができます。
音速の測定
試験対象の材料の音速は、傷までの距離を計算するために使用されるため、重要なパラメータです。
- リファレンスブロックによる校正：試験片と同じ材質の基準ブロックを使用します。基準ブロックの厚みを正確に測定します。プローブを基準ブロック上に置き、超音波がブロックを通過して戻ってくるのにかかる時間を測定します。次に、式 (v = 2d/t) を使用して音速を計算します。ここで、(v) は音速、(d) はブロックの厚さ、(t) は飛行時間です。
- 検出器への音速の入力: 音速を計算したら、それを超音波探傷器に入力します。検出器はこの値を使用して傷までの距離を正確に測定します。
レンジとゲートの設定
レンジとゲートは、検出器の画面上の対象領域を定義するために使用されます。
- レンジ設定: 範囲は、超音波が試験片内を伝わる最大距離を決定します。試験片の厚みに応じて範囲を設定します。たとえば、厚さ 50 mm の部品をテストする場合は、(超音波の往復を考慮して) 範囲を 100 mm よりわずかに大きく設定します。
- ゲート設定: ゲートは、特定のエコーを分析するために使用される画面上のウィンドウです。ゲートの開始点と終了点を設定して、関心のある欠陥からエコーを分離できます。これは、バックグラウンド ノイズを低減し、欠陥検出の精度を向上させるのに役立ちます。
深さと位置の測定
上記のパラメータを設定すると、超音波探傷器はきずの深さと位置を測定できます。
- 深さ測定: 反射波の音速と飛行時間に基づいて、探傷器は試験面からのきずの深さを計算します。この測定は、欠陥の重大度を判断するために非常に重要です。
- 位置測定: 斜角探触子の場合、検出器は深さに加えて、きずの水平位置も測定できます。この情報は、試験片内の欠陥を正確に特定するのに役立ちます。
パラメータの確認と調整
すべての検出パラメータを設定したら、既知の欠陥のあるテストピースを使用してそれらを検証することが重要です。
- 基準部品を使用したテスト: 人工的な傷 (ドリル穴やノッチなど) を備えた試験片を使用して、探傷器の読み取り値の精度を確認します。測定された傷のサイズ、深さ、位置を既知の値と比較します。
- 調整を行う: 測定値と既知の値の間に差異がある場合は、それに応じてパラメータを調整します。これには、ゲイン、音速、ゲート設定の微調整が必要になる場合があります。
結論
超音波探傷器の検出パラメータの設定は複雑ですが、不可欠なプロセスです。プローブを慎重に選択し、検出モードを設定し、ゲインを調整し、音速を測定し、範囲とゲートを定義することで、正確で信頼性の高い探傷を保証できます。
のリーディングサプライヤーとしてNDT超音波探傷器では、高品質の超音波探傷器を幅広く提供し、検出パラメータを正しく設定できるように専門的な技術サポートを提供します。超音波探傷器についてご質問がある場合、または超音波探傷器の購入が必要な場合はお気軽にお問い合わせください。お客様の具体的な要件について話し合い、最適なソリューションを提供する準備ができています。
参考文献
- ASNT (米国非破壊検査協会)。 「超音波検査ハンドブック」。
- ISO 16828 などの超音波試験に関連する ISO 規格。
- 超音波探傷器のメーカーマニュアル。