圧力容器関連法規と非破壊検査
Code屯ndvesseI'spressureNon‑desTruc†iye

ln5peCl.…on
化工機事業部

品質保証室
利
男

薗

小

ToshioKozono(化)生産管理第2課

青井Hiroyasu

1Il血anufacturing

宏

安

Aoi

such as pressure
vessel, etcリeXaminations/inspections
products
assurance,one
qualityof the essential
qualitycontrolandcarriedinspection ･The
ttNoll‑destructive
itemsof which
will include
examination/non‑destructive
for non‑destructive
forfor the pur‑inspection,
evaluationofqtlality
usedjudgement
criteria
for quality
limit
control.
andwill indicate the controlof quality control
quality assurance･
pose
manu‑
the
time
inspection
for
the
bf
As
to theinstance,
at
conducted
non‑destructive
weld,
the
but to evaluateof
to detectafailure for repair･
facturing
quality
will not be intendedsodetectedthatth9
defects
execution
Weld
qualitycontrolofwelding
weld throughthe
lfor
be controlledcanproperly.
is conducted
the operation
inspection
Thereis ar10ther
after
starting
whichr)on‑destructive
betheく<Non‑onin this paper
for
life,
however,
will
made
lof
the
considerations
evaluation
from
the
a
inspectionofpressure
destructive
stand
point
vesselout

arewelded

as

a

metal

means

for

examination/non‑destructive

manufacturer.

え

が

き

り,技術的R:も品質的にも安全性の面でもより高度なものが要求されてきているoこれらの羊とからその品質レベ/t'

重力容器に対しては各国とも古くから特別の法規を足を保証し,最も経済的R:しかも要求された睡能を満足させ

それ紅基づいて検査制度を敷いている｡これは圧力容るための技術として非破壊試験･非疲壊検査の果たす役割

が破裂危険性を潜在的VLもっているからであるo化学工などで使用される圧力容器の中紅は,引火性,可燃性あいは有毒性の蒸気やガスを発生するものもあるoな場合紅は,破裂危険性VL更VL爆
第1表

危険性,有害危険性が付加される

Table

りは非常に大きなものとなってきたo
このよ

各国における圧力容器の二規制状況
1

Ctlrrent regulationsと中こなるo しかしながらこの爆発

喚性及び有害危険性については内

ここでは当社の圧力容器製造vLおける関連法親とその中National
Country1

一口VL圧力容器といっても蒸煮

Bestimungen,精練器のたぐいから熱交換器,
応器さらには原子力容器ケこ至るま(1V. U. B.)

その稜類はきわめて多く,サーピ
120
条件も区々で1 kg/cm2,

AD

Merk‑

bほtterlnStl tutecountry

Supervi si on
hst ittlte
responsible

Submission

toof血awi皿gS

i 0n

execut!?ereadWitn.gs
l言ebCelmmiasccbh:gs
T･U.'Ⅴ･

BoilerFiirCj.eUn fired
vessel

Lloyd‑srules

Boiler

高圧,高温の使用条件をもつもの

un

実用VL供されている｡

pressure

ar)a

fired
vessel

Ll oyd's

Lloyd's

reglSterregisterOfsh ippi王1gofsb ipping

圧力容箸別ま近代産業には欠くことできないものであり,産業の進展
共にその設置数は増加の傾向をた

BoilerBriti血っている｡また,容量は漸次大型し,構造は複椎化している｡使用料も新しいものがつぎつぎと開発

standard

We

Standard

れ,工作方法は1)ベットから溶接

はかFLエレクトロスラグ溶接･電ビーム溶接などが採用されるに至ているQ

更にバイオテクノ

ロジ,ファインケミカル分野での技術な模索も横転的むこ進められておforappro▼alpriorinstallation.

Draw

ings

need

to

Ided

B.S.Ⅰ,

113

pressure

ち.S.i,

500

WeldedB.S.I.

515

pressure

Boileru.S.A･貞A.S･M.E.
(Standardcodepressureof American

vesselNone

血sti tut ion

forapproval

priorinstallation.

andvesselareapprovedbypurchaser
boiler or

pre‑Inspecti on

DrawlrlgSine

iustittlte innotassocl

at Ionstateorempl oying

Association)

standard

state

or

to

city,

but

reviewedby authorized
inspector.

(*1)

I(ol. 31

need

be

to

submitted

clty

of

vessel.

mach

AmericanMachine

神鋼ファウドラー技報

DravlngS

ssure

vesselbesnbmitted

toBritish

その溶接も最近ではアーク溶接

T.U,Ⅴ.

toEngl andtostlbmittedpressureoC

いった程度のものもあれば,最近
は1500kg/cm2,500 oCのようpl anningofappl ication

Dampfkessein eachRegul ati on

Scope

Names

Germanvesselregulations

ies

勤によるファクグーが大きく,圧容器的な特性とは若干異なる｡

for pressureNo.

2(1987/7)

造材の厚ぎを薄くすることができるが,そのかわり材料,で規定されている非破壊試験･非破壊検査について特忙技術的な面での比較をしてみる｡

溶接,検査などについて厳しい基準が定められている｡(1)の方法は現在多くの国で採用されており,わが国の.圧

1.圧力容器関連法規とその適用区分
圧力容器の破裂危険性はその種類Rlよって若〒異なるo
従って法規上も圧力容器を破裂危険性によっていくつかの力容器構造規格もこの方法によっている｡

範囲に分け規制の態様を変えているofor(2)の方法を採用IIIした代表的な規格はASME規格のSectionofconstruction

nuclear

(Rues
VIII

vessels)とSection

EEl内閲遵法規を見てみると圧力容器FL適用さ第2表れる法規としては,ボイラ及び圧力容器安全規

各国における胴の強度計算式,許容応力および溶凄継手の効率(常温における内圧を受ける場合)

月r],火力発電設備に関する技術基準,原子力発Table

電設備に関する技術基準,高圧ガス取締法など

2

Strength

calculation

いろいろある｡

皿derformtlla/auowable

jointineachof welded

に対し十分の強度を.保有すると共K:,過度の変形を生じないよう一定の剛性を備えなけれはな

Cede

names

formulaAllowable
Tensi leused

Werkstoff

らないoこのため各国は圧力容器紅ついての構造規格を定め,強度計算法をはじめ,材料や工

mud
ifterlBanvor‑schr

AD‑Merkbl

att

Engl and

Lloyd's

200

standard

え方がある｡

Lloyd'sstandard(Pressure vessel)

uS･A･

in･

1/4

1/4

qaヮーP

A.S.M.E.

PDistarldard

岳面両ラler) ＋0.1
section‑Ⅰ(Bo主し,疲労破壊を考慮して耐用年数を定める｡(最大主応力ー
最大せん断応力説を採用し,

1/4

PDi
200

(2)蒸気圧力による薄膜応力のほか,局部応力や曲げ応九機械的荷重や温度差シこよって生じる二次応力,さらにはピーク応力をも解析

in･

i.S%･o･o6

ち. S. standard
B.S.
1500

える｡

2/3

qa?

器･o･o6(Bo主1er)(1)蒸気圧力による応力を算定し,最大主応力(引張強さの1/4̲または降伏点の%)内におさ

2/3

♂叩‑P

(Pressure vessel)

これらの構造規格VL定める強度計算や許容応
力は第2表に示す通りであり,次の2通りの考

(♂a)

PDi

Bl

す｡

stressPDi
200(Boiler)

作,安全装置な￣￣ど6DL基準を設定している｡第1
表に各国における圧力容器関係の規制状況を示

efficiency
is spplied

Htoiinia,d≡‡:ndgatrhd

of shellthickness
Germnypresstlre

for calculation

Calculation
Collntr iesof shell, andtemperature)normal2.圧力容器に適用される構造規格
圧力容器はその使用過程において生ずる応力

stress(in.case internalco‑try1/4

in(*3)

Sectioll̲Ⅲ
PDi(Pressure vessel)

最′J＼主応力)を応力強さと定義し,これを許200

Division̲1

1/4

P(7a7‑1.2

容応力以下におさえる｡この方法によると構第3表
磁粉探傷試験,浸透探傷

Magnetic

試験,電磁誘導試験の比較Table

Principleofmagnetic

particle test/つye pene‑
trant
test/Electromagne

Metals也 tendedr￣‑ー￣ー￣Vー〉

t ic

○

metals×

Non‑metal

tic indlユCtion test

Surfacebtendeddefects

defects

Opell 1 ng

Defectdata

Defect◎二‑‑ニー‑i‑

opening‑

UndeトSurface

defect

:

○

ト

○
○

◎

◎
◎

○

○
○

△

depth

△

△

○

of defect

0

0

△

type

Notes

(⊃

◎

data
Discriminationof liquidElectromagnetic
illduction test
in･Electromagletic
auction arid change
in leak current○

Length
Crack

test

○

materials

Non

Penetration〉〉‑‑ーY…ltO gap

j望eotna‑1?agnetic

materials

testiDyepenetrantof
defective･particle to‖eak fieldFerromagne

3

Comparison

particle◎…...Increased detectionO.

sensitivity…

‥Applicableat△……Difficult
x

Vol.

31

No.

2

(1987/7)

present,.....lmpossibl占神鋼ファウドラー技報

19

:4表
放射線透過試験と超音波

Test

l諜eocTrpahdiiC.;eaS;hic
meth.a)l笛iriasseTtcflef!;7.nteateprocedures

Difference
ill density on filmdue
difference in radiation quantity
betweensound part and defective

探傷試験の比較toPrinciple

Ible 4Comparison

Reflection
toof ultrasonic

甲ave

due

defectpartof radiogra･
phic testNltrasonic flaw

VoltEnetest

血tendeddefects

Plane

◎

○

○ (Favi.ng depth to irradiation
directlOn)△ (Having inclination to irradia‑
tion direction)in◎ (Eavin弓Vertical extension
ultrasonlC. ∇aVe)○ (Havin弓1nClination against

defectdefect

Type

(Flaw

Wave)
from

test

Position(Depth)dire‑○

in7:i,emc:t｡nLDi‑ensions
Heightmultiple

ct ions)(Volll皿edefect)(Plane defect)(Method to change irradiation
direction/Method by difference
in density)△ (Method to char)ge irradjatiozl

LengthiultrasonlC
△

◎

○
◎

di

rection)

:

5表

Ible

各規格における溶接部に対する非破壊検査の概要
5011tline

ivisionof thestandardonof(1) Welded

joint forvesselpressⅦ･erequlreS

Objective
100

joints in eachJIS
S,teTscutruera!essts;sdard
i ?,sepc;fCitcioenqur?,gumleant三onlIof NDEoftestirlg Of welded

nondestructive%RT

air‑tightness

keep

to

vhich

harmfulsubs tance(2) Welded
joint for carbon
steel shell, end
etc,of vbich38

exceeds(1) Butt‑welded
poISenlng

ASME(1) Welded

joint for vessel(1) All butt‑welds

keep(2) Welded

fatal dosage
joint for carbon

joint for

B8243

gas

to

equlPmerlt(2) Longi tlユdinal/Circumfere
ntial joint for multilayer

1

div･

for sheu
end plate of vesseltokeep fatal dosage.
for sheu(2) Butt‑welds
andend plate of vessel ofthiclmess exceeds
wbich
and

steel shell, end plate,etc.
thicknessof whichexceeds 38皿

sbell

Ⅷ,

sec･

38

mm

(One

pc.

plate,
thicknessmm

ミT(20 %)(20‥%)
joint similar tolorlgitudinal/Circumferer)tial
for the following
exceptjoint other than 100 %Rt (Excluding carbon steel
welds(1)Joint designed not to∇elded joint of beloⅥr

S2a巳e%a's
f.uott%7eidTdi喜oi:tt

WeldedObj ect iveof partialRT

rteoq;ihr笠idesignatedby tile9 mm,
director of the standard

bureau)Noequexternalpressure

100 % RT but
is
100 % RTof wfichlュard to apply(2) Weld which is provedtodepen‑
require RT,
reqtliresis(2) Longitudinal/of UT

Circu皿fere工Itial joiLltfor
low alloy steel vesselof Ⅶhicb thickness
more
than 50 mm(1) Aluminum,

all皿inumand titanium
is notRT
whereappl icable
alloy
welds

djng upon皿aterial,
inspection, structure,

is

use

(1) Weldor
jig trace of
TTlateriali specified in
JIS G3115, G3120,
G3126, G3127
and other

Objec tives

PTof MT/PT

polnt

100

%RT,

:

RT......Radiographic
MT......Magnetic

testing
particletssting

Vallユe 0.5 timesinOrof 0.2 % resistanceaccordance
withJIS
G3116
G3115,oreqtliva

1ent(2) Accessories (Opening,toopening,which
reinforcing, material,
pipe stand, etc. are
moun
ted

Remarkstreinforclng material)
fitting velds forpressurerequiressatisfactory

resLllt lS
RT
may

ZIOt

executed
weldir)g,
weld ing

by..Ultrasonic

testing

PT.

...Penetrant

testizlg

神鋼ファウドラー技報

electro･slag
electro‑beamvessel which
100 % RT.

(1) Corner

Veld of flat
thicknessplate of which
1/2〝 (Before
exceeds
and after welding)(2) All welds arotnd open‑
ing,arid of mounting
tobeequiprnent
subjected to barometricpresslユretest(Throat thickness of
over
1/4 )
(3) All welds of hightensionremoving

UT･RT

aSSLlred,be used in
substitute for UT.
(2) Welds of ferrite

etc.

of vessel with
its permissible
tensiletodesignedstressyield

higb･tension
steel, steeloruse
for low･temp.
low alloy steel(3) Welds of vessel wbicb
requirescondition,(1) Welds

eqlユivalent materials(2) Weld or jig trace of

AT/

m,

specific(1) Where.

(1)Joint which

thicknessof whichmorethan 75 mm

Objec tive

pmen

15

min.)

only

(1) Longitudinal/

regulation1for every

be stlbjected to RT(2) Weld to be applied with

CircLZ皿ferentia】 joint
for carbon steel vesselJT

150 mm:Same
asspecific equip‑ent

Vol.

31

steel, and after
tack velding

No.

2(1987/7)

第6表
Table

国内における非破壊検査認定技術者の種類と資格の内容
Kinds/Qualification contentsof domectic
authorizedNDT

6SpecialSpecial
test

grade

Grade･1F

grade

Grade‑1

non‑destmctive

englneerengineers

engl王1eer

Grade‑1

test

ultrasonic

engi‑

test

particlemagnetic

Grade‑1

seniorinspection

Division(Pressure

vessds)のfor pressure

vessels)である｡(国際標準化機構)のTCll

I SO

test

engi一

dye

penetrant

test

Grade

̲2 magnetic

particleeDglneer

Grade‑2

Grade‑1electro一皿agnetic
induction
test
erlgineer

Grade･2

Grade,1

Grade･2

torsion measnrement

measurez71ent

englneerhter‑poleengineer

Iseniorengineer̲2 ultrasoI一ic

englrleer

engll一ee工■

J

Grade

test

englneerengineertlltrasonicthickness

Beer

Grade‑1
NDI

Radiographing

test

englneer

neer

CIW

Grade. 2 radiographic

test

radiographic

Grade̲ 3

Grade･2idye penetrant

test

type

magnetic

particleflaw

solvent

removaldyepenetrant

test

erlgmeertest

erlgineerelectro‑magnetic

induction

test

engineertorsion measurement

eロglneer

test

engineer2 (Alternative

rues

i

Juniortest

engineer

対して正しい判断を下す必要がある｡また,同一の規格,
同一の要領書,または手順書に従って行う非破壊検査であ(第11技術委貞会)るならば,だれが,いつ,どこで何度行っても,同じ陪果

では目下,圧力容器の国際規格案の検討を行っているが,が得られなければならない｡このためVL̲ほ非破壌検査技術

この案では圧力容器を3つをこ区分している｡このうちA容者の技量レベルを一定にしておく必要がある｡

箸別こ対してはASMEのSectionIIIと同じように応力解析や樹料,工作などについての厳しいコンtlロー)I,を前提

この非破壊検査技術者の資格認定については,日本に代表されるよう忙中立的な第3者機関により試験を実施して資格認定を行う場合と,米国のASME
R:代表されるようとして高い許容応力が認められている｡
以上のよう紅一次応力や二次応力むこついての解析が行わ

Societyfor Norlde‑に米国非破壊試験協会(American
Testing)忙よって示されているガイドライン

れ,かつ,材料や工作K:ついても厳しい規制がなされる場

structive

合FL̲は高い許容応力を認めても安全性が阻害されることは(SNT‑TC‑1A)に沿って作成されたWritten

なく,従って,応力解析と非破壊の技術が進み,材料工作の基づき,その企業において経営責任を有している人が非破壊検査を実施していく上での中心的な人物(レベ/レBI非破品質管理が徹底すれば,圧力容器をいくつかの範囲VL分けて別個の規格を通用することは妥当なことと考えられる｡

Practice

3.各種関連法規に見る非破壊検査

壊検査員と呼ばれる｡)をまず任命し,そのレベルⅡ非破壊検査貞が実際忙非破壊検査の実施に当る下位のレベルの者

3,1非破壊検査の適用の教育･訓練･資格認定を行うという｢社内認定方式+が非破壊検査は｢欠陥の検出+と｢歪測定+とに大別される

R:

とられる場合とがあるが,制度としては一長一短がある｡

が,ここでは前者の｢欠陥の検出+忙焦点をあててみる｡

3.3.1

欠陥の検出KL.は主として表層部の欠陥を対象とする方法

日本国内の場合の資格認定制度と,内部欠陥を対象とする方法がある｡表層部の欠陥検出I )が中
日本国内では(社)日本非破壊換査協会(略称ND
立的な立場で,技量認定試験を実施し資格認定している｡に適した方法としては磁粉凍傷試験,浸透探傷試験,電磁1)資格の種類

誘導試験があり,これらを比較すると第3表に示す通りとなる.また内部欠陥R:適した方法には放射線透過試験,超うが,その資格は第6表に示す｡

音波疎傷試験などがあり,これらを比較すると第4表に示

2)資格の内容

す通りとなる｡
3.2
溶接部に対する非破頓検査の要求(1)非破壊検査特級技術者
非破壊検査技術全般について,第6表に示した事項

圧力容器の溶接部VL対する非破壊検査は設計条件や使用材料などによって大いに異なるo
ここでは当社においてよJIS
く適用される圧力容器構造規格,特定設備検査規月U,
B

Code8243, ASME

Section

VIIIIDiv.

1に.ついて,その概要を第5表R=まとめるoただし,この第5表に示した
内容は規格の要求事項を完全むこ網羅したものではなく,例%の要求範囲は使用材料
えば放射線透過試験における100の種類R:よって板厚範囲などが異なるというようR:,実際の適用忙当ってほ各々の規格への適合と製造条件,更には使用条件との兼ね合いで吟味していく必要がある｡
3.3

非破壊試廉技術者の資格

非破壊試験の目的を達するためには,それを行う技術者
が一定水準以上の知識と技術及び人格を有し,試験結果匠
Vol.

81

No.

2

(1987/7)

認定された技術者を総称して非破壊検査認定技術者といを実施することができる広範な知識と経験を有し,かつ管理者として十分な能力を有する者(2) 1級技術者
該当する技術部門について,第6表に示した事項を実施することができる高度の知識と経験を有し,かつ指導者としての能力を有する者
(3)

2級技術者
該当する技術部門について,第6表中こ示した事項を正しく実施できる者(4) 3級技術者
該当する技術部門について,第6表に示した事項を正しく実施できる者

神鋼ファウドラ‑技報

21

Type

4T￠

′￣

DI N62FE

T￠2T￠

≡×…

Type

BS3971

1'I]5呈5.l15!5i;F
ト
l(

+x

x･ト

D

司

第2図
る針金形透過度計Fig･. 2
Needlepenetra‑:er(JIS Z3104)
表
e

丁￣■

Kind

Shape

75

度計
Fig.

type

Fig.

3

Hole

(DDJ)

penetra血eter

第4囲
B S窺格における有孔階段形透過
度計

type

penetram占ter

4

Hole/Stepwedgetype
meter
(BS)

(ASTM)

像質計(透過度計)の種類

7

○

(⊃

+

T

第3国
ASTM蔑格における有孔形透過

I N規格におけ

D

1
=dle

○

1

7FEl

･1

,+

Z3104における針
多透過度計
type

嘩

of imageIqllality indicatorStandard/Codeale type(Penetrameter)
Ma

E

JIS
DN

Steel

BS

○

6.3

5

(⊃

○

4

3.2

1

terialSteel, Aluminum,
Stainless steel,○

Copper,

第5国
Fig.

5

2.5

penetra･

3.2

2

1.25

0.8

○

○

○

○

2

0.5

0

0

○

(⊃

Cl

00

2.5

1.6

1

0.63

AFNOR規格における有孔階顔形透過度計
flole/Step･wedge type penetrameter

0,32

0.4

(AFNOR)

Alロ血nnm

Steel, Copper,

Ln⊂⊃

Alnminum

く:⊃

ASTM

te

Copperalloy etc.

:Ministry of international!trade & in血stry depart･I
mental ordiance No1 81

type)

ノS tep･

BS

type

AFNOR

!e

Steel,

Mm･le type

GOST規格における有孔

第6図

N

匂･

Lr)

形透過寛計
Fig.

52

6

Hole

type

penetrameter(COST)(3) NDTレべ/レ皿
NDTレベルⅡ検査員は試験方法の確立,規格,標COST

準仕様書の翻訳,適用すべき非破壊検査方法の選定ができな〜ナればならない｡また更にNDTレベ/レ疋検査
員は非破壊検査業務全般にわたって統括する責任があ内ではこのほか(社)日本溶接協会溶接検査認定委員
i W)が規格WE

S8701
略称C
｢溶接構造物非破壊検業者の技術種別基準+に基づいて第6表のようVL技量

り,規格,試験,仕様書に基づき試験結果の評価ができるばかりでなく,他忙有効な試験方法のない場合に/レを3つに分けて,技術者の技量を認定している.
2 ASMEにおける資格認定制度
国法規,特にASME
LericanSocietyfor

ASNTに代表されるものでは
Nondestructive
Testing)の■‑TC‑1Aの内容によるo
資格の種類とその内容!commended

Practice

最良の方法とその判定基準を設定する上で必要となる材料,製造及び応用技術に関して十分な知識を有しておく必要があり,非破壊検査方法全般にわたって熟知
3.4

No.

SNT‑TC‑1Aでは資格のしていることが望ましい｡
放射線透過試験における試験条件と欠陥検出度

圧力容器を製造する場合においては,･はとんどの場合法ルとしては基本的には3段階l,TL分けるようVL規定してが,非破壊検査業務を遂行していく上で,必要があれ

規の適用を受けて｢放射線透過試験+を実施することにな

FL細かく分類してもよいとしている｡

陥部と健全部の間に放射線吸収の差を生じ,透過した放射NDTレベルI

NDTレベルⅠ検査員ほ試験装置の調整,試験,指示書FL基づく評価,記録の作成などの非破壊検査業務
NDTレ
を適切に行うことができなければならない｡
ベルⅠ検査員はNDTレベル耳検査員またはレベ)i,BI
検査員の指導,監督の下KL̲作業を行う必要があるoる.この放射線透過試験は試験材紅欠陥があった場合,欠線によってフイ/レム黒化度忙差を来たす｡その2次元的な模様から欠陥の放射線紅直角方向の形状情報を受け,欠陥部の濃度から放射線の進行方向における寸法の情報を得るという試験方法であるo.しかし,試験材の放射線透過厚さが大きくなると放射線の吸収が増し,現実紅は高エネ)I,ギ

NDTレベルI‑の放射線を使用しなければならなくなる｡その結果放射方向の寸法が同じでも,試験体の厚さが大きくなると欠陥

NDTレベルⅠ検査員は試験装置の組み立て及び調部の壊度と健全部の潰度との比が小さくなる｡それゆえに整,当該規格における標準,仕様書などに基づいて評

我々の肉眼VL̲よって識別できる濃度差の絶対値は一定VL近価･判定ができなけれはならない｡またレベルⅠ検査
員は試験の適用範囲を十分熟知し,訓練を受ける者や
NDTレベルⅠ検査員の指導を行う責任がある｡このいため,厚いものを高エネ)t'ギー放射線が撮影した場合
は,薄いものを低エネ/レギー放射線で撮影した場合より検出できる欠陥が大きなものでないと検出できない｡しかもレベルⅠ検査員は非破壊検査における指示書･計画書
及び報告書が作成できなければならない｡

これらの状況は放射線のエネルギーの他にフイルムの種類,増感紙その他忙よって変化する｡

神鋼ファウドラー技報

VTol. 81No.

2(1987/7)

Type

A

く⊃

く>

⊂⊃

⊂⊃

N

er)

一寸

L=)

Z3105における第8園JIS

階調計の形状

LL?
T<

Fig.

｢コ
a,)
G

15

15

15

15

8

15

Shape
gauge

of step‑wedge(JIS Z3105)

⊂〉

.e:
C)

Ⅹ･Ray
0.2

170kvpCo‑60

ヽ
＼監iiyR竺

･

ty

0.1

0･1
o.125

0.2

0.3

0AO.5

0.7

1.0

‑

2.0

【⊃

2.0

勺

Penetrameter

thickness(T) Tan(2‑2T)
亡弓

第7国
Fig.

ASTM形透過度計とJIS形透過度計の対応
7

Corresponding

to

ASTM

type

penetrameterF:〈⊃

JIS type

and

U
＼ヽ

0,0

penetrameter

以上のように放射線透過試験においては,各国法規にお1.0

ける違いは撮影技術とか撮影テクニックにあるのではな
く,欠陥検出度を正しく評価するために,撮影後R:おける

5

Diarneter

第9国

フイ/レム評価をどのようVL行うかというところ紅考え方の大きな違いがあるようFL思われる.

Fig.

9

of image

10

(川4,)

有孔板形像質計の像の直径と識別限界濃度差の関係
RelatioIIS hole image diameterof hole/Plate type
penetrameter

でき上った透過写真のフイルムが,試験体の内部状態をどの程度写し出しているかは極めて重要なことである｡そdiscriminating

andmaximⅧndensityd ifference

こでこの透過写実の像質を評価するためVL̲像質計を用いる｡この像質計は日本では透過度計(Penetrameter)と呼
illdica‑び,最近の世界の大勢は像質計(Image
qualityN2はS2さの何倍の径の穴の像が見えるかを示す数字で,に対するその倍数であるoたとえば2
Sl‑2,%(2‑2T)のとき

Nl‑2とすると,いまN2‑4のとき,すなわちtor)と呼んでいる｡これは透過度計の識別度がいかにも欠(2‑4T)で4Tの穴の像しか見えないときS2は21/す‑陥そのものの識別度であるかのような錯覚をおこし易いた

2.8%となる｡また1めに,が見えたときは何%とするかほSl‑1,

ⅠIWR:よりⅠ.Q.Ⅰと変更したものであるo従っ%(1‑2T)であるが,その1Tの穴N2‑1であるからS2‑ll/育‑o.7となるoて像質計は写し出された像の良否を判定するだけのものと考えておく必要がある｡

Nl‑2であり,しかし,このような表示方法ではいか忙も検出し得る欠陥の大きさと関係があるようにとられるためAFNOR,またはDINなど

3.4.1像質計(透過度計)の種類とその構造
像質計(透過度計)に使用する材料は試験体と同材質ま

では材厚と直∃安何の関係もない数値で像質を示す方法をとたは同等の材質で製作することが原則となっている｡像質計(透過度計)の種類は試験体と同じ材質の直径の異なるっている｡

以上のようVLいろいろな像質の表示方法があるが,異な針金群をゴムまたは合成樹月旨などの板に埋めこんだものをった像質計であるので,識別度の数字が同一でもすべて同使用する針金形,直径の異なる穴をあけた板を使用する有一像質とはいえない｡もしその対応を求めるならば,それらの像質計を同時v‑入れて撮影してその対応を求める必要

孔形,穴をあけた階段状のブロックを使用する有孔階.殴形

I SとASTM(ASME)とを比較すがある｡一例としてJ
ると第7園のようをこなる｡

及び各種の探さの溝をつけたブロックを使用する有港形などがある.各国規格R:おける代表的なものを分類の上,寡7表及び第1′‑6図において示しておくことVLする｡透過度計識別度は,材質で識別できる最′J＼の透過度計の呼び厚3.4.2

階調計(線質計)J I Sにおける特色の一つは階調計を使用することむこあ

さ,または呼び線径を除した100分率の/ト数点以下2桁目

る.これは同一の透過写真を同一の方法で観察しても透過を切り上げて算出するo大半の規格において透過度計識別度は2.0 %を標準としている｡

度計の本数に2′‑3本の個人差が現われる｡従って同一の写真でも観察者l,=よって合格となったり不合格となったり

100%

透過度計識別度‑昔×
ASTM形の透過度計では板厚の2倍の径(2T)を有する孔を標準として,透過度計板厚が試験の1
1 %(1‑2T),
を4

(1)

%の場合を

4 %の場合2%(2‑2T),%(4=‑2T)と定義している.もし他の孔が訣別限界にあるときは識別度を次の式より求める｡(2)

S2は求めようと
ここでSlは既知の透過度計識別度,
している識別度,
NlはSl忙対する倍数で透過度計の厚
Vol.

31

No.

2

(1987/7)

mm以上,特級の撮影においてほ6.62%の場合を一缶‑V雷することもある｡また普通級の撮影では材厚5mm以下の溶接部では0.1の線が認められればよいことになっている.従って2′‑3mm

mmのmmのものであれは,よはど悪い撮影をしても0.1
線影が認められる｡割れの検出度は透過度計識別度が同じでも相当異なる｡従ってこれらの欠陥検出度をよくするた
め糾ま,単なる透過度計識別度だけでは欠陥の検出度を規I Sでは撮影する線質を規定する
定できない｡そのためJため階調計(緑質計)を使用することにしている｡すなわ
ち階調計は厚さが1mmずつ変化している部分の壊度を神鋼ファウドラー技報

28

oq

2.5.
1 =0.64
Ⅹ

=100

/･/

mn(5MEz steel)

/

】nm

I

2.0

Angleβ=10/ /V5勺

OQ
､‑‑‑

＼
＼

＼

l⊃

20

:̲I‑

丈Jこ

1.5

(てl

∫‑＼＼

⊂:
く⊃

SR%IMSPp%DP8108
B＋Pb

1.0

10

20

15

==

30

U
q)

き二=三竺

q)

pi

7‑‑‑‑‑‑‑40

25

エコ2250:A2 44, ×4112bB

̲イーーー＋30o
′＋′

Plate

･‑･ー

(血n)

thickness

‑50

o図
.

Ⅹ線フイルム,増感紙の組合わせによる透過度計識別皮

10

Ⅹ･Ray

film,

SCreenS

andpenetrametero.1

sensitivity

0.2

0.5

2

1

R

Dia.
0

Wave

(帆)

length

‑0.64 mm( 5も′Irlz)
Beamdistance
path
‑100

‑10

20

10

第12図

円形平面傷の傾きが傷の反射率に及ぼす影響

Fig.

The

nlm

12

effects of theslant of circtllar plane

discontinuity

‑20

ト声

‑30

なれは,規格を満足する写真撮影も困難なものではなく,
放射線透過試験Rlよって,欠陥を検出する場合,まず写真

‑40

‑

第11国

5()

そのものの質を示す透過度計の識別度がある規定以上のも斜角探傷における反射
翠

‑60

Fig.
0.1

0.2

(),5
Dia.

1

2

(

DEW

5

)

10

ll

Reflection

rationbeam

methodangle

inのを撮影してから論じなけれはならない.
3.5

超音波探傷試験における試験姦件と欠陥検出度

超音波によってどの程度の欠陥まで検出できるかというのは,放射線透過試験以上に困難な問題が多いoそれは超音波探傷法は音波の欠陥による反射を捕えて欠陥の存在を巨しているもので,この濃度差ほⅩ線フイルムと増感総検出する方法であり,目的はその材料の強さを保証するこ

量類,現象条件,アイ)I,ム壌度,放射線装置の稜類,管と紅使用する場合が多いので,欠陥エコ‑を捕えると共忙

E,および散乱線量の変化によって異なる｡このため階

そのエコーを発生する欠陥の性状を知り得なければ意味が無く,現在のところ無理なことが多い｡しかし,欠陥FLよ

十を使用することで,できるだけ良好な撮影条件を変え
Z3105匠･おける階調･ようにしている.参考までにJISと第8園に示しておく｡
像質計(透過度計)の識別度..3

る音波の反射率,欠陥の拡がり等の問題について明らかにし,超音波探傷試験そのものの特性から欠陥の検出限界に吐陥の検出度を求める忙は像質が一定の水準紅蓮していついての問題を考えてみること紅する｡
3.5.1反射率における評価7ィ)I,ム紅ついて論じなければならない.その水準を蓑
｢の紅透過度計の識別度を考えるが,実際に技術的にはら,その反射率が大きな因子となる｡

っ程度までの欠陥が検出できるかということR=ついてあ
蔓度知っておく必要がある｡

びA

欠陥エコーは欠陥R:よる音波の反射によるものであるか
ASME形およ第11園は斜角探傷した場合の反射率を,

憂過写真上で像で言鼓別できるか否かは像のコンTlラス2の標準試験片の人工欠陥と円板及び球とK:比較して示したものである｡

フイルムの粒状性,ボケなどが関係し,像のフイルム

欠陥エコ‑の高さ(F)は減衰率VLも関係するので底面エD面積が′J＼さいときVLはコン†ラストが大きくなけれは出できない.いま識別限界濃度差ADが像の大きさによ⊂どう変化するかを円孔形透過度計で求めた結果を第9コーBとの比F/Bで相対的紅示す方法も採用されている｡このBの値むこ健全部または欠陥部の値を用いることがある｡これをBG,
BFで示す｡このF/Bとの欠陥の大こ示すo この図は幾何学的ボケが問題にならないような牛にして求めたもので,針金や円孔の幅は最高濃度の半BFとF/BGの値は差が大きくなる｡

喝をとったもので,これは透過度計の実寸法F‑ほとんど

3.5.2

しいことが確かめられている｡
また円孔形では識別できる限界は,円の中心を通る断面は,超音波の入射方向に対していろいろ傾いているのが普が一定のものについては同じである｡第7囲を見ても分通であり,従って欠陥の法線と0なる方向から‑探触子にように,ある程度径が大きくなると,識別できる漬度差

よって探傷した場合の反射率を求めてみると次のようV‑

一定FLなるQ
以上のようVL実際K1線形の透過度計紅よって,いろいろなる｡

フイルム及び増感紙を組み合わせて撮影し,その識別度
これらによればある厚さに求めた結果が第10囲であるo

きさの対比も求められているoFの値が大きくなるとF/

欠陥の方向性V‑よる欠陥

圧力容器の溶接線などに実際VL出現する割れなどの欠陥‑

2Jl (2kRsinの(3)'‑2sin誓cose
ここでk‑(27E/).)

神鋼ファウドラー技報

2kRsinO

Vol.

81

No.

2

(1987/7)

20
A
q)
U
【t]

:

Thickness
Ⅶde
of

26mm
discontinuity
O.1‑

1コ
コ.̲･･､.
u)
6

15

､唾

喜ヱ
h=3.0血】o＋ h==12.S臥n

＼ご.

10

20

●

40

d=0.1mm

60

￠
O

.i:
くJ

亡

【勺

B

題旨

Ⅶde

of

26

55山m

‑

discontinllity
O.1

U

280

400

Ampere

600

800

( Amp

交流直接通電法による内部欠陥の検出度

Fig.

Sensitivity

14

1 000

【nq

1.200

)

第14国

80

第13図

面流極闇法による内部欠陥の検出度

Fig■. 13

SensitivityJ of internalの臣巨離
第12図は5ThickrleSSof internal discontinuities
direct contact
teclmiquebythealterna‑(Em)ーaelectromagnetic

Rは円板の半径,:t5辛ting current

current

1.Om

A

1は波長,

discontinuities
yokes

bythe

在す亭と考える方申慣当と思われる.

direct3.6

teclmique

磁粉探傷試験における試験条件と欠陥検出度

磁粉凍傷試験は鉄鋼材料の表面近傍の欠陥を検出するのR:適した方法であり,その原理は磁化された金属の表面近傍ケこ欠陥の存在することFLより漏洩磁束が現われ,この磁Ⅹ1ほ探触子から欠陥まで

MHZで10束を検出して欠陥の存在を推定することR:ある.

cmのところむこある円形平面傷
を斜角探傷する場合の傷の反射率を(3)式を用いて計算した

3.6.1表面割れの検出限界ものである｡この図によれば傾きの影響は大きい｡すなわ
dB低いところの線より20o
ちSTB‑2Aの4￠×4より12磁粉探傷試験R:おける欠陥検出限界はいろいろな因子FL

よって左右されるが,磁粉が微細であり,他の因子紅よっも傾けば低くなるので,検出できなくなる｡
以上のようVLビームに対して儀いた平面傷は検出困難でて妨げられなければ検出限界は無いとも言われている｡すなわち厳密FL言えば結晶粒界は結晶学的紅言って不連続箇所であり,転位などの多い箇所で,広い意味での欠陥ともあるから,割れの検出は特別vL̲好都合な場合しかできないことになる｡そのため一つの屈折角では不充分な場合があり, 45oと70oのように2種類の屈折角のものを使用するこいえるため,強さの上でも■結晶粒より小さい欠陥は現実の欠陥として取り扱ってはいない｡従って磁粉によって強磁とがよいとも言われている｡しかし,割れの場合は直線的性体内の結晶中にある磁区模様も検出できるので,欠陥以な平面でないから角度の割りに検出の可能性もある.
探傷感度の問題と評価の対象とする欠陥とその検下のものも検出できることになるからであるo

3.5.3

3.6.2

内部欠陥の検出限界
内部欠陥中こついてどの程度の深さまで検出できるかが問

出度
凍傷感度の調整は超音波探傷における基本となるもので題である.特に当社の場合はグラスチ‑)I,製機器におけるJ I Sでは標準試験片もしくは対比試験片におけあるが,ノズル取付溶接部の品質検査R:磁粉探傷試験を適用している人工欠陥を利用して行うように規定しているのに対して, ASMEなどの外国法規では板厚,曲率,材質等vL応るが,表面近傍に存在するブローホ‑/レなどの欠陥を見落すことがあれは,焼成=程においてガラスをライニングしじて対比試験片を作成し,その人工欠陥を用いており,よた時に,ガラスの中匠気泡等が発生するj京因にもなるからり実際的ということではASMEなどの考え方の方が合理である｡従って表面からできるだけ深い位置の欠陥まで検出できることが望ましい｡グラスライニング性の問題から的と思われる｡

いえば表面から5が望まれる｡

mm程度までの欠陥検出ができること

一方,評価の対象とする欠陥Rlついてほ引用規格あるいは,要領書R:より定められた検出レベ)I,により対象とする
検出レベ/レが規定されているが,通常ASMEなどで20%

これまで内部欠陥の検出度VLついてほ実際の割れについDAC

dB相当)以上を対象としており,

Eg

内法規を適用する圧力容器では,ほとんどの場合M検.thI,ての実験は試されていないが,人工欠陥匠ついてのものではR.
Bertholdの行ったものがあるo
直流短問法による(JIS H線‑14

ベ/レを選定するよう紅なっている.しかし,欠陥とエコ‑
高さの対応ほ必らずしも良いとは言えず,この選択は難し

ものでbの厚さとaの厚さの関係を求めたものあるが,そのグラフを第13園に示すo欠陥の奥行きについては3

い.一般に有害な割れや溶け込み不良はエコーが高いとされているが,割れであっても方向R=よっては3.5｡2.項で述及び12.3

べたようVL反射率が思った以上に′J→さくなってしまう場合ことを示している｡

mmの2種類で検討しているが,これによると欠陥の奥行きは検出できる表面からの探さには影響が無いがある.このことは常VL考慮R:入れておかねばならない｡

交流を用いて直接通電法による実験をした結果を第14図

現在は規格のほとんどがエコ‑高さ依存による合否判定を取り入れているが,実際には,妨害エコ‑と判別できるに示す,これによれば欠陥の幅や,材料の厚みを変えても検出できる探さはほとんど変わらないことを示しており,

エコーであれは,ノイズと分解可能な限りほとんどのエコ

せいぜい2

ーは何らかの欠陥からの信号であり,球状欠陥以外はエコーの高低にかかわらず,欠陥指示長さに対応して欠陥が存
Trot.

81

No.

2

(1987/7)mm

mm程度の深さまでしか検出できず,直流の場合に比べて非常に浅いことを示している,同じ交流磁場を用いて探傷する場合,湿式より乾式磁粉

神鋼ファウドラー技報

25

8表

ASTM

』le 8

Penetration

E‑165‑7による浸透時間と舞像時間
time/Developmenttimein accordance

E1165

withASTM

Penetrants
Material

tnlint皿, Magnesium,of defects

Iron steel,Forging‑ cast in雷
lding
ve

Cold‑shut,

Porosity,

Melting

for all methods

penteitLaetion
iDev…liEpement
failure, Crack(All types)

5

7

min.

min.

Titanium/Heat

ass/Bronze,

Extrusion
Forging,;istant alloys)ol with

Type

Types

s

carbide

rod,
Plate

Lap,

Crack

Mel由1g

tip

astic

ramlC

10 凪in.

(All types)

failure,Porosity,Crack

7 Din.

5 min.

7

min.
min.

All

types

Crack

5 mュn.

7

All

types

Crack

5

min.

7 min.

All

types

Icrack5 min.

7 阻in.

弔いた方が表面欠陥の検出度は劣るが,内部欠陥につい凍傷条件の決定では特vL問題になるのが浸透時間の設定

よ漏洩磁束の拡がりが大きく,磁痴の粒度が大きいのでであるが,現実にいかなる浸透時間が最適かということで出度は高い,直流においても乾式磁粉を用いた方が深い

は,特VL̲溶接部のようにさまざまな大きさの欠陥があり,表面状態も千差万別である.また理論的にも,実験的にもニろにある欠陥の検出度が高い,従ってグラスライニン生の問題に焦点を当てて磁粉探傷試験を行うような場合
表面に開口した欠陥よりも,むしろ表面近傍に近い内決定することは困難であり,決定できたとしてもかなり多Z2343

くの制約条件が必要となる｡それゆえJIS
oCQこおいては,(1974=)

f(陥の検出度が問題になり,その意味では交流よりは直でも試験温度が15

ど,湿式よりほ乾式磁粉を用いた方法で試験計画を考え

幅の広い割れむこついては,その畠倍以上を規定しており,･､く必要がある｡‑40

5‑20分,特に浸透探傷言式験における試験条件と欠陥検出度

幅の大きな規定となっている｡
現在,浸透剤の濡れ性が非常に向上し,浸透時間につい

乏透凍傷試験は表面に開口している欠陥でないと欠陥指ては10分もあれは十分と考えられる｡幅を見たとしても10Jた模様は得られないo従ってその検出度は表面状況にって大きく左右されることケこなる.すなわち欠陥部に油);付着し,他物質がつまったり,また開口部がさびてス‑12分程度で十分である｡参考までに第8表にASTM規格に定められている時間例を示しておくoールなどがついていたりすると検出できない｡従ってそらの妨害因子を取り去る作業を十分vL行う必要がある｡
ヒ欠陥部に浸透した浸透液はとれず,表面についた不要
野分は除去し易い,また素地とほ高いコントラス†を示』のが検出度も高くなる｡

浸透凍傷試験によって表面状況がよく,正しい処理で行うならばミクロン程度の幅と深さを有するものも検出でき
るが,実際の欠陥として認識するのはむしろ長さ方向の状況によって欠陥と判定するケースが多い｡
む

すび

各種の非破壊試験方法紅ほそれぞれの特色があり,一つ乏透液には染色浸透液と蛍光浸透液とがあるが,染色浸
夜は指示模様が拡がる傾向にあり,欠陥の実寸法測定紅の方法で完全紅すべてを検出し得る方法は存在しない｡例
えば溶軽部の放射線透過試験で全数検査しても割れの検出

奏者の方がすぐれている｡

度が低く,超音波探傷試験によってこれを補っても表面割王カ容器において浸透探傷試験を適用していく上では,り腐食割れが特に問題とされるオーステナイT系ステン

れの検出ほ磁気または浸透i突傷試験に頼るしかない｡従っz.鋼及びニッケ)t'基合金については,凍傷材料の選定にト分な注意が必要と思われる｡
ASME規格の例では探オ料の成分について試料100ない｡

gを蒸発乾固させ,残留物

量量が0.005

g以下であることと規定しているo但しそ
旨越える場合紅は次のことを満足する必要があるo%以下であること.

1)残留物中の総ハロゲン量が12)残留物中の硫黄量が1て各方法の短所を他の方法V‑よって補ない総合的に要求を満たすようVL非破壊検査方法を適用していかなければなら%以下であること.

〔参考文献〕(社)非破壊検査振興協会二非硬壊検査ハンドブック(1982),

1)(社)非破壊換査丑責興協会
2)石井勇五郎:非破壊検査=学(こ1973),(秩)産報

3)野原石松:圧力容器(1970)､共立出版株式会社

神鋼ファウドラー技報

I(ol. 81No.

2(1987/7)