NDT フラッシュ Vol.73 No.8 1/4

ＵＭレベル１

一般試験のポイント

UM レベル 1 の新規一般試験は，問題数が 30 問以上ない。したがって，（a）が正答となる。

問３

次の文は，超音波厚さ測定に使用する二振動子探で，70 %以上の正答で合格となる。今回は UM レベル 1

触子に関する用語について述べたものである。正しいもの一般試験問題について類題により問題解説する。のを一つ選び，記号で答えよ。
（ａ）交束距離は，超音波ビームが試験体中を伝搬する

問１距離である。

次の文は,探触子に用いる振動子材料について述べたものである。正しいものを一つ選び，記号で答え（ｂ）交束距離は，測定面から，きずまでの距離である。

よ。

（ｃ）交束範囲は，送・受信ビームの交差する範囲である。

（ａ）アクリル樹脂が用いられる。
（ｂ）アルミニウム板が用いられる。

（ｄ）交束範囲は，超音波ビームが試験体中を伝搬する範囲である。

（ｃ）ジルコンチタン酸鉛磁器が用いられる。
（ｄ）銅板が用いられる。
正答
正答

（ｃ）

（ｃ）

図１に二振動振動子には電気信号を機械的振動に変換し，また機械子垂直探触子と的振動を電気信号に変換することのできる圧電効果を有超音波ビームのする材料が用いられる。このような性質を持つ単結晶の関係を示したが，材料には水晶やニオブ酸リチウムがあり，また，圧電磁

交 束距離は送信器としてジルコンチタン酸鉛やチタン酸バリウムがある。

側の超音波ビ―アクリルは探触子の構成物としてよく用いられるが，アムと受信側超音クリルには圧電効果を有する性質はない。同様に，アル波ビームの交わミニウム板や銅板にも圧電効果はなく振動子としては使る点と測定面と用できない。の最短距離で，探触子ケーブル

送信振動子

受信振動子

超音波ビ ーム

交束距離

交束範囲はその問２

次の文は，超音波探触子の指向性について述べたビームが交わるものである。正しいものを一つ選び，記号で答えよ。

範囲を示してい（ａ）超音波ビームの広がる角度が小さい場合，指向性る。したがって，が強い。

交束範囲

図１

二振動子探触子の構造とビーム（ｃ）が正答である。

（ｂ）超音波ビームの広がる角度が小さい場合，指向性が弱い。
（ｃ）超音波ビームが遠距離まで伝わる場合，指向性が弱い。
（ｄ）超音波ビームの指向性が強いと超音波ビームは遠距離まで伝わらない。

問４

次の文は，音響インピーダンスが異なる二つの媒質の境界面に超音波が垂直に入射した時の超音波の反射と通過について述べたものである。正しいものを一つ選び，記号で答えよ。
（ａ）境界面で反射した超音波は，両者の音響インピーダンスの差が小さいほど強くなる。

正答

（ａ）

（ｂ）境界面で反射した超音波は，境界面に不連続部があると弱くなる。

超音波が振動子から送信され，その超音波ビームの広がりの程度を指向性という。超音波の広がりが大きい場（ｃ）超音波は，境界面で一部は反射し，一部は通過する。

合は指向性が鈍く，弱いという。超音波の広がりが小さい場合を指向性が鋭く，強いという。一般に指向性が強（ｄ）境界面で反射した超音波の音速は，遅くなる。

い場合の方が弱い場合と比べて超音波が遠くまで伝搬するが，超音波の伝搬距離によって指向性は定義されてい

正答

（ｃ）

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超音波が物質 1 から物質 2 に入射すると反射と通過が乗じて測定値とする。③ 超音波厚さ計などの測定器に音生じる。この程度はそれぞれの物質の音響インピーダン

速調整機能があり，測定物の一部をノギスなどで測定でス Z によって説明される。音響インピーダンス Z は式(1)

き同じ部分を厚さ計などでも測定できる場合には，そので表され，また，その反射の程度 r は式(2)で表される。

部分で音速を調整すれば音速補正係数はなくとも測定は𝑍𝑟＝

𝜌𝑍
𝑍𝐶𝑍𝑍

(1)
(2)

ここで，ρ: 密度，C: 音速，Z1，Z2: それぞれ物質 1, 2 の音響インピーダンス可能である。④ 音速補正係数 K=1.0 は測定物の表示値がそのまま測定値として採用できる状態である。また，測定物の厚さが実際の 1/2 倍に表示される場合に音速補正係数 K=2.0 とすれば実際の厚さに補正できる。

である。

超音波の反射の程度は，この音響インピーダンスの Z1

問６

次の文は，JIS で規定されている RB-E 対比試験片と Z2 の差が大きいほど大きくなり，差が小さいほど超音について述べたものである。正しいものを一つ選び，記波の多くが通過してゆく。金属などの試験体に空洞など号で答えよ。

を含む不連続部があると反射の程度は大きくなる。超音（ａ）厚さによって 3 体で構成されており，一体は 3.0

波が反射した場合の音速は，同じ物質であるので変化はmm から 60.0 mm の階段状試験片である。

しない。通過した超音波の音速は，通過した後の物質の（ｂ）厚さによって 3 体で構成されており，一体は 3.0音速となる。

mm から 10.0 mm までの 1 mm 単位で厚くなって例えば，鋼と空気との境界面などを除いて，一般に超音いる試験片である。
（ｃ）厚さによって 2 体で構成されており，一体は 3.0

波は境界面で一部は反射し，一部は通過する。

mm から 10.0 mm，もう一体は 12mm から 48 mm
問５の階段状の試験片である。

次の文は，超音波厚さ計の音速調整と音速補正係数について述べたものである。正しいものを一つ選び，（ｄ）厚さによって 2 体で構成されており，一体は 3.0記号で答えよ。

mm から 10.0 mm，もう一体は 12 mm から 60 mm（ａ）測定物の音速に応じて，音速補正係数を算出しての階段状の試験片である。

からでないと，音速調整できない。
（ｂ）音速補正係数 K=1.0 とは，測定物の厚さがそのま正答（ｂ）

図２に RB-E 試験片を示す。RB-E 試験片は JIS Gま表示される状態をいう。
（ｃ）音速補正係数は，音速を自由に調整できる厚さ計

0801:2023 で規定されており，試験片は 3 体に分かれている。1 体は厚さが 3～10 mm,2 体目は厚さが 12～48 mm，でも絶対必要な値である。
（ｄ）測定物の厚さが実際の 2 倍に表示される場合は，音速補正係数 K=2.0 とすることで実際の厚さ表示

3 体目は 54 mm と 60 mm の厚さとなっている。したがって，正答は（ｂ）である。に補正される。
正答（b）

音速補正係数 K は式(3)で表される。

K

測定物のノギスなどによる測定値
鋼の校正試験片で校正し測定物を測定した表示値(3)① 超音波厚さ計と測定物の調整用試験片があれば，調整用試験片で調整を行って測定すれば特に問題なく測定は可能である。② 調整用試験片が鋼しかない場合，鋼の調整用試験片で調整した後，測定物を測定した表示値を求める。また，測定物をマイクロメータやノギスで測定する。これらの値を用いて式(3)から音速補正係数を求める。その後，測定物を測定し，表示値に音速補正係数を

図２RB-E 試験片NDT フラッシュ Vol.73 No.8 3/4

ＭＴレベル２

一般・専門問題のポイントよい。
（ｄ）外周部において，丸棒の内部側と外部側とで磁界JIS Z 2305:2013 に基づく資格試験について，本欄ではの強さは等しい。

ほぼ一年に一回程度，MT2 及び MY2 の新規一次試験問題における，ミスを犯しやすい問題の類題を例にとり注正答（ｄ）

意点・ポイントなどを解説してきた。2018 年には JIS Z

長い炭素鋼の中実丸棒に直流電流を流したときの磁界2320 の改正に従い，参考書・問題集が改訂されている。の強さは，内部及び外部共にアンペールの周回積分の法

今回は MT2 及び MY2 に共通する，最近の正答率の低い則を適用して求められ，右ねじの法則は磁界の方向だけ問題及び関連する問題等の類題のポイントを解説する。

が分かるため，（ｃ）は誤っている。中実丸棒の内部においては，中心から外周部に行くにしたがって磁界の強さ

一般問題の類題はほぼ直線状に増大する。また外部においては，中心か問 1

次の文は，真空中の磁界及び磁束密度に関連するらの距離が増大すると，磁界の強さはこれに反比例して内容について述べたものである。正しいものを一つ選び双曲線状に減少する。
（ａ），（ｂ）は誤りである。外周部

記号で答えよ。（ただし，μ0：真空の透磁率とする。）

において，丸棒の内部側と外部側とで磁界の強さは等し（ａ）m1(Wb)の磁極から r(m)離れた位置における磁界のい。なお，この丸棒は強磁性体であるため，磁束密度は強さ H(A/m)は，H= m1 r2/(4πμ0)で与えられる。

外表面に比べ，内部側の方が著しく大きくなる。正答は（ｂ）m1(Wb)の磁極から出る磁力線の本数は，m1 本であ（ｄ）である。

る。
（ｃ）m1(Wb)の磁極から r(m)離れた位置における磁束密度 B(T)は，B= m1 r2/(4π)で与えられる。
（ｄ）m1(Wb)の磁極から r(m)離れた位置における磁界の問３

次の文は，表皮効果について述べたものである。

正しいものを一つ選び記号で答えよ。
（ａ）表皮深さは，周波数及び透磁率に反比例し，導電率に比例する。

強さ H(A/m)と磁束密度 B(T)との間には，B=μ0H（ｂ）表皮効果は，直流，交流のいずれにも生じる現象の関係が成り立つ。

であるが，脈流では生じない。
正答（ｃ）表皮効果は，周波数の影響を受けるが，磁束だけ（ｄ）

真空中において，強さ m1(Wb)の磁極から r(m)離れた位でなく電流の場合にも生じる。

置における磁界の強さ H(A/m)は，H= m1/(4πμ0 r2)で与（ｄ）表皮効果とは，磁束密度が表面で最大で，磁性体えられる。同様にその位置（表面積 4πr2 の球面上の任意の内部に入るにしたがって表面からの距離に比例の点）における磁束密度 B(T)は，B=m1/(4πr2)で与えらして減少する現象をいう。

れ，（ａ），（ｃ）は誤りである。磁界の強さ H(A/m)と磁束密度 B(T)との間には，B=μ0H の関係があり，（ｄ）は正答（ｃ）正しい。また m1(Wb)の磁極から出る磁力線の本数 N は N

表皮効果は，交流で生じる現象であり，単相半波整流＝H×4πr2＝m1/μ0 本であり，（ｂ）は誤りである。のように交流成分が多い場合は，脈流でも表皮効果が生じ，直流では表皮効果は生じないため，（ｂ）は誤りで次の文は，長い炭素鋼の中実丸棒に直流電流を流ある。表皮効果は，磁束だけでなく電流の場合にも生じしたときの，磁界の強さについて述べたものである。正るが，周波数の影響を受ける。正答は（ｃ）である。表しいものを一つ選び記号で答えよ。

皮効果とは，電流や磁束が表面で最大で，導体の内部に（ａ）中実丸棒の内部においては，中心から外周部に行入るにしたがって表面からの距離に応じて指数関数的に

問２

くに従って磁界の強さは双曲線状に増大する。
（ｂ）中実丸棒の外部においては，中心からの距離が増減少する現象をいい，表皮深さは式(1)で表される。
δ=1/√(πfμσ)(1)大するとともに磁界の強さは直線状に減少する。

ここで磁束密度が表面の約 37 ％となる深さを表皮深さ（ｃ）中実丸棒の内部及び外部の磁界の強さを求めるた

δといい，周波数 f ，透磁率μ及び導電率σが大きい

めには，アンペールの右ねじの法則を適用すればほど小さくなるため，（ａ），（ｄ）は誤りである。

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問４

次の文は，磁化方法及び磁化条件を決定する際に考慮すべき事項について述べたものである。正しいもの

正答（ｃ）携帯形極間式磁化器の多くは，交流 100V で使用され，を一つ選び記号で答えよ。

使用されている磁化器の全磁束は 5.0～8.0×10 -4 Wb 程（ａ）表面下のきずの検出や，残留法を適用する場合に度であり（ａ）は誤り。脚の屈曲できるものでは若干，は，単相半波整流又は三相全波整流を用いる。

重くなっても，平面以外も試験できて便利であるが，試（ｂ）磁束の方向は試験面になるべく直交させる。

験体に投入される磁束量は中継ぎのない場合より 10～（ｃ）反磁界を生じさせないため，試験体に直接，磁束30％程度小さくなるため（ｂ）は誤り。また電磁石の鉄を流す磁化方法を使ってはならない。

心断面積は磁化能力を確保し，かつ重量を軽減するため，（ｄ）反磁界がなるべく生じないように，コイル法では400～625 mm2 のもの(20 mm～25 mm)がほとんどであり直流を用いかつ試験体の両側に導体を接続して寸（ｄ）は誤り。磁化器の起磁力は，鉄心の継目部，磁極法比 L/D を大きくする。と試験体との接触部の空隙（リフトオフ），試験体の表皮効果などによる磁気抵抗の増加分などを考慮し，鉄心が正答（ａ）

表面下のきずの検出や残留法を適用する場合には，単ほぼ磁気飽和状態になるように設計されている。正答は（ｃ）である。

相半波整流，単相全波整流，又は三相全波整流などの脈流（直流）を使用する。交流成分が多いほど表皮効果が

問６

次の文は，鋳鍛造品の探傷における磁粉の適用に現れ，深い位置のきず検出には不適となる。また一般について述べたものである。正しいものを一つ選び記号で製造時の検査では直流を用いて，表面だけでなく表層部答えよ。

のきずも検出対象としており（ａ）は正しい。与える磁（ａ）鍛造品の機械加工面の探傷において，微細なきず束の方向は，できるだけ試験面に平行にすると有効に磁を検出したい場合，コントラストをよりよくする化することができ，反磁界も疑似模様も発生しにくいのために検査液はできるだけ多めに適用する。

で（ｂ）は誤り。磁化では磁束投入法の中に，試験体に（ｂ）鍛造品の連続法による探傷では，湿式法で検査液直接，磁束を流す方法（極間法）もあるので（ｃ）は誤が試験面に一様にゆっくり流れるように適用し，り。コイル法での反磁界対策として，試験体の両側に継その流れが止まるまで通電する。

鉄棒を接続し，連続法の場合は交流を用いるため，（ｄ）（ｃ）鋳造品では，試験面の表面状態，形状，傾斜などは誤り。磁化方法の選定には，試験体に関する情報，対を考慮し，きずとのコントラストを悪くさせない象となるきずに関する情報，数量なども重要である。

ために検査液をできるだけ勢いよく適用する。
（ｄ）鍛造品を残留法で探傷する場合，強いシャワーを専門問題の類題
問５

用いて試験体の広い範囲に検査液を散布する。

次の文は，携帯形極間式磁化器について述べたものである。正しいものを一つ選び記号で答えよ。

正答（ｂ）（ａ）多くは交流式で，電源には交流 100 V が使用され，鋳鍛造品を問わず，湿式・連続法での磁粉の適用は，検一般に使用されている交流極間式磁化器の全磁束査液が試験面に一様にゆっくり流れるように適用し，そは 5.0×10～8.0×10 Wb 程度である。の流れが止まるまで通電する必要がある。また試験面の（ｂ）脚の屈曲できるものでは重量は若干重くなるが，平表面状態，形状，傾斜などを考慮して，磁粉濃度や適用面以外も試験でき，試験体に投入される磁束も中継時間を調整し，かつ検査液の流速が速くなり過ぎないよぎのない場合と変わらないという利点がある。

うに適用する。残留法ではより流速に注意する。微細な（ｃ）起磁力は，鉄心の継目部，磁極と試験体との接触きずを対象とする場合は，粒度の小さな蛍光磁粉を使用部の空隙，試験体の表皮効果などによる磁気抵抗する，などの注意が必要である。正答は（ｂ）である。の増加分を考慮し，鉄心がほぼ磁気飽和状態になるように設計されている。
（ｄ）電磁石の鉄心断面積は重量を軽減する目的で，100mm2～400 mm2 のものがほとんどである。

紙面の都合で多くの例題を解説することはできないた
め，MT2 参考書や問題集・実技参考書，以前の解説記事，
JIS Z 2320-1～3 などを参考によく学習してほしい。