NDT フラッシュ Vol.64,No.04 1/4

ＥＴレベル３二次Ｃ １ (基礎),Ｃ ２ (適用)試験の規化インピーダンス曲線上で周波数の増減と同じポイント方向の変化を生じる。
（ｂ）試験体の透磁率の増加は試験コイルのインダクタ

JIS Z 2305:2001 非破壊試験‐技術者の資格及び認証‐ンスを増加させ，インピーダンスを減少させる。に基づく ET レベル 3 の試験は渦電流探傷試験の適用と（ｃ）内挿プローブにおいて非磁性管の管外径を一定と実際に関する問題が出題され，参考書として JSNDI 発行

した場合の肉厚の減少は，正規化インピーダンスの『渦流探傷試験Ⅲ』がある。本稿では，最近行われた曲線の 動作点において曲線の外側方向に移動す試験のうち，正答率の低かった問題に類似した例題による。

りポイントを解説する。

（ｄ）上置プローブを用いた非磁性平板の探傷における板厚の減少は，貫通プローブにおける充填率の減

問１

次の文は，渦電流探傷の試験コイルに一定電流の交流を流しコイルに非磁性の導体を近づけた場合の，コイルの磁束と渦電流により発生する磁界について述少と同じ方向に移動する。
正答（ａ）

紙面の関係で詳細な説明は省くが，『渦流探傷試験Ⅲ』べたものである。正しいものを一つ選び記号で答え

P.103「試験コイルのインピーダンス影響因子とインピーよ。

ダンス変化」を参照すればよい。試験体の透磁率の増加（ａ）試験周波数が高くなると渦電流の発生が大きくなり，渦電流の反発磁界は小さくなる。
（ｂ） 反発磁界の作用を受ける試験コイルの磁束は，試験周波数の増加に伴って増加する。
（ｃ）試験コイルの磁束は渦電流の反発磁界により減少する。
（ｄ）導体にきずがあると渦電流が減少するため，試験正答は，コイル中の磁束を増加させ，コイルのインダクタンスを増やす。このインダクタンスの増加は，試験コイルのインピーダンスを増加させ，（ｂ）は不正解である。内挿プローブにおいて非磁性管の管外径を一定とした場合の肉厚の減少は貫通プローブと同様に充填率の変化となり，正規化インピーダンス曲線の動作点において曲線の内側方向に移動し，（ｃ）は不正解である。上置プローブコイルの磁束が減少する。

を用いた非磁性平板の探傷における板厚の減少は，貫通（ｃ）

プローブにおける充填率の減少と同様な現象ではあるが試験コイルに流している電流は一定であることから，コイルから発生する磁力線の強さは試験周波数に依存せ正規化インピーダンス曲線上の動作点が曲線の外側方向に移動し，(ｄ）は不正解である。

ず一定である。導体内に誘起される渦電流の量は，ファ導電率の増減に伴うインピーダンスの変化は，正規化ラデーの法則により試験周波数が高くなるほど多くなる。

インピーダンス曲線上で周波数の増減と同じ方向の変化

渦電流により発生する反磁界（コイルから発生した磁界を生じる。したがって，正答は（ａ）となる。と逆向き）の強さは渦電流の増加に伴い増加する。したがって，（ａ）は不正解である。コイル内の磁界の強さは，問３あるコイルに 0.1 秒間に 0.5 A の割合で変化する電コイルから発生した磁力線による磁界と渦電流による反流を与えたところ 2 V の誘導起電力を生じたとしたと磁界との合成磁界であり，（ｂ）は不正解である。導体にき，このコイルの自己インダクタンスはどれか。正しきずが存在すると見掛けの電気抵抗が増加し，渦電流がいものを一つ選び記号で答えよ。

減少し試験コイル内の磁束は増加するため（ｄ）は不正（ａ）0.1H解である。したがって，正答は（ｃ）となる。

正答（ｂ）0.2H（ｃ）0.4H（ｄ）0.8H（ｃ）

なお，類似問題は ET レベル 1 にも出題されており，コイルに電源をつなぎ電流を流すと磁界が発生する。

レベル 3 受験者は常識として理解しておく必要がある。

電流が時間的に変化すると磁界が変化し，コイルの巻線に従って自己誘導現象により起電力が発生する。コイル

問２

次の文は，試験コイルのインピーダンスへの影響自身が作った磁界の時間的変化で，コイル自身に起電力因子のうち試験体に係わる因子について述べたものでが発生するという現象である。コイル自身の磁束の変化ある。正しいものを一つ選び記号で答えよ。

による起電力 v(t)は，コイルの電流の変化（di／dt）によ（ａ）導電率の増減に伴うインピーダンスの変化は，正ることから次式で示される。

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𝜐( ) = −𝐿・・・・・・(1)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。

式中の L は自己インダクタンスといわれ，単位は H(ヘ（ａ）炭素鋼に含まれるケイ素とマンガンの含有量を試ンリー)である。今回の問題では，コイルの電流の変化が験コイルによりそれぞれ測定し，鋼材の種類を求0.1 秒間に 0.5A であり，2V の起電力が起きていることから，自己インダクタンスは 0.4H であり，したがって，正めることができる。
（ｂ）磁性体を磁気飽和コイルにより磁気飽和状態にし答は（ｃ）となる。て，その状態で微分透磁率を測定し，その測定値から導電率を求め鋼材の材質を特定する。

問４

丸棒鋼に対する貫通プローブのインピーダンス変（ｃ）磁性体の材質試験では磁気飽和コイルを用いて飽化を f／fc で表すと，きずによるインピーダンス変化が和磁化し，差動方式の試験コイルを使用しなけれ最大となる f／fc はどれか。ただし，f は試験周波数を，ばならない。

fc は特性周波数を示す。次の中から正しいものを一つ（ｄ）初透磁率の変化を調べるものと，増分透磁率の変選び記号で答えよ。

化を調べるものがある。

（ａ） 1～10（ｂ）15～50（ｃ）55～100（ｄ）110～200

正答

（ｂ）

正答（ｄ）

電磁誘導試験による材質試験は，試験体の電磁気的特性（導電率 σ，透磁率 μ）の変化を間接的に測定し行われる。したがって，炭素鋼に含まれるケイ素とマンガンの含有量を試験コイルによりそれぞれ測定するものではな
く，（ａ）は不正解である。材質試験において試験体が磁性体の場合，導電率の変化は小さく，導電率の変化を利用することはほとんどなく，（ｂ）は不正解である。磁性体は磁気特性が大きく変化するため，透磁率の変化を利用する方法が用いられている。透磁率の定義が多々あり，『渦流探傷試験Ⅲ』P.98「透磁率」を参照すればよい。
試験体に磁気飽和を掛けた場合は微分透磁率の変化は小さくなる。したがって，（ｂ）と（ｃ）は不正解である。
電磁誘導法による磁性体の材質試験は，上置プローブに

図 1 試験周波数と割れによるインピーダンス変化の関係

より試験体に弱磁界を用いて初透磁率の変化を測定する

この問題を解くには現場経験が無いと理解し難い点が（変分）透磁率の変化を測定する方法がある。したがっあるが，参考文献として『渦流探傷試験Ⅱ』P.86「試験方法と，貫通プローブより試験体に強磁界を用いて増分て，正答は（ｄ）となる。

周波数の設定」を参照すればよい。図 1 は丸棒鋼に加工した割れによる貫通プローブのインピーダンス変化を示

以上，ET レベル 3 の C１,C２ 試験のポイントについてしたもので，比較的深い割れに対して f／f c＝15，浅いき解説したが，受験者は『渦流探傷試験Ⅲ』に限らず，『渦ずに対しては f／fc＝50 近くできずによるインピーダン電流探傷試験Ⅰ』，『渦流探傷試験Ⅱ』も精読することをス変化は最大値となる。したがって，正答は（ｂ）とな勧める。
また，レベル 3 の試験には規格に関する問題が必ず出る。
類似問題として NDT フラッシュ Vol.62,No.04（2013）

題されるが正答率は非常に低い。特に用語の定義は渦電に「鋼管の貫通プローブによる渦電流探傷試験において，流探傷試験に限らず全種目共通であり，JIS Z 2300:2009

内面と外面きずの位相差が最大となる f／fc はいくつか。」の「非破壊試験用語」は必ず精読しておく必要がある。という問題について解説があるので参考にするとよい。

近年，渦電流探傷試験に関する JIS 規格が大幅に改定されており，最新の規格を一読することを勧める。受験者

問５

次の文は，電磁誘導試験による磁性体の材質試験の健闘を祈ります。

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ＳＭレベル３

二次試験問題のポイント

問２

高分子材料や高温環境下での金属材料はクリ－プ現象を示し，これに対してクリープ試験が行われていこれまでも機関誌の「NDT フラッシュ」欄で紹介してる。この試験で求めている関係を次のうちから一つ選きたように，非破壊試験技術者資格試験のひずみ測定

び，記号で答えよ。

（SM）レベ 3 二次試験の C1（基礎） ，C 2（適用） は四（ａ）ひずみと時間の関係者択一形式の試験である。現在実施されている試験では（ｂ）曲げモーメントとたわみの関係

両方合わせて 50 問出題されているが，このうちまだ本欄（ｃ）応力と破壊までの繰返し数の関係で紹介されていない問題もあるので，ここではこれらの（ｄ）応力とひずみの関係類似問題を取り上げ，解説をする。
正答（ａ）

下の図は半円切欠がある厚さ 5mm の引張荷重をクリープ現象は材料に負荷された荷重あるいは応力が受けた帯板である。帯板の切欠底の幅は 50mm，材料一定であっても，ひずみが時間とともに変化する現象での弾性限度は 270MPa である。また，この切欠底の断ある。すなわち，クリープ試験は時間的に変化するひず面積で求めた公称応力に対する応力集中係数は 3.0 でみを求める試験であるので，（ａ）が正答になる。

問１ある。安全率を 3 とした場合の許容引張荷重を次のうちから一つ選び，記号で答えよ。

なお，解答群の（ｂ）は部材の面外変形を測定する試
験，（ｃ）は引張あるいは曲げの疲労試験，（ｄ）は引張あるいは圧縮の静的試験で求められる関係である。

問３

構造物には各種の材料が使用されている。これらの材料には破壊強度に対して微小なきずの影響が非常に敏感なものと，比較的鈍感なものがある。次のうちで微小なきずの影響を最も敏感に受ける材料を一つ選（ａ）22.5kN（ｂ）15.0kNび，記号で答えよ。

（ｃ） 7.5kN（ｄ） 5.0kN（ａ）耐熱チタン合金（ｂ）高分子系繊維強化複合材料

正答

（ｃ）

（ｃ）鉄筋コンクリート

弾性限度を σｅ ，安全率を α とする。ここでの安全率は（ｄ）ファインセラミックス

弾性限度を基準にしているので，許容応力 σｓ は以下のようになる。

正答

（ｄ）

σｓ ＝σｅ／α＝ 270／3 ＝ 90MPa（ａ）のチタン合金でもきずが破壊強度に影響を及ぼす

さらに，この切欠底の最大応力が許容応力になり，応可能性はある。しかし，き裂などのきずの先端では塑性力集中係数が 3.0 であるので，この場合の切欠底の公称変形が生じ，この影響が緩和される。
（ｂ）の繊維複合材

応力 σ は以下のようになる。

料，（ｃ）の鉄筋コンクリートはいずれも微視的にはきず

σ＝σｓ／3.0 ＝ 90／3.0 ＝ 30MPaを持つ材料である。しかし，この微小きずの破壊強度へ

一方，切欠底の断面積 A は２の影響はあまり敏感ではなく，複合材料の製造過程で入A ＝ 5×50 ＝ 250mm ＝ 250×10－６m２る気泡のようなきずは無視できるような場合もある。一であり，許容荷重 P は切欠底で公称応力を受けた場合と方，ファインセラミックスは金属の微粉末を焼結した脆考えられるので，い材料で，微小なきずでも破壊に影響を及ぼす。このたP ＝σ A ＝30×10 ×250×10
６－６＝ 7500N＝ 7.5kN

め，この問では（ｄ）が正答である。になり，（ｃ）が正答になる。
この問のように応力集中のある場合は，許容荷重から

問４

構造物の変形測定では三次元的な変形の測定が必求められた公称応力に応力集中係数を掛けたときの最大要な場合もある。次のうちで三次元物体の振動形の観応力が許容応力になるので注意してもらいたい。

察もできる測定方法を一つ選び，記号で答えよ。

NDT フラッシュ Vol.64,No.04 4/4（ａ）三次元光弾性法（ｂ）ホログラフィ干渉法（ｃ）スペックル法（ｄ）サーモグラフィ法

抵抗 120Ω，ゲージ率 1.96 のひずみゲージを長さ

問６10m の 2 線式リード線に接続し，1 ゲージ法の結線でひずみを測定したところ，1500×10－６が測定された。

正答

（ｂ）

構造物の弾性振動測定は固有振動数とこの振動数に対リード線 1m 当たりの抵抗値が 0.024Ω であった。このときの真のひずみの値を次のうちから一つ選び，記号応する振動形を求めることが目的である。しかし，振動で答えよ。

している三次元物体の面外変形である振動形を直接観察（ａ）1536×10－６（ｂ）1533×10－６することは容易でなかった。これに対して，ホログラフ（ｃ）1528×10－６（ｄ）1520×10－６ィ干渉法は振動による物体の変形前後の再生像を重ね合わせたときに生じる面外変形のしま模様から，三次元物体の場合でも振動形を直接観察することが可能である。
したがって，この問では（ｂ）が正答になる。

正答

（ａ）

ひずみゲージの抵抗 R，ゲージ率 K，リード線 1 本の抵抗 r とすると，2 線式リード線の場合の真のひずみ ε

なお，（ａ）の三次元光弾性法は三次元応力の解析法では測定されたひずみ εｍ から次の式で求められる。

あるが，静的な場合の解析法で，振動のような動的な場

ε ＝（ 2.00／K）×（1＋2r／R）× εｍ合への適用はできない。また，（ｃ）の平行レーザ光を物

ここでは 10m の 2 線式リード線に接続しているので，2r ＝ 2×0.024×10 ＝ 0.48Ω

体面に照射したときに生じる斑点模様を観察するスペックル法，及び（ｄ）の繰り返し荷重を受けた物体表面のになる。これと与えられた値を上の式に代入すると，断熱による温度変化を観察するサーモグラフィ法はいず

ε ＝（2.00／1.96）×（1＋0.48／120）×1500×10－６

れも面内変位（ひずみ）を求める方法で，物体の三次元＝ 1536×10－６の動的な変形を観察をするのは不可能である。になり，（ａ）が正答になる。

問５問７電気抵抗ひずみ測定法による衝撃ひずみの測定で抵抗 120Ω，ゲージ率 1.96 のひずみゲージを長さはひずみゲージの周波数特性が重要になる。次のうち10m のリード線により，1 ゲージ 3 線結線法でひずみからひずみゲージの応答周波数ついて述べた正しい記を測定したところ，1500×10－６ が測定された。リード

述を一つ選び，記号で答えよ。

線 1m 当たりの抵抗値が 0.024Ω であった。このときの（ａ）応答周波数は広く使用されているゲージ長 5mmのひずみゲージが最も高い。
（ｂ）応答周波数はゲージ長が長いひずみゲージほど高い。

真のひずみの値を次のうちから一つ選び，記号で答えよ。
（ａ）1536×10－６（ｂ）1533×10－６（ｃ）1528×10－６（ｄ）1520×10－６（ｃ）応答周波数はゲージ長が短いひずみゲージほど高い。
（ｄ）応答周波数はひずみゲージのゲージ長には関係なく一定である。

正答

（ｂ）

この問でもひずみゲージの抵抗 R，ゲージ率 K，リード線 1 本の抵抗 r とする。3 線結線法はリード線の抵抗の影響を小さくする手法である。この結線法ではリー正答（ｃ）

ド線 3 本のうちの 2 本分の抵抗は打ち消し合い，1 本分

衝撃ひずみの測定ではゲージ受感部の長さを波動が通の抵抗だけが関係することになるので，測定されたひず過するのに一定の時間がかかり，出力の立ち上がり時間

み εｍ から真のひずみ ε を求める式は次のようになる。

が必要になる。ゲージ受感部の長さを L，波動の伝ぱ速度を c とすると，立ち上がりに必要な時間は L／c になる。したがって，長さ L が短いほどこの時間が短くなり応答周波数は高くなるので，（ｃ）が正答になる。

ε ＝（2.00／K）×（1＋r／R）× εｍ
リード線抵抗は r ＝0.024×10＝ 0.24Ω になるので，
ε ＝（2.00／1.96）×（1＋0.24／120）×1500×10－６＝ 1533×10－６
したがって，この問では（ｂ）が正答になり，2 線式の場合とは違っているので注意してもらいたい。