ＵＴレベル１

実技試験の注意点答えよ。

“レベル１二次試験における斜角探傷の走査範囲”（ａ）STB-N1 の厚さは 25 mm である。

斜角探傷試験の課題は溶接ビード余盛部を削除した仮（ｂ）STB-N1 の寸法は厚さ 20 mm，幅が 80 mm である。

想溶接試験体によって実施される。JIS Z 3060「鋼溶接部（ｃ）STB-N1 には φ5.6 mm のドリル横穴が加工されている。の超音波探傷試験方法」で規定する探傷範囲は，直射法及び一回反射法の範囲である。したがって，探傷条件と（ｄ）STB-N1 の標準穴は φ1.0 mm から 5.6 mm までの6 種類が 1 セットである。

しては直射法又は一回反射法のいずれか，あるいは両方が指定されるので，指定された方法で探傷しなければならない。このため，受験者はいずれの探傷方法にも対応できるよう，訓練しておくことをお勧めする。

正答

（ａ）

過去の NDT フラッシュを見ると，毎回 STB-N1 に関する問題が紹介されている。

ＵＴレベル１

一次一般試験問題のポイント

試験片サイズは 100 mm×100 mm，厚さ 25 mm で探傷面から 15 mm の深さにφ5.6 mm の平底穴があることをUT レベル１一次試験の一般問題は，探傷技術者に必覚えておかねばならない。

要な超音波探傷の基礎問題，超音波探傷装置と試験片に関する問題を含めて 40 問程度出題される。
UT レベル 1 一般試験問題のポイントは，機関誌「非破壊検査」の 2005 年 2 月号，2006 年 4 月号，及び 2009年 4 月号の本欄で紹介した。今回は，最近の試験で比較問３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）斜角探触子の公称屈折角は，探傷開始前に測定しなければならない。

的正答率の低かった問題の類題について解説を行う。以前の分と併せて今後の参考としていただきたい。

次の文は，斜角探触子の性能の表示及び点検につ（ｂ）斜角探触子の入射点は，使用しているうちに変化するものである。

問１

次の文は，超音波について述べたものである。正（ｃ）斜角探触子の入射点は，製造時の入射点から変化することはない。

しいものを一つ選び，記号で答えよ。
（ａ）横波とは，媒質モデルを構成する粒子の振動方向（ｄ）斜角探触子には，STB 屈折角が表示されている。と波の進行方向とが平行な波のことである。
（ｂ）縦波が横波にモード変換するときは，振動形式が変わるだけで音速は変わらない。
（ｃ）媒質中を伝搬する縦波の音速は，周波数によって変化する。
（ｄ）できるだけ小さなきずまで検出するためには，波正答

正答

（ｂ）

斜角探触子に刻まれている角度は公称屈折角を示す。
探傷に先立ち，STB-A1 又は STB-A3 形系標準試験片を用いて STB 屈折角を用いる。使用中の摩耗や温度変化により入射点や屈折角が変化する。JIS Z 3060 では，探傷長の短い超音波を用いる。

作業中，4 時間以内の確認が規定されている。

（ｄ）

問４

縦波は媒質モデルを構成する粒子の振動方向が波の振動方向と平行な波で，横波は粒子の振動と波の進行方向

次の文は，表示器付き超音波厚さ計が製造された目的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。とが垂直な波である。媒質中を伝搬する波の音速は，波（ａ）デジタル表示と基本表示のモニター図形の双方か動の様式によって変化する。なお，同一媒質中を伝搬す

ら，超音波厚さ計の故障をチェックする。

る波の音速は周波数による変化はない。小さなきずの検（ｂ）デジタル表示とモニター図形のどちらかが故障し出能は，周波数が高く波長が小さくなるほど向上する。ても，他の一方で厚さ測定を続行できる。
（ｃ）モニター図形の観察で，厚さ測定の支障となる妨

問２

次の文は，超音波探傷用標準試験片 STB-N1 について述べたものである。正しいものを一つ選び，記号で害エコーの有無を確認することができる。
（ｄ）モニター図形の観察で，測定面と裏面の凹凸を正正答確に知ることができる。

波音速は 5900 m/s とする。

（ｃ）

［解答群］

JIS Z 2355「超音波パルス反射法による厚さ測定法」に［ １ ］（ａ）ポリマー（ｃ）チタン酸バリウム

規定する厚さ計には，測定値をデジタル値で表示するはん用超音波厚さ計と特定機能厚さ計がある。後者の一つ（ｂ）ジルコンチタン酸鉛［ ２ ］（ａ）0.12（ｄ）圧電磁器（ｂ）0.96 （ｃ）1.18 （ｄ）2.95

である表示器付き超音波厚さ計は，はん用超音波厚さ計に基本表示の A スコープモニターを付加したものである。

正答［ 1 ］（ｄ） ，［ ２ ］(ｃ)特徴として，はん用超音波厚さ計と同じ方法で厚さ測定

JIS Z 2350「超音波探触子の性能測定方法」の規定では，ができると共に，材料内部のきずや腐食部，異常厚さの振動子材料の表示方法として，ジルコンチタン酸鉛系磁表示の判定に使用することができる。

器は先頭の公称周波数の次に“Z”の記号を付し，Z 以外

超音波探傷レベル１の一次試験では，超音波厚さ測定の圧電磁器は“C”を表示するとしている。

に関する問題が出題されているようである。

波長（ λ ）=（音速 (ｃ) ／周波数 ( f )）で求められる。

問５

問７

次の図は，測定範囲を 200 mm とし，5C20N を用い次の文中の ［ ３ ］～［ ８ ］に適するものを解て STB-G V15-4 を 20％に調整したときの探傷図形を表答群からそれぞれ一つ選び，記号で答えよ。

している。正しいものを一つ選び，記号で答えよ。

斜角探傷の測定範囲を 200 mm に調整したい。STB-A1の［ ３ ］の部分を使用し，1 回目のエコーに［ ４ ］を合わせ，2 回目のエコーに［ ５ ］を合わせる。両者のビーム路程が，各々［ ６ ］mm と［ ７ ］mm の間になるよう調整する。その差は［ ８ ］mm である。
［解答群］
［ ３ ］(ａ) R100(ｂ) φ1.5 (ｃ) φ50［ ４ ］(ａ)ゲート１(ｃ)ゲート 1 と 2［ ５ ］(ａ)ゲート１(ｃ)ゲート 1 と 2正答(ｄ)コーナー(ｂ)ゲート 2(ｄ)ゲート 1 とゲート 2 の間(ｂ)ゲート 2(ｄ)ゲート 1 とゲート 2 の間

［ ６ ］(ａ) 50(ｂ) 100(ｃ) 150(ｄ)200［ ７ ］(ａ) 50(ｂ) 100(ｃ) 150(ｄ)200［ ８ ］(ａ) 50(ｂ) 100(ｃ) 150(ｄ)200(ｄ)この問題は，STB-G V15-4 の全長及び探傷面からきずまでの距離を理解していないと解けない問題である。ま正答［ ３ ］（ａ），［ ４ ］（ａ），［ ５ ］（ｂ），［ ６ ］（ｂ），［ ７ ］（ｄ），［ ８ ］（ｂ）

た，A スコープ表示器の横軸の距離を読み取る能力が試

斜角探傷試験で測定範囲の調整には STB-A1 のスリッされている。この問題に限らず，超音波探傷試験に使用

ト付近に探触子を置き，前後走査から入射点を求める。

される STB の形状，寸法，標準きずのサイズや位置を整デジタル探傷器では，この位置で R100 からの 1 回目の理しておくことが重要である。

エコーにゲート 1 を，2 回目の繰返しエコーにゲート 2に掛けて，各々のエコーのビーム路程差が 100 mm とな

問６次の文は，超音波探触子について述べたものであるように音速を調整する。両者のビーム路程差が 100mmる。文中の［ １ ］，［ ２ ］に適する語句を解答群かとなったところで，パルス位置調整キー（JSNDI 仕様のらそれぞれ一つ選び，記号で答えよ。

探傷器では“ゼロ点調整”つまみ）を用いて 1 回目のエ

5C20N の探触子は，振動子材料が［ １ ］で，鋼中縦コーがビーム路程 100 mm になるよう調整する。この操波の波長 λ は約 ［ ２ ］mm である。ただし，鋼中の縦作で探触子の入射点位置は表示器のゼロ点となる。

問 1 と問 3 に誤植がありました。問１の正答（誤）（ｂ）→（正）（ａ）,問３の正答（誤）（ａ）→（正）（ｃ）です。お詫びして訂正致します。（2011 年 9 月）

ＥＴレベル２ 一次専門試験問題のポイント

しかし，この電磁気エネルギーは距離の減衰が大きい
ことから，実用的には管径の 2 倍程度とされる場合が多非破壊試験技術者レベル 2 一次の専門試験は，渦電流い。また試験周波数も大切な要素でリモートフィールド

探傷試験に関連した専門知識を問うための問題が出題さ

磁場を発現させるためには，管壁を十分に通過するにはれる。一部の問題で正答率の低いものが見受けられる。

低い周波数が必要であり数十 Hz～数百 Hz が実用的なここでは最近の試験問題に類似した例題によりポイント範囲となる。

を解説する。
問２
問１

次の文は，リモートフィールド渦電流探傷試験法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。

JIS G 0568「鋼の貫通コイル法による渦流探傷試

験方法」における試験コイルの表示で”MB－30－36”とあれば 30 及び 36 の数値はそれぞれ何を表すか。次のうちから正しいものを一つ選び記号で答えよ。

（ａ）磁性体配管を磁気飽和させずに探傷できる。

（ａ）ボビン内径及び検出コイル平均径。

（ｂ）非磁性体配管の保守検査法として開発された試験（ｂ）ボビン内径及び励磁コイル平均径。

法である。
（ｃ）管内部の励磁コイルから管径の約 4 倍程度離れた（ｃ）検出コイル内径及び検出コイル平均径。
（ｄ）検出コイル平均径及び励磁コイル平均径。

位置に検出コイルを置いて探傷する方法である。
（ｄ）励磁コイルには数十～数百 kHz 程度の励磁電流を流す。

正答

（ａ）

試験コイルの表示方法は規格で定義されているので憶えておきたい。最初の記号は試験コイルの形式であり S:正答（ｂ）→（ａ）

自己誘導形，M：相互誘導形である。2 番目の記号は試

磁性管の保守検査に内挿コイルによる渦電流探傷法を

験コイルの方式で B:自己比較方式，A:標準比較方式であ用いる場合は，試験体の透磁率の不均一さによる磁気ノる。3 番目の記号は貫通穴の径（ボビン内径）であり，4イズを抑制するために磁気飽和が必要である。薄肉管で番目は試験コイル巻線の平均直径を表す。相互誘導形では電磁石や永久磁石による磁気飽和用の磁化器を内蔵しは試験コイル巻線とは 2 次巻線（検出コイル）であるた

た内挿コイルが用いられるが，厚肉管では十分な磁化力め注意して憶えておきたい。

が得られず内挿コイルの適用が出来ない場合がある。これを解決すべく磁気飽和なしで磁性管の検査を目的として開発された試験方法がリモートフィールド法である。

問３次の文は，回転プローブの特徴について述べたものである。誤っているものを一つ選び，記号で答えよ。

リモートフィールド法は図１に示すように励磁コイルか（ａ）検出感度は高いが探傷速度が遅い。

ら管径の約 2 倍以上離れた位置に検出素子を置くことで，（ｂ）軸方向に長いきずの場合，ある程度きずの長さを管壁を通過して再び管内部に通過した電磁気エネルギー（リモートフィールド磁場）を検出することを構造的な求めることができる。
（ｃ）回転プローブの特徴として，リフトオフの補正を特徴としており，きずの内外位置に関わらずきず深さを位相変化として検出できる特徴がある。

考えなくてよい。
（ｄ）試験体を回転させて行う場合と試験コイルを回転させて探傷を行う場合がある。
正答（ａ）→（ｃ）

回転プローブは試験体の周りに上置コイルを走査させて探傷する方法であり，図２に示すようなコイルを回転させる方法と試験体を回転させる方法がある。用いられる上置プローブは小型であるため，作用する渦電流の範囲も小さくきずに対する検出感度が高いのが特徴である。
図１

リモートフィールド渦電流試験

しかし，試験コイルあるいは試験体を高速に回転させる

問 1 と問 3 に誤植がありました。問１の正答（誤）（ｂ）→（正）（ａ）,問３の正答（誤）（ａ）→（正）（ｃ）です。お詫びして訂正致します。（2011 年 9 月）

機構が難しく，試験コイルを回転させる場合でも 10,000（ｂ）ドリル穴

rpm 程度が限界であることから，試験体全面の検査には（ｃ）V ノッチ

探傷速度を低下せざるを得ない。一方，比較対象となる（ｄ）角溝又はドリル穴

貫通コイルは回転機構部もなく，コイル内側の全周検査が可能であることから高速検査が可能であり，線材などでは 100 m/s を超える速度での探傷が行われている。

正答（ｄ）

JIS Z 2315 は貫通コイルを用いる装置の総合性能を求きずが長い場合にはプローブの回転毎に同角度位置にめる規格であり，検出力としての S/N の測定方法及び表連続してきず信号が得られるため，信号の出現回数から示方法を示している。総合性能であることから，対比試

きず長さの同定が可能になり，これを活用したきず種の験体を用いた試験が行われ，用いる人工きずは JIS G判別も行われる場合もある。

0568「鋼の貫通コイル法による渦流探傷試験方法」と同

回転プローブは上置コイルと試験コイルは同じであるじである。したがって，（ｄ）の「角溝又はドリル穴」がことから，リフトオフによるきず検出感度の変化は大き正答となる。このような規格に関する問題，関連する規く，装置の芯出しは重要な項目である。そのため図３に格と併せて憶えておくことが必要になる。

示すような自動プローブ位置調整機構を有する探傷装置も実用化されている。

渦電流探傷装置の性能測定方法としては JIS Z 2314
「渦流探傷器の性能測定方法」がある。こちらは JIS Z
2315 とは異なり，探傷器単体に対して性能測定方法であり，測定項目は周波数角度，位相角直線性，増幅直線性，フィルター特性及び応答測定である。この測定は試験コイルならびに対比試験片は使用しないので，混同しないように気をつけたい。
問５

次の文は，電磁誘導法による膜厚測定時の注意事項について述べたものである。正しいものを一つ選び，図２

回転プローブコイルによる表面きずの検出記号で答えよ。
（ａ）試験体の端部で測定する。
（ｂ）表皮深さに比べて十分薄い試験体とする。
（ｃ）試験体と試験コイルが密着するようにする。
（ｄ）測定装置のウォームアップは不要である。
正答（ｃ）

電磁誘導法への影響因子を極力排除することを考えればよい。すなわち端部効果を抑制するためにできるだけ試験体の中央部で測定し，リフトオフ効果を抑制するために試験コイルと試験体の距離が一定となるように密着させ，表皮深さの影響が出ないように表皮深さより十分に厚い試験体を用いることである。装置のウォームアッ
プは膜厚測定に限らず測定器の使用上での必須事項である。

図３

回転プローブでの自動プローブ位置調整装置例

問４

次のうち，JIS Z 2315「渦流探傷装置の総合性能以上，正答率の低い問題について解説を行った。憶えの測定方法」に規定されている対比試験片の人工きずなければならないことも多いが，その理由はもちろんのはどれか。正しいものを一つ選び，記号で答えよ。

こと，背景となる事項も一緒に勉強しておけば憶えやす（ａ）角溝いだろう。

ＳＭレベル２

一次専門試験問題のポイント

R3，R4 で構成されたホイートストンブリッジ回路である。この図の AB 間の電気抵抗を次のうちから一つ選び，ここでは，SM（ひずみ測定）レベル 2 の一次専門試験

記号で答えよ。

で，とくに数値計算をともなう問題例を取り上げ，解答に当たってのポイントを解説する。

問１

比抵抗が 1.7×10－6 Ω･cm，直径が 0.6 mm のリード線用銅線の長さ 3 m の電気抵抗を次のうちから一つ選び，記号で答えよ。
（ａ）36×10－4 Ω（ｃ）24×10

正答－4（ｂ）30×10－4 ΩΩ（ｄ）18×10－4Ω（ａ）240 Ω（ｂ）120 Ω（ｃ） 90 Ω（ｄ） 60 Ω

正答（ｄ）（ｃ）

金属線の電気抵抗は長さに比例し，断面積に反比例す

この回路の AB 間の抵抗は，120 Ω の抵抗 R1 と 120 Ωる。すなわち，この銅線の比抵抗を ρ，長さを L，断面の抵抗 R2，R3，R4 を直列に接続したものをさらに並列に積を A とすると，電気抵抗 R は次の式で与えられる。

接続した場合の合成抵抗になる。この合成抵抗を R とす

R ＝ρ・L／A

ると，1／R ＝1／120＋1／（120＋120＋120）＝4／360

直径が 0.6 mm の銅線の断面積は，2A ＝ (0.6／2) ×3.14＝0.283 mmになるので，ρ＝1.7×10－72になる。したがって
3Ω･mm，L ＝3×10 mm として上の式に代入すると，－7R＝360／4＝90 Ωになり，（ｃ）が正答になる。

3R ＝（1.7×10 ×3×10 ）／0.283 = 18×10－4Ωになり，（ｄ）が正答になる。

問４下の図のような抵抗 120 Ω のひずみゲージ 2 枚と抵抗 120 Ω の 2 個の固定抵抗で 2 ゲージ法のホイート
問２

抵抗が 120 Ω，ゲージ率が 2.00 のひずみゲージストンブリッジ回路を組んだ。この回路の電源電圧ががひずみを受け，抵抗が 0.6 Ω 変化した。このときの3 V のとき，1 枚のひずみゲージに流れる電流を次のうひずみを次のうちから一つ選び，記号で答えよ

ちから一つ選び，記号で答えよ。

（ａ）1250×10－6（ｂ）2500×10（ｃ）5000×10－6（ｄ）7500×10－6

正答－6（ｂ）

電気抵抗ひずみ測定法はひずみゲージがひずみを受けたときの抵抗変化を利用した方法である。とくに，この場合のひずみは抵抗変化に比例する。すなわち，このひずみゲージの抵抗を R，抵抗変化を△R とすると，ひず（ａ）12.5 mA（ｂ）24.0 mA

み ε は次のように表される。

（ｃ）0.125 A（ｄ）0.245 A

ε ＝1／K・△R／R
ここで，K はゲージ率と言われている定数である。

正答

（ａ）

したがって，この式に与えられた値を代入すると，

このホイートストンブリッジ回路は，2 枚のひずみゲ－6ージを直列に接続した抵抗と 2 個の固定抵抗を直列に接ε ＝(1／2.00)×(0.6／120)＝0.0025＝2500×10になり，（ｂ）が正答になる。

続した抵抗がさらに並列に接続された回路である。したがって，2 枚のひずみゲージが接続された部分の両端の問３

次の図は電気抵抗 120 Ω のひずみゲージ R1，R2，抵抗を R とすると,

R ＝120＋120＝240 Ωになり，（ｄ）が正答になる。になる。また，直列に接続されているので，この 2 枚のひずみゲージに流れる電流は同じである。この電流を I

問７

1 m 当たりの抵抗が 0.024 Ω，長さが 10 m のリ

電源電圧を E とすると，オームの法則により，ード線を使用し，1 ゲージ 3 線結線法でひずみ測定を

I ＝E ／R ＝3／240＝0.0125 A＝12.5 mA実施した。使用したひずみゲージの抵抗は 120 Ω であった。この測定ではリード線の抵抗に対する補正が必になり，（ａ）が正答になる。

要であるが，この場合の補正係数を次のうちから一つ
問５

ゲージ率 100 の半導体ひずみゲージにより，1 ゲ選び，記号で答えよ。

ージ法で，電源電圧が 2.5 V のホイートストンブリッ（ａ）1.002（ｂ）1.006

ジ回路を組み，衝撃ひずみの測定をした。この測定で（ｃ）1.012（ｄ）1.024

振幅が 20 mV を示す波形をブラウン管オシロスコープで観察した。この振幅のところのひずみを次のうちか（ａ）120×10（ｃ）320×10－6（ａ）

使用したひずみゲージの抵抗を R，リード線の抵抗をら一つ選び，記号で答えよ。
－6正答（ｂ）280×10－6r とすると 1 ゲージ 3 線結線法の場合はリード線の抵抗（ｄ）450×10－6による補正係数が（1＋r／R）で与えられる。ここでは10 m のリード線を使用しているので，正答

r ＝0.024×10＝0.24 Ω（ｃ）

1 ゲージ法のホイートストンブリッジ回路の出力電圧である。したがって，このときの補正係数は

e とひずみ ε の関係は，使用したひずみゲージのゲージ

1＋(0.24／120)＝1.002

率を K，回路の電源電圧 E とすると，になり，（ａ）が正答になる。

e＝1／4・KεE
問８で与えられる。したがって，
ε＝4e／KE ＝(4×0.02)／(100×2.5)＝320×10－6になり，（ｃ）が正答になる。

変換器の受感部にゲージ率が 2.00 のひずみゲー

ジを使用した。定格出力が 8000×10－6 のとき，変換器のホイートストンブリッジ回路の電源電圧 1 V 当たりの出力電圧を次のうちから一つ選び，記号で答えよ。

ゲージ率が 1.98 のひずみゲージによりゲージ率（ａ）3 mV／V（ｂ）4 mV／Vが 2.00 に設定されたデジタル式静ひずみ測定器でひ（ｃ）5 mV／V（ｄ）6 mV／V

問６ずみを測定したところ，1520×10－6の値がプリントアウトされた。このときの正確なひずみを次のうちから（ａ）1500×10（ｃ）1520×10－6（ｂ）

ゲージ率が K のひずみゲージを使用した受感部を持つ一つ選び，記号で答えよ。
－6正答（ｂ）1505×10－6変換器のホイートストンブリッジ回路の電源電圧と出力（ｄ）1535×10－6電圧の比 e／E， と定格出力（等価ひずみ）εe の関係は次のようになる。

正答e／E ＝1／4・Kεe（ｄ）

ひずみ測定器のゲージ率が 2.00 に設定されている場
合，一般にはひずみゲージのゲージ率が 2.00 とは多少違っているので，正確なひずみを求めるためには測定器でこの問では E = 1 V 当たりの出力 e であるので，e ＝1／4×(2.00×8000×10－6)＝0.004 V／Vすなわち，4 mV／V になり，（ｂ）が正答になる。

出力されたひずみの値を補正する必要がある。この補正は，測定器のゲージ率を Km，ひずみゲージのゲージ率をひずみ測定では，計算をともなう問題が必ず出題され，Kg とすると，正確なひずみ ε はプリントアウトされた値

とくに測定結果から正確な値を求めるような計算は二次に Km／Kg なる補正係数をかけて求められる。したがっの実技試験でも行われている。このため，参考書で示さて，ここではれている計算式を用いて，桁や単位を間違えずに計算で－6ε＝(2.00／1.98)×1520×10 ＝1535×10－6きるよう心得ておくことが必要である。