NDT フラッシュ Vol.66 No.4

ＭＴレベル３1/4

二次パートＤ,Ｅ試験のポイントも高い。
（ｂ）パーライトはフェライトより飽和磁束密度が大きこれまで NDT フラッシュでは JIS Z 2305:2001 及び JISい。

Z 2305:2013 による資格試験について Vol.61 No.7,No.11（ｃ）オーステナイト以外は強磁性体である。

(2012)，Vol.62 No.2(2013)，Vol.63 No.2(2014)，Vol.64 No.2（ｄ）焼入れ材を焼戻すと，焼入れによって減少した保(2015)，Vol.65 No.2(2016)に， MT レベル 3 の二次試験の磁力が増大し残留磁束密度は減少する。

ポイントを解説した。今号ではパート D,E 試験問題の類
題についてポイント並びに注意等を解説する。

正答

（ｃ）

鉄鋼材料の主な組織としては，フェライト，パーライ《パート D》

ト，セメンタイト及びオーステナイトがある。オーステ

問１

円筒状の機械部品（材質 SS400，内径φ40mm，外ナイト以外は強磁性体である。パーライトはフェライト

径φ50mm）をφ35mm の貫通棒を用いた電流貫通法で直とセメンタイトとの混合組織であり，またこの中ではフ流磁化し,機械部品中の磁束密度を 1.0T にする場合，ェライトが最も透磁率が高い。鉄鋼材料の炭素量が増大

次の値はおおよそいくらになるか。それぞれ最も近い

すると，飽和磁束密度は直線的に減少する。これは炭素ものを一つ選び記号で答えよ。ただし，その場合の透量が増大すると共に組織のパーライトが増大するからで-4磁率μ = 6.28×10 (H/m)とする｡また貫通棒の中心軸ある。また焼入れ材を焼戻すと，焼入れによってオースは，機械部品の中心軸とほぼ一致しているものとする。

テナイトから変化したマルテンサイトがまた組織変化し(1) 磁界の強さ(A/m)て，焼入れによって減少した残留磁束密度は増大し保磁（ａ）160A/m （ｂ）238A/m（ｃ）1200A/m（ｄ）1590A/m

力は減少する。従って,（ａ）,（ｂ）,（ｄ）の記述は誤(2) そのときに必要な磁化電流値っており，（ｃ）の記述が正しい。

（ａ）150A（ｂ）200A（ｃ）250A（ｄ）500A(3) そのときの比透磁率 μｓ（ａ）50（ｂ）500

問３（ｃ）2000（ｄ）5000

次の文は，工程確認方式における磁化の確認方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。

正答 (1)（ｄ）(2)（ｃ）(3)（ｂ）（ａ）テスラメータを用いて試験体表面の空間の磁束密(1) 磁束密度 B と磁界の強さ H の関係は，B=μ H であるから，度を測定し，これから表面の磁界の強さを求め，

H=B/μ=1.0/6.28×10-4=1590(A/m)

試験体表面の磁束密度が磁粉探傷試験に必要な(2) 電流貫通法により円筒状試験体を磁化する際の電流
I と磁界の強さ H の関係は次式で表される。

I= 2πrH値になっていることを確認する。
（ｂ）試験体の最も検出しにくい位置に，微細なきずのある対比試験片タイプ 1 を貼り付けて試験する。

これに，H=1590(A/m),r=0.025(m)を代入する。
I＝2πrH =2π×0.025×1590=250(A)（ｃ）シム試験片を使用して，その人工きずが検出され(3) 比透磁率 μs は，μ= μ0 μs であるから，-4μs =μ/μ0 =6.28×10 /4π×10-7ることで磁化の確認を行う。
（ｄ）中央部に大きな自然きずをもつ試験体を，算出し3=(6.28/4π)×10 = 500た電流値で試験し，磁化の確認を行う。

この例題は，磁粉探傷試験に関する基本的な問題であり，電流貫通法や軸通電法だけでなく，コイル法や無端ソレノイドの場合でも磁化電流値や磁界の強さ及び磁束密度等が計算できるようにしておいて欲しい。

正答

（ａ）

磁粉探傷試験において，試験部位が適切に磁化されていることの確認が重要である。工程確認方式における磁化の確認方法について，JIS 規格では，一つ又は二つ以

問２

次の文は，鉄鋼材料の磁気特性について述べたも上の方法を用いて，試験体表面の磁束密度が磁粉探傷試のである。正しいものを一つ選び記号で答えよ。

験に必要な値になっていることを確認する。最も検出し（ａ）フェライト，パーライト，セメンタイト及びオーにくい位置に，微細な自然きず又は人工きずをもつ試験

ステナイトの中ではセメンタイトの透磁率が最体を試験し確認する。又は確立された原理に基づいた他NDT フラッシュ Vol.66 No.4

2/4の方法を使用して，磁化の確認を行う。ただし，シム試

プロッド法においては，接触を考慮して鉛接触パッド

験片は試験体表面の磁束密度の評価には十分でないとさや亜鉛メッキをしたプロッドを使用する場合があるが，れている。対比試験片タイプ 1 は検出媒体の試験に用いスパークしたときにこれらが金属蒸気になり安全衛生上，る。従って，正答は（ａ）である。

考慮が必要な場合及び，母材に溶け込み，脆化割れ発生の起点となる場合等があるため，JIS 規格では鉛はよく

問４次の文は，鋼の熱処理と磁気特性の関係，及びき換気された状態でのみ使用できる。スパークによる損傷ずからの漏洩磁束密度の大きさについて述べたもので及び過度の加熱部位は，きずとみなす。試験範囲は，両ある。正しいものを一つ選び記号で答えよ。

プロッドの中心を結ぶ線を中心線とする d×0.5d（d はプ（ａ）焼きなまし材では炭素含有量が多いほど飽和磁束密度は小さくなる。
（ｂ）焼入れ材では炭素含有量が多いほど残留磁束密度は大きくなる。
（ｃ）焼きなまし材では炭素含有量が多いほど残留磁束ロッド間距離）の長方形の内側であり，各プロッド電極の周辺から 25mm の範囲は不感帯を考慮し試験範囲から除外する。磁化電流値を求めるための計算式は，プロッド間隔が 200mm 以下の場合に適用する。従って，（ａ）,（ｂ）,（ｃ）は誤っており，正答は（ｄ）である。

密度は大きくなる。
（ｄ）同じ鋼種の焼きなまし材と焼入れ材を，同一の磁問６ 次の文は，交流極間法における磁化器と磁化につい束密度(1.4T)になるように磁化すると，同じ大きて述べたものである。正しいものを一つ選び，記号でさのきずからの漏洩磁束密度は両者ともほぼ同じ答えよ。になる。

（ａ）励磁電圧が一定の場合，エアギャップが増加する（ａ）（ｂ）試験体の表面に作用している磁界の強さは，表面と磁気抵抗が増加するため，励磁電流は減少する。
正答

焼きなまし材では，炭素含有量が多いほど飽和磁束密近くのリフトオフの異なる 2 点（又は 3 点）にお度は小さくなる。焼入れ材では，炭素含有量が多いほどける空間の磁束密度の表面に平行な成分を測定し，飽和磁束密度は小さくなり，残留磁束密度は小さくなる。

それを試験体表面の値に外挿することによって求同じ鋼種の焼きなまし材と焼入れ材を同一の磁束密度めることができる。

(ここではほぼ飽和磁束密度)になるように磁化した場合，（ｃ）磁気回路として考えると，励磁電流 I(A)，磁束同じ大きさのきずからの漏洩磁束密度は，透磁率の低い

Φ(Wb)，コイルの巻数 N (回)及びインダクタンス焼入れ材の方が大きくなる。従って （ｂ）,（ｃ），（ｄ）

L（H）の間には，NI＝LΦ の関係が成り立つ。

は誤っており，正答は（ａ）である。

（ｄ）磁化器の大きさ（磁極間距離）が変化しても，試験体表面の磁束密度の分布にはほとんど差は生じ《パート E》
問５ない。

次の文は，工程確認方式によるプロッド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。
（ａ）試験面との接触を考慮し，鉛パッドを装着したプロッドを用いる。
（ｂ）各プロッド電極の周辺から 20mm の範囲を試験範囲から除外する。
（ｃ）合否判定に際し，プロッドによる過度の加熱部位は，割れがなければきずと見なす必要はない。
（ｄ）磁化電流値を求めるための計算式は，プロッド間正答（ｂ）

エアギャップによる磁気抵抗が増加すると励磁電流は増加する。試験体の表面に作用している磁界の強さは，（ｂ）のようにして求める。磁気回路は，NΦ＝LI の関係がある。磁化器の大きさ(磁極間距離及び/又は磁極断面積)が変化すると，磁路の磁気抵抗が変わるために，試験体表面の磁束密度の分布は変化するので，探傷の際にはその傾向を把握した上で探傷有効範囲の確認が重要である。従って，正答は（ｂ）である。

隔が 200mm 以下の場合に適用できる。
本解説を参考に，実体験，講習会などの機会を設けて，正答（ｄ）

極間法以外の経験を積み，より理解を深めて頂きたい。

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ＵＴレベル２

3/4

専門試験のポイント

れて現れるエコーを［３］と呼んでいるが，その位置は，丸棒鋼の直径を D とすれば［４］と 1.67D の距離になる

UT レベル 2 の専門試験問題は，過去に数回機関誌でので，計算によって確かめることができる。

紹介した経緯がある。今回解説する問題と共に，過去の記事も参考にして戴きたい。

［解答群］［１］（ａ）接触面

問１

次の文は，超音波探傷の試験片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。

（ｃ）側面［２］（ａ）接触面（ｃ）減衰（ａ）標準試験片に加工されている標準穴は，感度調整［３］（ａ）側面エコー（ｃ）きずエコーなどを行うときの標準反射源として用いる。
（ｂ）標準試験片に加工されている標準穴は，任意の穴（ｂ）周波数（ｄ）くさび内エコー（ｂ）指向角（ｄ）くさび内エコー（ｂ）林状エコー（ｄ）円柱面エコー［４］（ａ）0.76D（ｂ）1.12D（ｃ）1.30D（ｄ）1.50D径に加工することができる。
（ｃ）標準試験片は表面が平滑であるので，接触媒質に水，油及びグリセリンのどれを用いてもエコー高さはあまり変わらない。
（ｄ）対比試験片 RB-E は，二振動子垂直探触子の特性測定に使用される。

正答［１］（ａ），［２］（ｂ），［３］（ｄ），［４］（ｃ）

丸棒鋼を円柱面から垂直探傷した場合は，探触子と試験体との接触面は線接触となり，あたかも幅の狭い振動子の探触子から超音波が入射されているような状態となり，指向角は大きくなる。このため丸棒鋼を探傷すると，底面エコーのみならず，丸棒鋼内を超音波ビームが三角正答（ｂ）形に伝搬する。このとき，すべて縦波で正三角形に伝搬標準試験片は，JIS Z 2345 や各規格で規定されているした場合は，丸棒鋼の直径 D に対して 1.30 倍のビーム路試験片で，外形寸法や標準穴の寸法が定められており，程となり，また，一部が縦波→横波→縦波にモード変換変更することはできない。標準試験片は，探傷装置の性して二等辺三角形に伝搬した場合は， 1.67 倍のビーム能測定や，探傷感度の調整に用いられる。標準試験片の路程となる。

表面は，表面粗さが Rz12.5μm 以内に仕上げられており，接触媒質の種類が変わっても感度への変化はあまりない。

問３ 次の文は，9％Ni 鋼溶接部の超音波探傷試験に使用

しかし，一般的には，グリセリンやグリセリンペーストする横波斜角探触子の作製につい て述べた もので あは吸湿性があり，錆の発生を防止するため，標準試験片る。文中の［１］，［２］に適する数値を解答群からにはマシン油を用いる。対比試験片 RB－E は，主に二振それぞれ一つ選び，記号で答えよ。

動子探触子の距離振幅特性を測定するために用いられる，3 本で 1 セットとなった階段状の試験片である。

鋼 材 中 に 横 波 だ け を 伝 搬 さ せ る た め に は ，斜 角 探 触子 の 入 射 角 α が［１］度以上となるようにく さ び を

問２ 次の文は，丸棒鋼の垂直探傷について述べたものである。文中の［１］～［４］に適する語句を解答群か作 製 すればよい。また，屈折角を 70 度にする場合は，入射角 αを ［２］度にすればよい。

らそれぞれ一つ選び，記号で答えよ。
ただし ，9％Ni 鋼の縦波音速は 5800ｍ/ｓ，横波音速は
丸棒鋼を円柱面から垂直探傷する場合には，探触子の［１］3110ｍ/ｓ，くさびの縦波音速は 2730ｍ/ｓ ，横波音速が小さくなり，そのため［２］が大きくなって，底面以は 1430ｍ/ｓとする。

外で反射した超音波も探触子に戻ってきてエコーとなり，きずと判別しにくいことがある。このような B1 より遅NDT フラッシュ Vol.66,No.44/4［解答群］［１］（ａ）25（ｂ）27（ｃ）29（ｄ）31［２］（ａ）56（ｂ）61（ｃ）67（ｄ）72

正答［１］（ｃ），［２］（ａ）

これは，スネルの法則に関する問題である。鋼材中に横波のみを入射させるには，入射角が縦波の臨界角（縦波の屈折角が 90 度）を超える必要がある。また，横波の屈折角が 70 度になるためには，下式のスネルの法則

図１により計算し入射角を求める。

sinα sin 90 sinθ 5800 3110
α1  sin 1 (sin 90 2730)  28.1 °5800

α2  sin 1 (sin 70 2730)  55.6 °3110

縦波が臨界角を超えるのは，入射角を 29 度以上にする必要がある。また，横波の屈折角を 70 度にする場合は，入射角をほぼ 56 度にする必要がある。

図２
正答（ｂ）

きず指示長さを測定する場合，M 検出レベルであれ

問４ 板厚 19 mm の鋼突合せ溶接部を JIS Z 3060 によっ

ばきずエコーの高さが M 線を超えるものが対象となて超音波探傷するため， 5Z10×10A70 の斜角探触子をる。測定範囲が 125mm で「ビーム路程が 40.0mm の位用いて STB-A2 により探傷感度を調整し，検出レベル置にエコー高さが 70%のきずエコー高さが検出されを M 検出レベルに選定して探傷したところ，ビーム路た。」とあるので，表示器上の横軸 16 目盛の位置にエ程が 40.0 mm の位置にエコー高さが 70％のきずエコーが検出された。
このきずの左右走査グラフは図 1，エコー高さ区分
線は図 2 のとおりである。この場合，きずの分類に必コーが検出されたことになる。この場合，検出レベルは 50%であり，左側の山のみが評価の対象となる。また，この位置でのきず指示長さを測定するエコー高さ

要なきずの指示長さはいくらになるか。ただし，測定

区分線 L 線の高さは，25%である。（M 検出レベルで範囲は 125 mm である。最も近い数値を解答群から一あっても，きず指示長さの測定には L 線を用いる。）

つ選び，記号で答えよ。

図 1 の左右走査グラフから 25%を超える高さの範囲を求めると，左側は 112mm，右側は 142mm となりその（ a ） 15（単位 mm）（ b ） 30（ ｃ ） 37（ ｄ ） 55

差 30mm が指示長さである。また，L 検出レベルの場合は，両方の山が対象となる。きずときずの間隔も長い方より短いため，間隔を含め 55mm(167－112mm)がきず指示長さとなる。