ＵＴレベル２

一次一般試験問題のポイント変わるので，試験体の温度変化に注意する必要がある。

一次試験の一般問題は 40 問以上出題され，四者択一形(ｂ)一般の斜角探触子の振動子は横波を発生し，試験体式により正しいもの，又は誤っているものを選ぶ形式と，中に伝搬する。この横波の探触子は一般に SV 波探触一つの文章問題の中に 2～5 問が設けられ，それぞれに四者択一形式の解答が示されている形式の問題がある。
レベル 2 の一般試験問題解説は過去 2 回行われ，2004
年 10 月号及び 2006 年 5 月号の本欄で紹介した経緯があ子と呼ばれている。
(ｃ)可変角探触子で入射角を変えると，試験体中に横波及び縦波を斜めに伝搬させることができる。また，表面波探触子としても使用できる。
(ｄ)オーステナイト系ステンレス鋼（SUS 304）溶接部のる。
今回は最近出題された問題の中から，特に正答率の低かった探傷装置に関する問題や探傷規格に関する問題を探傷には主に縦波斜角探触子が用いられ，探傷法は直射法のみに限定される。

取り上げ，JSNDI 発行の「超音波探傷試験問題集 2002」の参考書を基に理解を深めて頂きたい点を解説した。

正答(ｂ)
媒質中を通過する超音波の音速は，温度により変化す

次の文は，斜角探傷における屈折角について述べる。媒質 1 から媒質 2 への超音波の入射角・屈折角はスたものである。正しいものを一つ選び，記号で答えよ。

ネルの法則に従う。媒質 2 が鋼の場合，10℃変化すると(ａ)探傷屈折角とは，Ａ1 形又はＡ3 形系の標準試験片を屈折角は 1 度程度変化する。

問１

用いて測定した屈折角のことである。

一般の斜角探触子の振動子は縦波を発生し，試験体に(ｂ)探傷屈折角とは，試験体又は試験体から切り出した縦波臨界角以上の角度で試験体に入射させると，モード対比試験片を用いて，探傷方向においてＶ透過法に変換により試験体中には SV 波と呼ばれる横波が伝搬すよって測定した屈折角のことをいう。

るように設計されている。したがって，(ｂ)の記述は誤(ｃ)STB 屈折角とは，試験体又は試験体から切り出した対比試験片を用いて，探傷方向と同じ方向で測定した屈折角のことをいう。

りである。また，振動子が剪断方向に振動して振動子から横波を発生する波を SH 波という。
可変角探触子を用いて縦波臨界角以内で材料中に超音(ｄ)STB 屈折角度差とは，公称屈折角とＡ1 形又はＡ3 形

波を入射させると，縦波と横波を伝搬させることができ系の標準試験片を用いて測定した STB 屈折角との差る。また，入射角が縦波臨界角付近ではクリーピング波のことをいう。

が表面近傍を伝搬し，入射角が横波臨界角付近では表面波成分が多くなる。

正答(ｂ)オーステナイト系ステンレス鋼溶接部は，柱状晶組織

超音波斜角探傷に関する用語は JIS Z 2300 に規定されで超音波の散乱や減衰及び音速の異方性があるため，縦ている。STB 屈折角とは，標準試験片 STB-A1 試験片又波斜角探触子が適用される。裏面に対して斜めに入射しは STB-A3 形系試験片を用いて測定した屈折角をいう。

た縦波は反射の際に横波にモード変換するため，直射の探傷屈折角とは，試験体又は試験体から切り出した対ビーム路程範囲以降のエコーを解析するのは困難である。

比試験片を用いて，探傷方向に測定した屈折角で，JIS Z

このことから，探傷法は直射法に限定されている。

3060 では，V 透過法や STB 音速比による算出法が規定されている。

問３

次の文は，STB と音速の差がある鋼板の溶接部のSTB 屈折角度差とは，探傷屈折角とＡ1 形 STB 又はＡ3超音波探傷試験について述べたものである。正しいもの

形系 STB の標準試験片を用いて測定した STB 屈折角とを一つ選び，記号で答えよ。の差で，JIS Z 3060 で定義されている用語である。

(ａ)STB と音速の差がある鋼板の溶接部の探傷では，圧延方向と直角方向のコーナーエコー高さの比を求め

問２

次の文は，探触子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。
(ａ)斜角探触子は，くさびの温度が変化すると屈折角がて探傷感度のみ補正する。
(ｂ)STB と音速の差がある鋼板の溶接部の探傷では，圧延方向と直角方向の音速比を求めて音速のみ補正す

る。

サビ内で反射し，振動子に再び戻るエコーを吸収する働(ｃ) STB と音速の差がある鋼板の溶接部の探傷では，伝きをし，近距離の不感帯を改善する働きを持つ。広帯域

搬方向の V 透過法により，探傷屈折角を測定する。

探触子は広い周波数帯域を有するため，減衰の大きな材(ｄ) STB と音速の差がある鋼板の溶接部の探傷では，伝料でも低い周波数成分が伝搬するため，SN 比を改善す

搬方向によって屈折角が異なるので，超音波探傷はることができる。クリーピング波は問 2 に解説したようできない。に，表面近傍を伝搬する。

正答(ｃ)
制御圧延された鋼材や耐火鋼材では STB と音速差を問５

次の文は,超音波探傷装置の点検時期及び性能に関する JIS Z 3060-2002「鋼溶接部の超音波探傷試験方有するものがある。さらに，これらの鋼材では圧延方向法」の規定の一部である。文中の［１］～［５］（L 方向）とこれに直角な方向（Ｃ方向）とで，横波のに適する数値又は語句を解答群からそれぞれ一つ選び，音速に差が生じる場合がある。近年では STB との音速差記号で答えよ。

は概ね 2％以内に収まっているようであるが，まれに 2％探傷器の性能の点検は[１]及び[を上回る材料もある。これらの鋼材の溶接部を STB 屈折に実施し，増幅直線性は[３]の範囲内，時間軸直線角で探傷を行うと，きずの位置を誤って測定する。

性は[JIS Z 3060 では，音速差を有する材料については探傷４]の範囲内，感度余裕値は[]以内ごと２]以上の各性５能が維持されていることを確認する。

屈折角を用いると規定している。探傷屈折角の測定には
STB 音速比による方法，探傷方向の V 透過法のいずれか［解答群］によるとしている。前者は横波垂直探触子で探傷方向の［１］(ａ)作業開始時(ｂ)調整時毎(ｃ)購入時(ｄ)補修時］(ａ)2 ヶ月(ｂ)4 ヶ月(ｃ)6 ヶ月(ｄ)12 ヶ月］(ａ)±1％(ｂ)±2％(ｃ)±3％(ｄ)±4％音速を求めて STB 音速比を求める手法であるが，若干の問題点を含んでいる。一方，後者も V 透過パルスのピー［２クが得にくいとの問題点を含んでいる。しかし，両者共に STB との音速差が 2％程度であればきずの位置測定誤［３差は±1 ㎜以内に収まるとの実験結果から，探傷の作業性も考慮して規定されている。

［４］(ａ)±1％(ｂ)±2％(ｃ)±3％(ｄ)±4％

問４［５］(ａ)30 ㏈(ｂ)40 ㏈(ｃ)50 ㏈(ｄ)60 ㏈

次の文は，超音波探触子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。
(ａ)集束範囲とは，集束探触子において，距離振幅特性曲線上で最大エコー高さに対して，－6 ｄＢ 以上の正答［１高さを示す範囲をいう。

［］(ａ)，［(ｂ)斜角探触子の吸音材は,くさび内で反射した超音波を除去する働きをする。
(ｃ)周波数帯域の広い広帯域探触子は，組織が粗い試験体に用いると，ＳＮ比が改善できる。
(ｄ)広帯域探触子のことをクリーピング波探触子ともいう。

４］(ｃ)，［５２］(ｄ)，［３］(ｃ)，］(ｂ)JIS Z 3060 の附属書 1（規定）超音波探傷装置の機能及び性能では，探傷器に必要な性能として JIS Z 2352「超音波探傷装置の性能測定方法」を引用しており，増幅直線性は±3％の範囲内，時間軸の直線性は±1％の範囲内と定められている。また，装置の性能点検時期として，購入時及び 12 か月以内毎に点検し，所定の性能が維持されていることを確認すると定められている。

正答(ｄ)超音波ビームの集束範囲は，JIS Z 2350「超音波探触子レベル２の受験者は，日常的に使用する探傷装置の性の性能測定方法」で各距離における距離振幅特性曲線上能チェックに必要な規格類および鋼板，溶接部，鍛鋼品の最大エコー高さ 1/2（－6ｄＢ）と規定されている。吸などの各種材料規格にも理解しておくことを望むもので音材は斜角探触子振動子から発生した超音波ビームがクある。

ＰＴレベル３

二次Ｃ1（基礎）試験のポイント

正答(ｄ)(ｃ)の表面が滑らかな方がぬれ性も浸透性も良い，と
JIS Z 2305 による資格試験について，今月号では PT レ
ベル 3 のＣ1 問題のポイントについて解説する。
PT レベル 3 の二次試験は，3 つの筆記試験（Ｃ1：PTに関するレベル 3 の知識，Ｃ2：規格，仕様を含む関連す考える人がかなり多く見受けられるが，鏡のような滑らかな面に水滴を垂らすと丸まってはじける現象を思い出してほしい。また，表面が粗いほうが接触角は小さくなるため，(ｄ)が正答となる。

る工業分野における PT の適用，Ｃ3：手順書の作成）で行われ，Ｃ1，Ｃ2 は四者択一形式，Ｃ3 は記述式である。

問３次の文は，溶剤除去性浸透探傷法に変えて，水型以下にＣ 1 問題について，最近の正答率の低い問題に類エアゾール法が適用される場合を述べたものである。誤似した問題例及び基本的に理解してほしい問題例のポイっているものを一つ選び記号で答えよ。

ントを解説する。

(ａ)余剰浸透液の除去を短時間で行いたい場合。
(ｂ)洗浄設備が利用できない場合。

問１

水洗性浸透液に，水が徐々に添加された場合の粘度変化を示すと下図のようになる。この図の変化の過程(ｃ)より微細なきずを検出したい場合。
(ｄ)複雑な形状の試験体に適用する場合。

で正しいものを一つ選び記
正答

号で答えよ。

(ｃ)

水型エアゾールを用いた水洗性浸透探傷試験は，通常の水洗性浸透探傷試験とほぼ同じ特徴を有しており，洗浄設備がなくても適用できる方法である。したがって，(ｂ)と(ｄ)は正しい。(ａ)については，試験体等他の条件により異なることもあるが，水洗性の特徴を示してい(ａ)ア：可溶化現象 イ：乳化現象

ウ：ゲル化領域るので正しい。また，(ｃ)は水洗性探傷試験の特徴とし(ｂ)ア：乳化現象

ウ：可溶化現象ては明らかに誤っている。したがって，(ｃ)が正答とな

イ：ゲル化領域(ｃ)ア：可溶化現象

イ：ゲル化領域

ウ：乳化現象(ｄ)ア：ゲル化領域

イ：可溶化現象

ウ：乳化現象

る。
問４

正答

(ｃ)

水洗性浸透液が水と混じった場合の挙動は，最初に可溶化が起り，ゲル化し，そして乳化するという手順をよ

次の文で，正しいものを一つ選び記号で答えよ。

(ａ)きずの内表面では，酸化皮膜でおおわれている場合と，そうでない場合では，前者の方が浸透液の浸透能力は高くなる。

く理解していればすぐ解ける問題である。水洗性浸透液(ｂ)浸透液が試験体表面をぬらし拡がる場合，浸透液のは水に混ざると乳化現象を起こすということは良く知ら

表面張力は小さく，接触角は大きい方がよい。

れている。しかし，これは洗浄処理のように多量の水が(ｃ)水で作られた浸透液は，きず内部が油等で汚染され加えられた場合である。乳化までの過程も含めて覚えてほしい。ていても，浸透性に影響は与えない。
(ｄ)ビ－カ－に入れた蛍光浸透液に紫外線を照射したとき，蛍光染料濃度が高いほど，液の深い部分まで蛍

問２

浸透液を実際の試験体の表面に塗布する場合，試光を発する。

験体表面の粗さによってぬれ性，浸透性が変わる。次のうちから正しいものを一つ選び記号で答えよ。
(ａ) 表面が滑らかな場合ぬれ性は良いが浸透性は悪い。

正答

(ａ)

(ｂ),(ｃ)を正しいとする人はほとんど見受けられない。

(ｂ)表面が粗い場合ぬれ性は良いが浸透性は悪い。

(ｄ)は，浸透液の濃度が高いと蛍光輝度は高くなるが，(ｃ)表面が滑らかな方がぬれ性も浸透性も良い。

紫外線は表面でほとんど吸収され内部まで届かないため(ｄ)表面が粗い方がぬれ性も浸透性も良い。

誤っている。(ａ)については，試験体の表面が酸化皮膜で覆われていると勘違いしたのか，(ａ)を誤っているとした人が多く見受けられる。きずの内表面が酸化皮膜でる力(F1)は，管の外周×表面張力で表される。
F1=πｄΓ

覆われていると，酸化皮膜表面は母材よりも表面エネルギが高いため接触角が小さくなり浸透性はよくなる。しまた，液体が落下する力(F2)は， 質量×重力加速度で表される。

たがって，(ａ)が正答となる。

F2=ｍｇ

したがって，(ａ)が正答となる。
問５

繰り返し使用した蛍光浸透液の蛍光輝度が疲労しているかどうか調べる方法として，次の文のうち正しい問７

ものを一つ選び記号で答えよ。

洗性浸透液の洗浄処理において過洗浄を防止するための(ａ)Ａ形対比試験片に，繰り返し使用した浸透液を塗布働きをするものを一つ選び記号で答えよ。

してぬれ具合を調べる。
(ｂ)白色の布に，繰り返し使用した浸透液を塗布して明次は，界面活性剤の働きを示したものである。水(ａ)乳化(ｂ)ゲル化(ｃ)可溶化(ｄ)湿潤

るいところで色調を調べる。
(ｃ)繰り返し使用した浸透液と未使用の浸透液のそれぞ正答(ｂ)

れを，浸透液がよく溶ける有機溶剤で薄めた後，ろ乳化は洗浄性を高めるものであり，可溶化と湿潤は洗紙の上に少量滴下してブラックライトの下で輝度の浄性とは関係のない作用であり，浸透液がゲル化した場違いを調べる。

合には粘性が高くなり，洗浄性が悪くなる。すなわち過(ｄ)黒いプラスチックの板に繰り返し使用した浸透液と未使用の浸透液をそれぞれ少量滴下し，ブラックラ洗浄をおさえる働きをする。したがって，(ｂ)が正答となる。

イトの下で輝度の違いを調べる。
問８
正答

ヤングの方程式において，固体の表面を液体が拡がる，ぬれの現象を説明するために導入している物理量(ｃ)

浸透液のぬれ具合や色調では蛍光浸透液の疲労を調べは次のどれか。正しいものを一つ選び記号で答えよ。

ることはできない。したがって，(ａ)，(ｂ)は誤っている。

(ａ)固体と液体の表面張力，固体と液体間の界面張力，蛍光浸透液の疲労を調べるためには，原液を薄めて比較することでわずかな疲労の差でも違いが出てくる。原液のままであると，疲労の程度が小さい場合，その差は明確にならない。したがって(ｄ)ではこの判断ができない
ので (ｃ)が正しい。

液体の密度(ｂ)液体の表面張力，固体と液体間の界面張力，液体の接触角(ｃ)液体の表面張力，固体と液体間の界面張力，液体の密度(ｄ)固体と液体の表面張力，固体と液体間の界面張力，

問６図のように細かい管の先から液体を滴下させると液体の接触角き，滴下する直前のつりあいの式として正しいものを一つ選び記号で答えよ。ただし，ｍ：液滴の質量，ｄ：管外径，ｇ：重力加速度，Γ：液体の表面張力とする。
(ａ)πｄΓ＝ｍｇｄ

正答(ｄ)

この問題は，ヤングの方程式の基本となる，液体が固体をぬらす現象を理解していれば解ける問題である。多(ｂ)（πｄ２／４）Γ＝ｍｇ

くの人は，液体の表面張力，固体と液体間の界面張力，２(ｃ)πｄ ／４Γ＝ｍｇ

液体の接触角が関係していることは理解しているが，固(ｄ)２πｄΓ＝ｍｇ体の表面張力も関係していること見落としている。ヤンmグの方程式を含め，ぬれが起こる現象をよく理解してほしい。

正答

(ａ)

液体が落下する直前のつりあい状態では，表面張力に以上，紙面の都合上簡単な解説になったところもある

よって支えられる力と液体の重さにより落下する力が等が，参考書と，問題集をよく勉強されることを望むものしいと考えられる。すなわち表面張力によって支えられである。