ＰＴ・ＰＤレベル２

一次一般試験問題のポイント

正答

（ｃ）

浸透探傷試験は，固体，液体及び気体の間に生ずる界
PT･PD レベル 2 の新規一次試験については，これま面現象を利用したものであり，（ａ）は誤っている。ぬれ，で一般問題と専門問題について相対的に正答率の低い問

浸透，毛細管などの現象は，物理現象であり，浸透探傷題と類似の例題を選んで何回か本欄で解説を行ってきた。

試験はこれらの現象を利用しており，（ｂ）も誤っている。

今回は，基本的に理解してほしい一般問題の例題につ乳化現象は水洗性浸透液が洗浄の際に水スプレーされたいて解説する。一般問題は浸透探傷試験の一般的知識（原ときにも起こる。したがって，（ｃ）は正しい。（ｄ）の理，各探傷方法の特徴や各操作手順の内容等を含む）に乳化処理とは試験体表面の余剰浸透液に乳化剤を適用すついて出題される。正しいもの又は誤っているものを四ることであり，この時には浸透液と乳化剤が混じり合う者択一で選ぶ形式であり，30 問以上が出題される。

だけであり，乳化現象は起こっていないので誤りとなる。
乳化処理と乳化現象を混同しないように注意が必要であ

問 1

管端が開放した細い管に浸透液が上昇する場合のる。

液面の高さ（ｈ）は，次のどれに反比例するか。正しい
問 3

ものを一つ選び記号で答えよ。

次の項目は，浸透探傷試験の適用対象について記（ａ）温度（Ｋ）（ｂ）表面張力（Γ）

したものである。正しいものの組合せを一つ選び記号で（ｃ）浸透液の密度（ρ）（ｄ）浸透速度（ｔ）

答えよ。
（ａ）後乳化性蛍光浸透探傷試験

正答

―

（ｃ）

浸透液が毛細管を上昇するときの高さ（ｈ）は，次式（ｂ）溶剤除去性蛍光浸透探傷試験―で表される。

ｈ=2Γcosθ／ｒρｇ

小形量産部品，ねじやキー溝など鋭角な隅部（ｃ）水洗性染色浸透探傷試験

ここで，Γ：表面張力，θ：浸透液と管の接触角，ｒ：管の半径，ρ：浸透液の密度，ｇ：重力加速度である。

大形部品や構造物を部分的に探傷する場合―

粗い面の試験品（ｄ）溶剤除去性染色浸透探傷試験―

この問題は，この式を理解していれば簡単に解ける問

疲労割れ，研削割れなど幅が非常に狭く微細な割れ題である。しかし，実際にはこの種の問題の正答率はあまり高くない。この式より，浸透液が毛細管を上昇する
ときの高さｈ は表面張力Γ と cosθに比例し，管の半径ｒと浸透液の密度ρに反比例することが分かる。したがって，正答は（ｃ）となる。

正答

（ｃ）

大形部品や構造物を部分的に探傷する場合に適応できる探傷方法は溶剤除去性浸透探傷試験であり，（ａ）は誤っている。

問 2

次の文のうち，正しいものを一つ選び記号で答え

小形量産部品，ねじやキー溝など鋭角な隅部には水洗よ。

性蛍光浸透探傷試験が適している。従って（ｂ）も誤っ（ａ）浸透探傷試験は，固体と気体の間に生ずる表面のている。粗い面の試験品には水洗性浸透探傷試験が適し現象だけを利用した探傷法である。
（ｂ）浸透探傷試験は，浸透液と除去液あるいは浸透液と現像剤といった液体同士の界面での化学反応をており，（ｃ）は正しい。（ｄ）の幅が非常に狭く微細な割れには後乳化性又は溶剤除去性蛍光浸透探傷試験が適しており，これも誤っている。

利用した探傷法である。
（ｃ）水洗性浸透探傷試験は，浸透液の浸透現象と，水問 4浸透液の性質として誤っているものを一つ選び記スプレーで浸透液が起こす乳化現象を利用した探号で答えよ。

傷法である。

（ａ）水洗性蛍光浸透液は，溶剤で除去処理することが（ｄ）後乳化性浸透探傷試験は，浸透液の浸透現象と，乳化剤が乳化処理の際に起こす乳化現象を利用した探傷法である。

できる。
（ｂ）後乳化性蛍光浸透液は，溶剤で除去処理することができる。

（ｃ）水洗性染色浸透液は，微細なきずの検出に適していない。

処理とは余剰浸透液を水スプレーにより除去する処理のことをいい，（ｄ）は正しい。

（ｄ）水洗性蛍光浸透液は，一般的に不燃性の浸透液である。

問 6

乾式，湿式，及び速乾式現像法の特徴として正しいものを一つ選び記号で答えよ。
正答（ｄ）（ａ）乾式現像法は蛍光及び染色浸透探傷試験に適用で一般に，浸透液の主成分は浸透性の強い溶剤であり，きるが，指示模様が経時変化するのが欠点である。

水洗性浸透液は，あらかじめ界面活性剤が添加されてお（ｂ）乾式現像法は，適用した現像剤を乾燥させる必要り，水で洗浄できる性質を持たせたものである。界面活があり，処理工程が面倒であるのが欠点である。

性剤が添加された浸透液は溶剤でも除去処理ができる。

（ｃ）湿式現像法は火気の危険性のないのが特徴である

したがって，（ａ）は正しい。また，溶剤は界面活性剤がが，他の現像法と比較すると使用中の濃度管理が必要なことが欠点である。

添加されていても可燃性があるため，（ｄ）は誤っている。
溶剤除去性浸透液と後乳化性浸透液は一般に同じ性質の（ｄ）速乾式現像法は簡単に適用できるのが特徴であるものが使用されており溶剤で除去する場合が溶剤除去性が，きずの検出性が他の現像法より劣ることが欠浸透探傷試験，乳化剤を適用して水で洗浄する場合を後点である。

乳化性浸透探傷試験と区別している。したがって，後乳化性浸透液も溶剤で除去処理することができるので，正答（ｃ）（ｂ）は正しい。水洗性染色浸透液は過洗浄になりやす

それぞれの現像方法の特徴については何度も解説してく，また，識別性も蛍光より劣るため，微細なきずの検いるので，よく勉強してほしい。染色探傷試験に乾式現出には適していない。（ｃ）も正しい。

像法は適用できないので，（ａ）は誤っている。乾式現像法は試験体を乾燥した後に乾いた現像剤を適用する方法

問 5

次の文は，洗浄処理または除去処理について述べであり，（ｂ）も誤っている。湿式現像剤は使用中に現像たものである。正しいものを一つ選び記号で答えよ。

剤濃度が変化するため濃度管理が必要となる。そのため，（ａ）蛍光浸透探傷試験においてブラックライトを照射（ｃ）は正しい。また，濃度管理は浮秤式比重計を用いしながら洗浄するのは，きずの位置をあらかじめて測定することも併せて覚えておくとよい。速乾式現像見つけておくためである。

法は比較的緻密な現像剤塗膜を作製することができる現（ｂ）水洗性浸透探傷試験における水洗浄は，通常スプレーで洗い流すため最も過洗浄になりにくい方法

像方法であり，湿式現像法や無現像法に比べきずの識別性は劣ることはないので，（ｄ）は誤っている。

である。
（ｃ）溶剤除去性浸透探傷試験における除去処理は，除去液をウエスに多量にふくませて拭き取ることが必要である。
（ｄ）洗浄処理とは試験体表面の余剰浸透液を水のスプレーにより除去する処理である。

以上これまで出題されてきた問題の傾向を基に PT2，PD2 に関する一般問題を解説してきた。
これからレベル 2 の資格を取得しようとされる方は，本解説及び前回の解説を参考にして浸透探傷試験Ⅰ及びⅡ，実技参考書，問題集等の内容をよく学習し，一次試験を突破されんことを切に望むものである。

正答（ｄ）

ブラックライトを照射しながら洗浄するのは，きずの＊お知らせ＊

位置をあらかじめ見つけておくためではなく，洗浄の程浸透探傷試験レベル 2 の二次試験において，溶剤除去度を確認するためであり，（ａ）は誤っている。水洗性浸性浸透探傷試験の試験体形状の変更を今年の秋の試験か透探傷試験は洗浄性がよいため，過洗浄になりやすい方ら予定しています。詳細は 7 月下旬頃の協会ホームペー法であり，（ｂ）は誤っている。溶剤除去性浸透探傷試験

ジに掲載予定ですので，そちらを参照ください。

における除去処理は，除去液をウエスに少量にふくませて拭き取ることが必要であり，（ｃ）は誤りである。洗浄ＳＭレベル３

二次Ｃ１（基礎）試験のポイント

ひずみ測定技術者レベル３資格試験の二次試験はＣ １ ，Ｃ２，Ｃ３の３項目からなる筆記試験である。
この内のＣ１ は基礎試験，Ｃ２ は専門試験，Ｃ３はひずみ測定の手順書作成に関する試験であり，Ｃ１及びＣ２の問題は四者択一の形式であるがＣ３は記述式である。
ここでは，特にＣ １ の基礎試験で出題されたものと類（ａ）11.3MPa（ｂ）19.6MPa

似の形式及び内容の問題例を取り上げ，解答に当たって（ｃ）22.5MPa（ｄ）45.0MPaのポイントを簡単に解説をする。この基礎試験では応問4

力・ひずみの測定に関する基礎知識として，各種測定法

縁 A 点におけるしま次数が 4.5 次のときの引張荷重がの原理や特徴についての知識，構造物や材料の静的強度，1.96kN であった。孔から離れた場所の平均引張応力を基疲労強度，破壊力学についての知識に関する問題並びににしたときの，A 点における応力集中係数を次のうちか認証システムに関する問題が 30 問出題される。

ら選び，記号で答えよ。

問 3 の円孔がある試験片は幅ｂが 70mm であり，孔（ａ）2.3（ｂ）3.2（ｃ）4.5（ｄ）7.0二次Ｃ１試験の類似問題例
正答〈問題 1〉

問 1（ａ），問 2（ｄ），問 3（ｃ），問 4（ｂ）

円孔などのある部材が力を受けると，この光弾性実験法では，荷重を受けた透明な材料の相似模孔縁で応力集中が生じる。光弾性実験法はこのような場

型に偏光を透過したとき，複屈折現象で観察される等色合の応力集中を調べるのに有効な方法である。特にこの線しま模様が主応力の差に関係することで応力が求めら方法で観察される等色線しま模様は,しま次数 ｎ が主応れる。しかし，応力の値を求めるためには，まず主応力力差（σ１－σ２）と以下のような関係になる。

に対するしま次数が既知の試験をして使用した材料の光ｎ＝αｔ（σ１－σ２）弾性感度 α を知る必要がある。ここでは，σ２＝０になる

ここで，α は光弾性感度，ｔは試験片の厚さである。

引張試験により α を求めていて，σ１が 9.8MPa に対するしま次数ｎが 2 であるから，

問 1

実験に使う試験片材料の光弾性感度αを求めるた

α＝ｎ／ｔσ１＝ 2 ／4×9.8＝ 0.05 mm／Ｎ

めに厚さｔが 4mm の試験片の引張試験をした。2 次のしになる。なお，光弾性実験法では等色線しまが主応力差

ま次数のときの引張応力が 9.8MPa であった。この材料のに関係しているので，試験片全面での個々の主応力は容αの値を次のうちから選び，記号で答えよ。

易に求められない。しかし，自由境界では法線方向の応（ａ）0.05 mm／Ｎ（ｂ）0.08 mm／Ｎ

力 σ２がないので，主応力は接線方向の σ１のみになる。

（ｃ）0.10 mm／Ｎ（ｄ）0.15 mm／Ｎ

したがって，ｎが 4.5 次の場合の σ１を求めると，

問 2

以下の記述は円孔などのある部材の孔縁のようなσ１＝ｎ／αｔ＝ 4.5／0.05×４＝ 22.5 MPa

自由境界の応力状態についの記述である。このうちからになる。さらに，荷重Ｗが 1.96kN のときの孔から離れた正しい記述を一つ選び，記号で答えよ。

場所の平均引張応力 σ は試験片の断面積Ａとすると，（ａ）自由境界では法線方向の応力だけが主応力になる。
（ｂ）自由境界では応力とひずみが比例しなくなる。

σ＝Ｗ／Ａ＝ 1.96×10３／４×70＝ 7.0 MPaになり，A 点における応力集中係数 β は，β＝σ１／σ＝ 22.5／7.0＝3.2（ｃ）自由境界では接線方向と法線方向の応力が生じる。
（ｄ）自由境界では接線方向の主応力だけが存在する。
問3になる。

問１の材料による，厚さｔが 4 mm の帯板試験片で図の矢印方向に負荷された引張試験をして等色線しま模〈問題 2〉様を観察した。この図の孔縁の A 点におけるしま次数をの安全性の評価に破壊力学が適用されている。例えば，測定したところ 4.5 次であった。このときの A 点におけ図のような内部に長さ 2ɑ の貫通き裂のある無限板が応る主応力を次のうちから選び，記号で答えよ。

力σを受けたときのモードⅠの応力拡大係数 Ｋ Ⅰ は，線非破壊試験法でき裂が検出された構造部材

形破壊力学により次の式で与えられている。の場合よりも 12％大きくなる。したがって，検出された

K1 =σ πa

き裂長さが 3.2mm で 100MPa の応力を受けている半無限板の応力拡大係数は，ＫⅠ＝ 1.12σ πa ＝ 1.12×100× 3.14 × 3.2 ×10 −3＝ 11.2 MPa mになる。この半無限板の ＫⅠ が破壊じん性値ＫⅠＣ に達したときに理想的な状態の不安定破壊をするとされている
ので，200MPa の応力を受けた場合には1.12×200× 3.14a ＝ 47.4 MPa m
問5

無限板の場合に対して，下図のような長さ ɑ の縁き裂のある半無限板と見なせる場合のモードⅠの応力拡になり，これからɑ ＝（47.4／1.12×200）2／3.14＝0.01426 m

大係数 Ｋ Ⅰ はどのようになるか。次のうちから正しいもになる。また，光路変化による影像を観察するコーステのを一つ選び，記号で答えよ。

ィックス法は，実験的に応力拡大係数を求めるための有効な方法として応用されている。
〈問題 3〉構造物の拘束された部分が局部的に加熱されると熱応力が生じる。特に溶接部分などではこれが残留応力になる。
両端が固定された，縦弾性定数 E が 210GPa，線膨（ａ）12％大きくなる。

（ｂ）13％小さくなる。

問9（ｃ）21％小さくなる。

（ｄ）25％大きくなる。

張係数βが 13×10－６ ／℃の棒材が 200℃まで加熱され

問 6

磁粉探傷試験法により，半無限板と見なすことのた。このときの熱応力を次のうちから選び，記号で答えできる鋼板に長さ 3.2mm の縁き裂が検出された。これがよ。

100MPa の引張応力を受けたときの応力拡大係数ＫⅠを次（ａ）＋546 MPa（ｂ）－546 MPaのうちから選び，記号で答えよ。

（ｃ）＋710 MPa（ｄ）－710 MPa（ａ）25.2 MPa m（ｂ）21.4 MPa m

問 10（ｃ）11.2 MPa m（ｄ）10.0 MPa mが応用されている。次のうち非破壊的とは言えない測定

問7

問６の鋼板の破壊じん性値ＫⅠＣは 47.4 MPa m で溶接部分などの残留応力の測定には種々の方法法を選び，記号で答えよ。

（ｂ）X 線応力測定法あった。この鋼板が 200MPa の引張繰り返し応力を受けた（ａ）音弾性法

とき，理想的な状態で不安定破壊をするのに必要な限界（ｃ）電気抵抗ひずみ測定法 （ｄ）磁気ひずみ測定法

き裂長さを次のうちから選び，記号で答えよ。
（ａ）4.47mm（ｂ）6.73mm（ｃ）10.6mm（ｄ）14.3mm

問 8

応力拡大係数は実験的な方法でも求められている。

正答

問 9（ｂ），問 10（ｃ）

線膨張係数 β の棒材が T℃加熱されたときの熱ひずみを ε とすると，問９の場合は例えば，き裂先端に入射した光の光路変化で生じる影像

ε＝βT＝ 13×10－６×200＝ 2.6×10－３を観察して求める方法がある。この記述に該当する方法になる。これが拘束されて生じる応力を σ とすると，を次のうちから選び，記号で答えよ。

σ＝Eε＝ 210×10９×2.6×10－３＝ 546×10６ Pa（ａ）モアレ法（ｂ）コースティックス法になる。しかし，この場合は圧縮応力になるので負（－）（ｃ）ホログラフィ法（ｄ）サーモグラフィ法の値となり，したがって －546 MPa になる。
また，問 10 に示されているような残留応力の測定法が正答

問 5（ａ），問 6（ｃ），問 7（ｄ），問 8（ｂ）

あるが，このうちの電気抵抗ひずみ測定法は切り取りや長さ ɑ の縁き裂のある半無限板のモードⅠの応力拡大

穴あけで解放される応力を測定する方法なので，非破壊係数は，板内部にき裂長さ２ɑ の貫通き裂がある無限板的であるとは言えない。