ＰＴレベル２

一次一般試験問題のポイント

JIS Z 2305による資格試験について，昨年の本欄では過去の出題に類似した例題を選び，PT‑2及びPD‑2における新規一次試験の一般問題と専門問題の概要とポイント

図１ 毛細管の毛管現象を紹介した。

また，この力により引き上げられている液体の質量は，今月号では，PT‑2新規一次試験の一般問題の中から，Ｌｄｈρとなり，上昇液体に働く重力はＦ′＝Ｌｄｈρｇ

受験者の理解不足と思われる問題，思い違いや単純なミスを犯しやすい問題の類題を選んで注意点・ポイントな

図２ 平板間の毛管現象と表され，次式の関係が成り立つ。
2Ｌ･Γcosθ＝Ｌｄｈρｇ

どを解説する。一般問題は四者択一により正しいもの，誤っているものを選ぶ形式で，30〜40問が出題される。

これより，浸透液が2枚の平行板を上昇するときの液体合否は正答が70％以上で合格となる。の高さｈは，次式で表される。

ｈ=2Γcosθ／ｄρｇ
したがって，毛細管の半径ｒと2平板間の隙間ｄが同じ

例題
問1

半径0.5mmの毛細管（ガラス製）を浸透液の中に垂場合にそれぞれ液体の上昇する高さｈは同じになる。

直に立てたとき液面は20mm上昇した。この浸透液の中に問題は2平行板の隙間が，毛細管の半径の2倍であるか

間隔1mmで2枚のガラス板を平行にして液面に垂直に立てら，液面は半分の高さになる。ゆえに正答は(b)の10mmた場合，液面の高さはいくらになるか。正しいものを選となる。

べ。
(a)

5mm

(b)

10mm

(c)

20mm

(d)

40mm

問2

次の文は，油脂類の汚れについて述べたものである。高粘度を有する油脂類の除去方法として用いた場合
図１のように管の半径をｒ，液体の方面張力をΓ，液に，効果の期待できないものはどれか。

面の上昇した高さをｈ，管内面での液体の接触角をθと(a) 有機溶剤を使った蒸気洗浄

すれば，管内面で液体と接する点でそれぞれの表面張力，(b) 有機溶剤を使った超音波洗浄

界面張力の差により液体が上部に引き上げられる力は，(c) 界面活性剤を混入した水蒸気洗浄

Ｆ＝2πｒ･Γcosθ(d) 洗浄液による洗浄

また，この力により引き上げられている液体の質量は，元の液面から上昇した液柱の質量に等しくなり，次式で油脂類の汚れのうち，低粘性の汚れの場合は，洗浄液とか有機溶剤による洗浄で十分脱脂が可能であり，また表される。
2液柱の質量＝πｒ ｈρ

試験体が小物の場合は超音波発振器を備えた洗浄装置に

ここで，ρ：液体の密度
したがって，液柱に働く重力有機溶剤とか，家庭用洗剤を水に溶かして油脂類の洗浄
2Ｆ′＝πｒ ｈρｇ

ここで，ｇ：重力加速度を行うことができる。しかし，高粘性の汚れの場合は有機溶剤では簡単に脱脂できない。グリース系の汚れの場液体が静止した場合にはこの両者が釣り合っているため，合は，よく使われる方法として有機溶剤を使った蒸気洗ＦとＦ′が等しく，次式の関係が成り立つ。

浄とか，界面活性剤を溶解した水による吹き付け洗浄

22πｒ･Γcosθ＝πｒ ｈρｇ（水蒸気洗浄），有機溶剤を使った超音波振動による洗これより，浸透液が毛細管を上昇するときの高さｈは，浄ならびにエッチングなどがあり，これらで脱脂するこ次式で表される。とが多い。したがって，(d)の洗浄液による洗浄では，ｈ=2Γcosθ／ｒρｇ
同様に，2平板間の場合は図２に示すように平板の長高粘度を有する油脂類の除去方法としては効果が期待できない。

さをＬ，隙間の大きさをｄとすると，液体が上部に引き上げられる力は，Ｆ＝2Ｌ･Γcosθ

問3

次の文は，浸透探傷試験で使用される現像方法について述べたものである。正しいものを選べ。

せるようにし，やり直しを行ってはならない。

(a) 染色浸透探傷試験では，乾式現像法，湿式現像法，速乾式現像法の何れも使用される。
(b) 染色浸透探傷試験では，速乾式現像法のみが使用される。
(c) 蛍光浸透探傷試験で用いられる現像法は，乾式現像法，湿式現像法，速乾式現像法の3つの方法だけである。
(d) 染色浸透探傷試験では，速乾式現像法と湿式現像法の2つの方法が使用される。

乳化処理とは，後乳化性浸透探傷試験で使用する浸透液に水洗性を持たせるため，所定の浸透時間を経過した後に，乳化剤を適用する処理工程を言う。
乳化処理を行う時は試験体の表面の余剰浸透液のみに乳化剤が混ざるようにし，きずの中の浸透液には乳化剤が混ざらないようにすれば，後で水で洗浄処理を行っても，試験体の表面の余剰浸透液だけは良く除去されるが，きずの中の浸透液は除去されることがなく，過洗浄が起現像処理の問題は，浸透探傷試験における極めて基本こりにくい。乳化剤には，油ベース乳化剤と水ベース乳的な問題であるがよく理解されていない傾向が見られる。

化剤があり，水ベース乳化剤は，濃度の濃い乳化剤を水

この問題だけでなく，各種現像方法についてそれぞれのに薄めて水溶液として適用する。したがって，(a)は正特長と問題点をよく整理しておくことが望まれる。

しい。本来水ベース乳化剤は，油ベース乳化剤のように染色浸透探傷試験の場合は，白いバックグラウンドを浸透液の油性母液と同質の油で作られていないため，浸形成させる必要があるために試験面の色を遮蔽する必要透液との相溶性が悪い。これをカバーするために乳化処がある。現像塗膜厚さが標準的な厚さよりも厚く塗布し理の前に水スプレーだけでほとんどの余剰浸透液を強制た場合は，指示模様が現れなかったり，現れても浸透液的に除去する。これを予備洗浄といい，(b)は正しい。

が有機溶剤によって溶かされ淡いピンク色ににじんだ指

試験面に残った浸透液の油膜を濃度の薄い乳化剤を使用示模様になったり，場合によっては浸透液の広がりが少して水洗いできるようにする。これは，言いかえれば水ない指示模様になって現れる。したがって，塗膜厚さがベース乳化剤は，油ベース乳化剤の乳化剤濃度よりも薄厚くなった場合は微細なきずを検出することが困難であいためにきずの中の浸透液の過乳化を防ぐ働きをしている。逆に，現像塗膜が標準的な厚さより薄く塗布されたる。

場合は，塗膜による白さが得られないため，指示模様と乳化処理の方法は，試験面の余剰浸透液が洗浄処理で試験面とのコントラストが悪くなってきず指示模様を見水洗いができるようになるまでゆるやかに撹拌された乳落とす危険性が生じる。速乾式現像法と湿式現像法は試化剤の中に浸漬して処理するか，又は乳化剤の入った槽験面に白いバックグラウンドが形成されるので染色浸透に浸漬し試験体をゆるやかにゆすって処理する。一回の探傷試験に適用できるが，乾式現像法は白いバックグラ

乳化処理で乳化不足が生じた場合は再度乳化処理を行う

ウンドが形成されないため，染色浸透探傷試験には適用ことが出来る。乳化時間は余剰浸透液が洗浄できるまでできない。従って，(a)と(b)は誤っており，(d)が正答乳化剤を適用した時間とし，乳化剤を適用した総合計のとなる。(c)の蛍光浸透探傷試験の場合は，この他に無時間とする。乳化時間は乳化剤の濃度によって変わるの現像法が適用できるため誤っている。

であらかじめ実験をして定めておく必要がある。したがって(c)が正しく，(d)が誤っている。

問4

次の文は，水ベース乳化剤を用いた後乳化性浸透探傷試験について述べたものである。誤っているものを以上解説した例題は，浸透探傷試験の基礎的な問題が選べ。

中心でレベル２としては決して難しいものではない。こ(a) 水ベース乳化剤の特徴の一つは，乳化剤を水で希れからPT‑2を受験しようとする方は，基本事項の理解を釈して使用する方法である。
(b) 水ベース乳化剤を用いた後乳化性浸透探傷試験では，乳化処理の直前に予備水洗を行う処理がある。
(c) 水ベース乳化剤を用いた場合は，乳化剤の濃度にしたがった乳化時間を事前に定める必要がある。
(d) 水ベース乳化剤による乳化処理は，一回で終了さ深めるよう，以前の解説も含めて，参考書や問題集をよく勉強して頂きたい。
【54巻11月号掲載のＮＤＴフラッシュ記事の訂正】「2005年早期移行試験結果」記事の表１でSMレベル２の合格率が100%，レベル３の合格率が0％と掲載しておりましたが，正しくはレベル２の合格率が0%，レベル３の合格率が100％です。お詫びして訂正致します。

ＳＭレベル３二次試験手順書問題のポイント

解答例
１. ひずみゲ−ジ

JIS Z 2305 による非破壊試験技術者レベル３の二次試験はＣ1，Ｃ2，Ｃ3 で構成されている。このうち，ひ・ゲ−ジ率約 2，ゲ−ジ長 1 mm， 抵抗 120Ωの単軸ひずみゲ−ジを使用する。

ずみ測定（ＳＭ）部門のＣ1（基礎知識）及びＣ2 （適用）

２. ひずみゲ−ジの接着箇所と手順の試験については「非破壊検査誌 Vol.53，No.12」の「Ｎ・図に示す位置で引張方向にひずみゲ−ジを接着する。

ＤＴフラッシュ」の欄で概要を紹介し，類似問題例による解説をした。ここでは，本部門レベル３のＣ3 の手順書に関する試験の概要を紹介し，過去に出題されたものと類似の例題により解答にあたってのポイントを解説する。
・接着にはシアノアクリレ−ト接着剤を使用する。
１. ＳＭレベル３ Ｃ3 試験の概要

・接着後は接着状態及び絶縁抵抗をチェックする。
３. 測定機器，結線法，測定手順

ＳＭレベル３のＣ3 試験はひずみ測定方法の手順書の・データロガーを使用する。

項目に関する試験で，形式は記述式，試験時間は 60 分，・１アクチブゲージ法の結線法を適用する。

合格基準は最小限 70％の点数を得ることになっている。

・負荷による各点のひずみを測定すると共に切欠のない

JIS Z 2305 によると，ＮＤＴの手順書は「ある製品に対断面での公称応力も求める。

して，試験箇所，試験方法，又はいかなる順序でＮＤＴ

４. 測定結果の整理と報告方法を適用すべきかを整然と段階的に記述した文書」と・被測定物の寸法及び材料特性を記入する。

定義されている。したがって，ＳＭ部門のＣ3 の試験は，・ゲ−ジ率が異なる場合は測定値を補正する。

与えられた条件で部材あるいは構造物に電気抵抗ひずみ・ひずみの値を応力に換算する。

測定法を適用して強度評価をする場合の測定箇所，ひず・応力分布を図示する。

みゲ−ジや測定機器，ホイ−トストンブリッジ回路の結・半円孔縁における応力集中係数を算出する。

線法や測定法，測定結果の整理や報告などの項目と内容解説を箇条書きの形で簡単に記述する問題である。

このような半円切欠をもつ帯板が引張荷重を受けると切欠の底の部分に応力が集中し，ここでひずみが最大に２. ＳＭレベル３ Ｃ3 の類似問題なる。この部分は曲線縁なので，できるだけゲ−ジ長の短いゲ−ジを使用しなければならない。ひずみ分布も示

次の問題Ａ，Ｂ，Ｃの中から１問だけ選択し，解答用紙に記入しなさい。

す必要があるので，上図のように単軸ゲ−ジを多数接着してもよいが，応力集中ゲ−ジも市販されているので，これを最大ひずみが測定できる箇所に接着してもよい。

［問題Ａ］電気抵抗ひずゲ−ジの接着にはシアノアクリレ−ト系接着剤を使用しみ測定法で図のような半て，一般的な方法で接着作業を行なう。また，多点ひず円切欠のある鋼製帯板がみ測定であるが，現在のデータロガーはスイッチボック

静引張荷重を受けたときスが内蔵されているので，これを使用する。また，使用のひずみ分布を測定ししているひずみゲ−ジのゲ−ジ率が測定器のゲージ率とて，応力集中係数を求め異なっている場合は各ひずみゲ−ジで測定された値を補たい。この場合の測定作正して真の値を求める必要がある。この測定は応力集中業の手順書に必要な項目を調べるのが主目的であるので，測定結果の報告書にはを４つ挙げて，その内容応力分布と応力集中係数を求めて示しておかなければなを簡単に説明せよ。

らない。

解答例
［問題Ｂ］温度変化のある環境下で内圧を受ける球形

１. ひずみゲ−ジタンクの経線方向のひずみを電気抵抗ひずみ測定法で・ゲ−ジ率約２，ゲ−ジ長 ５ mm，抵抗 120Ωの単軸測定したい。なお，測定は安全を考慮してリ−ド線をひずみゲ−ジを使用する。

長くし，離れた所で行なう。この場合の作業の手順書

２. ひずみゲ−ジの接着箇所と手順に必要な項目を４つ挙げ，その内容を簡単に説明せよ。

・接着作業がし易いように測定箇所の整理をする。
・ひずみゲージは船底長手方向に接着する。

解答例

・接着にはシアノアクリレート接着剤を使用する。

１. ひずみゲ−ジ・ひずみゲージ接着部分の防湿処理をする。

・ゲ−ジ率約２，ゲ−ジ長 ５mm，抵抗 120Ωの単軸ひ・接着後には接着状態及び絶縁抵抗をチェックする。

ずみゲ−ジを使用する。

３. ひずみ測定系と結線法

２. ひずみゲ−ジの接着箇所と手順・ブリッジボックスと動ひずみ測定器を使用する。

・ひずみゲ−ジはタンクの経線の方向に接着する。

・記録器にはサ−マルドットレコ−ダを使用する。

・接着にはシアノアクリレ−ト接着剤を使用する。

・１アクチブゲ−ジ法の結線法を適用する。

・ひずみゲ−ジ接着部分の防湿処理をする。

４. 測定結果の整理

・接着後には接着状態及び絶縁抵抗をチェックする。

・ひずみ波形と校正値から動ひずみを求める。

３. ひずみ測定器と結線法

・ゲ−ジ率が異なる場合は測定値を補正する。

・データロガーを使用する

・ひずみ波形の周期を測定して振動数を求める。

・１アクチブゲ−ジ３線結線法を適用する。

解説

４. 測定結果の補正

この測定の場合も市販されているひずみゲ−ジを使う

・測定中の温度変化を記録する。

ことができる。ゲ−ジ長は適当な長さのものでよいが，・リ−ド線抵抗による感度の補正をする。

狭い場所での接着作業がし易いようにする。接着剤はシ・データロガーでゲ−ジ率の補正をする

アノアクリレ−ト系のものでも差し支えないと思われる

解説

ので，この接着剤を使用する。航行中の測定であるので，ここでは球形タンクの経線方向のひずみ測定であるの船内にひずみゲ−ジを接着した場合でも水に曝される可で，適切なゲ−ジ長の単軸ひずみゲ−ジをこの方向に沿能性があり，このため接着後の防湿処理は十分注意してって接着すればよい。しかし，屋外での測定であるので，行なわなければならない。ひずみ測定にはブリッジボッ

ゲ−ジ接着後は十分な防湿処理を施す必要があり，測定クスと動ひずみ測定器を使用するが，複数点での測定を中に温度が変化する可能性があるので，３線結線法を適する場合には測定点と同数のブリッジボックスと動ひず用する。また，長いリ−ド線を使用しているので，ひずみ測定器を用意する。また，動ひずみ測定であるが，時みの測定値をリ−ド線抵抗による感度の補正をしなけれ間的には比較的遅い現象であるので，記録器はサ−マルばならない。さらに，測定器の設定ゲ−ジ率と使用するドットレコ−ダで十分である。しかし，現場での測定でひずみゲ−ジのゲ−ジ率が異なっている場合はこの補正あるので小型で持運びし易いものにする。

も必要である。
ここでは，ＳＭレベル３のＣ3 試験の概要と類似問題により解答例と解答にあたっての解説をした。しかし，［問題Ｃ］鋼製の小型船が航行中に波による繰返し荷重を受けたときの船底中央部における動ひずみを電気抵抗ひずみ測定法で測定したい。この場合の作業の手順書に必要な項目を４つ挙げ，その内容を簡単に説明せよ。

今後内容は同じであるが，問題の形式が多少変わる可能性がある。また，各問題に対する解答はここでの解答例と同じにする必要はなく，解説で述べられていることを考慮して手順書に必要な項目を挙げ，これについて簡単に記述されていればよい。なお，受験者は出題された３問から１問だけ選択して解答すればよいが，複数の問に解答すると失格になるので注意してもらいたい。