NDT フラッシュ Vol.62 No.8
No.

ＥＴレベル２
レベル２

1/4

一般・専門試験
専門試験のポイントのポイント

次式で表され深さ次式
さ x に比例するする。
・・・・・・・・①

JIS Z 2305:2001 非破壊試験‐技術者の非破壊試験の資格及び認証
認証‐

したがって，したがって （ｄ）は不正解である（ｄ）である。に基づく ET レベル 2 の新規一次試験
新規一次試験は
は『渦流探傷試験
渦流探傷試験

また，式より試験周波数
ま試験周波数 f がが高くなるほどくなるほど位相の遅れⅡ』の記述範囲内記述範囲内から出題出題されるものとしているがされるものとしているが，されるものとしているが，試が大大きくなることからることから，（ｃ）はは不正解であである。表皮深ささ

験の結果を見見てみると受験者受験者の理解不足
理解不足や誤解によるとによると

δ における位相はにおけるは 1 rad となるとなる。したがって，，正答は（ｂ）

思われる正答率正答率の低い問題問題が見受けられるけられる。本稿ではでは，となる。となる

最近行われた
われた試験のうち正答率正答率の低かった
かった問題に類似
類似した例題によりポイントをによりポイントを解説解説する。

問 3

次の文は，，正規化インピーダンスインピーダンス曲線曲線について述述

べたものである。
べたものである 正しいものをしいものを一つ選び記号記号で答えよ。
。
問 1

次の文
文は，回路素子回路素子に交流電圧をを加えたときのえたときの電（ａ）非磁性体表面（ａ）非磁性体表面の割れによりれにより，正規化リアクタンスリアクタンス

圧と電流のの位相についてについて述べたものである
べたものである。正しい
しいものを一つ選選び記号で答えよえよ。

は減少方向減少方向に変化する。
。
（ｂ）充填率が小（ｂ）小さくなるに従従ってインピーダンスはってインピーダンスは（ａ）インダクタンス
インダクタンスの場合場合,電圧は電流電流に対して 90 度遅れるれる。

(1,0)の点点に向かう。
（ｃ）導体の導電率（ｃ）
導電率の変化に伴伴うインピーダンス
うインピーダンス変化（ｂ）インダクタンス
インダクタンスの場合
場合，電圧と電流電流は同位相であ同位相である。

は，インピーダンスインピーダンス軌跡軌跡に沿う。
（ｄ）充填率が小（ｄ）
小さいほどインピーダンスほどインピーダンス変化変化は大きくきく（ｃ）抵抗のの場合，電圧はは電流に対してして 90 度進む。
。

なる。

（ｄ）抵抗のの場合，電圧とと電流は同位相同位相である。
正答
正答

（ｃ）

（ｄ）

回路素子としてインダクタンスのとしてインダクタンスの場合は，加えた電圧としてインダクタンスの場合
えた電圧は電流に対してしてπ/ 2 (rad)，，すなわち 90 度位相が進む
進むことから，（ａ）（ａ）と（ｂ）はは不正解であるである。抵抗の場合
場合は，電圧と電流はは同位相でありであり，（ｃ）は不正解不正解である。した。したがって，正答正答は（ｄ）となるとなる。

問 2

次の文
文は，渦電流のの位相変化についてについて述べたものべたものである。正正しいものを一一つ選び記号でで答えよ。
（ａ）渦電流渦電流は導体内部にに浸透するにつれてするにつれて徐々に位相に位相が進む
む。
（ｂ）表皮深表皮深さの位置で位相位相の遅れはは 1rad となる。
。
（ｃ）渦電流渦電流の位相変化のの程度は，試験周波数試験周波数に無関係無関係であるである。
（ｄ）渦電流渦電流の位相は次式次式で表わされるれる。θ＝δ／x（x：表面表面からの深深さ，δ：表皮深表皮深さ）

正答

（ｂ）

図１ 非磁性管の正規化インピーダンス
非磁性管
インピーダンス曲線例
インピーダンス

渦電流探傷試験において周波数
渦電流探傷試験
周波数の変化によるコイルのによるコイルの表皮効果によりにより渦電流はは導体のコイルにのコイルに接した外表面
外表面インピーダンス変化
インピーダンス変化，結合度のの変化，あるいはあるいは導体の導導に集中し，導体内部導体内部に浸透浸透すると減少するする。また同時同時に電率の変化など，電率，様々な条件をを統一的に扱えるようにしえるようにし渦電流の時間的時間的な遅れを表表す位相は，導体内部導体内部に浸透浸透すたのが正規化インピーダンスたのがインピーダンス曲線曲線である。図
図 1 は非磁性非磁性るほど大きくなきくなることからることから，（ａ）は不正解不正解である。導体。導体管のの正規化インピーダンスインピーダンス曲線例
曲線例を示したものである
したものである。
。

表面におけるにおける渦電流に対すする導体内の渦電流
渦電流の位相位相 θ は，

図中で
図中 ωL/ωL0 が 1.0 の点がコイルがコイル内に導体がが存在しないしない

NDT フラッシュ Vol.62 No.82/4ときのインピーダンスに相当し，平面座標に置き換えれば X=0，Y=1 の点であり，（ｂ）は不正解である。図中一つ選び記号で答えよ。
（ａ）強磁性体の試験体の残留磁気を取り除くためのものηは充填率を示しており，充填率が大きくなるとインピーダンス変化は大きくなることから，（ｄ）は不正解でので，直流の電流を反転しながら小さくする。
（ｂ）コイルの巻数を少なくして大電流で励磁するものある。と，コイルの巻数を多くして小電流で励磁するも導体表面に割れが存在すると見掛けの導電率 σ は減少のがある。

し，正規化リアクタンス ωL/ωL0 は増加方向となること（ｃ）直流で励磁するものと交流で励磁するものがありから，（ａ）は不正解である。したがって，正答は（ｃ）交流で励磁するもののほうが効率がよい。となる。

（ｄ）交流で励磁する装置は表皮効果の影響により表面近傍しか磁気飽和できないため貫通コイルを使用

問 4

次の文は，コイルのインピーダンスに影響を与えした渦電流探傷装置しか適用できない。

る因子とそれによる現象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）コイルに加える交流電流の周波数が高くなると，渦電流が増加する。

正答

（ｂ）

鋼管など磁性体を渦電流探傷する場合は，磁性の均一化をはかり，μノイズ（透磁率の不均一に起因したノイ（ｂ）試験体の導電率が高くなると，発生する渦電流にズ）による影響を小さくするために，直流磁気飽和装置よる磁束が多くなるため，コイルの磁束が増加すを用いる必要があることから，（ｃ）及び（ｄ）は不正解る。

である。また，（ａ）は磁性体の渦電流探傷試験後に試験（ｃ）試験体の透磁率が高くなると，磁束が増加するた体を脱磁する方法について記してあり，不正解である。

めコイルのインピーダンスは減少する。

試験体を磁気飽和するには強磁界を発生させる必要があ（ｄ）コイル内の磁束はコイルの巻数と形状によって決り，磁化力 H は，励磁コイルの軸方向単位長さ当たりのまり，コイルに挿入される試験体の形状には影響

巻数 n（回/m）と電流を （I A)との積 H ＝nI で示される。

されない。

したがって，正答は（ｂ）となる。

正答

（ａ）

コイルの磁界内に試験体を置くと，電磁誘導により試
験体内に渦電流が誘導される。渦電流はコイルによる磁ET レベル 2 の資格取得を目指す人は，参考書を何回も読み返し記載内容を正しく理解することを奨める。
受験者の健闘を祈ります。

束の変化を妨げる向きに磁束を発生する。試験体の導電率が高くなると渦電流が増し渦電流による磁束は多くなり，コイル内の磁束は減少することから，（ｂ）は不正解である。磁界の強さ H と磁束密度 B の間には，B=µH の関係がある。したがって，試験体の透磁率 µ が高くなると，試験体の磁束が増加しコイルのインピーダンスは増加するため，（ｃ）は不正解である。コイル内の磁束はコイルによる磁束と渦電流による磁束との合成であり，試
験体の形状が異なることにより充填率が変化し，コイル内の磁束が影響を受けることから，（ｄ）は不正解である。
渦電流探傷試験において，コイルに印加する交流電流の周波数を高くすると，電磁誘導の法則により渦電流は増加する。したがって，正答は（ａ）となる。

問 5次の文は，鋼管の渦電流探傷試験に使用される磁気飽和装置について述べたものである。正しいものを【掲載記事に関する訂正】
次のＥＴに関連する記事のうち，下線部に訂正がありました。お詫びして訂正致します。（2013 年 8 月）
掲載号・記事名・訂正箇所・誤・正①Vol.55No.8(2006)「ＥＴレベル２ 一次専門試験問
題のポイント」2 ページ右下から 6 行目
誤 …8 時間以上を示しており，… 8 時間以内毎，正 …8 時間以内を示しており，…4 時間以内毎，②Vol.57No.12(2008)「ＥＴレベル３ 二次Ｃ ２ （適用）試験のポイント」2 ページ右 6 行目
誤（ｃ）…低いほうがよい。
正（ｃ）…高いほうがよい。
③Vol.60No.2(2011)「ＥＴレベル３ 二次Ｃ２（適用）試験のポイント」1 ページ左下から 9 行目
誤 …反比例して高くする
正 …比例して高くする④Vol.60No.5(2011) 「ＥＴレベル２ 一次一般試験問題のポイント」1 ページ右下から 7 行目
誤 …2 倍になる。
正 …4 倍になる。

NDT フラッシュ Vol.62 No.8

ＳＭレベル２

3/4

一般・専門試験のポイント

従来，構造物の材料特性には重力単位が用いられており，構造材料の引張強さなどは「kgf／mm２」で表示され非破壊試験技術者 SM（ひずみ測定）レベル 2 の資格ていた。しかし，現在ではこの値を SI（国際）単位系で試験では，一次試験及び二次試験の指示書作成試験が筆ある「Pa（パスカル）」で表示することになっているので，記試験として実施されている。一次試験は一般試験と専重力単位で示された値を SI 単位に換算する必要がある。

門試験で構成されていて，いずれも四者択一形式で，出SI 単位系は絶対単位である。このため，重力単位の値に題数は各々30 問（合計 60 問），試験時間は両者合わせて重力加速度（9.8 m／s２）を掛けた形になる。したがって，120 分（2 時間）である。また，二次の指示書作成試験はここでの引張強さは，40×10６×9.8＝392×10６ Pa＝392 MPa

四者択一と記述両方の形式で試験時間は 30 分である。
今回はこのうちの一次試験について紹介する。本試験になり，（ｂ）が正答になる。の一般試験はひずみ測定に関係した基礎知識，専門試験は主に電気抵抗ひずみ測定法についての問題である。こ問３

縦弾性係数 207 GPa，ポアソン比 0.3 の平板上でこでは，この一次試験と同じ形式の具体的な問題例によｘ，ｙニ方向のひずみを測定したところ，ｘ方向のひり，解答に当たってのポイントを解説する。

ずみが 350×10－６，ｙ方向のひずみが 200×10－６であった。平面応力状態であるとしてｙ方向の応力の値を問１以下に示すのは電気抵抗ひずみ測定法が応用され次のうちから一つ選び，記号で答えよ。ている例である。このうちで主に動的な現象への応用（ａ） 69.4 MPa（ｂ） 77.9 MPa

に関するものを一つ選び，記号で答えよ。

（ｃ） 82.3 MPa（ｄ） 93.3 MPa（ａ）大きな物体の正確な重量の測定（ｂ）複雑な形状をした部材の応力分布の測定（ｃ）新素材の機械的性質を求める測定（ｄ）車両の速さ制御のための加速度の測定

正答

（ａ）

平面応力状態であるとすると，x，y 方向の応力 σｘ，σｙとひずみ εｘ，εｙの関係は次式で表される。
σｘ＝E／（1－ν２）×（εｘ＋νεｙ）…(1)

σｙ＝E／（1－ν ）×（εｙ＋νεｘ）

…(2)

２

正答

（ｄ）

ひずみ測定，とくに電気抵抗ひずみ測定法は広く応用

ここで，E は材料の縦弾性係数，ν はポアソン比であされている。この方法を利用した「はかり」は大きな物る。本問では x，y 両方向のひずみ εｘ，εｙが測定されて体でも重量を正確に測定することができる。また，ひずおり，E 及び ν の値も与えられているので，これらを式

みゲージが接着された箇所の局部的な測定ではあるが，(2)に代入すると，多点の測定をすることで応力の分布が求められる。さらσｙ＝｛207×10９／(1－0.3２)｝×｛(200＋0.3×350)×10－６｝に，この測定法は材料の弾性係数などの機械的性質を求＝69.4×10６Pa＝69.4MPa

めるのにも利用されている。しかし，上述の応用例はいになり，（ａ）が正答になる。

ずれも静的なひずみの測定である。一方，走行中の車両

なお，上で示した式内の正負の符号は間違え易いが，の加速度を測定して速さの制御にも利用されているが，平面応力状態とみなされる場合の問題はよく出題される

この場合は動的なひずみの測定になる。したがって，こので，正確に覚えておいてもらいたい。の問では（ｄ）が正答になる。
問４

ねじりを受けている縦弾性係数 210 GPa，ポアソ

引張強さが 40 kgf／mm の鋼材を使用した構造物

ン比 0.3 の車軸の表面で 45°方向のひずみ 780×10－6と表示されていた。この鋼材の SI 単位系による引張強が測定された。この場合のせん断応力を次のうちからさを次のうちから一つ選び，記号で答えよ。

一つ選び，記号で答えよ。

（ａ） 356 MPa（ｂ） 392 MPa（ａ） 147 MPa（ｂ） 137 MPa（ｃ） 400 MPa（ｄ） 408 MPa（ｃ） 126 MPa（ｄ） 116 MPa

問２

正答

２（ｂ）

正答

（ｃ）

NDT フラッシュ Vol.62 No.84/4

この問のようなねじりを受ける軸材料の縦弾性係数をリード線などに使用している金属線の電気抵抗は長さE，ポアソン比を ν とする。また，表面で測定されていに比例し，断面積に反比例する。また，この場合の比例る車軸の軸に対して 45°方向のひずみは主ひずみになる。

定数に相当するのが比抵抗である。したがって，この問

この主ひずみを ε１とすると，この場合のせん断応力 τ はで示された記号を使用すると，電気抵抗 R は ρL／A と次式の関係で示される。

なり，（ｄ）が正答になる。

τ ＝｛E／（1＋ν）｝×ε１…(3)なお，この式の関係から，金属線が伸縮して長さ L としたがって，式(3)に与えられている値を代入すると

断面積 A が変化すると，電気抵抗 R が変化することにτ ＝｛（210×10９）／（1＋0.3）｝×780×10－６なる。電気抵抗ひずみ測定法はこの現象を利用したもの＝126×10６ Pa＝126 MPaである。になり，（ｃ）が正答になる。
なお，上で示した式も車軸のようにねじりを受ける場

問７

下の図の抵抗Ｒ １ ，Ｒ ２ ，Ｒ ３ ，Ｒ ４ で構成され，合，測定された主ひずみからせん断応力を求めるのに必AC 間に電源電圧が印加されたホイートストンブリッ要な関係式であるので，知っておいてもらいたい。

ジ回路で，Ｒ１を 100Ω，Ｒ２を 20Ω，Ｒ３を 10Ω にしたときに BD 間の出力電圧が零になった。この場合の

問５

下の図のように曲げを受ける幅ｂ，高さｈ の長方Ｒ４の抵抗値を次のうちから一つ選び，記号で答えよ。

形断面のはりの断面係数Ｚ を示す式を次のうちから一つ選び，記号で答えよ。

（ａ） Z ＝bh２／6（ｂ） Z ＝b２h／6（ｃ） Z ＝bh ／12（ｄ） Z ＝b h／12２（ａ）30 Ω

正答
正答（ｂ）50 Ω（ｃ）70 Ω（ｄ）90 Ω２（ｂ）

図のようなホイートストンブリッジ回路の AC 間に電（ａ）

この図のような幅 b，高さ h で与えられた長方形断面

源電圧を印加したとき，平衡状態になり BD 間の出力電の中立軸に関する断面係数 Z は bh ／6 である。したが圧が零になるためには四つの抵抗の値が全て等しいか，って，（ａ）が正答になる。

あるいは以下の条件を満たす場合である。

２

断面係数は曲げを受けるはりの応力を求める上で必要な係数である。このため，参考書などには各種の断面形

R１×R３＝R２×R４…(4)

この問では各抵抗の値が違うので，上の条件から状に対する断面係数が示されているが，長方形断面の場

R４＝（R１×R３）／R２＝（100×10）／20＝50Ω

合は比較的簡単な式である。また，この長方形断面のはになり，（ｂ）が正答になる。

りは構造物に広く使用されており，はりの曲げ応力を求める問題も筆記試験で出題されているので，この程度の式は知っておいてもらいたい。

ここでは，主にひずみ測定の基礎知識となる構造ある
いは材料の力学並びに電磁気学に関係した問題例により
SM レベル 2 の一次試験における筆記試験の紹介をした。

問６

比抵抗ρ，断面積Ａ，長さＬ の金属線の電気抵抗本試験の問題は参考書『ひずみ測定Ⅰ』及び『ひずみＲ を示す式を次のうちから一つ選び，記号で答えよ。

測定Ⅱ』に整合した内容で作成され，問題例の各数式も（ａ） R ＝ρAL（ｂ） R ＝AL／ρ

記載されている。このため，一次試験問題の解答に当た（ｃ） R ＝ρA／L（ｄ） R ＝ρL／Aっては，これらの参考書を学んでおくことが重要である。

正答（ｄ）