ＰＴレベル３

二次Ｃ1（基礎）試験のポイント

いるが，これは見方を変えた問題であり，式だけを覚えていても解けない問題である。式の内容を理解してほし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。

い。
液体 A が毛細管を上昇する高さ h は
h=2Γcosθ/(rρg)

これまで，本欄において 2004 年 10 月（Vol.53,No.10）に C1, C2 について，2008 年 5 月（Vol.57,No.5）に C1 について，それぞれ数問ずつ解説をした。今回は最近の正答である。

今，接触角と表面張力が 2 倍の液体 B が上昇する高さを h´とすると
h´=2Γ´cosθ´/(rρg)

率の低い問題に類似した問題及び基本的に理解してほしとなる。

h´と h の比をとると，い問題のポイントを解説する。

h´/h=Γ´cosθ´/Γcosθ
問１次は，付着力について説明したものである。正し

ここで，cosθ=cos15°=0.966，cosθ´=cos30°=0.866Γ´＝2Γ

いものを一つ選び，記号で答えよ。
(a) 同種の分子間に働く引力をいう。

を上式に代入すると，
h´/h=2×0.866／0.966=1.79(b) 異種の分子間に働く引力をいう。
(c) 同種の分子の界面に働く，界面張力をいう。

したがって，液体 B の高さは液体 A の高さの約 1.8 倍(d) 異種の分子の界面に働く，界面張力をいう。となる。

正答

問３（ｂ）

（浸透探傷試験Ⅲ1.2 項参照）

この問題は言葉の意味を理解していればすぐ解けるも次の文は，蛍光浸透探傷試験において，現像剤を用いると蛍光輝度が増加する理由を述べたものであのである。付着力や界面張力（表面張力）は浸透液のぬる。誤っているものを一つ選び，記号で答えよ。

れ性に関連する重要な用語である。これに関連する用語(a) きず内の浸透液を表面に吸い出し，拡げる効果を有で凝集力があるが，これを含めて覚えておいてほしい。
物質を構成する分子間にはそれぞれ引力が働き，固体する。
(b) 現像剤内部で紫外線が乱反射を起こす。

や液体を形成している。異なった物質が接触した時に，(c) 浸透液の相対的厚さを厚くする。

その分子間に働く引力を付着力という。また，同種の分(d) 紫外線の散乱経路が短くなる。

子間に働く引力を凝集力という。
界面張力も分子間に働く引力であるが，これは界面（表面）を最小にしようとする力である。

正答

（ｄ）

（浸透探傷試験Ⅲ3.3 項参照）

蛍光浸透探傷試験における現像剤の主な役割は，きずまた，前回の解説でも説明したが，凝集力，付着力及内の浸透液を表面に吸い出し，拡大することである。こび重力の働きの合力によって，浸透液のぬれ性が決まっのとき，浸透液が現像剤表面をぬらし，相対的に浸透液てくる。再度解説を読み返して勉強してほしい。の厚さが厚くなる。したがって，(a),(c)は正しい。
蛍光浸透探傷試験用の現像剤は，染色浸透探傷試験用

問２ある液体 A に毛細管を立てたところ，毛細管内のの現像剤より，光の透過性が高い材質で作られている。

液面高さは 20 mm まで上昇した。この液体の接触角

そのため，照射された紫外線は現像剤内部で透過及び乱は 15°であった。液体 A と比べ，接触角と表面張力反射を起こし，浸透液の励起を高める働きがある。(b)が 2 倍である液体 B に同じ毛細管を立てると，液体 Bは正しい。紫外線が乱反射を起こすということは，散乱の液面高さは液体 A の液面高さの何倍になるか。正経路が長くなることであり，(d)が正答となる。

しいものを一つ選び，記号で答えよ。ただし，液体 Aと液体 B において他の性質は同じであるとする。
(a) 0.9 倍(b) 1.0 倍(c) 1.8 倍(d) 2.0 倍

問４

次の「 ア 」，「 イ 」に入る適当な語句の組合せを一つ選び,記号で答えよ。
光の吸収において,入射光の強度：I0 と透過光の強度：I，正答（ｃ）（浸透探傷試験Ⅲ1.5 項参照）

液体が毛細管を上昇する高さの問題はよく出題されて物質の厚さ：d には「 ア 」と呼ばれる法則があり，αを吸収係数とするとその法則は「 イ 」の式で表される。

(a) ア：ランバートの法則

イ：I0/I=e-αdの強度によって決まる係数である。(c)は蛍光物質の種類(b) ア：ランバートの法則

イ：logI0/I=αdや紫外線の強度に関係なく決まるものである。したがっ-αd(c) ア：ベールの法則

イ：I0/I= e(d) ア：ベールの法則

イ：logI0/I=αd

正答

（ｂ）

（浸透探傷試験Ⅲ3.3.1 項参照）

光の吸収に関する法則としては，ベールの法則，ランバートの法則，ランバート・ベールの法則等がある。
ベールの法則とは，「気体又は液体による光の吸収は，その中の分子の数によって決定され，希釈度によって変化しない。」というものである。つまり，溶液の濃度が半分に薄くなっても，溶液の厚さが倍になれば，光の吸収て (c)が正しい。それぞれの選択肢の内容を良く理解してほしい。
問６

次の文は，めっき割れ試験片の特徴を述べたものである。誤っているものを一つ選び，記号で答えよ。
(a) 黄銅板の表面にめっき層を作り，めっき面を外側に湾曲させることにより，めっき層に細かな割れを発生させたものである。
(b) この試験片を利用することにより，浸透探傷試験の欠陥検出能力を調べることができる。
(c) 割れの深さがめっき層の厚さにほぼ等しいので，めは同じとなる。
ランバートの法則とは，光の吸収において入射光の強度 I0 と透過光の強度 I との比の対数が物質の厚さに比例するというものである。式で表すと(b)の式が正答となる。
ランバート・ベールの法則とは，ランバートとベールの法則をあわせたもので，溶液の濃度を c，入射光の強っき層の厚みを調整することにより，深さ一定の割れを作ることができる。
(d) アルミ焼き割れ試験片に比較して，より微細な割れを作ることができるが，表面が極めて滑らかで，実際の試験体表面とはかけ離れている。

度を I0，透過光の強度を I，物質の厚さを d，モル吸光係数を e とすれば，logI0/I=ecd

正答と表せる。

これら，3 つの法則を関連して覚えておくと良い。

（ｂ）（浸透探傷試験Ⅲ6.1 項参照）

対比試験片については，JIS Z 2343-3 にタイプ 1～3 の3 種類の対比試験片が規定されている。また，参考書でも，タイプ 1（めっき割れ対比試験片），タイプ 2（洗浄問５

次の「 ア 」に入る適当な語句を一つ選び，記号能力及び星状きず対比試験片），タイプ 3（アルミ焼き割で答えよ。

れ対比試験片）について，詳しく説明されているのでよ

蛍光浸透液の蛍光の強さ（輝度）は蛍光物質の種類とく勉強してほしい。めっき割れ対比試験片については，紫外線の強度に大きく影響を受ける。その他の因子としてさらに影響を及ぼすものは「 ア 」，蛍光物質の有効厚(a),(c),(d)は正しい。
対比試験片の利用として，浸透液の感度レベルの決定さがある。

や検出性の比較評価は可能であるが，これらは，欠陥検(a) 蛍光染料のモル吸光係数出能力とは違うことを良く理解してほしい。つまり，対(b) 励起光の強さ

比試験片と実際の製品に発生するきずとでは，きずの性(c) 蛍光染料濃度状（材質，形状，大きさ，表面状態等）がまったく異な(d) 蛍光の光量子数っていることである。そのため，対比試験片で検出されたきずと同じ大きさのきずが検出できるとは限らないし，正答（ｃ）（浸透探傷試験Ⅲ3.3.1 項参照）

蛍光浸透液が紫外線により励起されたときの蛍光の強さ（輝度）If は，次式で表される。
If=KQI0（1-10-ecl

あるいは，対比試験片で検出されないより微細なきずも実製品では検出される場合がある。したがって，(b)が正答となる。

）

ここで，K は目の応答に関する定数，Q は浸透液より以上，関連する例題について，できるだけ広く解説を放射される蛍光の光量子数，I0 は紫外線の強度，e は蛍行ったつもりである。受験に当たっては参考書と，問題

光染料のモル吸光係数，c は蛍光染料の濃度，l は蛍光物集をよく勉強されることを望むものである。

質の有効厚さである。(a)は蛍光物質の種類によって，(b)は紫外線の強度によって，(d)は蛍光物質の種類と紫外線

ＥＴレベル３ 二次Ｃ1（基礎）試験のポイント

なお，渦電流探傷時に関係のある透磁率は，全く磁化をされていない材料であれば初透磁率がこれに相当する

非破壊試験技術者レベル 3 二次の C1 試験は渦電流探傷が，一般の強磁性材料の多くは製造過程で磁気を帯びこ試験に関連した基礎知識を問うための問題が出題される。

ることから，残留磁束密度を保持するため変分透磁率が基礎知識であるため，レベル 3 受験者の正答率は比較的相当する。そして，残留磁束密度が一様でないと，変分高いが，一部の問題で若干誤答が多いものが見受けられ透磁率が局所的に異なるため磁気ノイズの原因となる。

る。ここでは最近の試験問題に類似した例題によりポイ
問 2ントを解説する。

次の文は，保磁力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。
問 1

次は，変分透磁率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) 飽和磁束密度から磁界を小さくしてゼロにしたときの材料中の磁界をいう。

(a) 磁化曲線上の最小の透磁率(b) 磁束を材料中に保持するのに必要な磁界をいう。

(b) 磁化曲線上の 2 点間の透磁率の差(c) 残留磁束密度がゼロになるような反対向きの磁界を(c) 磁化曲線上の 1 点で磁界を小さく増減させたときに生じる磁化曲線の傾きによる透磁率いう。
(d) 飽和磁化させるのに必要な磁界をいう。

(d) 磁化曲線上の最大の透磁率
正答
正答

（ｃ）

これについても問 1 と同様に，磁化特性に関する用語（ｃ）

透磁率は図１に示すように磁化曲線上の位置やＢ，Ｈの定義に関するものであり，図２に示すとおりであり正の取り方によって種々の定義があるので，正確に覚えて確に覚えて欲しい。すなわち材料を強く磁化して磁気飽おきたい。

和まで至ったときの磁束密度が飽和磁束密度であり，そ初透磁率は，磁化曲線の立上りにおける透磁率であり，こから磁界を小さくして磁界がゼロになったときの磁束微分透磁率は曲線上における傾きに相当する。最大透磁が残留磁束密度である。さらに，磁界の方向を反転させ率は磁化曲線上における最大の透磁率である。ここで出て，材料内の磁束密度がゼロになるときの磁界を保磁力

題内容である変分透磁率は増分透磁率とも呼ばれるが，と呼ぶ。したがって正答は(c)である。

磁化曲線上で微少な磁界を変化させたときのマイナーループ（閉曲線）の勾配を示しており，正答は(c)である。
飽和磁束密度残留磁束密度(Br)
最大透磁率

保磁力(Hc)
変分（増分）透磁率

微分透磁率

初透磁率

図２．磁化曲線における用語の定義
図１．各種透磁率の定義

問 3次の文は，材料の加工と磁気的性質の関係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) 冷間加工により材料の初透磁率は増加する。

コンデンサでは周波数が高くなるほどインピーダンスが(b) 冷間加工後に焼鈍すると，材料の透磁率は加工前の下がるという点を覚えておけばよい。そうすれば，図Ａの回路ではコンデンサが出力に並列に接続されているか値に回復する。
(c) 熱間加工は，冷間加工に比べ材料の磁気的性質を大ら，周波数が高くなるほど，出力電圧が小さくなることが理解できるであろう。反対に図Ｂのように図Ａに対しきく変化させる。
(d) 冷間加工により材料の保磁力は小さくなる。てＲとＣを反対のような回路にすると，周波数が高くなるほど入力信号がより直接的に出力信号として現れるこ

正答とになるから高域フィルタとなる。

(ｂ)

本問題の解答には加工条件に応じた磁気特性の変化にＣ対する知識が必要だが，基本となる現象を覚えておけば入力信号応用が利く。それは材料の磁化は材料内に形成される磁Ｒ

出力信号区の移動によるものであり，材料のひずみ（転位の生成）や不純物は磁区の移動を妨げる要因であるという事象で図Ｂ高域フィルタの回路ある。そのため冷間加工をすると，磁気特性が劣化するが，焼鈍により組織を改善すれば磁気特性が回復するこ

問 5

自己比較方式の試験コイルの間隔を狭くしたとき，とも理解しやすいだろう。また熱間加工は冷間加工に比特性の変化で正しいのはどれか。正しいものを一つべて材料内の残留応力が小さく，磁気特性への影響も小選び，記号で答えよ。

さいことは容易に類推できると思う。したがって正答は(a) 長いきずの検出能が向上する。

(b)である。

(b) 充填率が向上する。
(c) きず信号の周波数成分が高くなる。

問 4図Ａのような回路で構成されるフィルタは何と(d) きずの検出感度が向上する。

呼ばれるか。正しいものを一つ選び，記号で答えよ。
正答

Ｒ
入力信号

Ｃ

出力信号

（ｃ）

(b)の充填率は定義された値であり，試験コイルの間隔は関係ない。また，きずの検出能とコイルの間隔については，その組合せによるから必ずしも，良くなるあるい

図Ａ

フィルタ回路は悪くなるとはいえないが，一般的にコイルの幅が大きくなると大きなきずに対する検出能が高くなり，コイル(a) 高域フィルタ (HPF)の幅が狭くなると短いきずに対する検出能が高くなる。

(b) 低域フィルタ (LPF)

またコイルの間隔が大きくなると，きずが 2 つのコイル(c) 帯域フィルタ (BPF)間を通過する時間が長くなることから周波数成分が低く(d) 帯域阻止フィルタ (BEF)なる。したがって正答は(c)である。

正答

(b)

今回は最近の C1 試験で実施されている試験問題に類渦電流探傷装置の操作においてフィルタの設定は必須

似した例題によりポイントの解説をした。基礎知識の問である。その役割は知っていても受験者においては具体題においては，用語の定義を正確に認識しておく必要が的な回路を理解する必要は感じてないかもしれない。しあるものが多く，これについては確実に覚えておいて欲

かし，フィルタの基本回路は基礎的知識として知っておしい。また 1 つの事象を覚えておけば，そこから類推可いてほしい。

能なことも多いので，単に参考書に書かれていることをフィルタの種類ごとに回路を覚えるのは大変であるが，覚えるだけでなく，そこに書かれている基本事象が何か回路に用いられる素子（主に抵抗器とコンデンサ）の役を良く理解して欲しい。そうすれば，余裕をもって試験割を理解しておけば類推もしやすいものである。基本はに臨めるものである。

交流信号に対するインピーダンスは抵抗器では変わらず，