工場分野（横浜検査部）の「売りの技術」
また、現地配管の RT においては、従来は放射性1. 放射線透過試験のデジタル化に関する取組み

同位元素を使うガンマ線透過写真撮影を実施して横浜検査部は IHI 横浜事業所の各工場および関いるが、事前手続きおよび準備に時間がかかる等係会社の検査業務、また発電プラント・化学プラの課題点があった。そこで、小型 X 線装置と DRント・橋梁・環境関係等の検査工事を担当していとを組合せることで工事の省力化を図ることの検る。検査技術としては浸透探傷検査（PT：Penetrant討を実施している。以上の検討課題に対し、社内

Testing）、 磁 粉 探 傷 検 査（MT：Magnetic Particleの DR 機材を使用して従来の F-RT とコンピューTesting）、超音波探傷検査（UT：Ultrasonic Testing）、ティドラジオグラフィ（CR）（イメージングプレー

放射線探傷検査（RT：Radiographic Testing）、渦流ト：IP）および平板型半導体検出器（デジタルディ

探傷検査（ET：Eddy Current Testing）を有しておテクタアレイ：DDA）など、DR 適用の取組みおより、あらゆる非破壊検査に対応できるようにしてびその他 DR に関する活動等について紹介する。

いる。その中でも当部は放射線検査を主力としており、昭和 40 年代の初めから産業用高エネルギーX 線装置や放射性同位元素等を導入し国内原子力機器等の発電プラントに関する放射線透過試験（RT）を実施してきた。また、外部の会社からもRT を積極的に取り込んでおり、全国から鋳造品を含むさまざまな製品の RT を受注している。
国内デジタルラジオグラフィ（DR）の規格は 2017年 9 月に JIS Z 3110「溶接継手の放射線透過試験方法－デジタル検出器による X 線及び g 線撮影技

写真 1

原子炉圧力容器

写真 2

大型バルブの RT（1）術」 として発行された。これにより、今後はデジタル RT（D-RT）の普及が進み、フィルムに代わる検出器を使用した RT が少しずつ増えてくると考えられる。これら D-RT は、規格化される以前から
当社では D-RT 設備を導入し、社内検査および現地配管の減肉調査等に使用していた。また、写真 1、
写真 2 に示すように高エネルギー X 線を使用し、フィルム RT（F-RT）による原子炉圧力容器や各種プラントのバルブ等の RT 検査では材厚 400mm までの検査ノウハウを蓄積していることから、厚板（2）材に対しての DR 適用の検討を実施している 。
—17—

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1.1 高エネルギー X 線による DR の適用
高エネルギー X 線による DR の適用として、高エネルギー X 線を使用し厚肉材に対し、従来の F-RT
（3）（5）-。と同様に DR が可能かの確認検討を実施した（1）試験の状況

写真 3 は、溶接試験片 t38mm に SM490A 鋼板を取り付け、78mm の試験体厚さとし 9MeV 直線加速器での撮影状況を示す。
（6）

また、材厚 78mm のタングステン球入り鋼板

は、9MeV のエネルギーに対して比較的板厚が薄い

写真 4

ためコントラストを得るには厳しいため、DDA を各像質計（IQI）の配置（3）9MeV の撮影画像保護するために撮像領域の周りにある電気回路を

写真 5 ～写真 7 は、9MeV で高エネルギー X 線厚さ 50mm の鉛ブロックでシールド保護を施した。

を用いたフィルム、IP および DDA の放射線画像をそれぞれ示す。DDA の撮影過程における積算処理は、従来のフィルム像とは異なるコントラストが得られる。フィルムと DDA による撮影画像は、
DW、JIS 線形タイプの透過率計、ASTM の有孔形タイプの透過率計とも比較的明瞭であったが、IPの撮影画像では散乱線による影響か画像が不均一で少し不明瞭となる結果であった。

写真 3高エネルギー X 線照射装置の撮影配置（2）像質計の配置と評価
ISO 17636-2 に基づき計算された空間分解能は、ワイヤ対の分解能を示しており、画像処理ソフト
ウェアはドイツ連邦材料研究所（BAM）の ISee!
（7）

ver.1.10.2 を使用して画像の解像度を評価した。
写真 4 に各像質計（イメージクオリティインジケー（8）（10）-タ：IQI）の配置を示す。

本試験では厚い材料の試験条件でも全てフィル

写真 5（11）（12）ムを基準として同等に比較するため IQIは全て線源側に適用して試験した。

—18—

9MeV のフィルム画像

（13）かに劣っていた。これは、DWの使用についてはエネルギー 600keV 以上での使用は適切ではないというデータがあり、試験でも 9MeV では当然の結（14）（15）果を得られたことになる。ただし、1MeV 付近まではおおむね安定しており、参考にしても良いのではないかと思われる。DDA は、複数の画像を使用する積算処理のために、フィルムや IP よりも優れた CNR（コントラスト対ノイズ比）の画像を生成する機能（ソフトウェア）を備えており、本試験では画像処理を少し強めにかけている。
写真 6

9MeV の IP 画像

図1

空間分解能フィルム /DDA/IP：950keV（5）鋳物を模したさらなる厚肉材への DR 適用
厚肉の X 線撮影検査では、DDA と 2 種類の IP写真 7（主に高分解能タイプ）を使用した。この試験にお9MeV の DDA 画像

ける X 線撮影の対象は、高エネルギー X 線の領域（4）複線形像質計（DW）による空間分解能の測で 鋳 造 品 を 模 擬 し た 102mm と 240mm お よ び

定結果300mm の厚いプレートを用いた。高エネルギーを

図 1 は、300keV、950keV および 9MeV の X 線エ適用した DDA/IP の画像を従来のフィルムと比較ネルギーを用いたフィルム、DDA および IP の空間するためフィルムは高分解能タイプを使用して撮分解能の比較をした際の例として 950keV のグラ影を試みた。

フを示す。300keV と 950keV の空間分解能はフィ厚肉試験体の撮影画像 240mm と 300mm についルム、IP、A 社の DDA、B 社の DDA の順で良好でて、各撮影媒体の画像を写真 8 ～写真 13 に示す。

あり同様の弧を描くようなグラフを得られた。9MeV

また、鋳物を模した厚肉材への DR 適用について検では安定しておらず、グラフの勾配は同様とはな討した結果、以下のことがわかった。

らなかった。最小のワイヤ対の空間分解能が明ら—

19—

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写真 8t240mm フィルム画像

写真 9

写真 10t240mm

写真 11IP 画像

t300mm のフィルム画像（マークミス）

写真 12t300mm の IP 画像（マークミス）

写真 13t240mm の DDA 画像—

20—t300mm の DDA 画像

1.2 現地配管への DR 適用① 材厚 300mm までの試験において ASME 有孔あい狭隘部の現地配管の RT は、従来、ガンマ線を使形 IQI は IP、DDA において規格要求を満たす用した F-RT が実施されている。近年は、小型軽量ことがわかった。
② 300mm より厚い試験片での DDA の透過画像の X 線装置が登場したこともあり、高精細デジタは、積分処理を含めると 30 分以上の長い照射ルデバイスとの組合せによる DR 適用について検時間が必要となることが判明した。超高精細討した。ここでは、現地配管等の RT 検査に関するIP を厚い試験片に初めて適用した結果、予期基礎データを取得し、従来の品質を維持した上でせず DDA よりも短時間である程度の画質が作業の省力化とコストダウンを目指した。また、業得られることがわかった。

容拡大および実工事に向けた検討を実施している。

③ 線形 IQI（線源側）は材厚が 300mm では規格（1）検討方法要求を満足しない。
④ DW はフィルムとの比較を考慮して線源側にDR として DDA と IP を使用し、狭隘部の現地配置いていたがほぼ満足していない。今後の課管等を撮影することを想定し特殊な小型 X 線装置

題として撮影媒体側に入れて試験をする必要を用いて従来の検査と比較して規格上問題のないがある。表 1 に IQI の識別結果をまとめた。

像質を得ることができるか比較した。撮影距離は200 ～ 250mm とした。

表1

高エネルギー X 線による IQI の識別結果

フィルムによる IQI の識別：規格の識別要求値

フィルムによる IQI の識別結果：試験の識別値

IP による IQI の識別結果（高分解能タイプ 102mm 300mm）

DDA による IQI の識別結果—21—

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写真 14配管の撮影配置（2）撮影結果（DDA の例）
以下に DDA のみ画像を示す。

写真 15

写真 17

B 社 X 線装置 高精細 IP 20 秒

写真 18

B 社 X 線装置 フィルム 25 秒

A 社 X 線装置 0.4 秒 × 4 回積算（3）検討結果
A 社製小型 X 線装置での結果を写真 15 に示すが、パルス出力タイプで連続照射時間が 2 秒という仕様のため、IP やフィルムでは照射回数を重ねることで必要な線量を照射可能となる。感度の違いにより高感度 IP で 20 秒、高精細 IP で 50 秒の露出時間で撮影できることがわかった。しかし、照射を何度も繰り返す手間は作業負担となり、撮影条件を探写真 16

B 社 X 線装置 DDA0.5 秒 × 20 回積算—る上でも苦労することとなった。一方、DDA は照22—

射中積算処理をして画像を構成するため照射時間結果を得ることができた。当然デジタル RT であれが短いと積算回数も制限され、さらに X 線装置とばさらに短い露出時間で撮影が可能となる。

DDA の同期が難しくなる。試験では 1 フレーム 0.4

像質計の値からも各配管に対して規格値より小秒で 4 フレームを積算したものと 1 フレーム 1.6 秒

さいワイヤを識別しており十分に透過度計の識別のみとを比較してみた。像質はほぼ違いはないが照度を満足していることがわかった。

射時間を増やした方がコントラストは比較的高くまた、従来の 192Ir 線源からこれらの小型 X 線装ノイズは 4 フレーム積算した画像の方が少ない感置に置換えることで放射性同位元素の保管・使用じとなった。実撮影では 1.6 秒 1 フレーム撮影でも届出申請など取扱にかかわる管理コストも大幅に問題ないと思われる。いずれにしても連続照射時間削減が可能である。

が 2 秒というのは使いにくさを感じた。
1.3 今後の取組みメーカーでは将来的に 8 秒くらいまで連続照射できるよう改良するとの話があったが、現場で使現在、高エネルギー X 線への D-RT 適用の期待用するにはそれでも短く、高感度の DDA で使用すが高まり、さまざまな試験撮影の検討依頼を受けるには良いが、その他のデバイス（撮影媒体）にている。1MeV を超える際の DW の取扱はエネルは制約の生じる場合もあると考えられる。

ギーと線材の吸収係数や材厚の増加による線源側

一方、
B 社の小型 X 線装置での撮影結果を写真 16配置による散乱線の影響などがあり、検出自体に～写真 18 に示すが、コンスタントポテンシャルの困難があると思われる。今後はディテクタ側配置連続照射が可能で、エネルギーは 120kV と低くアと補正計算等の工夫が必要と考える。また検出装ルミなどの軽合金が対象で採用するつもりはなかっ置システムとして認証されている装置の使用などた。しかし、撮影画像は非常に良好な結果を得るこ改善をしつつ、400mm 程度までの鋼材について試とができた。

験をしておく必要がある。さらに、散乱線除去の本装置はコンスタントポテンシャルということ物理フィルタや遮蔽の工夫など厚肉撮影に欠かせで半波整流や全波整流よりも効率が高く、かつ焦点ない技術についても調査が必要と感じている。

寸法が 0.5mm と小さく高鮮鋭である。また照射距離

DDA はフィルムとは異なり、現像プロセスがないがボイラ配管などでは特殊な狭隘環境で 200mm 程ことから利便性が非常に高い。また、小型マイク度と短いことが幸いして照射線量率を稼げている。

ロフォーカス X 線装置と組合せることにより、高像質は規格に基づく配置ができないにもかかわら精細な検査が可能となると同時に、現地出張工事ず、幾何学的不鮮鋭（ボケ）が少なく鮮明であった。

への適用も可能となる。今後もさらに実証試験をさらにボイラ配管で材厚の厚い 8mm の配管を模擬重ね、積極的に適用範囲をひろげたいと考えてい配管として撮影したところフィルム撮影で良好なる。

表2

1.4 委員会活動

現地配管撮影試験の JIS 像質計識別

当部では、放射線検査部門の活動も積極的に実施しており、写真 19 に示すように、外部の関連業界が参加する専門委員会を通じて規格原案作成委（14）

員会等への参与や国内外への技術発表
—

23—

および

IIC REVIEW/2018/10. No.60

（6） Patent No. 5126915：Method of producing welding
test pieces for non-destructive tests（7） http://www.bam.de/en/kompetenzen/fachabteilungen/abteilung_8/fg83/fg83_ag5.htm（8） BS EN 465-2 : 1996：Non-destructive testingImage quality of radiographs Part 5. Image qualityindicators（duplex wire type）, determination ofimage unsharpness value, BSI, 1996
写真 19

APCNDT2017 技術発表

（9） JIS Z 2306：2015：放射線透過試験用透過度計、一般財団法人日本規格協会（15）（16）への講師派遣なども行っている。ま（10）JIS Z 2307：2017：放射線透過試験用複線型像

た、長年に渡り放射線源取扱等の安全管理委員会

質計による像の不鮮鋭度の決定、一般財団法への参加もしており積極的な技術力強化と品質維人日本規格協会

DR 講習会（11）ISO 17636-2 : 2013：Non-destructive testing of

持および放射線にかかわる安全管理（法令遵守等）に努めている。

welds-Radiographic testing- Part2 : X- and gammaray techniques with digital detectors, International

文責

Organization for Standardization, 2013
検査事業部 横浜検査部 次長（12）JIS Z 3104：1995：鋼溶接部継手の放射線透過

田北 雅彦

試験方法、一般財団法人日本規格協会

参考文献（13）K. Bavendiek et al.：Best Energy Selection for（1） JIS Z 3110：2017：溶接継手の放射線透過試験

Different Applications with Digital Detector Array

方法－デジタル検出器による X 線及び g 線撮from 20 to 600keV, Materials Evaluations, 70（8）,

影技術、一般財団法人日本規格協会

2012, pp.965–974（2） 田北雅彦、中村敬治、佐藤雅保、細谷昌厚：高（14）N. Ooka, M. Takita, K. Yokota：Application ofエネルギー X 線を用いた平板型半導体検出器

Digital Radiographic Testing Techniques to Thickの き ず 検 出 基 本 性 能 確 認、IIC REVIEW、

Material using High-energy X-Ray, 15th APCNDT

No.51、2014/04、pp.31-38

2017, Singapore（3） Y. Narukawa：The Latest Computed Radiography.

（15）日本工業出版株式会社：産業用高エネルギー
X 線による厚肉材へのデジタル RT の適用

Non-destructive Test, 61（4）, 2012, pp.141–147（4） K. LaCivita：Use of Digital Radiography for Final

講師：IHI 検査計測 田北、日工セミナー 2018.3.8

Part Acceptance of Aerospace Castings, Materials

放射線透過法による検査の最新事例

Evaluations, 70（8）, pp.915–922

ナー冊子、pp.46-50

セミ（5） U. Ewert et al.：Image Quality in Digital Industrial（16）The Japan Welding Engineering Society：Non-Radiography, Materials Evaluations, 70（8）, 2012,

destructive Test Application Research Committee :pp.955–964

Basics and Applications of Digital Radiography inIndustrial Fields, 2014—24—