非破壊検査

非破壊検査(Nondestructive Testing)

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1.非破壊検査とは

非破壊検査は、製造物を破壊せずに、その製造物が持つ有害な欠陥を検出する技術です。
有害な欠陥が存在する状態では、品質が低下したり、欠陥の進展により破壊事故を引き起こしたりします。これらの欠陥の検出を目的とする非破壊検査が社会生活を守るうえで、非常に重要な役割を果たしています。

化学プラントや発電所、構造物をはじめ、飛行機、船舶、電車等、全ての工業製品で、製造時から供用期間、廃棄に至るライフサイクルの全てのステージで、非破壊検査は実施されています。ライフサイクルの全てのステージで発生し得る損傷モード(疲労、腐食など)と検出すべき欠陥の大きさを設計段階で検討して、各ステージで行う非破壊検査で確実に検出できることが要求されています。

ただ、現状の非破壊検査技術では検出に限界があるため、設計時に想定した許容欠陥寸法が小さすぎたり、部材の形状が複雑であったりすると、欠陥の検出ができません。また、疲労き裂のように時間とともに成長する時間依存型の破壊モードに対しては、適切な頻度で非破壊検査を行う必要があります。

ところで、非破壊検査は多くの物理現象を利用しています。その物理現象はほとんどが19~20世紀に発見されました。しかし、書籍に示されている非破壊検査の内容は、常にアップデートされており、普遍の原理ではありません。技術的な知識、基準、法規など、何れも日々変化し得るものであることに留意して、常に自分の知識を最新のものになるように十分心がける必要があります

 

2.工業分野で主に適用されている非破壊検査

非破壊検査に求められるニーズは、対象となる機器や構造物の種別や、また検出すべき欠陥の種類や大きさなどによって多種多様です。従ってそれぞれのニーズに合った様々な非破壊検査法が考案され、実用化されていますが、特に一般工業分野で使われている非破壊検査を下記に示します。

・目視試験: VT(Visual Testing)
・浸透探傷試験: PT(Penetrant Testing)
・磁粉探傷試験: MT(Magnetic Particle Testing)
・渦電流探傷試験: ET(Eddy Current Testing)
・放射線透過試験: RT(Radiographic Testing)
・超音波探傷試験: UT(Ultrasonic Testing)
・アコースティック・エミッション試験: AT(Acoustic Emission Testing)
・赤外線サーモグラフィ試験: TT(Infrated Thermographic Testing)

これらの検査は、通常英語の頭文字2つをとって、例えばPT,MT,RTなどと呼ばれることが多いです。

これら8種類の非破壊検査法について、適用時期、検出可能な欠陥の場所、形状、適用可能な材料を以下に示します。

表1 各種非破壊検査法で検出可能な欠陥の特徴と適用可能な材質

これらの内、比較的古くから利用されている非破壊検査法である、浸透探傷試験(PT)、磁粉探傷試験(MT)、渦電流探傷試験(ET)、放射線透過試験(RT)、及び超音波探傷試験(UT)について、もう少し詳細にその特徴を見ていきます。

表2 表層部欠陥検出試験法の比較

 

表3 内部欠陥検出試験法の比較

 

3.各種非破壊検査法の例

この表の大元は、USAのマクドネル・ダグラス社から発行されている”Metal Progress Handbook” に記載されている表で、主として航空機やロケットに適用される非破壊検査法を示しているように思います。
筆者は、化学プラント系の設計者の出身なので、あまり見聞きしたことのない検査法もあり、自分の翻訳が正しいか少しクエスチョンなところもあります。追々修正していこうと思います。
原本は、グーグルブックスにあります。おかしいなと思ったら、原本を確認してください。

 

表4 非破壊検査方法

 

 

 

参考文献
Marks’ Standard Handbook for Mechanical Engineers 10th ed  McGROW-HILL
よくわかる最新非破壊検査の基本と仕組み 水谷義弘 秀和システム
データ活用ハンドブック機械編  技術評論社

 

引用図表
表1 各種非破壊検査法で検出可能な欠陥の特徴と適用可能な材質  よくわかる最新非破壊検査の基本と仕組み改
表2 表層部欠陥検出試験法の比較   データ活用ハンドブック機械編
表3 内部欠陥検出試験法の比較   データ活用ハンドブック機械編
表4 非破壊検査方法  Marks’ Standard Handbook for Mechanical Engineers 10th ed 翻訳

 

Add: 2019/5/5
ORG:2019/2/27