超音波検査の基本的なやり方

音の一時的な存在は注目に値しますが、永久的な変化を引き起こすことはない現象です。 だから「音」(低エネルギー) は、テスト対象の試料の状態に基づいて正確な情報を取得することを目的とする非破壊試験に適しています。 この目的のためには、試料内で明確な反応を生み出しながらも、状態を変化させない方法が必要になります。 「受け身であること」は音の最も有名な特徴であり、それが材料のテストに必要とされるものです。

アコースティックエミッションの特別な分野では、パッシブ音が使用され、材料の状態の自発的な変化により音波が材料内で生成されます。 音波は力学的な波で、キャリアとして機能する媒体を必要とします。 固体、液体、気体を問わず、各材料は音波への特別な影響によって評価することができます。 超音波検査は、テストされる媒体内に伝播した時に音波がどのように影響を受けるかに基づくものです。 音波は変化を経験しますが、変化は測定でき、それに従って材料の状態を評価できます。 その後、材料の特性の評価を間接的に行うことができます。 モデルや経験的相関関係により、材料の構造または内包物の存在などにおける変化として、音波信号の一定の変化を解釈できます。 材料の質の評価は常に、信号の解釈に関する概念の信頼性によって左右されます。

材料の評価に使用される音の伝播に対する干渉は、常に同じ原理に基づきます。

2.1 界面による干渉。 例えば、テスト試料の限定面または亀裂などの肉眼で見える界面、結晶粒界などの顕微鏡でなくては見えない微細な界面によるものがあります。

2.2 吸収による干渉。 これは実質的に、内部摩擦によって生成されるエネルギーの変換です。 このケースの評価は、媒体を通過する変化した信号または界面で反射する信号によって行われます。

干渉のこうした基本的な影響から、さまざまな超音波検査手法が生まれました。超音波検査の手法には次のようなものがあります。

2.3 共振法。テスト試料の 2 つの平行した制限界面の間の反射で成り立ちます (図 1)。

2.4 透過法。他の言語では、「陰影手法」と呼ばれているかもしれません。 この手法では、材料の界面の陰影効果 (材料の不連続性) が使用されます。 2 つの対になっているプローブを使用します (図 2)。テスト試料側の片側のプローブを使用する場合は、「ミラーシャドウ手法」となります (図 3)。

2.5 エコー手法 この手法は、材料の不連続性から反射される信号を使用します (図 4)。 ここでのトランスミッタープローブとレシーバープローブは同一である可能性がありますが、個別のトランスミッターとレシーバープローブも使用できます。

エコー手法で (超音波検査手法全体でも) 最も重要なのが、パルス反射法です。 超音波パルスを使用することで、反射のサイズ (エコー振幅) だけでなく、エコーの移動時間も評価できます。 このため、リフレクターのサイズだけでなく、位置に関するデータも取得できます。 リフレクターの位置がわかれば (後壁)、移動時間を使用して、材料の構造を評価できます。 リフレクターの位置がわからなくても、材料の特性が (減衰、音速) わかれば、例えば、壁の厚さの測定を実行できます。