初めて超音波厚さ計をご検討の方へのご案内

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初めて超音波厚さ計をご検討の方へ

超音波厚さ計のご使用を検討されている方のために、対話形式の分かりやすいページを作成しました。

登場人物の紹介

★セキネ博士

非破壊検査のことならお任せ! 頼りになる技術のスペシャリスト。冷静沈着で、着実に仕事をこなす。

★山ちゃん

入社3か月目の新人OL。非破壊検査のあれこれに
ついて、日々勉強中。

1章 超音波っていったい何??

山ちゃん

NDTマートでは、超音波厚さ計を販売してますけど、なぜ超音波厚さ計が必要なのですか?
ただ厚さを測るだけなら、定規で十分なんじゃないかなって思うんですけど・・・

セキネ博士

なるほど・・・いい質問ですね。それでは今回は「超音波厚さ計」の話をしましょう。

山ちゃん

厚さ計講座の始まりですね! よろしくお願いします!

セキネ博士

では始めますよ。
まず、NDTマートの厚さ計は、「超音波」で厚さを測ります。
超音波の特徴を理解することで、超音波厚さ計がどのような原理で厚さを計るのか、知ることができます。

山ちゃん

なるほど、超音波を知ることイコール超音波厚さ計を知ることなんですね・・・・・。
・・・ところで超音波って、一体どんなものなのですか???

セキネ博士

超音波には、3つの大きな特徴があります。
まあ厳密にいうと3つよりもっとあるんですが、まずは基本的な3つを覚えてほしいと思います。

山ちゃん

むむ、3つですか・・・メモしなきゃ。(メモ帳とペンを取り出す)
・・・準備できました! お願いします・・・!

セキネ博士

では1つ目。
超音波とは、「人間には聞こえない、高い音」のことです。
ただ単に高い音なので、X線とは違い危険性がなく、とても安全です。
病院で行われているエコー検査のエコーは、超音波のことですよ。

山ちゃん

人に安全というのが、ポイントですね。
エコー検査は、妊婦さんにも行われているぐらいだから、超音波って安全なんですね。
メモしましたよー!

セキネ博士

次に、2つ目の特徴。
超音波が液体や固体を伝わる速度を音速といいますが、「音速は、物質により異なる」ということです。

山ちゃん

音速??

セキネ博士

音速とは、超音波が一定の時間にどれだけ進むかという、速さのことです。通常、メートル毎秒(m/秒)を使用します。
例えば、超音波が金属を伝わる速度と、水を伝わる速度はそれぞれ異なります。
また、金属でも鉄やアルミ、銅などいろいろな種類がありますが、それぞれ音速が違います。

山ちゃん

材質ごとに、超音波が1秒間に何メートル移動するが決まってるんですか!
なんか、車とか電車みたいですね・・・

セキネ博士

音速は、超音波厚さ計を理解するための不可欠な要素です。
音速は、物質ごとに違う」ということは、忘れないでください。

山ちゃん

はい!

セキネ博士

最後の3つ目の特徴は、「超音波は、物質と物質の境界で反射する」ということです。
たとえば、机の上に鉄板を置いて、鉄板の厚さを測定しても、机の厚さまで測ってしまうことはありません。
ただし、隣り合う物質の組み合わせにより、何割かの超音波が通過して、接している物質に伝わる場合もあります。

山ちゃん

えっ!
じゃあ、超音波がたくさん通過しちゃう組み合わせのもの同士がくっついたら、どうなるんですか?
両方の厚さを測定してしまう? それとも何も測定できなくなっちゃいますか?

セキネ博士

いい質問ですね。
例えば、塩化ビニールで作られた容器の中に水をいれた状態で、容器の厚さを測定しようとしても、すごくはかりにくくなります。
塩化ビニールと水が隣り合わせになると、境界面で反射する超音波はたった3割程度で、7割は水に通過してしまうのです。
発信した超音波の量に対して、戻ってきた超音波の量が少なすぎると、厚さを測定できないんですよ。

山ちゃん

そうなんですか〜・・・
じゃあ、厚さ測定の前には、ちゃんと超音波を反射できるものなのかっていうのを、確認しないといけませんね。

セキネ博士

空気との境界では100%近く反射するので、日常の測定ではあまり意識しなくても問題ないですよ。
例えば、鉄板と鉄板を強い力でくっ付けても、わずかでも空気の層があれば境界面で超音波は反射するので、溶接でもしない限り、問題なく片側の厚みだけを測ります。

2章 厚さ計の仕組み

山ちゃん

超音波の3つの特徴、しっかりわかりました!

セキネ博士

これで超音波厚さ計のことは8割がたわかりましたね。
これで、今日は終わりということで・・・

山ちゃん

え!? ちょ・・だめですよ! まだ肝心の、厚さ計の仕組みについてなにもわかっていませんよ!

セキネ博士

冗談ですよ。そんなに必死に止めなくても・・・

山ちゃん

あ、なんだ・・・冗談ですか・・・よかった! (でも目が本気だった気がする)
とにかく、厚さ計の仕組みのお話をお願いします!

セキネ博士

厚さ計の仕組みはとても単純なんですよ。
「探触子」と呼んでいる、測定物への超音波の発信と、反射して戻ってきた超音波を受信する役割をするセンサーがあります。
超音波厚さ計は、この探触子から発信された超音波が、境界面で反射し再び探触子に戻ってくる時間を測定して、厚さを測るんです。
ちなみに探触子は、プローブやトランスデューサーとも呼ばれています。

山ちゃん

超音波の伝わる時間で、厚さを測ってるんですか!!
びっくりです。超音波そのもので厚さを測ってるわけじゃないんですね・・・

セキネ博士

そうです。
厚さを求める式は、「物質の音速×(超音波が測定物内を往復するのにかかる時間÷2)」となります。

山ちゃん

音速は厚さを測定するのに不可欠な要素っていうのは、こういうことだったんですね!

3章 厚さ計を使う目的

セキネ博士

山ちゃんは最初に、「厚さは定規を使えば測れるのに、どうして厚さ計を使うんだろう」と言ってましたね。

山ちゃん

はい、言いました。
超音波厚さ計は厚さを計るものだから・・・それなら定規を当てて目盛を読むだけでいいと思って・・・

セキネ博士

それでは質問です。配管の厚みは定規で測定できますか? 鉄板の中央部の厚みは、定規で測定できますか?

山ちゃん

あっ、なるほど・・・ どっちも定規じゃ測定できないです。

セキネ博士

そうですよね。
超音波厚さ計は、定規で測れないところを、簡単に測ることができるのです。

山ちゃん

定規が使えないところを、超音波厚さ計で測ることはわかりました。
NDTマートの厚さ計は、具体的に何を測定する目的で使われているんでしょうか?

セキネ博士

NDTマートの厚さ計をはじめ、多くの厚さ計は「腐食検査用超音波厚さ計」とも呼ばれています。

山ちゃん

「ふしょくけんさ」???

セキネ博士

超音波厚さ計の腐食検査とは、さびや摩耗、劣化などにより、測定物がどの程度減肉しているかを調べる検査です。
例えば、配管の内側が腐食している場合、外から見ただけでは分からないですね。
超音波厚さ計を使用すると、内部の腐食によってどれぐらい薄くなっているかを測定することができるのです。

山ちゃん

もし、測定するものの「表面」にさびがあるときは、どうなるんですか??

セキネ博士

いい質問ですね。
軽い錆びの場合は、そのまま測定することができますが、浮き錆びがある場合は、ワイヤーブラシやウエスなどでしっかりと落としてから測定しなければいけません。誤差が大きくなったり場合によっては測定できない場合もあります。
また、腐食により測定面がでこぼこしている場合は、なめらかに仕上げてから測定する必要があります。

山ちゃん

なるほど。表面にさびがあると、きちんと測れないんですね。
お客様の測るものの表面に、さびがあるかどうか、確認しなきゃいけないですね。
他にはどういう目的で使用されているのですか?

セキネ博士

金属を加工した後の厚さ測定や、ガラスやプラスチックの測定等、本当に様々な用途で使われていますよ。

山ちゃん

超音波厚さ計って、すごい!!
いろんなところで役に立ってるんだぁ。

セキネ博士

その通りです。
超音波厚さ計は素晴らしい装置なんですが、残念ながら測定できないものもあるんです。
たとえば、「木材」、「コンクリート」、「ゴム」は測定できません。
「木材」は、内部の空気の層で超音波が阻まれてしまうため測定できないし、「コンクリート」と「ゴム」は、超音波をとても通しづらいので、測定できません。

山ちゃん

木材、コンクリート、ゴム、よし! メモしました!
これらが代表的な、厚さ測定できないものですね。

セキネ博士

金属やプラスチックでも種類によっては測定できない場合もあるので、NDTマートへお問い合わせください。

4章 NDTマートの厚さ計

セキネ博士

ここまで理解できたら、次はNDTマートの厚さ計の特徴を説明しましょう。
お客様に、適切な機種をお勧めできるようになってくださいね。

山ちゃん

はい、頑張ります!


型式 KT-3シリーズ
KT-300 KT-310 KT-300D KT-310D
価格(円、税込) 60,480 77,760 77,760 93,960
外観 KT-3シリーズ
分解能 0.1mm 0.01mm 0.1mm 0.01mm
測定範囲 0.8〜200mm
塗装の上からの
母材厚さ測定
×
母材厚さ:3〜20mm
測定値保存
*PC出力不可
保証期間 2年
KT-3シリーズ

山ちゃん

KT-3シリーズって4種類もあるのね。迷っちゃう〜・・・

セキネ博士

ハッハッハ。実は、分かりやすい製品ラインナップなんですよ。
スルーペイント機能が搭載されている機種には、製品名末尾に「D」がついています。
300と310の違いは、300シリーズは分解能が0.1mm・310シリーズは分解能が0.01mmです。

NDTマートで一番人気は、KT-310Dというスルーペイント機能搭載&分解能0.01mmの機種。
KT-3シリーズは、使い方がシンプルだから大人気だね。

型式 UM-4シリーズ
UM-4 UM-4D UM-4DL
価格(円、税込) 119,880 129,600 143,640
外観 UM-4シリーズ
分解能 0.01mm
測定範囲 0.8〜275mm
塗装の上からの
母材厚さ測定
×
母材厚さ:2.5〜25mm
波形表示 Aスコープ(スナップショット)
測定値保存 ×
保証期間 2年
UM-4シリーズ

セキネ博士

UM-4シリーズは、スナップショット波形表示機能が付いているのが特徴だね。

山ちゃん

波形???

セキネ博士

厚さ計が受信した超音波波形(エコー)を見ることで、表示されている厚さが本当に正しいのか、確認することができるんだ。ちょっと難しい気がするかもしれないけど、慣れれば波形が無いと不安になってしまうね。

優しい波形の見方を読めば、山ちゃんも波形について理解できるから読んでみよう。

型式 UM-5シリーズ
UM-5 UM-5D UM-5DL
価格(円、税込) 194,400 226,800 270,000
外観 UM-5シリーズ
分解能 0.01mm
測定範囲 0.8〜500mm
塗装の上からの
母材厚さ測定
×
母材厚さ:2〜30mm
波形表示 Aスコープ・Bスコープ
測定値保存 ×
保証期間 2年
UM-5シリーズ

山ちゃん

UM-5シリーズは、UM-4シリーズと何が違うの?

セキネ博士

リアルタイムで波形が表示されること、超音波の感度と閾値を変更できることだね。
UM-4では、ボタンを押した瞬間の波形しか表示することができないでけど、UM-5では測定中の波形を常に表示することができるんだ。
あと、超音波を通しづらく測定が難しい鋳鉄などの材質でも、感度や閾値を調整することで、測定できるようになる。これは他の機種ではできないから、UM-5の大きなアドバンテージだね。

山ちゃん

すごーい♪♪

セキネ博士

山ちゃんのような初心者の人にぜひ読んでもらいたいのが、優しい波形の見方
私が言った内容は全く難しくないから、ぜひ理解して、UM-5を使いこなして欲しいです。

山ちゃん

こんなにいろいろな種類の厚さ計があって、それぞれ特徴があるんだってこと、初めて知りました!

セキネ博士

お客様の用途にあった、適切な機種をお勧めしてくださいね。

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