日工の技術雑誌

超音波テクノ 2008年5-6月号 PDF版
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超音波テクノ 2008年5-6月号 PDF版

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■特集1:超音波を適用したプラントの保守検査
○超音波によるきずの定量評価/ポニー工業/横野泰和

 超音波探傷試験で得られる情報としては、最大振幅(エコー高さ)、探触子を移動したときの振幅変化(走査グラフ)、伝搬時間(ビーム路程)などが挙げられる。これらの情報を用いたきずの定量評価の基本原理と特徴について概説する。

○タンク・配管等の超音波連続板厚測定技術/関西エックス線/桑迫憲治

 石油タンクや配管の維持管理においては腐食減肉個所の発見が極めて重要である。筆者らはタンク底板や配管に対する検査の信頼性を高めるため、従来の点計測に代わる面計測を可能にした超音波連続板厚測定装置を開発した。本文はこれら装置の概要並びに実用化状況を紹介する。

○配管検査の現状と保守検査への適用/出光エンジニアリング/四辻美年

 石油・石油化学プラントを構成している機器・配管等は、膨大な範囲・量を有しており、その検査に多大な時間とコストを費やしている。また、検査のために足場の組立て・解体、保温材等の付属設備の撤去・復旧といった付帯工事が必要となる。近年、こうした問題点を解決するために、配管やタンク底板等に対して、ガイド波を利用した広域探傷技術や高速で探傷可能な磁気飽和渦流探傷等、腐食等に対する新しい非破壊検査技術が開発され、実用化されてきた。当社が取り組んできた新しい非破壊検査技術について、いくつかの適用事例を紹介する。

○熱交伝熱管拡管確認検査装置測位システムについて/新日本非破壊検査/松山久之

 熱交換器伝熱管の拡管確認検査を行う際、細管が多数密集しているので検査漏れが生じやすい。この検査漏れを無くす為に管の特定が可能な「測位システム」を開発した。測位には空気伝搬超音波を利用しており、非常に優れた測位精度とコンパクト性を実現し、拡管確認検査の品質管理に大きく寄与することができた。


■特集2:超音波を使った検査装置~その新機軸に迫る~
○締付けボルト超音波フェイズドアレイ探傷について/栄進化学/木下康司

 従来の超音波探傷技術では、発見することが困難であり、見落しがちであった締付けボルト部に発生する欠陥を、超音波フェイズドアレイ探傷のB断面画像を用いることにより、容易に発見する事例を、実際の実験結果を元に説明する。今回の発表に至るには、検査サービス会社と遊具運営側との相互協力にあるが、超音波フェイズドアレイ探傷は、このような締付けボルトに対して、非常に有効な手法の一つであり、今後使用されるアプリケーションが広がる可能性を持っていると言える。

○フェイズドアレイ超音波技術の最近の展開/日本クラウトクレーマー/村井純一・ドミニク ブラコニエ・村上丈子

 ボリュームフォーカスフェイズドアレイは従来のフェイズドアレイ探傷技術をさらに高速でかつ高分解能の探傷を可能とする技術である。本技術の適用範囲は原子力発電プラントから航空機、鉄鋼関係の各検査へと幅広い。本稿では原理から応用例について紹介する。

○エアーカップル超音波探傷/日本ソナテスト/森谷茂樹/STARMANS Electronics/Stanislav Starman

 ハニカム材など主に航空宇宙産業の複合材料の検査に使われていたエアーカップル超音波検査システムも近年では断熱フォーム材、建材石膏ボード、木材、特に建材用多層合板材の剥離検査等、付加価値の低い分野へもその適用範囲を拡大している。

○Harmonic Probeの開発/ジャパンプローブ/高橋雅和・星野充宏・小倉幸夫

 振動子を積層構造とし送信周波数の整数倍の周波数の高調波及び整数分の一の分調波を感度良く受信できる探触子、Harmonic Probeを開発した。このProbeの利点としては探触子と探傷面の位置を変えることなく探傷が可能で、同一探傷条件で探傷できる特長を有し、非線形超音波探傷等に利用できる。

○Zetec社製高性能フェイズドアレイ探傷装置/Zetecジャパンオフィス/江原英治

 今後の主力装置となることが期待されている高度フェイズドアレイ探傷装置DYNARAYについて述べる。


■解説
〔圧電・超音波材料〕
○形状記憶圧電アクチュエータ/東京大学/門田洋一・保坂 寛・森田 剛

 電界インプリントによって圧電歪みのバタフライ曲線は非対称になる。これを利用し、パルス電圧で駆動でき、印加電圧を0Vにしても圧電変位を維持することが可能な形状記憶圧電アクチュエータを開発した。

○圧電結晶の非線形性による超音波のユニークな挙動/金沢工業大学/得永嘉昭

 複雑系の視点から圧電結晶の非線形性による超音波のユニークな挙動を研究した結果を解説した。圧電半導体と圧電性誘電体のカオスとソリトンの創発の可能性を実験的に示した。

〔強力超音波の応用〕
○超音波による金属線材表面マクロ評価法/舞鶴工業高等専門学校/金山光一・山田 博/豊橋技術科学大学/上田大樹/山形大学/富川義朗

 超音波診断技術は主としてミクロな欠陥診断を目指した研究開発が進められてきた。一方、構造材料の良否をマクロに診断することも工業的には重要である。本解説では金属線材の表面凹凸状態をマクロに評価する超音波診断技術研究の取り組みについて紹介する。

○ボルト締めランジュバン型捩り振動子の設計/山形大学/村上大祐

 強力超音波用ボルト締めランジュバン型振動子(BLT)における圧電セラミックスと金属ブロックとの間の静的接触応力分布の最適化を図ることを目的としている。その形状パラメータを変化させ、振動応力に対して十分大きな静的接触応力を得る形を見つけた。

〔超音波センサ〕
○周波数変化型単結晶シリコン2軸加速度センサの高感度化に関する研究/石巻専修大学/菅原澄夫

 2軸加速度センサの高感度化を目的として、加速度の印加方向、さらには折り曲げ指示棒の適用について検討した結果を述べる。

〔超音波デバイス〕
○ラム波型弾性波基板の電気機械結合係数/山梨大学/中川恭彦

 基板の上下面で反射を繰り返しながら伝搬するラム波において、裏面に弾性波速度の遅い薄膜を設けると電気機械結合係数が大きく増大すること、速度分散性により周波数微調整が容易に行えることについて、特に金薄膜の例を紹介する。

○SAWデバイスによる二次元ひずみの測定/芝浦工業大学/野村 徹

 弾性表面波(SAW)のひずみによる伝搬路長の変化と、位相の関係を明らかにし、SAWデバイスのひずみによる速度の変化を利用したひずみセンサについて紹介する。

〔超音波加工〕
○超音波を用いた小径穴の仕上げ/富山県工業技術センター/杉森 博

 本稿では、小径穴内面の仕上げ加工を行うために新たに考案した穴内面研磨方法について概説した。研磨は油に砥粒を混ぜた研磨液を穴内部に流しながら強力超音波を付加するもの。

○超音波付与複合加工の実用化に向けて/東京大学/毛利尚武/福島高等専門学校/平尾篤利/筑波技術大学/谷 貴幸/S.N技術研究所/齋藤長男

 超音波振動を加工分野において適用する場合,様々な形状や長さの工具を用いるため,超音波振動を効果的に付与することが重要な課題となる.本稿では負荷圧力によらずに共振状態を維持する工具支持法を紹介し、特に放電加工および砥粒加工における効果について述べる。

○小径内面の超音波援用研削に関する基礎研究/秋田県立大学/野村光由・呉 勇波/ミクロン精密/立花 亨/東北大学/厨川常元

 小径内面研削加工において用いられる小径砥石は、砥石軸が片持ちで軸径が小さいため、通常のツル―イングではツル―イング抵抗が大きく砥石の形状精度の向上に限界がある。ツル―イング・ドレッシング時に超音波を援用することにより、高精度の小径内面加工を目指す。

○超音波振動を援用したダイヤモンド電着工具による金型の鏡面仕上げ技術/長野工業高等専門学校/磯部浩已/科学技術振興機構/原 圭祐

 精密・複雑な金型を手仕上げレスで製造する技術が要求されている。本研究では、研削砥石を超音波振動させることで、金型の鏡面仕上げ加工を行う。ここでは、臨界切込深さおよび工具のトランケーション量が加工面粗さ、研削抵抗に与える影響について解説する。

〔超音波基礎〕
○音圧情報付きレイ・トレーシング法の開発/KRI/竹中 誠

 流れがある場合の非定常伝播解析手法に関し、主レイに副レイを付随させて、音圧を評価しながらレイの位置を計算していく解析方法を考案した。2次元一様流速場の点音源からの音波伝播解析を実施したところ、短い計算時間で精度の良い結果が得られた。

〔医用超音波〕
○骨導超音波刺激による鼓膜振動の光学的計測/産業技術総合研究所/伊藤一仁・中川誠司

 超音波は骨導を介するとき、可聴域の音高のように知覚される。しかし、その知覚メカニズムは未だ解明されていない。本稿では、骨導超音波刺激時の鼓膜の振動特性を光学的計測により調査し、骨導超音波の知覚メカニズムについて検討した。

〔超音波計測〕
○天秤法に代わる超音波パワー計測標準の検討/産業技術総合研究所/菊池恒男

 天秤法は超音波パワー測定法として広く利用されている。近年、強力な水中超音波が使わるようになり、天秤法の限界が問題になっている。本稿では強力水中超音波パワー計測における天秤法の問題点、及び代替法であるカロリメトリ法の研究動向について述べる。


■製品紹介
○ラボ用小型フッソ系溶剤洗浄装置/新オオツカ/斎田武彰
○溶融PE射出装置/日本テトラパック/金子正道
○超音波を使用した洗浄機/佐賀工業/加茂大尚

■研究室紹介
○東北大学 金属材料研究所附属研究施設大阪センター/東北大学/水越克彰
○帝京大学 理工学部古沢研究室/帝京大学/古沢利明
○平成の寺子屋/龍谷大学/斉藤光徳

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