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超音波テクノ 2016年3-4月号 PDF版
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U1603-04

超音波テクノ 2016年3-4月号 PDF版

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■特集:超音波等を適用したプラントの保守検査2
○フェーズドアレイUTによる異種金属溶接部の欠陥深さ測定
/(一財)電力中央研究所/東海林 一・平澤 泰治
軽水炉の異種金属溶接部は、一般的にはステンレス鋼と低合金鋼を、ニッケル基合金で溶接する。そこに発生した亀裂深さを、フェーズドアレイUTを用いて測定する技術と、それを実証するPD制度について解説する。

○二つの異なった弾性媒質の垂直な境界面を通過する表面波の往復通過率
/FUT研究所/福原 熙明
超音波探傷においては、超音波の送受でエコー高さが決まる。2つの媒質境界で超音波が反射および通過するとき、エコー高さは境界面の通過と反射の効率に支配されると考えられる。すなわち、反射率、通過率、往復反射率、往復通過率そして全往復反射通過率である。それらの基本となる反射率、通過率は、材料定数としての音響インピーダンス(密度と音速の積)を用いている。縦波および横波の平面弾性波の場合にいえた反射率と通過率の理論が、表面波の場合にも言えることを、波動関数に変位ポテンシャルを用いて理論解析し、議論したものである。

○クリープ損傷中の高クロムフェライト系耐熱鋼溶接継手部の非線形超音波特性の変化
/湘南工科大学/大谷 俊博
電磁超音波共鳴法(EMAR)を用いて高Crフェライト系耐熱鋼ASME Gr.122鋼の溶接継手部のクリープ損傷中の2つの非線形音響特性:非線形超音波スペクトロスコピー(NRUS)法による共鳴周波数の移動から評価と非線形3波相互作用法により発生した第3の波の振幅から評価し、その2つの非線形音響特性の相関関係とクリープ損傷中の微細組織の変化との関係を解説する。

○2モード超音波センサによる表面応力測定
/(株)神戸製鋼所/福井 利英・高松 弘行
音弾性法による表面応力の高精度測定に対して、表面SH波とレーリー波の二種類の伝播モードを送受信する超音波センサを開発した。伝播モードによる音弾性定数の差異を利用することで、伝播距離の誤差影響を受けずに表面応力を評価できる。炭素鋼における評価実験により、伝播距離15mmにおいて25MPaの精度で応力測定が可能であることを示した。

○薄層を通過する超音波エコーを利用した鋼板の検査
/東北大学/燈明 泰成
本稿では、薄層を通過する音波の透過率と反射率が周波数に依存することを利用して、鋼板の両面に施された塗膜の厚さが同時に計測できること、また薄層を介した鋼板の超音波検査の試みについて紹介する。

○超音波探傷試験の訓練用シミュレーター
/(一財)発電設備技術検査協会/古川 敬
計算機の性能向上に伴い超音波探傷試験の分野においても計算機シミュレーションが活用されている。本稿は、シミュレーション技術の応用例の一つとして、超音波探傷技術者の技量向上に活用する取り組みを紹介する。

■特集:計測・検査〜超音波による高精度化への流れ〜
○EMS用クランプオン気体流量計に関する研究
/関西電力(株)/西口 博史/(有)ニューセンサー開発/澤山 智之
/福井大学/長宗 高樹
クランプオン超音波流量計は一般的に液体用として用いられているが、気体用はほとんど存在しない。我々は大気圧レベルの低気圧気体用クランプオン超音波流量計の研究を行っており、その基礎実験状況について紹介する。

○水浸局部共振高調波法による繰返し負荷時の塑性域進展の可視化
/(有)超音波材料診断研究所/川嶋 紘一郎
板厚方向の共振周波数を持つ大振幅正弦波バースト波を入射する水浸局部共振高調波法を用いて、3mm厚さの5052アルミニウム合金板試験片に耐力を超える引張応力を負荷する過程、除荷過程及び再負荷過程の各段階において、引張塑性ひずみ約4%までの塑性域の変化を可視化した。繰返し負荷による塑性域の進展(ラチェッティング)を明瞭に画像化できた。

○微小な割れの検出を目的とした新たな電磁超音波センサの開発
/大阪大学/滝下 峰史・芦田 一弘・中村 暢伴・荻 博次・平尾 雅彦
ステンレス鋼管の溶接部近傍に発生する割れの超音波探傷を目的として、新たにSV波点集束型EMATを開発した。複数の音源から励起されたSV波を同位相で点集束させることにより、EMATの信号強度と空間分解能を高め、これによってSUS304板裏面に加工したスリット欠陥(最小深さ0.05mm)の検出に成功した。

○摩擦面温度のin-situ超音波モニタリング
/長岡技術科学大学/井原 郁夫・青木 真悟
工学工業の諸分野において、摩擦面の温度を非破壊、リアルタイムかつ定量的に知りたいというニーズは多い。本稿では、超音波パルスエコー法を用いた摩擦面およびその近傍の温度モニタリング手法について概説する。

○電磁超音波探傷法による材料内部欠陥の可視化
/東京工業高等専門学校/福田 勝己・池田 泳樹
/(国研)産業技術総合研究所/西村 良弘・鈴木 隆之・笹本 明
電磁超音波探傷法による材料内部の欠陥の可視化について、電磁超音波探触子の原理や信号の性質、S/N比の問題や材料内部の欠陥の画像化等を解説し、材料の内部欠陥の可視化の可能性について言及した。

○超音波によるGFRP成形板の硬化不良検出
/神戸市立工業高等専門学校/和田 明浩
著者らがFRPの損傷検査手法として研究してきたラム波スペクトラム解析による検査手法を、FRP成形板の樹脂硬化不良部の検出に適用した結果について紹介する。特に、大型構造物の連続検査に適したタイヤ探触子を用いた検査結果について示す。

○産業界のさまざまな場面で活躍する超音波探触子
/ジャパンプローブ(株)/田中 雄介
非破壊検査や医用超音波で用いられている超音波探触子について記述した。超音波探傷でよく用いられる垂直探触子や斜角探触子、アレイ探触子をまず紹介した。特殊な探触子として空中超音波や柔軟性超音波探触子を紹介し、非破壊検査以外の分野として医用超音波について紹介した。

○市場要求に応じたフェーズドアレイ装置の多様化
/オリンパス(株)/山本 優一郎
フェーズドアレイ装置は時代・市場ごとの要求に応じて開発を行い進化し続けてきた。本稿では市場要求に応じたフェーズドアレイ装置開発の歴史を振り返るとともに、最新フェーズドアレイ装置の紹介を併せて行う。

○超音波フェイズドアレイの国際的潮流をよむ
/Zetec ジャパンオフィス/江原 英治
米・欧を中心とし、工業分野の内部探傷技術の信頼性向上の主役として、その総合コストも含め、PA-UT法が積極的に推奨され、殆どの内部検査に適用され、進化を続ける歴史と現状を報告し、日本への警鐘とする。

○き裂による残留応力中の超音波伝搬の可視化
/秋田大学/今野 和彦
ガラス中のき裂を対象として、ストロボ光弾性法を用いてき裂先端付近を含む残留応力場を伝搬する超音波伝搬の可視化について述べる。実験結果から、き裂先端では残留応力により複屈折が大きくなることや偏光の設定次第で縦波以外に横波、表面波等の可視化が可能であることを述べている。

■解説
〔非破壊検査〕
○鋭敏色法による固体中を伝搬する超音波伝搬の可視化
/秋田大学/今野 和彦
ガラス中に1MHzのバースト正弦波の超音波を送波し、ストロボ光弾性法および鋭敏色法により音場の可視化を行った。この結果、ガラス中における超音波波面の伝搬の時間推移および複屈折による光路差の変化がストロボ光の色の変化として観測することができた。

○超音波による食品中の異物検査の基礎検討
/豊橋技術科学大学/穂積 直裕・神納 貴生・遠藤 政男
/名古屋工業大学/伊藤 智啓/愛知県産業技術研究所/市毛 将司
/本多電子(株)/小林 和人/三井金属計測機工(株)/天野 啓二
現在、固形異物混入の問題は食品に関する年間クレームのおよそ2割を占める。オンラインで迅速に把握できる高精度・迅速・安価な検査手法が求められている。筆者らが行っている研究では、超音波を用いた食品中の非金属系異物の検出、あるいは品質の評価を可能とする小型かつ簡易な検査システムの開発を最終的に目指している。

〔圧電材料〕
○C型形状圧電アクチュエータを用いたユニットモデルの開発
/東海大学/槌谷 和義
流路上に等間隔に設置した複数のC型PZTにより、それぞれの位相を有する振動を管内の流体に伝播することで、流路内液体に伝播する波と同一方向に液体を移送することが可能な中空管マイクロポンプが開発について解説する。

■連載:PZT系圧電セラミックスとその超音波応用 第8回
○傾斜機能圧電セラミックスと超音波放射特性
/リードテクノ(株)/高橋 貞行

■研究室紹介
○静岡大学 創造科学技術大学院 近藤研究室
/静岡大学/近藤 淳

○東京大学 生産技術研究所 浅田研究室
/東京大学/水野 勝紀

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