超音波厚さ計はどのように動作するのか？

超音波による厚さ測定は、特に配管をはじめ、産業分野の多くの厚さ測定で重要な役割を果たします。この技術の仕組みと活用方法をよりよく理解していただけるよう、Quốc HuyがCygnus Instruments製超音波厚さ計についてご紹介します。

超音波厚さ測定の仕組み

超音波厚さ測定は、非破壊検査（NDT）と呼ばれる分析技術の中でも、基本的な測定方法の一つです。

超音波厚さ計（UTG）を使うと、材料に穴を開けてノギスで測る代わりに、片側からだけで材料の厚さを確認できます。

測定する材料にプローブを当て、超音波カプラントを介して材料内へ超音波を送信します。厚さ計は、超音波が材料内を進んで戻ってくるまでの時間を測定します。この時間から厚さを算出し、結果を報告できます。

プラント保全における超音波厚さ検査の代表的な用途は？

超音波厚さ計はあらゆる金属（またはコーティング材）の測定に使用できるため、プラント保全における超音波厚さ検査の用途は幅広くあります。その中でも、最も一般的な用途は配管の検査です。

配管にはさまざまな腐食が発生します。電食、スケールの堆積、微生物腐食（MIC）、化学腐食はいずれも配管壁の減肉を引き起こす可能性があります。また、プラント保全の他の設備と異なり、配管系統は稼働を停止することがほとんどありません。たとえば、流体や気泡によるエロージョンは、配管壁の厚さを継続的に減少させる一般的な原因です。見落としたり放置したりすると、最終的に配管の破損につながり、高額な操業停止、さらには産業事故を招くおそれがあります。

定期的かつ計画的なプラント保全の一環として、または必要に応じた抜き取り検査として超音波厚さ計を使用することで、配管系統の腐食を監視し、予知保全プログラムに組み込むことができます。 

Cygnusの厚さ計には、測定結果を記録・報告する機能があります。レポートはケーブル、SDカード、またはBluetoothでエクスポートして表計算シートに取り込み、分析したうえで、より広範な保全プログラムに活用できます。

検査対象にコーティングがある場合も超音波厚さ計を使用できますか？

一般的な超音波厚さ計の多くでは、コーティング越しの測定を簡単かつ迅速に行うことはできません。一方、Cygnus Instrumentsはマルチエコー法と呼ばれる超音波技術を提供しています。この方法は精度が高く使いやすいうえ、コーティングの影響を受けず、母材のみを測定します。

危険場所でも検査機器を安全に使用できますか？ 

一般に、超音波厚さ計が危険環境で使用されることは多くありません。しかしCygnus Instrumentsは、Zone 0の危険場所で使用できる世界唯一の超音波厚さ計を製造しています。 

Cygnus Intrinsically Safe厚さ計は、Group IおよびGroup IIのATEX認証を取得し、約20年にわたり検査業界で信頼されてきました。 

超音波厚さ計を選ぶ際に確認すべきポイントは？ 

超音波厚さ計は使いやすいことが大切です。高度な機能を備えた機種もありますが、迅速かつ正確な測定を求める現場の技術者にとって、複雑な機能が役立つとは限りません。

使いやすさと同様に、精度も重要です。この点でマルチエコー法は非常に役立ちます。ほかの測定モードでは、超音波波形（一般にAスキャンと呼ばれます）の表示・記録や、MSI（測定安定性インジケーター）などの補助機能も、可能な限り正確な結果を得るのに役立ちます。

最後に、耐久性も重要な検討項目です。どの製品でも同じですが、すべての超音波厚さ計が同等に作られているわけではありません。公式の落下試験に合格し、IP等級を取得した機器を選ぶことで、厚さ計の耐用年数を延ばし、正確な動作を維持しやすくなります。