超音波探傷器（UT: Ultrasonic Tester）は、金属や樹脂などの内部欠陥を非破壊で検出する装置です。
溶接部や鋳造部、配管、タンクなどの品質保証や設備保全に広く使用されています。
本記事では、超音波探傷器の原理・種類・測定方法・代表メーカーをわかりやすく解説します。
超音波探傷器とは？
超音波探傷器は、材料内部に高周波音波を送信し、その反射波を受信して欠陥の有無や位置を判断する装置です。
材料を壊さずに内部の状態を調べることができるため、非破壊検査（NDT：Non Destructive Testing）の代表的手法として利用されています。
主な用途
- 溶接部の割れ・ブローホール・スラグ混入検出
- 鋳造部・鍛造部の内部欠陥検査
- 配管・タンク・圧力容器の厚さ測定・腐食診断
- 軸・ボルト・金属部品のき裂検査
- 樹脂成形品のボイド確認
測定の基本原理
探触子（プローブ）から材料内部に超音波を送信し、境界面や欠陥で反射して戻るエコーを時間軸上に表示します。
この反射波（エコー）の位置・高さ・時間差から欠陥の深さや大きさを推定します。
代表的な方式
- パルス反射法： 1つの探触子で送受信を行う最も一般的な方式。
- 透過法： 送信側と受信側に別探触子を配置し、透過強度で欠陥を判定。
- フェーズドアレイ法（PAUT）： 多素子探触子で波束を制御し、画像的に欠陥位置を可視化。
探触子（プローブ）の種類
| 種類 | 特徴 | 主な用途 |
|---|---|---|
| 垂直探触子 | 垂直に音波を入射。厚さ・平面検査に使用。 | 板厚測定、配管、タンク底部 |
| 斜角探触子 | 音波を角度入射。溶接部や内部欠陥の検出に有効。 | 溶接継手部、内部割れ検査 |
| 二探触子法 | 送信と受信を別素子で構成。表面近くの欠陥検出に適す。 | 薄板、表面近傍欠陥 |
測定手順
- 測定対象の表面を清掃し、油分や錆を除去。
- 探触子と被測定物の間に接触媒質（カプラント）を塗布。
- 基準ブロックを用いて音速・ゼロ点・感度を校正。
- エコー波形を観察し、欠陥の有無と深さを判断。
- 必要に応じてデータを保存・レポート化。
測定時の注意点
- 探触子の接触状態が悪いと反射波が弱くなる。
- 材質によって音速が異なる（例：鋼5900m/s、アルミ6320m/s）。
- 表面粗さ・形状・温度変化によって誤差が発生する。
- 配管のカーブ部などは専用治具を使用。
主要メーカーと代表機種
JFEアドバンテック
国内非破壊検査機器の大手。探傷器・厚さ計・漏洩検知装置など幅広く展開。
- ISシリーズ：携帯型デジタル探傷器。現場用途に最適。
- UD-8000シリーズ：高機能型。波形解析・画像表示対応。
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オリンパス（OLYMPUS）
世界的非破壊検査機器メーカー。高精度・多機能で国際規格に準拠。
- EPOCHシリーズ：ポータブル型の定番。幅広い業種で使用。
- OmniScanシリーズ：フェーズドアレイ対応。画像可視化に対応。
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日立ハイテク
産業検査装置に強みを持ち、高精度な厚さ測定・探傷システムを展開。
- UT200シリーズ：研究・製造現場向けデジタル探傷器。
- AT100シリーズ：高分解能・高信頼モデル。
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Riken Denshi（理研電子）
国内中堅メーカーで、溶接部・鉄鋼材向け探傷器を多数展開。
- UT-360：操作性に優れた軽量ポータブルモデル。
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探傷結果の評価基準
- 欠陥深さ・幅・反射強度を比較して危険度を判断。
- JIS Z 3060（超音波探傷試験方法）に基づく評価が一般的。
- 溶接部ではエコー高さ比（dB差）や距離補正法（DAC法）を使用。
活用のポイント
- 金属疲労や腐食による亀裂を早期に発見可能。
- 製造品質の保証だけでなく、定期保全にも応用。
- フェーズドアレイ探傷（PAUT）やTOFD法を組み合わせると解析精度が向上。
おすすめの周辺機器
Q&A
Q. 鉄以外の材料にも使えますか？
A. はい。アルミ・ステンレス・プラスチックなど多くの材料に対応していますが、音速設定を変更する必要があります。
Q. 厚さ測定もできますか？
A. 可能です。超音波厚さ計（UTベース）を使用すれば腐食や減肉の測定も非破壊で行えます。
Q. 欠陥サイズはどの程度検出可能ですか？
A. 条件にもよりますが、数mmクラスの微小欠陥まで検出可能です。高分解能プローブやPAUT法を使えばさらに精度が上がります。
