超音波厚さ計(超音波厚さ計、超音波厚さ計、超音波厚さ計、UTゲージなど)は、超音波技術を使って鉄やプラスチックなどの材料の肉厚を測定する装置です。超音波厚さ計は、タンク、パイプ、またはアクセスが片側に限定される構造物の腐食や侵食の影響を測定するのに理想的です。マルチエコー・スルーペイントモデル(UTG M)は、塗装された構造物の金属厚を、塗装を剥がすことなく測定することができます。
超音波厚み測定技術は、腐食や侵食による材料の厚み損失を測定するために、さまざまな基板やアプリケーションに使用されています。超音波厚さ計は、金属(鋳鉄、鋼鉄、アルミニウム)および非金属(セラミック、プラスチック、ガラス)基板や、上面と下面が比較的平行であればその他の超音波伝導体の厚さを測定するために設計されています。
超音波厚さ計は、大きな金属構造物の厚さを小さな測定間隔で迅速に検査し、スキャンした表面の高精細な厚さマップを提供することを容易にします。基板の片側からしかアクセスできない場合、超音波肉厚計は浸食や腐食の影響を監視する最も効率的な方法であり、品質保証と品質管理の両方に役立ちます。
腐食プローブは、スチール、プラスチックなどの材料の壁の厚さを測定します。超音波厚さ計は、タンク、パイプ、またはアクセスが片側に限定される構造物の腐食や侵食の影響を測定するのに理想的です。
PosiTector UTG C
ケーブル付きプローブによる腐食
PosiTector UTG シーエー
プローブ一体型の腐食
PosiTector UTG CX
エクストリームプローブによる腐食
超音波厚さ計はスルーペイント機能を備えており、塗装された構造物の金属厚さを、塗装を剥がすことなく迅速かつ正確に測定することができます。また、ブラスト加工された材料や、より耐久性のある摩耗面を必要とするその他のアプリケーションの測定にも最適です。
低周波超音波厚み測定器は、鋳鉄・ダクタイル鋳鉄、アルミニウム鋳物、亜鉛鋳物などの減衰性材料の肉厚を測定する装置です。
精密超音波厚み計は、金属やプラスチックなどの薄い素材を高分解能で測定するために設計された装置です。自動マルチエコーモードにより、薄い金属を高精度で測定できます。
侵食とは、保護膜や基材が機械的相互作用の繰り返しによる摩擦で摩耗していく過程をいう。侵食の原因としては、キャビテーション、液体や固体粒子の衝突、固体表面や流体の接触による相対運動などが代表的なものである。
腐食とは、化学的な作用や変化によって、基材やその特性が損傷したり、摩耗したりすることである。金属の場合、腐食による劣化は、多くの場合、酸化プロセスによって引き起こされる。
非破壊検査を行うことで、安全性の確保、法令遵守、大規模な修理の頻度(およびそれに伴うコスト)の削減を実現します。例えば、海洋分野では、基板が腐食や侵食によって破壊される危険性が高い。しかし、腐食や侵食による損傷に関連するコストは、より微妙なものである場合があります。例えば、プロペラの翼が摩耗や損傷を受けた場合を考えてみよう。その影響として考えられるのは、プロペラの効率の低下であり、馬力の低下と乱気流(振動)の増加に直結します。その結果、最高速度の低下や燃料消費量の増加を招く。さらに、破損したプロペラが引き起こすキャビテーションは、プロペラ自体にさらにダメージを与えるような周辺環境を作り出します。
超音波厚み測定の詳細については、こちらの記事「腐食・侵食の影響を測定する」をご覧ください。
配管や圧力容器、貯蔵タンク、ボイラーなど、腐食や侵食が懸念される設備において、超音波厚さ計を用いることで、基材の残肉厚を正確に測定することができます。
多くの産業が浸食や腐食の影響を受けていますが、海洋環境は最も過酷な腐食環境の一つです。腐食速度は、海水、湿度、風、温度、空気中の汚染物質、生物など、さまざまな要素に影響されます。また、水や汚染物質の粒子の衝撃による摩耗、高速液体中の乱流による衝突、気泡によって生じる圧力波によるキャビテーションも、海洋用途では一般的な腐食である。腐食は基材そのものに影響を与えるだけでなく、保護膜を傷つけ、基材の腐食を進行させる可能性があります。船舶、マリーナ、パイプライン、海洋構造物、海水淡水化プラントなどは、さまざまなレベルの海洋侵食と腐食にさらされるシステムです。
PosiTector UTG C超音波厚さ計(腐食)シングルエコープローブは、デュアルエレメントトランスデューサ、フォーカス「Vパス」、Vパス補正を使用して、激しい腐食や孔食のある金属の厚さを正確に測定します。UTG Cシングルエコープローブは、外部コーティングの厚さを無視することはできません:最高の測定精度を得るためには、測定ポイントに存在するコーティングを取り除くことが必要な場合があります。
PosiTector UTG M超音波厚さ計(マルチエコー)プローブは、単一素子のトランスデューサを使用して、保護膜の厚さを無視しながら、新しいまたは軽く腐食した構造物の金属の厚さを正確に測定します。超音波ビームは、表面に対して90°の角度で材料の背面壁まで直線経路で進みます。3つの連続した背面壁エコーが検出されると、プローブは時間ベースの計算を行い、ゲージ読み取り値からコーティング厚を除去します。
超音波厚み計(精密)プローブPosiTector UTG Pは、単一素子の遅延線トランスデューサを使用して、プラスチックや金属などの薄い材料の厚みを正確に測定します。材料や厚みに応じて、シングルエコーまたはマルチエコーモードに自動的に切り替わります。
下表は、超音波厚み計で一般的に測定される材料の縦波超音波速度です。特定の材料の速度は、温度、組成、粒子、およびその他の要因によって異なる場合があります。最高の精度を得るためには、既知の厚さの試料で速度を確認してください。
あらかじめプログラムされた一般的な材料速度のリストから選択するか、独自の速度を簡単に入力することができます。
PosiTector UTG超音波厚さ計は、超音波パルスを被測定物に送ります。このパルスは、材料の中を反対側に向かって移動します。空気(背面)や他の材料などの界面にぶつかると、パルスはプローブに反射して戻ってきます。パルスが材料中を伝搬するのに必要な時間を超音波厚さ計で測定します(下記t1、t2)。
シングルエコーPosiTector UTG Cプローブは、自動Vパス補正機能付きのデュアルエレメントトランスデューサを搭載しています。厚みは、t1(コーティングなし)またはt2(コーティングあり)を測定し、2で割って、その材料(鋼)の音速を乗じることで決定されます。図1参照。
コーティングされていない材料では、t1は材料の厚みに直接関係します。コーティングされた材料では、伝搬時間は増加し、上記のt2として示されます。
塗料などのコーティングは、金属よりも音速が遅くなります。そのため、単一エコーを使用すると、塗膜と金属を合わせた実際の厚さよりも大きな厚さが表示されます。その結果、塗膜の厚みが著しく高くなり、未知の値となります。したがって、塗膜の厚さを測定し、シングルエコー測定の結果から差し引くという単純な問題ではありません。
PosiTector UTG Mと UTG Pの超音波厚さ計は、マルチエコーモードで、少なくとも3つの連続した後壁エコーの間の時間を測定することによって厚さを決定します。
上の図2において、マルチエコーモードでは、エコー間の時間のみを測定します。鋼材がコーティングされているかどうかに関係なく、すべてのエコー間の時間は同じです。マルチエコーモードでは、厚さ計はt1+t2+t3を測定し、それを6で割って、その材料の音速を乗じることで厚さを決定します。したがって、この測定器によって計算される厚さは、鋼鉄の厚さのみを正確に測定したものであり、コーティングの厚さは無視されます。
音速は、インチ毎マイクロ秒またはメートル毎秒で表されます。音速は素材によって異なる。例えば、音は鉄の中を通る方が(〜0.233 in/µs)、プラスチックの中を通る方(〜0.086 in/µs)よりも速く伝わります。