非破壊検査 (NDT) は、さまざまな業界で重要なプロセスであり、損傷を与えることなく材料、コンポーネント、構造を評価できるようになります。利用可能な多数の NDT 法の中でも、X 線 NDT 検査はそのユニークな機能で際立っています。 X 線 NDT 検査の大手サプライヤーとして、私は X 線 NDT 検査と他の NDT 方法の違いをよく知っています。この記事では、特定のニーズに X 線 NDT 検査が最適なオプションである場合とその理由を理解していただくために、これらの相違点について詳しく説明します。
1. 動作原理
X線NDT検査
X 線 NDT 検査は、X 線放射が物体を通過するという原理に基づいて行われます。さまざまな材料は、その密度と原子組成に基づいてさまざまな程度で X 線を吸収します。金属などの密度の高い材料はより多くの X 線を吸収しますが、プラスチックや空気などの密度の低い材料はより多くの X 線を通過させます。 X 線検出器が X 線源から対象物の反対側に配置されると、減衰した X 線ビームが捕捉されます。結果として得られる画像は、オブジェクト内の空隙、亀裂、内包物などの内部構造を明らかにするシャドウグラフです。
その他の NDT 方法
- 超音波検査 (UT):この方法では、高周波音波を使用して内部欠陥を検出します。超音波が試験対象物に導入され、傷や材料特性の変化に遭遇すると、波の一部が反射されてトランスデューサーに戻ります。波が戻ってくるまでの時間と反射の強度を使用して、傷の存在、位置、サイズを判断します。
- 磁粉試験 (MT):強磁性材料にのみ適用できる MT は、試験対象物内に磁場を生成することによって機能します。表面または表面に近い傷があると磁力線が歪み、磁束漏れが発生します。その後、表面に微細な磁性粒子が塗布され、磁束の漏れ箇所に粒子が蓄積して傷が目立ちます。
- 液体浸透探傷試験 (PT):PTでは、液体浸透剤を検査対象物の表面に塗布します。浸透剤が表面に浸透し、傷が開きます。一定の滞留時間の後、余分な浸透剤が除去され、現像液が塗布されます。現像液は、捕捉された浸透剤を欠陥から引き出し、現像液の背景に対して明るい兆候として見えるようにします。
2. 検出能力
X線NDT検査
X 線 NDT 検査は、方向に関係なく内部欠陥を検出するのに非常に効果的です。鋳物、溶接、多層部品などの複雑な内部構造を明確に視覚化できます。たとえば、自動車産業では、X 線 NDT を使用して、エンジン ブロックの隠れたボイドやサスペンション コンポーネントの溶接欠陥を特定できます。また、内部欠陥や材料の不均質性を示す可能性がある、材料内の密度変動の検出にも適しています。
エレクトロニクス業界では、X 線 NDT は非常に貴重です。に使用できますデジタル (3C) 製品テストこれにより、プリント基板 (PCB) の隠れたはんだ接合部、断線、または位置ずれしたコンポーネントの検査が可能になります。さらに、次のような場合にも応用できます。LED故障解析、LED チップの内部損傷やパッケージングの問題を検出できます。
その他の NDT 方法
- 超音波検査は、厚い材料の内部欠陥の検出に優れています。きずの深さとサイズを正確に測定できるため、パイプライン検査などの用途に最適です。ただし、UT は非常に小さな欠陥や複雑な形状の欠陥を検出するのが難しい場合があります。
- 磁性粒子検査は主に、強磁性材料の表面および表面近くの傷の検出に限定されます。材料の奥深くにある内部欠陥の検出にはあまり効果的ではありません。
- 液体浸透探傷試験では、表面の開口部の欠陥のみを検出できます。表面を破壊しない内部欠陥を特定することはできないため、内部完全性が重要である多くの業界での適用は制限されます。
3. 材質の適合性
X線NDT検査
X 線 NDT 試験には幅広い材料互換性があります。金属（スチール、アルミニウム、チタンなど）、プラスチック、セラミック、複合材料など、幅広い材料に使用できます。この多用途性により、航空宇宙から家電に至るまで、さまざまな業界に適しています。たとえば、航空宇宙分野では、X 線 NDT を使用して複合翼構造の内部損傷を検査できます。また、医療機器産業では、プラスチック部品の内部の完全性を検査するために使用できます。
その他の NDT 方法
- 超音波試験はほとんどの固体材料に使用できますが、試験結果は材料の粒子構造、気孔率、異方性によって影響を受ける可能性があります。たとえば、多孔質の材料では超音波が散乱する可能性があり、正確な探傷が困難になります。
- 磁性粒子試験は、鉄、ニッケル、コバルト合金などの強磁性材料に限定されます。アルミニウム、銅、プラスチックなどの非強磁性材料には使用できません。
- 液体浸透試験は、金属、セラミック、一部のプラスチックなどのさまざまな材料に使用できます。ただし、浸透剤が細孔に吸収され、誤った表示を引き起こす可能性があるため、多孔質材料には適していません。
4. 安全性への配慮
X線NDT検査
X 線放射線は電離放射線の一種であり、適切に管理されないとオペレーターに潜在的な健康上のリスクをもたらします。作業者を直接放射線や散乱放射線から保護するには、鉛エプロンやバリアなどの適切なシールドを使用する必要があります。さらに、X 線装置を安全に操作するには、厳格な安全プロトコルとトレーニングが必要です。安全規制を遵守するには、放射線被ばくレベルを定期的に監視することも必要です。
その他の NDT 方法
- 超音波検査は危険な放射線を含まないため、一般に安全な方法であると考えられています。ただし、高周波音波は騒音公害の原因となる可能性があるため、オペレーターには適切な聴覚保護具が必要となる場合があります。
- 磁粒子検査は比較的安全であり、使用される磁場に関連する重大な健康上のリスクはありません。ただし、磁性粒子自体は軽度の吸入危険を引き起こす可能性があるため、適切な換気を行う必要があります。
- 液体浸透試験では化学薬品が使用され、その中には有毒または可燃性のものも含まれます。オペレーターは、これらの化学物質への曝露を最小限に抑えるために、保護服や手袋を着用し、換気の良い場所で作業するなどの予防措置を講じる必要があります。
5. テスト速度とコスト
X線NDT検査
X 線 NDT のテスト速度は、対象物の複雑さと必要な画質によって異なります。単純なオブジェクトの場合、X 線画像は比較的迅速に取得できます。ただし、大きなオブジェクトや複雑なオブジェクトの場合、特に複数のビューや高解像度の画像が必要な場合、テスト プロセスに時間がかかることがあります。コストの観点から見ると、X 線 NDT 装置は、他の一部の NDT 方法と比較して、一般に購入と維持に費用がかかります。さらに、放射線安全対策とオペレーターのトレーニングのコストが全体のコストを増加させます。
その他の NDT 方法
- 超音波検査は、特に大規模な検査の場合、比較的高速に行うことができます。この装置は一般に、X 線装置よりも持ち運びが容易で、安価です。ただし、超音波検査結果の解釈には熟練したオペレーターが必要であり、人件費が増加する可能性があります。
- 磁性粒子検査は、強磁性材料の表面および表面近くの欠陥を検出するための、比較的迅速かつコスト効率の高い方法です。使用する機器や材料は比較的安価であり、試験プロセスは迅速に完了できます。
- 液体浸透探傷試験も低コストの方法です。装置と浸透材は比較的安価で、試験プロセスは簡単です。ただし、複数の洗浄と乾燥の手順が必要なため、時間がかかります。
結論と行動喚起
結論として、X 線 NDT 試験は、方向に関係なく、幅広い材料の内部欠陥を検出できるという点で独自の利点を提供します。安全性への懸念やコストの高さなど、いくつかの制限はありますが、多くの重要な用途では利点が欠点を上回ることがよくあります。
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参考文献
ASMインターナショナル。 （2019年）。非破壊検査ハンドブック。 ASMインターナショナル。
米国非破壊検査協会 (ASNT)。 （2020年）。 NDT 担当者の資格および認定のための標準 ASNT CP - 189。 ASNT。