技術資料(よくわかる講座)

エコー高さと距離の関係

超音波探傷では、表示器(モニター)上のエコーを観察し、きずの大きさや位置(探触子からの距離)を推定します。
きずの位置(探触子からの距離)は、きずエコーのx軸位置から判断することができます。一方、きずの大きさは、きずエコー高さをもとに評価しますが、エコー高さはきずの大きさだけでなく、探触子からの距離にも影響を受けてしまいます。なぜならば、超音波は、伝わる距離が長くなると減衰により次第に弱くなり、エコー高さが低くなるからです。このため、きずの大きさを単純にエコー高さから評価することはできません。

下のイラストは、深さが異なる同じ大きさのきずの探傷イメージです。きずの大きさは同じですが、きずの位置が深くなるにつれてエコーが小さくなる様子が分かります。

きず位置
同じ大きさのきずが、異なる深さに存在
測定イメージ
測定イメージ画像
波形(エコー)
波形(エコー)1画像 波形(エコー)2画像 波形(エコー)3画像 波形(エコー)4画像

距離振幅特性曲線(DAC)

エコー高さはきずの大きさだけでなく探触子からの距離にも左右されるため、きずエコーの大きさを評価するためには、探触子からの距離を考慮する必要があります。探触子からの距離が異なる、同じ大きさのきずエコーの頂点を結ぶ線(距離振幅特性曲線)を描くことで、探触子からの距離を考慮しエコー高さを評価することができます。

深さの異なる同じ大きさのきず(人工欠陥)が入った試験片を用意し、それぞれのきずエコーの頂点を結ぶ線を描きます。下のイラストでは赤色の線が、距離振幅特性曲線です。

距離振幅特性曲線1画像
距離振幅特性曲線2画像
距離振幅特性曲線3画像
距離振幅特性曲線4画像

距離振幅特性曲線(DAC)画像
距離振幅特性曲線(DAC)

距離振幅特性曲線作成後、探傷を行います。きずエコーが赤色の距離振幅特性曲線を超えると、人工欠陥よりもきずが大きいことを示し、曲線に届かない場合は、人工欠陥よりもきずが小さいことを示します。
以下の例では、左側のきずエコーは、右側のきずエコーよりもエコー高さは自体は高いですが、距離振幅特性曲線の下に位置します。一方で右側のエコーは曲線を超えているため、きずの大きさとしては、右側のきずエコーの方が大きいことが分かります。

このように、距離振幅特性曲線を描くことで、探触子からきずまでの距離を考慮しエコー高さを評価することができます。

人工欠陥よりもきずが小さい画像
人工欠陥よりもきずが大きい画像