◆平成 16年7月 1日発行(毎月1回]日発行) ◆第9 巻 第7 号 ( 通巻9 3 号 ) ◆ 平成9 年2 月2 0 日 第3 種 郵便物認可
2004
issN 1342-9825
試験 ・検査 ・評価 ・診断 ・寿命予測の専門誌
VOL.9 NO.7
Inspec甘
:on
■ngineering
発 行 : 日 本 工 業 出版
http:￨￨、
ww nikko‐pb cO lp/
GE Inspection Technologies
Krautkramer usN58日
58R
高機能超音波探傷器
GEimaginationatwork④
AGFA●
NDT I К rau[1■
ramer l SEIFERT
GEイ ンスペクション・
テクノロジーズ
〒1530043 東
京都目黒EXI東
山381 東 急観光曰 レ2F
TEL:03-5704‐ 3280 FAX103‐ 5704‐8716 www geinspect ontechnologies com
CONTENTS
羽号 検査技術
●X線 検査機器②
壺《
)。
戻霧
鋼性
/ 大 阪工 業大学 槌 谷 和 義 ・仲 町 英 治
の超長寿命域の
/ 島 津製作所 開 本
懸菫。半 導 体 、パ ッ ケ ー ジ LSI
の検査
/ 東 芝I T コン トロールシステム 鶴
/富 山大学 塩 澤 和 章
磯
g。疲労センサを用いた疲労
絣 命診断
/ 川 崎重 工 業 根 岸
じ1 ・ 製 品 ガイ ド r
治
超 音波探傷器 ・システム
●掲 載 会 社
鰈°聾苛 鮫端
享 慇
● プラ ン ト
/新 日本石油精製 向 島 靖 典
Ⅷ時
続
●土木 ・建築
Bレ超音波反射法 による
アンカーボルト長
/ ジ ャス ト
/ 菱 電湘南 エ レク トロニ クス
靖
幸郎
390超音波故障診断装
置
ー ー ー
/ビ
ジ
イ
秒
こ
る
よ
誠
湛
r里
9樗
名
傷
趙貫
雪
誓
山田
/マ エ ダ 齋 藤 雅 彦
一
元
マイクロフォーカス
メ
ル
壕
幌鬱
レ健
カ
用
カ
尽
X線 検査 システ ム
貰
雖
鶴
アイ エ ス エ ル
アールディテック ア ジア
栄進化学
GEイ ンスペクシヨン テ クノロジー ズ
ジャス ト研究所
ソニ ックス
帝通電子研究所
新日本非破壊検査
ダイヤ電子応用
日本クラウ トクレーマー
日本ソナテス ト
日本マテック
日立建機ファインテ ック
東芝
菱電湘南エレク トロニクス
祥司
健康診断 システム用 メデイカルデバイスの開発 …(1)
13429825/04解 500/論文/」
CLS
健康診断システム用メディカルデバイスの開発
大阪工業大学 槌 谷 不口義 ・仲田
丁琴 冷 I
◆研究プロジェク トの紹介
を持 つ メデ ィカル デバ イス (HMS/DDS)の
開発 を 目標 と して い る。具体 的 には、外径 200
本 バ イオ ベ ンチ ャー セ ンタで はB i O _ M E M 用
基盤材料創成技術 の 開発 と題す る研究 を行 って
い る。 2 0 0 0 年4 月 に文部省 ( 現文部科学省 ) に
よ リバ イオベ ンチ ャー 開発拠点 に選定 された研
究 プ ロ ジェク トで あ り、 5 年 間 にわたって研究
開発 を行 い、最終的 には社会へ の研究成果還元
を 目的 と した ベ ンチ ャ ー を指 向す る とい う基
μ似 下 の超極細針 の穿刺 に よ り皮 下組織 の破
壊 を最小 限 に抑 え、市販 の血 糖値測定器 に必 要
な血液量 と同等 なlμL以 下(1)の
極 少量 の血 液採
取法 による自動採血 ・セ ンシング可 能 な予防医
療 に利用 で きる医用電子機器 の 開発 を目的 とす
る。第 1図 は、携帯可 能な腕 時計型 自動血液採
取 メデ ィカルデバ イスの概 要図 を示す。
礎 。応 用 研 究 プ ロ ジ ェ ク トで あ る 。
Blo― MEM (Biomimetic―
Compact and Wearablc
Hcalth Monitoring Systcm
Medical
Electronics Machine)は
、 生 体 の持 つ
卓 越 した セ ンシ ン グお よび アクチ ュエ
ー タ機 能 を模 倣 した医用 電子
制御 機械
と定 義 され る 。 B i O _ M E M は
、現 在 研
究 が 進 め られ て い るB10_MEMS
Data pЮ ccssing
dcvice
/´spring
´
Bias
spnng
(Blomimetic―Micro Electro Mechanical
Systems)、 μ―
TAS(Micro― Total Analysis
System)、 DDS(Drug Del市
ery Systcm
Valves
Dmg inJecting
dcvlcc
Blood
:薬 送 達 シス テ ム )、 HMs(Hcalth
M o n i t o r i n g S y s t e m : 健 康 診 断 シス テ
ム ) を 含 む 。将 来予想 され る高齢 者社
Vibrator
‐Micro needle
第 1図 腕 時計型健康診断用 メデ ィカルデバ イスの コンセプ ト
会 にお い て 、 「人 間 にや さ しい 医 用 機
械 システム」 の開発 は工学 の主要課題 となるで
あろう。本研究 プロジェク トでは、腕時計型 の
形態 を持 ち、特定 の細胞 。酵素 を捕捉 し病変あ
るいはその予兆 を感知 し、治癒作業 を行 う機能
そ の設計概念 は雌蚊 の吸血機構 を模倣 した血
液採取 システムで ある。血液吸引後、血液採取
マ イク ロポ ンプ内 に埋 め込 まれた血液 中の グル
コ ー ス と選択 的 に反応 す る酵 素 セ ンサ を用 い
検査技術 211047.1
0)…健康診断 システム用 メデ イカルデバ イスの 開発
て 、血液 中の グル コース濃度 (血糖値)を 電位
シュ リ ン等 の 薬 注 入 を制御 す る プ ロセ ッ
出力 として測定す る。
サ、以上 の プ ロセ ッサ を装 備 した分析制御
写真 1は 、2003年度 に試作 した健康診断用 メ
デ ィカルデバ イスの試作 (名末1大)を 示す。 メ
部 の製作 を行 つた。
デ ィカルデバ イス を構成 す る要素 は主 としてセ
ンサ、アクチ ュエ ー タ、お よびデ ー タ分析通信
の各 デバ イス に分類 され る。
研 究組織 は、大阪工 業大学大学 院工 学研究科
の応用化学専攻、電気電子 工 学専攻、 お よび機
械工 学専攻、 さらには大阪大学、大阪府 立大学
等 の研 究所、米 国 ラ ッシユ大学、 オハ イオ州立
大学お よび民 間企 業研 究所 に よって構成 され、
それぞれ個別 に展 開 されて きた技術 の融合 によ
る新 たな材料創成 ・加 工技術 ・システム設計製
作技術 の 開発 を目指 す。 タ ンパ ク質 ・酵素 に対
す るイオ ン濃度 ( 電位) 変 化 を入 力 とし、力 ・
変位 。電位 を出力 とす るバ イオセ ンサ、お よび
生体適合圧電材料 によるバ イオアクチ ュエ ー タ
の 開発 を目指す。
本研究 プ ロ ジェク トの最終年度 である今年度
には、以上 の機能 を備 えた腕時計型 メデ イカル
デバ イスの創成 を目指 して い る。
写真 1 健 康診断用 メデ イカルデバ イスの試作 (名刺大)
◆ 血液採取システムの基本設計
ー
ー
用 い 、 グ ル コ ス オキ シ ダ
① MOSFETを
ゼ 、 コ レス テ ロ ー ル オキ シ ダ ー ゼ 、 ウ レア
ー ゼ をFET表 面 にそ れ ぞ れ 固定化 す る こ と
ー
で 、 血 糖 値 (グ ル コ ー ス )・ コ レス テ ロ
ル値 ・尿 素値 の セ ンシ ングを可能 とす る。
・
② 極 細 針 。SMAば ね に よる穿刺 PZT(Pb
ー
(Ti,Zr)o3)ア クチ ユ エ タ を用 い て 採 血
雌蚊 の吸 血 機構 を模倣 した血液採取 システム
の設計試作 を行 つた。写真 2に 、その試作機 を
示す。 血液採取 システ ムの 内部構造 は、穿刺 デ
バ イス と下 面 に極細針 を持 つ 血液採取 デバ イス
との 2つ の設計構造要素 に大別 され る。第 2図
は、その模式 図 を示す。
ポ ン プ吸 引機 構 を もつ メデ イカルデ バ イス
の 試作 を行 う。 この採 血 デ バ イス は 、機構
を逆 にす る こ とで 薬 送達 に も使 用 可能 とす
る。
③ 酵 素 セ ンサ によ り得 られた血糖値 、 コ レ
ステ ロー ル値 、尿素値 を分析処理す るプ ロ
セ ッサ、針穿刺 ・吸 血 ポ ンプの動作制御 を
行 うプ ロセ ツサ 、家 と病 院 を繋 ぐネ ッ トワ
ー ク用基地局 (パソ コン)に 送信す る近 距
ー
離無線 プ ロセ ッサ、 イ ンタ ネ ッ トを介 し
てホ ー ム ドクターか らの指示 に沿 ってイ ン
2 検 査技術 2KX14 7
写真 2 穿 刺 デバ イスお よび血 液採取 デバ イス
健康診断 システム用 メデ イカルデバ イスの 開発 …(3}
ところに皮下組織 中の毛細血管 が
位置 して い る。 本研究 では皮膚穿
刺 の ため の 必 要 ス トロ ー ク と し
て、毛細血管 が分布 す る皮下組織
Bias spring
層 まで 極 細 針 が 到 達 可 能 な距 離
3.Ommと 設定 した。
剛
¨
¨
BIood
cxtractlon
dcvicc
つ ぎに、血液採取 デバ イスのア
クチ ュエ ー タは、円板状圧電素子
のたわみ振動 によ り血液採取 マ イ
クロポ ンプ内 に流体 を吸引す る仕
Micronccdlc_
組 みで あ る。 たわみが上 に凸の場
Human skin
合、針内 に液 体 が流 れ込 む。下 に
lood
第 2図 穿 刺 デバ イスおよび血液採取デバ イスの概要図
凸 の場合 は、逆止弁 よ リポ ンプ内
の余剰液体が排 出 され、そのたわ
穿刺 デバ イスの アクチ ュエ ー タは、形状記憶
合金 ( S M A ) バ ネ とバ イアス バ ネ の組 み 合 わ
せ で ピ ン を 往 復 運 動 させ る 仕 組 み を 持 つ 。
S M A は 、変態温度 が オ ー ス テナ イ ト変態 点 に
達す る と、記憶 された形状が 回復す る機能材料
。熱 に よ りS M A の 形状 を回復 し、
で あ る( 2 X 3 )加
み振動 の繰 り返 しによ り液体 の吸
引 を行 う。第 4図 は、極細針、 バ イモル フ型圧
電 マ イク ロアクチ ュエ ー タお よび酵素 セ ンサ を
含 む血 液採取 デバ イスの概 要 を示 す。極細針お
よび下 部 ポ ンプは、生理 食塩水等 によって十分
血液採 取 デバ イス を数 ミリメー トル下方 に移動
に満 た されて い る。 そ の体積 は32.5×108m3で
あ る。 円板状 バ イモルフ型圧電 マ イク ロ アクチ
ュエ ー タは、上 部 ポ ンプお よび下 部 ポ ンプで挟
させ 皮膚穿刺 力 を生成 す る。S M A の 穿刺 にお
け る動力源 としては、直流電源 の 印加 によるバ
み込 んで周辺固定 されてい る。 バ イモル フ型圧
電 マ イク ロ ア クチ ュエ ー タに印加 す るAC電 圧
ネの発熱効 果 を利用 した。 第 3 図 は、 ヒ トの皮
膚 の模式 図 を示 して い るが 、 ヒ トの皮膚 は、表
は、上部 ポ ンプお よび下部 ポ ンプの周辺 固定 さ
れた リム部分 か らそれぞれ供給 される。 そ のた
面 よ り表皮 、真皮 そ して 表面 か ら2 m m 程 度 の
め 、ポ ンプはアル ミ製 で あ るが 、上部 ポ ンプお
よび下部 ポ ンプは電 気 的に分離 されてお り、 ポ
ンプの リム部分 のみ通電す る仕組 みである。使
用す るPZTの サ イズ は、直径 10mm、 厚 さ0.4mm
である。極細針穿刺後 、血液採取 マ イク ロポ ン
Uppcr
tank
Bimorph
PZT
actuator
Lowcr
tank
´
Valvc´
=
Capilla7
(D=001mm)
第 3図 皮 膚 の模式図
MicrOnccdlc
Immobilizcd
cnzymc scnsor
第 4 図 バ イモルフ型圧電マイクロアクチュエータを用いた
血液採取デバ イス ( ポンプ部分) の概要図
に)…
健康診断システム用メデイカルデバイスの開発
プ用 アクチ ユエ ー タとしてバ イモル フ型圧電 マ
イクロ アクチ ュエ ー タを用 い た血 液採取 のため
力差 によって決定 されるので 、 この圧力差 を雌
に十数秒 間、安定 ・保持 される。その後、 バ イ
蚊 の血 液吸引能力 と考 えた。血 液 をカ ッソン流
アスス プ リングは初 期 の位置 に極細針お よび血
液採取 デバ イス を移 動 し、穿刺 な らびに吸引が
体 であ る と仮定す る と、圧力勾配 と体積流量 の
は、針 の先端 と雌蚊 の体 内 との 間 に形成す る圧
関係 は式( 1 ) で
表 される。
力
+:弓
⇒
響
ο
F―
“
¥[響
司」
離
完了す る。本研 究 では、写真 2に 示 した 自作 の
血 液採取 デバ イス を用 い、血液吸引速度計測 を
ただ し、
行 った。
=ら
=争等
/τ
ξ
ε
″
(―)1
(1)雌 蚊 の 吸引機構
雌 蚊 は 産卵 の エ ネ ル ギ補 給 の ため に、6∼
7Hzの 速度 で雌蚊 の 内唇 をハ ンマ ー の よ うに往
・
・
。
(2)
ここで 、0 ″。
、為お よび
s 、D 、 母 、L 、ん、らε
復移動す ることで 、 ほ とん ど無痛 の状態 で皮膚
に穿刺 し、人体 か ら血液 を採取 して い る。)。雌
蚊 は、以下 に示す順 序 で雌蚊 の筋 肉 の 緊張 ・弛
ξは、血 液 の体積流量、針 内径 、圧力損失、針
長 さ、 カ ッソン粘度、 カ ッソン降伏応力、壁面
緩 を行 い 、血液 を吸引す る(5、
を与 えれば、式( 1 ) から、針 の 出入 り口に
為、らε
お け る圧 力差 勾り
が 算 出 で きる。 ここで は 、 血
液 の 体 積 流 量 と して 、 文 献 (5)の
結果か ら
① 筋 肉バル ブが弛緩 され、日腔ポ ンプの筋
肉が緊張す る。 したが って、血液 は口腔ポ
ンプヘ抽出される。
② つ ぎに口腔ポ ンプの筋肉が弛緩 され るこ
とにより、抽出された血液 は咽頭 ポ ンプヘ
送 られ る。
③ 最 後 に、 後部 の咽頭 バ ル ブが弛 緩 され、
抽 出 された血液が食道 へ 送 られる。
したが って 雌蚊 の 吸 引 シス テ ム は 、筋 肉 の 緊
張 ・弛緩 による負 圧吸引機構 を採用 してい る と
言 え る。 写真 3 は 、雌蚊 の 内唇 のS E M 観 察写
真 を示す。 この 図か ら、雌蚊 の 内唇長 さお よび
内径 はそ れぞ れ3 . 5 m m お よび3 0 μ m であ つた 。
L の 量 で血 液 を抽 出す
また雌蚊 は 2 分 間 で1 . 9 μ
(
5
。 を模倣 した血液
る こ とで知 られて い る ) 雌蚊
の 内径D を 3 ぃm 、
と
0 ″。
s = 0 . 1 5 1×0 1 0 m 3 / sし、針
針 の長 さを3 . 8 m m と した。 また、 カ ッソ ン降伏
カ ツソ ン粘度 με
は 、次 式 で
応力 らc をo . o o 4 P a 、
与 えた。
=μ 219rf
με ′ι
・
・
。
(3)
ここで 、μ 血 漿 の粘度 で あ り、1 . 2 5 m P a o s
pは
を与 えた。I f l は
針 内 にお け る動 的管内 ヘ マ トク
は管 内径 D に よって大 き く
リッ ト値 で あ る。〃′
変化 す るため 、標 準 の ヘ マ トク リ ッ ト値 J f D を
0 . 4 5 とし、 ヘ マ トク リ ッ ト比I f f / 1 f D を
管 内径D
(
ω
か ら既存 の線 図 を用 い て決定 した。第 5 図 に
圧力損失 の計算結果 を示す。図 には、針 内径 の
も〓
電負 ︺８﹁
ｏＯ︼ヽ ｏ一 ｏ●ｏ ∽∽ｏ﹁ｏ﹁●∽∽ｏ´﹄
採取 デバ イス を設計す るためには、雌蚊 の吸引
力 を把握す るこ とが必要 で ある。血液 の吸引量
せ ん断応力お よび応 力比 で あ る。 0 ″。
s 、D 、L 、
0
20
40
60
80
100
120
1nncr dialnctcr of micronccdlc〔
μm〕
写真 3 雌 蚊内唇の電子顕微鏡写真
4 検 査技術 20047
第 5 図 血 液お よび水の極細針の内径 と管摩擦 による
圧力損失の関係
健康診断 システム用 メデ イカルデバ イスの 開発 …6 )
影響 を明 らか にす るため 、針 内径 を30∼10シm
で変化 させ た結果 と、流体 が水 の場合 における
結果 も併 記 した。
任意 の液体 が 針 を通 つて吸引 される場合 、管
摩擦 による圧 力損失 は、血 液、水 ともに内径 の
法 の減少 に ともない 、穿刺力 お よび切 り裂 き位
置 の減少 が見 られた。 この こ とか ら、夕ヽ径寸法
の縮小 に ともな う痛 みの軽減 も可能であ る と考
える。ゲ ー ジ20の針 にお い て穿刺 にかか った最
減少 とともに増加 して い る。 ここで 、内唇 の 断
大穿刺反力 は800mNで あ つた。 よって、体温 を
考 慮 してsMAの オ ー ス テ ナ イ ト変 態 温 度 を
面積 に対す る国腔 ポ ンプ断面積 お よび毛細血管
の断面積 の急拡大 ・縮小 に よる圧 力損失 は、管
60℃ ∼70℃ と高 め に設 定 し、 穿刺 ス トロ ー ク
2.Ommの 条件 で生 成力 lNの SMAア クチ ユエ ー
摩擦 による圧 力損失 に対 し十分小 さい と考 え ら
タを設計 し、穿刺 デバ イス用 アクチ ュエ ー タと
れ ることか ら、管摩擦 による圧 力損失 を吸 引能
して採用 した。
s)の 吸 引能
力 とす る。雌蚊 の血 液 (4.02mPa・
力 は 内唇 の 内径 が30μ mで あ る こ とか ら、 約
7kPaで あ ることが わか った。
(2)SMA穿
材料 選定 や寸法 はQOL(Quality Of Life)に影
響 を及 ぼす場合 が あ り、生体適合性 や痛 み を考
刺 デ バ イスの特性
極細針 を皮膚 に穿刺す るための アクチ ュエ ー
タ用 形状 記憶 合金 (sMA)バ ネ を設計 す るた
め に、一般 の注射 に用 い られるゲ ー ジ20(外 径
90帥 m)の 針 、外径 100/・
m お よび20帥 mの ス テ
ンレス製針 を用 い 、皮付 きの鶏 肉 を模擬皮膚 と
して穿刺実験 を行 った。 フォー ス ゲ ー ジを用 い
て穿刺 にかか る穿刺力 の測定 を行 い、そ の結果
を第 6図 に示す。注射針 の外径寸法 にかかわ ら
ず移動 距 離 の 増 加 に と もな い 穿刺 力 は増加 し
た 。 ゲ ー ジ20の 針 にお い て は 、5mmの 位 置 で
穿刺力 は減少 した。外径 10シmお よび20"mの
ス テ ンレス 製針 においては、 1.5mmお よび3mm
で あ った。穿刺力 の減少す る位置 は、注射針が
模擬皮膚 を切 り裂 い た位置 で ある。針 の外径寸
800
ｏ
５０
ｔ一
ＺＥ︺鳴２・
︹
﹁
〓
700
0 °高講鷺 : , 1 1 : ￨辮◆ ◆
600
籠 Outer diamctcr i 20"ml◆
500
▲ Outer diamctcr i lα
ンml
◆
◆
400
300
200
100
0
(3)極 細針 の創製
医用 に用 い る注射針 の設計 ・創製 にお い て、
慮 した注射針 の設計 が必 要 で あ る。 そ の ため 、
そ の材料 は先端形状 で皮膚組織 の表皮 と真皮 と
皮下組織 中の毛細血管 を貫通す るための穿刺力
に耐 え うる剛性 を持 ち、 また生体 内 に進入す る
ため生 体 適合性 を有 す る材料 であ る必 要が あ
る。朝 倉 らは外 径0.3mmと 外径 約 0.25mmの 2
種類 の注射針 を用 いて、痛 みの少 なさ、す べ り、
切れ味 に関 してア ンケ ー トを行 ってい る。そ の
結果、夕ヽ径 の小 さい針 のほ うが良 い結果 とな っ
た と報告 して い る{つ
。 しか し、既存 の注射針創
製法 である引抜 き加工 ではサ イズ ダウ ンには限
界 が あ り、痛 み を軽減可能 な寸法 で極細針 を創
製す るには困難 さを含 む。そ こで 、本研究 では、
真空 中で イオ ン化 された粒子が ターゲ ッ トに衝
突 し、 ター ゲ ッ トよ りは じき飛 ば された粒 子 が
基板 に到達 して成 膜 される薄 膜創製法 の一 つ で
あ るス パ ッタ リ ング法 (8X9)を
用 い 、 ほ とん ど無
痛 で 穿刺 して い る雌蚊 の針 (外径 60/zm、内径
30μm)を 模倣 した極細針 の創 製手法 につい て
検討 した。極細 針材料 としては、生体適合性 を
。
。
)を選択 した。 第 7図 は 、本研
有 す るチ タ ン。
爾
機
じぎ‡:◆
4
Indentation depth〔
mm〕
第 6図 模 擬皮膚 を用いた針外径変化 と穿刺力変化の関係
究 で用 い たRFマ グネ トロ ンスパ ッタ装 置 の真
空チ ャ ンバ ー内 に配置 した極細針創製法 の概 要
図 で ある。
スパ ッタリング法 を用 い たチ タ ン製極細針 の
検査技術 20047 5
る￨…健康診断 システム用 メデ ィカルデバ イスの開発
●訳
3
25
2
15
聰
難
ρ ▼
1
０ ，
０
。
６
650
Ti tragcl
第 7図 ス パ ッタリング法 を用 いた極細針の創製概要図
作 製用 の基材 には、極細銅線 ( 外径 2 5 μm ) を
ー
用 い 、そ の銅線 をD C モ ー タ コ ン トロ ル に よ
って制御 された モ ー タによ り3 ∼5 r p m で回転 さ
せ 、銅線 上 にチ タンを成膜す る。第 1 表 に示 し
た とお り、銅 はチ タンと同等 な熱膨 張係数 を有
し、か つ酸 に弱 い材料 で 、 チ タン成膜後 の熱収
縮 の影響 にともな う亀裂 を回避 し、 またウ ェ ッ
トエ ッチ ン グに よ り銅 を溶解 す る こ とに よつ
て、中空 のチ ュー ブが倉1 製可能 となる。
。
a
第 1 表 タ ー グ ツ ト材 と基材 の熱 ・化学特性
Thcrmal cxpansion
cOcfficicnt
Ti
89× 106/K
Cu
17×106/K
700
750
800
850
900
05
0
dcgrccs C〕
Anncal tcmpcraturc〔
第 8図 ス パ ッタ法 による創製チタン製極細針の熱処理温
度に ともなうヤ ング率 と硬 さの関係
エ ッチ ングを行 った。写真 4 は 、 エ ッチ ング後
の 内径 2 5 μ m 、外 形 6 0 μ m を チ タ ン製極 細 針 の
S E M 画 像 を示 してい る。 また、写真 5 は 、比
較 のためゲ ー ジ2 0 の市販 の注射針 と、写真 4 に
示 したチ タ ン製極 細 針 のS E M 画 像 を示 して い
る。創製 されたチ タン製極細針 のサ イズは、雌
蚊 の針 とほぼ 同 じ径 を得 た。今後 は、採 血針 に
用 いるため 、靭性 の 向上 を視野 に入れたバ イ ン
ダの選 定、 さらには、針 内表面 の ヘパ リ ン等 の
血液抗凝固処理、針外表面 の摩擦 の軽減 も考慮
に入れた創製法 の検討 が必 要 である。
Chcmical Rcsistancc
Poor against acid
チ タンのスパ ッタリ ング創製条件 は、300W、
2Pa、 4時 間 を用 い 、約 15μmの チ タンの膜厚 を
得 た。スパ ツタリ ング法 によつて創製 された後、
熱処理 の温度 に ともな うヤ ング率 と硬 さの関係
を測定 した。700℃ か ら850℃ まで50℃ 刻 みで熱
写真 4 チ
タ ン製極細針 の電子顕微鏡写真
処理 を したその結果 を第 8図 に示 す。 ただ し、
熱 処 理 前 の ヤ ン グ 率 と硬 さ は 、 そ れ ぞ れ 約
40GPaと 0.48GPaで あ つた。第 8図 よ り、800℃
で 最 大 値 を 示 し、 ヤ ン グ 率 100GPaと 硬 さ
2.5GPaで 、 バ ル クチ タ ンの ヤ ング率 115GPaに
近 い値 を示 した。
熱処理後 、極細針 は血 液採取 に必 要 な長 さ2
∼3mmに カ ッ トされ、硝 酸 を用 い て ウ ェ ツ ト
6 検 査技術 20047
電 ＬＯ ︺ 榜 ｏ●０ぉ 〓
Coppcr wirc
(25μm diamctcr)
電 ﹄０ ︺ ∽コ ぅＯｏ日 ´¨目●ｏ”
Rotation i 3-5rpm
I ttF富
鵠Ю
1機
刊
写真 5 チ タ ン製極細針 と市販 の注射針
( ゲー ジ2 0 : 外 径9 0 シm 、 内径6 0 攣m )
健康診断システム用メデイカルデバイスの開発…け￨
◆ 圧電血液採取デバイスの特性
電材料 の たわみ の 特性 を示 す定数 と して圧 電定
数 が挙 げ られ 、 そ の代 表 的 な圧 電材料 の圧 電定
数 の 比 較 を第 2表 に示 す 。 そ の 比 較 にお い て 、
前節 で設計 ・試作 を行 った雌蚊 の吸血機構 を
模倣 した血液採取 デバ イス を用 い て血 液採取能
PZTが 最 も高 い 圧 電 定 数 を示 して い る。本研 究
で は 、最 も圧 電定 数 が高 いPZTを 血 液採 取 マ イ
力 の検討 を行 った。雌蚊 の吸引機構 と同様 に負
ク ロ ポ ンプ用材料 と して採用 した。
圧 力 を生成す る機構 と して、圧電材 料 を血液採
取 マ イク ロポ ンプ用 アクチ ユエ ー タ
**10
0ヽ
第 2表 種 々の圧電材料の圧電定数の比較(*。
と して採用 した。圧電材料 は、電圧
を 印加 す る こ とで 高 い 応 答 性 を示
し、 ギアあるい はモ ー タを必 要 とせ
Piczoclccrtic matcrals
Singlc cwstal
ず小型化が容易 な機能材料 と して知
られて い る。直径 1 0 m m の 2 枚 の 円
板状圧電材料 を直列 に結線 したバ イ
モル フ型圧 電 マ イクロ アクチ ュエ ー
タ をポ ン プ用 ア クチ ュ エ ー タ と し
RT輩
譜;"
Si02*
Piczoclcctticity
d33(pm/V)
2
LiNb03*
6
ZnO**
Ccrallllc
Pb(Zr,Tl)03*
PiczOclccrtic Polymcr
PVDF*
-400
-35
バ イモル フ型 PZT圧 電 マ イク ロ アクチ ュエ ー
た。血液採取 デバ イスは、そ のバ イモル フ型圧
電 アクチ ュエ ー タを、第 4図 に示す よ うに、液
タを用 い て 、血液採 取 デバ イスの液体 吸引能力
体吸 引容器 (下部 ポ ンプ)と 蓋 (上部 ポ ンプ)
で挟 み込 んだ組 み立 て構造 とした。上 部 ポ ンプ
を測定 した。第 2表 に示 した圧電定数のPZTを
バ イモル フ型PZT圧 電 マ イク ロ アクチ ュエ ー タ
お よび下 部 ポ ンプで挟 み込 んで周辺 固定 された
バ イモル フ型圧電 マ イク ロ アクチ ュエ ー タは、
と して用 い た 。 なお極細 針 のサ イ ズ は 、長 さ
上下 表面 にスパ ッタ した白金電極 を介 して電 界
を印加 して振動 させ る。血液採取 マ イク ロポ ン
プ用 ア クチ ュエ ー タは第 9図 に示 した よ うに、
3.8mm、 内径 10勲mを 用 い た。圧力計 お よび レ
ーザ ー ドップラー振動計 を用 い て 、バ イモル フ
型PZT圧 電 マ イク ロ アクチ ュエ ー タに よって生
バ イモル フ型圧電 アクチ ュエ ー タの 円板 のたわ
成 され るた わみ お よびそ の 圧 力 を500Hzか ら
30kHzのAC周 波数 で測定 した。圧カ セ ンサ は、
み振動 によ り液体容器内 に負圧 を発生 させ 、流
液体 を充填 した アク リル容器 内 の底部分 に固定
体 を吸引す る仕組 み とした。血液 を吸引す る圧
され、PZTを そ の鉛 直 上 に周辺 固定 した。PZT
か ら発生 した圧力が充填 した液体 を伝 わ り、そ
の圧力 を測 定 した。PZTに 交流電圧 を印加す る
こ とで たわみが生 じ、圧力が セ ンサ に加 わ り、
その生成圧力 をセ ンサ によつて検 出 した。そ の
結果 を第 10図に示 し、PZTの たわみ も同様 に併
記 した。 バ イモル フ型PZT圧 電 マ イク ロ アクチ
ュエ ー タに よって生 成 され た たわみ に 関 して
は 、25kHz近 傍 のAC周 波数 で ピー クを示 した。
その周波数 は共振周波数 を示す。 バ イモル フ型
PZT圧 電 マ イク ロ アクチ ュエ ー タによ り生成 さ
第 9 図 バ イモル フ型圧電 マ イクロアクチュエ ータを用 いた
血液採取 デバ イス吸引 メカニズム
れた圧 力 に関 して も同様 に、約 25kHzの 共振周
波数 で ピー クを示 した。そ の場合 の圧力 は約 10
検査技術 20047 7
は)…健康診断 システム用 メディカルデバ イスの開発
電 ヽ黎︺ 繊 ・′ ｅ 餞
︹日 口︺ ‘０ ち ｏ嘱ｏ∩
。０ ５
０鯛５
００
０５
。。
５
２２
１０
︲
３
倍 の 能力 を有す る ことがわか る。第 5 図 に示 し
た とお り、内径 1 0 シm の 極細針 での吸引 にお け
る圧 力損失 の水 お よび血 球 を含 む ヒ ト血液の場
一
合 は それぞれ2 4 P a と7 1 P a であ った。 方 バ イモ
ル フ型P Z T 圧 電 マ イク ロ アクチ ュエ ー タに よる
生成圧 力 は約 1 0 k P a であ るため 、十分 に吸 引す
kHz〕
AC frequency〔
ー
第1 0 図 バ イモルフ型圧電マイクロアクチュエ タの交流
周波数 に対す る生成たわみと生成圧力 ( 電圧2 0 V )
kPaであった。
バ イモル フ型PZT圧 電 マ イク ロ アクチ ュエ ー
る圧 力 を有す る と考 える。 よって、第 5 図 中 で
示 され た雌 蚊 の圧 力損 失 か ら、 バ イ モ ル フ型
P Z T 圧 電 マ イク ロ アクチ ュエ ー タによって生成
され た圧 力 は 、約 3 ぃ m の 内径 を有 す る極細 針
にお い て も血液 を採取す るこ とが 可能 である と
によつて種 々の溶液 の吸引 を行 った結果 を第 H
推察 で きる。
つ ぎに、試作 した血液採取 デバ イス を用 いて、
超純水 に溶解 した グル コー ス 溶液 を吸 引 した。
図 に示 す 。 なお そ の場 合 の 吸 引条件 は 、電圧
なお、極細針お よび下部 ポ ンプを満 たす ための
20Vお よび交流周波数 25kHzで あ る。吸引実験
希釈液 として超純水 を用 い た 。吸引 の 条件 は 、
バ イモル フ型P Z T 圧 電 マ イク ロ アクチ ュエ ー タ
タに よってステ ンレス製 の 内径 10レmの 極細針
に用 い た溶液 は、血球 を含 む ヒ ト血 液、 お よび
比較 のための水 であ る。 バ イモル フ型PZT圧 電
マ イク ロ アクチ ュエ ー タを用 い た血 液採取 デバ
イスの水 お よび血 球 を含 む ヒ ト血 液 の吸引速度
は、約 1シL/minと約η L/minであ つた。 ここで、
水 の吸 引流速 (27)お よび血 球 を含 む ヒ ト血
液 の血 液流速 (2″)に 換算す る と、 Ow=1.67×
1010m3/sで
10-10m3/s、
ぁる。 一 方、雌
0″=0.33×
10 10m3/sで
ぁる。血
蚊 の吸引流速 は0″θ
s=0.15×
液採取 デバ イスの吸引能力 を雌蚊 の吸引能力 と
比較 した場合 、試作 した血液採取 デバ イスの吸
引能力 は 、雌蚊 の吸引能力 と比 較 し、お よそ 2
国 Extacting
spccd
■V i s c o s i t y
■
隋
Watr
l
∽ｏ３ ︼
＞
τ お ヽ日 ︺ ●２ ● ち ∽﹂ｏ さ ︼
日＼ 口さ ０８， ∞目“８●ｘ国
Ｔ︼
1
Wholc blood
第 11図 血 液採取 デバ イス を用 いた水 、お よび全血の吸引
速度 と粘度 (電圧20V、 交流周波数25kHz)
8 検 査技術 20047
の 印加電圧 を2 0 V 、 交流周波数 を2 5 k H z 、吸 引
時 間 は3 0 秒 とした。 測定 開始 t = 0 か ら 1 分 まで
は安定時 間 とし、そ の後 3 0 秒間グル コー ス溶液
の吸引 を行 い 、測定開始 8 分 まで測定 を行 った。
吸引 と同時 に、酵素 セ ンサか ら得 られ る出力電
圧変化 をサ ンプ リ ング時間 は 5 秒 として浪1 定 し
た。 一 般 にセ ンシングに用 い られる差 動電圧測
定装置 を用 い て 出力電圧 の測定 を行 った。酵素
を固定化 した作用 ゲ ー ト電極 とそ の対極 にあた
る対極 ゲ ー ト電極 の差 を出力電圧 とした。測定
原理 と しては、 ソ ー ス ー ドレイ ン間 に流 れ る
電流 を一 定 ( 3 m A ) と し、ゲ ー ト上 に固定化 し
た酵素 セ ンサが血 液 中の グル コース と反応 し電
極 間に生 じる電位差 を出力電圧 とした。使用 し
た酵素 セ ンサの酵素固定化手順 は以 下 に示す。
液 とB S A ( ウ シ血 清 ア ル ブ ミ ン
溶 液) を 混合 ・撹拌 す る。
① GOX溶
② 工 程① で作製 した混合溶液にGA(グ ル
タルアルデヒド)を 加える。
③ 金 電極を工程②で作製 した混合溶液に浸
漬 し、速光 したまま4時 間冷蔵庫中で反応
させ る。
健康診断システム用メデイカルデバイスの開発…り)
④ 電 極 を溶液 よ り取 り出 し、乾燥 させ る。
上述 の酵素固定化 セ ンサ を用 い て得 られた出
ンサ につい ての紹介 は省略 したが 、研究 は 同時
に進行 中である。将来、本設計 に基 づ くデバ イ
力電圧変化結果 を第 12図に示す。測定開始 1分
後 か らの吸引 にお い て、測定 サ ンプ リ ング時間
スの試作 品 の改 良 を行 うこ とによ り、生体適合
セ ンサ ・
アクチ ュエ ー タ材料 の創成お よびシス テ
5秒 のため 6ポ イ ン ト分 30秒の 間、測定時間に
ムの微細化 を可 能 にす ることで 、最終 日標 で あ
るメデ イカルデバ イスが完成する もの と考 える。
ともない 出力電圧 の増加 がみ られ 、バ イモルフ
型PZT圧 電 マ イク ロ アクチ ュエ ー タヘ の電圧 印
加 をオフと同時 にその値 は ピー クを示 した。そ
の後、測定 開始約 2分 後 に出力 電圧 は安定 した。
よって、 一 つ のポ ンプ内で十分 同時 に吸引 お よ
びセ ンシ ングが可 能 であ る と考 える。 しか し、
血 糖値 を精 度良 く測定す るため に、最大出力電
圧 ピー ク、吸引時 の吸引時間 と出力電圧 の傾 き、
安定 出力電圧 を含 む酵素 セ ンサ よ り得 られ る信
なお本研究 は、大阪工業大学 バ イオベ ンチ ャ
ー セ ンター構成員お よび、学生諸君 の協力 に よ
り遂行 された もの である。
<謝 辞 >
本研究 は、文部科学省 バ イオベ ンチ ャー研 究
開発拠点 に選定 され 、研究費 の支援 を受 けた こ
とを付記 し謝意 を表 します。
号変化 の うち妥 当 な信号選択 の検討 の余地 を残
< 参 考 文献 >
( 1 ) 栗 山進 栗 田卓 也 ・片 山茂 裕 : 量 血 液 に よる血 糖 自己
０¨“一［ｏ＞ つｏ︵”︻ヽ∽賀］
００
。
００
０。
。０
０。
。
。
。
９
６Ⅷ佃３
２１
８７
した。
測 定 器 「F r e c S t y l c J の
患 者 評 価 、新 薬 と臨床 、 V o 1 5 2 、
Extacting time
_0 063mM
No2、 P104112(20o3)
(2)K Otsuka and C M Wayman:Shapc mcmory matcrials,
Cambridgc University Prcss(1998)
(3)L M Schctky:Shapc mcmory alloys,Scicntiflc Amcrican,
Nov Ed,p68-76(1979)
(4)J、 c Joncs:Thc fccding bchavior of mosquitocs,Sci Am,
238,(1978),PP l12-120
(5)T IkcshoJi:MosquitOcs,Tokyo Univcrsity Prcss,(1993)
200
300
400
Timc〔scc〕
第12図 血 液採取デバ イスを用 いたグルコース吸引に
おける酵素セ ンサの出力信号変化
Japancsc.
(6)Jamcs H Barbcc and Gilcs R Cokclct,The Fahracus effcct,
Macrovascultt Rcscatch,VO13,No l,(1971),pp 6-16.
( 7 ) 朝 倉 俊 成 ・石 川 由佳 ・安 江 尚子 ・野 崎 征 志 郎 ・清 野 弘
428432
明 ・阿部 隆三 : プ ラ クテ ィス 、 1 5 - 4 、( 1 9 9 8 ) 、
(8)
◆おわりに
K Wasa and S Hayakawa: Handbook Of deposition sputtcr
dcpOsitiOn tcchnology,Noycs Publications(1992)
(9)JJ cuOmo,S M Rossnagcland H R Kaufman i Handbook of
ion bcam ploccssing technology,Noyes Publications(1989)
本記事 では、 アクチ ュエ ー タ ・極細針 を用 い
たメデ ィカルデバ イスの基本 設計 と試作機 の紹
介 を行 った。最大 の特徴 としては、 アクチ ュェ
ー タの主 要材料 にSMA材 料 と圧 電振 動材 料 を
用 い たため に単純 な構造 が可 能 にな った点 であ
る。 したが って、 バ イオセ ンサお よびプ ロセ ッ
サの集積 が容易 とな り、携帯可能 なデバ イスが
実現す る もの と考 える。 グル コース ・コ レス テ
ロー ル ・尿素 を効率 よ くセ ンシ ングす る酵素 セ
(OI H Kawahara,S Ochi,K Tanctani,K Kato,M.Isogai,Y
Mizuno,H YamamOtO and A Yamagami:Shika Rikogaku
Zasshi,Vo1 4,No6,(1963),pp 65-85
0" Y Okazaki,Y Ito,A Ito and T Tateishi:Annual rcport of
mechanical engincering laboratory,Vo1 46,No 5,(1992),
pp 397-416 Japanesc
02 Goodfellow Cambrigc Ltd:
Cambrldge Sclcncc Park,
Camb五 dgc CB4 4DJ,uK
00 Piczo― ccramiC,Technical
Corporation.
141
M Tabib―
Azar:Microactuators,Kluwer Academic
Publishcrs,(1998)
(筆者紹介はP079参照)
検査技術 20047.9
(1)…
高強度鋼 の超長寿命域 の疲労特性
1342‐
500/論
文ノ
」
CLS
9825/04洋
高強度鋼の超長寿命域の疲労特性
内部 き裂発生 ・進展 の トポグラフィ破面解析
富山大学 塩 澤 不日章 I
◆ はじめに
Ar曲線の特徴
◆ S―
鉄鋼材料 の疲労 に関す る研究 は19世紀半 ばか
ら始 ま り、 これ まで に多 くの研 究成果 が 蓄積 さ
れて機器 ・構造物 の疲労設計 や保守 ・点検 な ど
高強度鋼 や表面処 理 を施 した鉄鋼材 料 の 回転
二 段折
線が 「
曲げ疲労試験 か ら得 られたS-7V曲
の管理技術 に応用 されて きた。近年、鉄鋼材料
の疲 労 限度 とされて きた107回を越 える長寿命
域 にお い て、新 たな機構 による疲労破壊が生ず
る可 能性 の あ る こ とが 指摘 され注 目され て い
る(lX2)。
その背景 と して、 高齢化設備 時代 の 到
来 と機器 の高性能化 お よび使用環境 の苛酷化 が
指摘 される。高信頼性 ・安全性 を保証す る機器
の設計法 と余寿命評価 を含 む管理技術 の確 立 に
対 して、疲労破壊機構 の解 明 と欠 陥検 出 ・評価
技術 の高精度化 は欠 かす こ とので きない現代 的
試験環境 :室 温 ・大気中
繰返 し速度 :卜3,150rpm
試験機 :片 持 ち回転曲げ疲労試験機
103
104
105
106
107
108
cyclcs〕
破断繰返 し数 N。 〔
第 1図 高 炭素 クロム軸受鋼SUJ2のSⅣ曲線
¨
剛
潮
10 検 査技術 20047
に折 れ 曲が る明瞭 な疲労限度 を呈す る。しか し、
N
107回を越 える低応力振幅 。長寿命域 で再 びS―
一き き き
が重 要 で ある ことを指摘す る。
型疲労破壊 であ り、 107回まで にSW曲 線 が水平
型型型
生生生
発発発
ド 裂裂裂
微視 的組織 が疲労破壊 に及 ぼす影響 を明 らか に
し、それ らの制御 と疲労損傷 の検 出技術 の確 立
短寿命 域 における疲労破壊 は試験片表面 の結晶
のすべ りまたは研 削傷 に起 因す る表面 き裂発生
破 ０●◆
て非金属介在物 や炭化物 を微視 的組織 として生
成 し、 これ らは疲労破壊 に対 して敏感 となる。
の実験結果 を併記 した。研削材 の高応力振幅 ・
ぉ︺＾
ざ 響単 Ｒ懺
貿ｏ
︹
る非金属介在物 を起点 とす る内部 き裂発生型破
壊 の特徴 につい て述 べ 、内部 き裂発生 の機構 を
ー ・
破面 の トポグラフイ解析 による コ ンピュ タ
シ ミュ レー シ ョンによつて検討 した結果 を紹介
す る。高強度 ・高硬度鋼 はそ の強化法 に関連 し
第 1図 に高炭素 ク ロム軸受鋼 SUJ2のS_Ⅳ曲線 を
一例 として示す(6)∼
("。図中 には研削加工 を施 し
た試験片 (研削材)お よび試験片表面 に シ ヨツ
ト ・ピー ニ ン グ処 理 を施 した試 験 片 (SP材 )
帥
螂
野麺
課題 である。
本稿 で は、高強度鋼 の長寿命 域 の疲労 に現 れ
二重sW曲 線」と呼 ば
れ 曲が りSW曲 線」または 「
("。
れ る挙動 を呈 す る こ とが 報告 され て い る11)∼
高強度鋼の超長寿命域の疲労特性…01
曲線が低下す る現象 が現 れ る。 この領域 は非金
属介在物 を起点 とす る内部 き裂発生型疲労破壊
で あ り、 フイッシュ ・アイを伴 った特有 の破面
となる。 この よ うに、見 か け上 疲労限度 が消失
して短寿命側 と長寿命倶1で異 な った破壊機構 を
二
有す る二本 のSW曲 線 が出現す ることか ら、「
重SW曲 線」 と呼 ばれ る 由縁 であ る。 この よ う
な特性 はSNCM439、 SCM435、 SKH51な どの鋼
種 に も認 め られて い る。表面 き裂発生型破壊 の
SW曲 線 と内部 き裂発 生型破壊 の それ の 出現寿
命 域 は鋼種 、熱処理条件 、表面性状 な どの影響
を受 け て変化 し、遷移寿 命 域 の大 きさ (SW曲
線 の水平部 の長 さ)も 異 なる。
第 1図 中に示 した シ ヨッ ト ・ピー ニ ング処理
材 のSW曲 線 は実験 を行 つた全 ての応 力振 幅域
で 内部 き裂発生型破壊 のSW曲 線 のみが現 れる。
これは表面処理 による試験片表面層 に形成 され
る高硬度層 お よび圧 縮残留応力層 の影響 によつ
て表面 き裂発 生型破壊 が 抑制 され 、そ のSW曲
線 (疲労 限度 )が 高応力振 幅側 に移行 した もの
と解釈 で きる。なお、 内部 き裂発生型破壊 のSw
一
曲線 に表面処 理 の有無 は認 め られず、 本 のSW
を生 じてい る。106回を越 える長寿命域 の疲労 に
よって生 じた破面上 の非 金属 介在物 の周囲 には
図(a)に
示す ように、白 く輝 い た粒状 の領域 が観
察 される。 この領域 を著者 らはGBF(Granular
Bright Facet)と
呼んでいる。同様 の様相 は他 の研
究者によっても観察 されてお り、ODA(Optically
Dark Arca)。O、 FGA(Fine Granular Area)に
RSA(Rough Surね
XO、
ce Area)0な ど様 々 な 呼 び 方
が用 い られて い る。 一 方、短寿命 域で内部 き裂
発 生型破壊 を したType B試 験 片 (図(b))で は
GBF領 域 は観察 され ない。
第 3図 はSEMに 付 属 した三次元解析 シス テ
ム (日立製RD-500)を 用 い て測 定 した内部 き
裂発生起点近傍 の破面粗 さ曲線 である。Typc A
試験片 のGBF領 域② は そ の周 囲③ に比 較 して凹
一
凸が大 き くな ってお り、 方、Type B試験片 の
介在物周囲 には粗 さの大 きい領域 は観察 されな
い。
第 1 表 に三次元解析 システムで測 定 した各領
域 の 中心線平均 粗 さR a と最 大粗 さR m a x を示す 。
表 よ りG B F 領 域② はその夕ヽ狽1 のフイッシ ユ ・ア
曲線 として表示 で きる。
◆ 破面形態
(1)SEM観
した破面であ り、第 1図 にTypc Aと記 した試験
一
Type Bと記 した短寿命
片 で あ る。 方、図(b)は
域 で破壊 した破面である。 い ずれ の破面 に も非
金属介在物 の周囲 に円形状 の フイッシュ ・アイ
察
非金属介在物 を起点 とす る内部 き裂発生型疲
Outside of flsh―
cyc
労破壊 を した破 面 のSEM観 察結 果 を第 2図 に
示す。 同図(a)は107回を越 える長寿 命域 で破壊
(a)Typc A
(σ
a=950MPa,NF63×
108)
(σ
a=1600MPa,/Vt_37× 105)
第 2 図 非 金 属 介在 物 を起点 とす る内 部 き裂発 生型疲
労破 面 のS E M 観 察結 果
い) T y p c B
20//m
第 3図 疲 労破面の粗 さ曲線
検査技術 2CX14.7 11
じ￨…高強度鋼の超長寿命域の疲労特性
第 1表 疲 労破面の粗 さ測定結果
試験片 粗 さの種類
Typc A
Typc B
G B F 内部
②
フィッシュ ・ フィッシュ ・
アイ内部③ アイタヽ音Б
④
0195
0313
Ra
(μm)
Rmax
(μm)
0462
(μm)
1372
Ra
(μm)
0093
Rmax
(μm)
0399
S
(μ
m)
2204
2126
(a)SPM観 察領域 のSEM像
(b)GBF領
域 のSPM観 察
イ領域③ と比較 して2倍 程度大 きな粗さとなつ
ていることがわかる。また、フィッシュ ・アイ
領域 の 粗 さはG B F あ り破 面 ( T y p e A ) とG B F な
し破 面 ( T y p e B ) で大 きな違 い は な く、 フ ィ ッ
シュ ・アイ外側領域④ にお い て も両者 に違 い は
見 られない。表 中 に粗 さ曲線 か ら求 めた 隣 り合
う凸部 の 間隔 の 各領域 内 での 平均値 Sを 併 記 し
た。 GBF領 域 内 のSの 値 はlμm程 度 であ り、後
述す る供試材 中 の球状炭化物 の大 きさ程度であ
0∞
(C)図 (b)の
鳥厳図
ロ
第 4図 GBF領 域内の走査型プ ーブ顕微鏡 (SPM)観察結果
る。GBF領 域 の粗 さの程度 は供試材 中 の球状炭
化物 の大 きさに依存 し、 また鋼材 の炭素含有量
によつて も異 なる。
(2)SPM観 察
走査型 プ ロー ブ顕微鏡 (SPM)に よってGBF
領域 で見 られた粒状 の 凹凸部 の詳細 な観察結果
を鳥厳図 と共 に第 4図 に示す。 なお、 図中 の矢
印 は 各 図 の対 応 す る箇 所 を示 して い る。SEM
像 で見 られるGBF内 の 白い部分 はSPM観 察 の結
(a)SPM観 察領域 のSEM像
(b)組 織 のSPM観 察結果
果 か ら球状 にふ くらんだ部分 に対応 してお り、
この部分 は観察領域 内に多数分布 し、大 きさも
様 々で あ る。
供試材 の微視 的組織 とG B F 領 域 の組織 との対
応 を検討す るために、供試材 を研磨後電解研磨
す る ことによ り炭化物以外 を優先的 に腐食 させ
た試料 を作成 してS P M 観 察 を行 つた。第 5 図 に
観 察結 果 を示 す。 S E M に よって観 察 され た 球
状炭化物 はS P M 像 では高 い部分 に対応す ること
が 観察 され、それ らの形状 は球状 で ある ことが
明 らかである。
G B F 領 域 で観察 された凸状 の部分 と供試材 の
12 検査技術 20047
000
( C ) 図( b l の
鳥厳図
第 5 図 供 試材 ( S U J 2 鋼
) の微視的組織の走査型プローブ
顕微鏡 ( S P M ) 観察結果
高強度鋼 の超 長寿命域 の疲労特性 …に'
組織観察 で見 られた球状炭化物 との対応 を検討
す るため に、両部分 の大 きさ測定 を行 った。 こ
の大 きさ測 定 の為 に、S P M 観 察像 の高 さ表示 レ
ベ ル を変更 し、基地の高 さを揃 えて 白黒 の二値
化処理 を した。 この操作 を施す ことによつて得
た 白色 の部分 の 面積 を画像処理 に よって 求 め 、
(a)GBFを 有す る試験片
分析領域
(Typc A)の
ヒス トグラム として整理 した結果 を第 6 図 に示
す。図 よ り、G B F 領 域 の 凸部 と供試材 に含 まれ
(b)図 (a)の炭素濃度分布
る球状炭化物 の大 きさお よび分布が対応 して い
るこ とがわかる。G B F 領 域 の 凸部 1 個 あ た りの
m ) で あ り、組
m 2 ( 直 径0 . 9 2 μ
平均面積 は0 . 6 4 μ
m2
織観察 に よ り求め た球状炭化物 のそれo . 6 0 μ
m ) と 同程度 で あ る。 以上 の結果 か
( 直径 0 . 8 9 μ
ら、G B F 領 域 で観察 される粒状 の 凹凸は破面上
に残 された球状炭化物 とそれが剥離 ・離脱 した
( C ) G B F 無 し試験片
ld)図
分析領域
(Typc B)の
(C)の
炭素濃度分布
第 7 図 内 部疲労 き裂発生起点 となった非金属介在物近傍
のE P M A に よる炭素濃度分布測定結果
跡 である と考 え られる。
￨ 口 G R F 領 域 N = 1 4 イ岡
￨
Ｚ 縣 市 累
■試験片(基材)N=40個
量 は少 な く、GBF領 域 の外側 と同程度 であ る
。従 って、GBF領 域 の凹凸 は基材中の球
(図(d》
状炭化物が影響 して形成 されるものであること
が推察 される。
■ロ
◆ 破面 のFRASttA解 析
■■
0
02
04
06
08
1
1 2
14
1 6
1 8
粒子 の面積 〔
μm2〕
第 6 図 G B F 領 域に観察 された凸部および組織中の球状
炭化物の大 きさ分布
FRASTA(Fracture― Surface Topography
' は破面解析 法 の 一 種 であ り、そ
A n a l y s i s ) 法。
の概 要 を第 8 図 に示す。破断後 の一対 の破面 を
三 次 元 凹 凸情 報 と して コ ンピュ ー タに取 り込
み 、 コンピュー タ上 で両破 面間 の 隙間が 無 くな
る まで重 ね 合 わせ て 破 断前 の 状 態 に戻 した後
GBF領 域 の 凹凸が組織 中の球状炭化物 によっ
、徐 々 に引 き離 してい くことによ り破壊
(図(C》
の進展過程 を再現する方法である。FRASTA法
て形成 されて い る と考 える と、GBF領 域 はその
では き裂 を応力軸方向か ら透視 した破断面透視
周 囲 に比 較 して高濃度 の炭素が検出 されるはず
図
である。第 7図 はSUJ2'岡の破面 をEPMAに よ り
と、 き裂 の 進展 を横 断面 で 観 察 す る横 断面投 影
炭 素分布 沢1定 を行 った結 果 で あ る。GBF領 域
(Type A)に は高濃度 の炭素が検 出 され るこ と
が わかる。 一 方、GBF領 域 を形成 しない で破壊
図 (XSP:Cross Sectional Plot、 図 (e))を 得 る こ
(3)GBF領 域 の炭素濃度分布
したType B試験片 の介在物周 囲に は炭素 の検 出
(FAPPiFracture Area Pr● ectiOn P10t、図 (d))
とが で きる。疲 労破壊 が 材 料 内部 で発 生進 展 し
て表面 か らは観察 で きない現象 に対 して この解
析法 は有効 であ る。
検査技術 20047 13
bl…高強度鋼の超長寿命域 の疲労特性
引離 し
:=
ヽ
, b
_滅
(5)0.484μ m
第 8図 破 面の トポグラフイ解析 (FRASTA)法 の概要図
破 面 の三 次 元形状 の計 測 にはSEMに 付 属 し
た三次元解析 システム を用 い た。画像 の コンピ
ュ ー タ取 込 み に際 して は 、解析 対 象破 面領域
(原画像 )を 640×480ド ツ トと して、 また、凹
(b)破 断面透視図 (FAPP)
第 9図 GBF領 域 を形成する超長寿命疲労破壊進行 の
FRASTA解 析結果 ―破断面透視 図 (FAPP)
凸 の高 さを256階調 と して数値化 した。第 9図
にGBFあ り破面 (Type A)の FRASTA法 で得 ら
れた破 断面透視 図 (FAPP)を 示 す。図(a)は
解
析 対 象 と した破 面 のSEM写 真 で あ る 。 また、
の黒 い部分 は未破断部 で あ り、白い部分
図(b)中
は破壊 が生 じて いることを示す。なお図中に示
した数値 は、基準面 とした破面 と対面 との 間 の
引 き離 し距離 を示 してお り、 これ を増加 させ る
ことによ り疲労 の進行 、す なわち疲労破壊が進
行す る状況 を再現 してい る。 図 よ り、破壊 は介
在物周 囲 で離散的 に発生 し、それ らが増加 ・拡
大す るこ とに よ り連結 してGBF領 域 を形成 して
い ることがわか る。その後、 き裂 は 同心 円状 に
ほぼ連続 的 に進展 して い る。一 方、GBFな し破
14 検 査技術 20047
面 の場合 には介在物周囲 での小 さい不連続 な破
壊 は認 め られず、 介在物 か ら連続的 に放 射状 に
破壊 が進 展 してい る様子が見 られたい。
第 9図 (a)の白線 に沿 って解析 した横断面投影
図 (XSP)を 第 10図に示す。図中の 白い部分 が
破壊 した領 域 を示 し、色 の濃 い (黒色)部 分が
未破断部 である。 なお、 この黒色部分 は両破面
を重 ねた際 に生 じた破面の重 な りで あ り、 き裂
進展 によって生 じた き裂先端部 の塑性変形量 に
対応す る。 また 、図中 に示 した数値 は基 準面 と
対面 の引 き離 し距離 を示 してお り、両破面 を引
き離す ことによ りき裂進展 を再 現 して い る。破
高強度鋼の超長寿命域の疲労特性…に￨
Inclusion
き い 粗 い 破 面 とな る 。
② こ の凹凸の程度は供試材中に含まれる球
状炭化物の大 きさおよび分布と対応する。
③ GBF領 域は他の領域に比較 して高濃度の
炭素が検出された。
④ 破 面 のF R A S T A 解 析 に よ りG B F 領 域 には
離散 的 に微 小 き裂 が発 生 し、 そ れ らが進
展 ・合体す る様子 が認め られた。
これ らの結果 を総合 して、長寿命域 の疲労破
面 に観 察 される介在物周 囲 のG B F 領 域形成 の機
。
0。
。
構 と して第 H 図 に示す モデルが提案 で きる。
内部介在物 を有す る高強度鋼が低応力振幅 で
長期 の繰返 し負荷 を受 けた場合、非金属介在物
近傍 の球状炭化物界面 の剥離 によ り、図( a ) に
示
す よ うに多数 の微小 き裂が発生 し、 これ らの微
小 き裂が成長 して隣接 き裂 と連結 ・合体 を生 じ
この 際 き裂 は球状炭化物 に沿 って
る ( 図( b ) ) 。
進展す るため 、球状炭化物 の大 きさ程度 の 凹凸
を有 す るG B F 領 域 を徐 々 に形成 す る。G B F 領 域
第10図 GBF領 域 を形成す る超 長寿命疲労破壊進行 の
FRASTA解 析結果 ―横 断面投影図 (XSP)
を形成 した後、図( C ) に
示す よ うに、 き裂 は組織
( 球状炭化物) の 影響 を受 けず に直線 的 に進展
して フイッシュ ・アイ領域 を形成す る。そ の結
面 間距離 の増加 に伴 い介在物 か ら離 れた位 置 に
微小 き裂が不連続 的 に発生 し、それ らが成長 ・
的 な き裂が形成 され る。そ の後 の き裂 は連続 的
果図(d)に
示す ように、破面上のGBF領 域では残
された球状炭化物 による凸部 とその剥離 の跡 に
よる凹部 (これ らは両破面 に同数程度存在)が
に進 展 して い る。 なお、GBFを 形成 しない で破
つい て行 った解析 の
壊 した試験片 (Type B)￨こ
結果、 き裂 は介在物端 か ら連続 的 に発生 。進展
形成 されて、大 きな凹凸 を呈 す る。 しか し、
GBF領 域 の外側 の破面 はき裂 の進展 に対 して球
状炭化物が直接影響 しないため平坦 な破面様相
進展 す るこ とに よ り連結 し、GBF領 域内 に連 続
す る様子 が再現 された0。
①②③
◆ GBF領 域形成機構
前節 までの破面 の詳細
結果 お よび破面 の三 次元
①﹁
観察結果、炭素濃度分析
Stcp I
③
b hduttOn
〇
r aus“
血たgran
爾 P五
解析結果 か ら、次 の点 が
S SphCrical carbidc
‐ ‐ Crack
明 らか となった。
① GBF領 域はその周
囲 に比 べ て 凹 凸が大
Inclusion
GBF
Fish―
eye
(d)Fracture surace
GBF領 域形成 による超長寿命疲労破壊 の機構 モデル ー微細炭化物 の離散剥離説
検査技術 20047.15
け￨…高強度鋼 の超長寿命域 の疲労特性
となる。 なお、SEMで 観察 され るGBF領 域 内 の
一
口 ｆ
・
る力学的因子 によつて説明 で きる もの と考 え ら
。
や
れ るが 、介在物周 囲 に トラ ップ された水素。
・
剥離 は応 力 の繰返 しによって介在物周囲 に発生
す る応 力集 中 と炭化物 の それ との相 互作用 によ
一ケ 展す ることが可 能 であ り、GBF領 域 を形成す る
ことな く破壊 に至 る。微細炭化物 の基材 か らの
剛
釧
の応力集 中 によ りき裂が介在物端 か ら発生 。進
■=
△K c B F
Ｌび
点 となった非金属介在物周 囲 に観察 される粒状
の 凹凸 (GBF領 域 )の 形成機構 を説 明す る もの
であ り、高応力振 幅 ・短寿命域 では介在物周 囲
■■ ・
△
説」 は長寿命域 の疲労 に対 して内部 き裂発生起
三
量
11∠ピ日
礁 ●■
剥離 した跡の基材組織 であ る。
上述 の提 案 モ デル 、 「
微細炭化物 の離散剥離
表面 き裂の下限界
応力拡大係数幅△Kth
く奎ごく
︹
じ蔵﹄Σ︺﹄ＪЙ
白い部分 は主 に球状炭化物 で あ り、導電性 の低
い炭化物 に よるハ レー シ ョンが 起 因 して い る。
一 方、GBF領 域 内 の黒 く見 える部分 は炭化物 の
105
o研 削材
□ SP材
106
107
108
109
cyclcs〕
破断繰返 し数 Nら 〔
第 12図 非 金属介在物 お よびGBF領 域 の大 きさよ り求めた
応力拡大係数幅 と疲労寿命の関係
△KGBF(=° ・
5σ
ι
αGBF)と 鋳 の 関係 を併 記
a/πyα′
した。図 よ り、 △穐 BFは △氏hと同程度 の大 きさ
となることがわか る。従 って 、長寿命域 の 内部
0な どの影響 も考 え られ
繰返 しに伴 う組織変化 。
き裂 はGBF領 域が形成 される ことによって進 展
る。更 に、基 材 と炭化物 の密着性 や変形能 の違
い によって剥離 の し易 さが異 なる こと も推察 さ
が可能 となる。
れ、炭化物 の剥離機構 を今後検討す る必要 があ
るか は興味あ る点 である。第 13図 は二段 二 重荷
る。
重変動試験 によって求 めた、疲労過程 中に試験
◆ 内部き裂の発生 と初期進展
内部 き裂発 生起 点 とな った 介在 物 の 大 きさ
GBF領 域が疲労過程 中 の どの時点 で形成 され
片 内 に形成 され るGBF領 域 の大 きさAGBFの 変化
である 161。
suJ2鋼 の シ ヨッ ト ・ピー ニ ング処理
材 を用 い て 、 一 次応力振 幅σal=1200MPaで 所定
の 応 力 繰 返 しを与 えた後 に二次 応 力振 幅 σa2=
m ) を 基 に求めた応力拡大
V α“αh c ( 直径 7 ∼1 5 μ
1700MPaで 疲労試験 を行 った。 なお、da2はGBF
5%yィ α“αhc)と疲労寿命馬の
係数幅 △`nc(=0・
関係 を第 12図に示す。 △Kincは
鋳 の増加 に伴 っ
て単調 に減少す る。本供試材 の表面 き裂進展 の
領域 を形成す るこ とな く内部破壊 す る条件 であ
り、σalの負荷 中 に形 成 され たGBFが 最 終 の 疲
4∼5MPttЪであ
下限界応力拡大係数幅 △κthは
る。)。介在物 を起 点 とす る内部 き裂進展が この
△`h以 上で生ず る とす る と、 106回以下の短寿
一
命 域 の破壊 は△`nc>△`hと なる。 方、長寿
命 域 の破壊 は△`nc<△`hと な り、介在物 か ら
の き裂進展 を△`ncによって説明 で きない。同
図中 には長寿命域の疲労破面 に観 察 された非金
属介在物周囲のGBF領 域 の大 きさ (介在物 の大
αGBFから求 めた応 力拡大係数幅
きさを含む)va″
16 検 査技術 20047
労破面 に出現す る。図 よ り、GBFは 疲労寿命 の
5∼ 10%程 度 で既 に形成 されてお り、寿命 の後
9程 度 で 急激 に成長 す る様 子 が認 め
期 4/鋳 =0・
られる。 先 に述 べ たGBF領 域 の形成 モデル 「
微
細炭化物 の離散剥離説」 に従 えば、疲労 の初期
段 階 か ら球状炭化物 の剥離 が介在物 の周 囲 に離
固々に成長 して寿命 の
散的 に発生 し、それ らがイ
・
後期 に連 結 合体 を生 じて、内部 き裂が成長可
能 な大 きさのGBF領 域 を形成す る こ とにな り、
この形成 に疲 労寿命 の大部分 を費 やす。
高強度鋼 の超 長寿命域の疲労 特性 …は)
( 3 ) こ の分野 の 国際会議 として、P r O c l n t e r C o n f o n F a t i g u c
in the Vcly High Cyclc Rcgimc,Ed by Stanzl―
Tschcgg,S and
)σa2=1700MPa
SPわケ: σ
al=1200MPa―
囲
ξ
□
ロロ
△
Tロ
0。
△△ 8 倉 愈
0
02
o4
８． ＼
く ＼ ﹄棠メヽ
０
御 ０
４
〓く
Ｔ日 、︺ 出８ く ＾
arettc=A“
c
08
域 にお ける特徴 的回転 曲げ疲労特性 に関す る実験 的検証、
オオ米
斗、49-7 (2000)、 779-785
(5)酒 井達雄 ・武 田光 弘 。田中伸 明 ・金光学 ・小熊規泰
塩 澤和 章 :高 炭素 ク ロム軸受鋼 の超広寿命域 にお ける回
□
食 公
06
Maycr,H,(2CX11-7),Vicnna
井達 雄 ・武 田光 弘 ・塩 澤和 章 ・越 智保雄 ・中島正
・
貴 中村 孝 ・小Fξ規泰 :高 炭 素 ク ロム軸受鋼 の広 寿命
“)酒
1
1 次 応力負荷繰返 し数比 n t / N ロ
第1 3 図 疲 労過程 中のG B F 領 域形成お よび成長 に関する
実験結果
転 曲げ疲労特性 と破面形態、 日本 機械学会論文集 (A編)、
67-663 (2001)、1805-1812
( 6 ) 塩 澤和章 ・魯連涛 ・石原外美 : 高 炭素 ク ロム軸受鋼 の
Ⅳ曲線 と内部 き裂 発 生 挙 動 、材 料 、4 8 - 1 0 ( 1 9 9 9 ) 、
S‐
1095-1100
( 7 ) s h i O z a w a , K , L u , L a n d l s h i h a rCau,rSv:cS CⅣ
haractcris―
tics and Subsurfacc Crack lnitiation Bchaviour in Long
Ultra―
Lifc Fatiguc of a High Carbon―
Chromium Bearing Steel,
◆おわりに
高強度銅等 の長寿命域 の疲労 に現 れる内部 き
裂発 生型 疲労破壊 の特徴 と、内部 き裂発生起 点
の 非 金 属 介在 物 周 囲 に現 れ る特 異 な破 面様 相
(GBF領 域 )の 詳細観 察、並 び にFRASTA法 に
よる疲労破壊 の コン ピュ ー タによる再現 シ ミュ
レー シ ョンにつ い て解説 し、 さらに、GBF領 域
形成 モデル と して 「
微 細炭化物 の 離散剥離説」
べ
を述 た。高強度鋼や表面改質処理 を受 け た合
Fttiguc Fract Engng Mttcr Struct,24-12(2CX11),781-7
( 8 ) 魯 連涛 ・塩澤和 章 : 高 炭素 ク ロム軸受鋼 の超長寿命疲
労強度 に及 ぼす シ ョッ トピーニ ングの影 響 、 日本機械学
会論文集 ( A 編) 、6 7 6 6 2 ( 2 C X 1 1 ) 、1 6 3 0 - 1 6 3 8
(9) shiOzawa,K and Lu,L : Vcry High―
Cyclc Fatiguc
Behaviour of Shot peened High―
Carbon―Chromium Bcaring
Steel,Fatigue Fract Engng Matcr Stmct,258(2002),813-
822
0 0 村 上 敬 宜 ・野 本哲 志 ・植 田徹 ・村 上 保 夫 ・大堀 学 :
S E M / A F M 破 面観察 による超長 寿命疲労機構 の考察、材
半+、48-10 (1999)、 1112-1117
0⇒ Ochi,Y,Matsumura,T,Masaki,K and Yoshida,S :High
Cyclc Rotating Bcnding Fatiguc Propcrty in Vcry Long―
Lifc
金鋼 な どでは長寿命域 の疲労 にお い て材料 内部
Regime of High―
Strength Steel,Fatigue Fract Engng Mater
の 欠陥か ら疲 労破壊す る可 能性があ り、疲労過
Stluct,25-8 (2002),823-830
程 中にお ける内部欠 陥 の検 出 と評価技術 の確立
が重 要 な課題 で あ ることを本稿 か ら読 み取 って
い ただ ければ幸 いで ある。
本稿 は、著者 らの研 究室 で行 った1.01%c含
有 SUJ2鋼 の 実験 結 果 を もとに執筆 したが 、 同
様 の結 果 は0.63%C含 有 SKH51銅 、o.4%C含 有
S N C M 4 3 9 銅 やs K D 6 1 鋼 で も得 られ て い る こ と
を付 記 す る。
<参 考文献 >
(1)塩 澤和章 :材 料力学 ―疲労研 究 の最近 の動 向、 日本機
械学会誌、103-981(2000)、439497
越智保雄 ・酒井達雄 : 疲 労 の基礎 と最
近 の話題 - 3 . 金
属 材 料 の 超 長 寿 命 域 にお け る疲 労 特 性 、材 料 、5 2 4
(2003)、433-439
021 Kobayashi,K and Shockey,DA :FRASTA:A New Way
to Analyze Fracture SuJ∝
e,Advanced Materials&Processes,
140_5 (1991),28-34
aO 塩 澤和章 ・森井祐 ― ・西野精 ― ・魯 連 涛 :ト ポ グラ
フ イ破 面解析 に よる高強度鋼 の 内部疲労 き裂発生 ・進展
機構 に関す る研究、材料、52-H(2003)、 13H-1317.
⑭ 塩 澤和 章 ・森井祐 一 ・西野精 ― :SKH51鋼 の超 長寿命
域 の疲労 におけ る内部疲 労 き裂発 生 。進展機構 に関す る
破 面解析 的検 討 、 日本 機械学 会論 文集 (A編 )、 70-691
495-503
(2004)、
Dl 小熊規泰 ・原 田久 ・酒井達雄 :軸 受鋼 の長寿命 回転 曲
11「
げ疲 労 にお ける内部起 点型疲 労破壊 メカニズ ム 、材料 、
52-11 (2003)、 1292-1297
1 0 魯 連涛 ・塩澤和 章 : 高炭 素 ク ロム軸受鋼 の超長寿命疲
労挙動 に及 ぼす二段 二重 変動荷重 の影響 と内部 き裂進展
挙 動 、 日本 機 械 学 会 論 文 集 ( A 編 ) 、6 8 6 7 5 ( 2 0 0 2 ) 、
1665-1673.
(筆者紹介はP79参照)
検査技術 20047 17
11)…
疲労 センサを用 いた疲労余寿命診断
CLS
1342‐9825/04/Y500壻 命'こ/」
疲労センサを用いた疲労余寿命診断
溶接継手のき裂発生時期 を推定す るための貼付型ゲ
ー ジの開発
川崎重工業0 本 寸岸
治
I
◆はじめに
橋 梁、鉄道車両、船舶、建設機械 な どに代表
され る鉄鋼 構造物 につい ては、 コス トの面 か ら
新造す る よ りも設計時 の耐用年数 を超 えて使用
した い とい う顧客 か らの要望 によ り、延命化 に
よる継続使用 が近年 の トレ ン ドとな って きて い
る。 メイ ンテナ ンス には、 目視 、磁粉 、浸 透、
超音波等 の非破壊探傷 や高機能 な計測装置 に よ
る定期 的な点検 が必要 で あ り、そ の調査 ・診断
結果 に応 じて補 修 や補強が行 われて い る。 これ
らの検 査法 は通常 、 き裂、摩耗、腐食、変形 な
どの異常 を発見す る もので あ り、疲労 き裂 な ど
将来発 生 しうる欠陥 を予知す る もので はな い 。
もし疲労 き裂 の発生時期 が事前 に予測で きるの
であれば、小規模 の補修 もしくは補強 で十分 で
あ った り、定期 的検査 の 間隔 を延 ばせ るな ど、
コス ト削減 が期待 で きる。従来 か らひずみゲ ー
ジに よる応 力頻度漂1定に基 づ く余寿命診断手法
はあるが、構造全体 を診断す るには測定点数や
ー
期 間が計測機器 に制限 され、膨大 なデ タを処
理す る必要があ るな ど、 コス トバ ラ ンスの観点
か らは現実的 な診断 は困難 であった。
繰返 し荷重 を受 け る溶接接合部 近傍 に貼付 す
ることで当該部 の疲労損傷度 を推定す る金属箔
ー
,大の犠牲試験片 型 ゲ ジである疲労 セ ンサ (写
真 1)に つい て機能、原 理、特性 を紹介す る。
18 検 査技術 20047
写真 1 疲 労センサ
◆従来の疲労診断法
鋼構 造物 の 疲 労 設計 指
日本鋼 構造協 会編 「
は 、対 象 となる溶接継 手 を、 た とえば
針」( 1 ) で
第 1 表 に分類す る よ うな形式 とみな し、第 2 表
に示す許容応力 による照査 、 もしくは第 1 図 の
疲労設計 曲線 を用 い 、発生す る応 力 か ら累積損
傷度 を求める。
D=Σttj/馬
)
・・・
( 1 )
れ,:頻 度分布 の うちのある応力範囲△らの頻度
馬 :疲労設計 曲線 による△らに対応す る疲労寿
命
上記 の△σ:、κ′
、馬 は従来 ひず みゲ ー ジによ
る応力頻度 デ ー タやFEMの 併用 によ り取得す
疲労 センサを用いた疲労余寿命診断…ゆ)
第 1表 溶 接継手分類 と強度等級の″rl)
継
手
の
種
2.止 端仕上げ したすみ肉溶接継手
D
(100)
3 非 仕 上げのすみ肉溶接継手
D
(100)
(2)止 端仕上げ した継手
D
(lCXl)
(3)非 仕上げの継手
５
Ｆ ６
E
(80)
Ｆ
５
６
(3)非 仕上げの継手
Ｆ
０
Ｈ ４
8 ル ー ト破壊 (の ど断面)
破壊
ルー ト破壊 ( のど断面)
(1)止 端仕上げ
(1)1/3≦
r/」
Ｆ
r/a
仕上げ
。
Ｈ ４
0)非
。
Ｇ ５
6 ガ セ ットを開先溶接 した (1)止 端仕上げ
継手
５
６
(3)1/10≦
０
Ｈ ４
7 重 ねガセ ット継手の母材
D
(100)
０
Ｅ ８
(2)1/5≦ r/J
０
Ｇ ５
面 内 ガ セ ット
5 フ イレッ トを有す るガセ
ッ トを開先溶接 した継手
(フイレッ ト音Б
げ)
仕 上ュ
Ｆ“
(2)非 仕
。
Ｇ ５
4.ガ セ ッ トを開先溶接 した (1)止 端仕上げ
継手
>loomm)
(ι
上げ
。
Ｅ ８
3 ガ セ ッ トをすみ肉溶接 した継手
(J>loomm)
５
Ｆ ６
(2)非 仕上 げ
2.フ イレットを有するガセットを開先溶接 した
■ げ)
継手 (フ ィレット音Ь
fL‐
のど厚 はs//2よ り求める。開先をとり、部分溶込みすみ肉
溶接 とした場合ののど厚は (S+開先深さ)/慢 とする。
(8、メ2》溶接の脚長(あるいはサイズ)sが板厚の04未満の
継手については適用範囲外 とする。
。
Ｅ ８
面 外 ガ セ ット
1 ガ セ ッ トをすみ肉ある
い は開先溶接 した継手
(J≦loomm)
０
Ｈ ４
10酬
０
Ｈ ４
l②
( 2 、d 2 ) 、7 1 2 ) ) 仕上げはアンダー カッ トが残 らないように
行 う。グラインダーで仕上げる場合 には仕上げの方向を応力
の方向 と平行 にする。
( 1 、d l ) 、7 ( 1 》アンダー カッ トは除去する。
( 3 、4 、5 、d 3 X 4 ) 、7 ( 3 X 4 ) 9、( 1 ) ) 深
さ0 5 m m 以 上のアンダー
カッ トは除去する。
( 8 、メ2 ) の ど断面図は ( のど厚) ×( 溶接長) よ り求める。
５
６
“)溶 接 の始終点 を含 む継手
※ ※
。
Ｅ ８
(2)止 端仕上げ した継手
9 中 空断面部材 (片面溶接)
6(4)
０
Ｅ ８
型
(1)滑 らかな止端 を有する継手
(1)滑 らかな止端 を有する継手
7 止 端破壊
。
Ｇ ５
達
(2)祐 >loOmm
“)中 空断面部材 (片面溶接)
すみ肉 および部分溶込みす み肉溶接
伝
(1)祐 ≦loomm
５
Ｆ ６
荷
考
０
Ｅ ８
4 溶 接 の始終点 を含 むすみ肉溶接継手
6.完 全溶込み溶
接
備
０
Ｅ ８
荷 重 非 伝 達 型
1 滑 らかな止端 を有するすみ肉溶接継手
D
(loo)
5 中 空断面部材 をすみ
肉溶接 した継手
重
強度等級
σ》
(△
類
、4 ( 1 ) 、
5 、6 1 1 ) ) 仕
上げはアンダー カッ トが残 らない
( 1 ( 1 )2、
ように行 う。グライ ンダーで仕 上げる場合には仕上げの方向
を応力 の方向 と平行 とする。
( 1 ( 2 X 3 、4 2 ) 、d 2 ヽ 7 ) 深 さ0 5 m m 以 上のアンダー カットは
除去する。
検査技術 2CX14 7 19
B)…疲労センサを用いた疲労余寿命診断
第 2表 強 度等級 に対する許容応力範囲の例
強 度 等 級
2×106回基本許容
応力範 囲
△%(MPa)
応力範囲の打切 り限界 (MPa)
一
定振幅 応力
△σε
バN ) キ
変動振 幅応力
△σソ
β( N ) *
A
190(20× 106)
20× 107)
B
155(20× 106)
20× 107)
115(26× 106)
26× 107)
名称
C
84(34x106)
3 4xlげ)
E
62(44× 106)
44× 107)
F
46(56× 106)
56× 107)
G
32(77× 106)
15(77× 107)
H
23(10× 107)
0×108)
100
D
*( )内 のNの 値 は、同欄に示す応力範囲の値 に対する繰
返 し数のおおよその値であ り、参考値にす ぎない。
疲労センサで検出
される疲労損傷
命
ー
第 2 図 疲 労センサによる寿命予測のイメ ジ
供用開始
現
在
寿
●小型 で応力集 中部 に適用可 能
●ひず みゲ ー ジの ように接 着剤 で貼付 可能
ど Σ︺ もく国灘 釈懺回
︹
●計測機器、配線 が不要
●圧縮 の繰返 し応力 に も反応
●長期計測 に よる信頼性 の高 い評価
(2)疲 労 セ ンサの構造
疲労 セ ンサ は第 3図 に示す よ うに、 き裂が進
ー
展す るニ ッケル製 の金属箔 とインバ 鋼製 のベ
ース箔 か らな り、 き裂進展箔 の 中央部 は感度 を
上 げ るための減厚 が施 され、その
一
端 には初期
の き裂発生遅れ を起 こさないためのス リッ トが
cyClcs〕
応力繰返し数 Ⅳ 〔
第 1図 強 度等級 に対する疲労設計曲線の例
予 め設 け られて い る。 2枚 の箔 を高温状態 で両
端 を接合す ることによ り、 セ ンサ を対象部材 に
貼付 した ときに き裂箔 に引張応力 が付与 され る
工 夫 を施 してある ことで 、圧縮 の繰返 し応 力 に
る。 △らは公 称 応 力 で あ るが 、 ホ ッ トス ポ ツ ト
応 力 に よれ ば継 手形状 に左 右 され な い 評価 が可
対 して もき裂 は進展す るよ うになって い る。 セ
ンサ はあ る大 きさ以 上 の 繰 返 し応力 を受 け る
能 で あ る。
◆ 疲 労 セ ンサ の 特 徴 、構 造 、 お よ び寿 命
評価法
(1)疲 労 センサの特徴
疲労 セ ンサは、第 2図 に示す ように、供用 さ
れてい る製品に一定期間貼付 し、その間に検出
した疲労損傷か ら製品の寿命 と余寿命 を推定す
るもので、以下 の特徴 を持 つ。
20 検 査技術 20047
‐・
4
ひず教‐・ 口 P 句
第 3 図 疲 労セ ンサの構成
疲労セ ンサを用いた疲労余寿命診断…に)
と、初期 ス リッ トか ら疲労 き裂が発生 し、 き裂
返 し応 力 に反応 し、疲労 き裂 を発生す る。 そ の
進展速度 は繰返 し応 力 の範 囲 と回数 に依 存 して
い る。特 筆すべ きは、 セ ンサは極 めて薄 い金属
の うち △αの き裂 が成 長 した ( 第
期 間 で全 幅 α。
6 図 ) と す る と、そ の期 間 の疲労 セ ンサの疲労
箔 でで きているため に、き裂箔 はひず み ( 変位)
支配型 の負荷 が 与 え られ 、第 4 図 に示す よ うに
き裂 の長 さによらず き裂進展特性 は一 定 になっ
損傷度 は、
望
D S= 」
α
・
・
・
(2)
0
て い る。 この特性 によ り、 セ ンサの き裂長 さを
貼付部 の疲労損傷度 に換算 しうることになる。
日日︺‘
︹
く約暉熙型熙莉小ヽや
部材 の発生 ひずみ範囲
△e=286×
106
応力比R=-1
機 Typc A
▲ ■ /pC B
轟 Typc C
0
05× 106
1 0 ×1 0 6
15x106
第 6 図 疲 労 セ ンサの全 幅 とき裂長 さ
20× 106
N〔cycles〕
第 4 図 疲 労センサのき裂進展特性
とな り、Ds=0で損傷無 し、Ds=1で 損傷 であ る。
疲労 セ ンサ に負荷 された繰返 し応力 はその大 き
( 3 ) 余 寿命 評価 法
疲労センサを用いた診断は概ね第5図に示す
ようなフローになる。稼動中の製品にある期間
■貼付された疲労センサは当該部に発生する繰
さも回数 もわか らない わ けで あるが、第 7図 に
示 す よ うに、疲 労 セ ンサの疲労 曲線 (S―
N曲 線)
と溶接接合部 の疲労 曲線 は どの応 カ レベル で も
そ の比が同 じで あ るため、式(1)に
基 づ き疲労 セ
ンサ の損傷度Dsは容易 に溶 接部 の損傷度Dに 換
算 で きる。計浪1期間中の損傷度Dが 得 られれば、
構造部材 へ の
疲労セ ンサ取付
D=1に なる時期 、即 ち寿命が 算定 で きるこ とに
なる。 これ までの供用期 間が既知 で あれば、余
疲労 セ ンサの
疲労損傷度Ds算 出
セ ンサ
園職 釈懺
評価対象溶接部の
疲労損傷度D算 出
評価対象溶接部の
寿命 ・余寿命推定
第 5図 疲 労センサ による疲労余寿命診断 フロー
繰返 し数 N
第 7図 溶 接継手部 と疲労センサの疲労曲線
修)…疲労 センサを用 いた疲労余寿命診断
溶接 ビー ドによる
応力集中
寿命 を推定 で きる。
第 3 表 に、疲労 セ ンサの感度 と大 きさを示す。
疲労 セ ンサ はひず みゲ ー ジ並 に小型であ るた
構造的応力集中
め 、第 8 図 に示す よ うな構造 の応 力集 中部 に貼
付 す るこ とが 可能 である。詳細 な検討 によれ ば、
厚板 の場 合 、溶接 止端部 か ら板 厚 のO . 3 倍の 距
離 を隔てた点 をホ ッ トスポ ッ トとし、疲労 セ ン
( 2 ) ) すれば、 当該 溶接 部 での
サ を貼付 ( 0 . 3 t 法
最 も正確 な き裂発生予測が で きる ことがわか つ
第8 図 ホ ットスポット応力
第 3表 疲 労センサの種類
タイプ
△σth
MPa〕
〔
て い る 。 薄板 また は0 . 3 t の
位 置 に貼 付 で きな い
長 さ×幅×厚 さ
mm〕
〔
。
２
Ｂ Ｃ Ｄ
。
４
Ｅ
０
０
︲
Ｆ Ｇ Ｈ
０
２
︲
。
６
Ａ
場合 は 、公 称応 力 を得 られ る場 所 に貼付 す れ ば
23×95× 045
よい 。
14× 7×025
０
８
10× 7×025
9× 7×025
◆ 従来法 との比較
9× 7×025
０
６
︲
9× 7×009
０
０
２
9× 7×007
ひず みゲ ー ジを用 い た従来 の手法 との比較 を
第 9 図 に示す。 どち らの方法 で も短 い期 間 に計
9× 7×007
△σ
th:鋼材での感度
新規開発法
疲労 セ ンサ】
【
信号線
計 測 機器
き裂長 さ計測
応 力頻 度解析
計測 中 の疲 労損 傷度 算 定
現在 まで の累積損傷 度 算定
余寿命評価
第 9図 従 来法 との比較
22 検 査技術 20047
疲労センサを用いた疲労余寿命診断…に￨
汲1 されたデ ー タに基 づ く溶接継手部 の短期 間 の
推 定 し、 き裂 発 生 をP T 法 とひ ず み振 幅 の 低 下
損傷度 か らの外挿 によ り累積損傷 や疲 労寿命 を
推定す る。 ひず みゲ ー ジでは、動 的 な豊 富 なデ
率 で 確 認 した 。 第 1 0 図に示 す よ う に、 疲 労 セ ン
サ は応 力 頻度 法 と同等 にか つ 正 確 に き裂発 生 時
ー タが 得 られ る一 方 、計測機器が必 要 で あ り、
期 を予 測 した。
計測点数や計測期 間に制限があ
る。そ れ に対 し、疲 労 セ ンサ に
ひずみゲージによる最短寿命予測
は配線が不要 であるため 、多点
疲労センサによる最短寿命予測
疲労センサによる平均寿命
ひずみゲージによる平均寿命
計瀕1に適 し、数 ケ月 とい う長期
解 析 が必 要 な 従 来 法 とは 異 な
日日︺ 約暉熙 粕回Ｒ
︹
浪1できる。短期 間で も平均 的な
計汲1値 は よ り信頼性 の高 い診断
が可能になる。またデ ー タ処理、
θく＼ｏ
く絆 卜顧 でヽ ６
の計測 が可 能 であるため、供用
中の製品 の平均 的 な損傷度 が計
り、疲労 セ ンサで得 られた計測
値 はセ ンサの特性 曲線 を用 い て
Cyclcs〕
疲労寿命 〔
直ちに累積損傷度が算定 で きる。
第1 0 図 実 証試験の結果
◆ 疲労 センサの性能
疲労 セ ンサの疲労 寿命診断性能 を確認す るた
め 、実物大 の橋桁 モデル ( 写真 2 ) を 使 った実
。
証試験 を行 った( 3 ) 応力集
中部 の あ る試験体 に
繰返 し荷重 を負荷 し、各部 での き裂発生時期 を、
ひず みゲ ー ジによる応力頻度 法 と疲労 セ ンサで
写真 2 橋 桁 モデルによる実証試験
写真 3 に 示す実橋 では、疲 労 セ ンサ と応 力頻
度法 に よる推定疲労寿命 を比 較 した。) 。第 H 図
に示す よ うに、両者 の相 関 はば らつ き範囲内 に
収 ま り、疲労 セ ンサ による寿 命診断性能 を実証
した。
写真 3 鋼 製 アーチ橋
検査技術 20047 23
け)…疲労センサを用いた疲労余寿命診断
狭陸部 へ の適用や よ り精度 の よい診断 を 目指
し、 さらに小型化、高感度化 に努 めて い る。
´ ぐ腋ホ累 ゛名里が ヽや沢使
なお 、疲労 セ ンサ による疲労寿命診断 に関 し
ては下記 あてにお問 い合 わせ願 い たい。
露¨
／ メ出
¨
¨
一
群 ＝
¨
¨
¨
■／
: " : Ⅱi 蘭
ツ■ 品レ′
i■
′:::::
」
01
1
川重 テ クノサ ー ビス株式会社
1■::II]I=:
基礎技術事業部 計 測技術部
疲労 セ ンサチ ー ム
… ……
=…
::,′
`[::￨
01
● 41■
Y=
…… Y=:
兵庫県明石市川崎町3-1
―‐Y=:
::￨―‐
TEL:078-921-1667 FAX:078-921-1762
:: ● 疲 う
E―
mail:[email protected]
_ ■ _ ■1 1 ■
■, 1
10
1KX1
1000
応力頻度 による疲労寿命 X
第 1 1 図 実 橋 での従来法 と疲労 セ ンサの比較
<参 考文献>
(1)構 造物の疲労設計指針 ・同解説、日本鋼構造協会(1993)
(2)仁 瓶 ・他 :「関西造力
合協会誌」 No.220(1993).
(3)O Muragishi,ct al,SHMI12003 Vol.2,pp879 886(2003)
に) 川 口 ・他 : 「土 木 学 会 第 5 8 回 年 次 学 術 講 演 会 」、 p p 8 8 1 ‐
◆ おわりに
882 (2003)
疲労 セ ンサの診 断 で は 、予測す る寿 命 の1 /
1 o o か ら1 / 2 0 の 期 間 を用 い て計 預1 す る こ とに
な る。 よって 数 十年程 度 の 寿 命 の 製 品 に つ い
て は 数 ケ月程 度 の期 間 を要す る。 セ ンサ は貼
付 して い る期 間 に蓄積 され る疲 労損傷 度 を計
測 す るの で新 規 製 品 だ け で な く、 これ まで の
実用 年数 が わか つてお れ ば経 年 製 品 につ い て
も、余寿命が推定 で きる。
2 0 0 0 年か ら実用 が 始 まってお り、現在 まで
に橋 梁 、車両 、軌道 、船舶 な ど約 9 0 0 枚の 実績
村岸 治
川崎重工業船
技術研 究所 強 度研 究部
主管研 究員
〒673-8666 兵庫 県 明石市 川崎 町 1-1
TEL :078-921-1626 FAX:078-921-1609
E―mail:muragisi@ati khi cojp
がある。
カタ ログ ・
志の 「
広告製品 のカタ ログ 等 の 資料 は 、本言
資料請求用紙」 でご請求下さい。
編集部 では、至1 着した資料請求用紙 を1 0 日毎 に処理 し、広告主へ お知 らせ します。
広告主 より直接読者へ その資料が送 られ ますが、お急 ぎの場合 は直接広告 主へ ご連絡下 さい。
24 検 査技術 211C147
石油精製装置の熱交換器チューブの保全…(1)
1342-9825/∝群500/論文/」
CLS
石油精製装置の熱交換器 チ ユー プの保全
若手検査 エ ンジエアに贈 る検査 の基本的 なポイ ン トとその解説
新日本石油精製l■
l 向島 靖 典 l
D卜 はじめに
の一つ とい える。
石油精製 プラ ン トは主 と して、塔 、槽 、熱交
換器、加熱炉お よび配管 によ り構成 されて い る。
この 内、熱交換器 につい ては第 1 図 の よ うに一
本稿 では熱交換器 チ ユー ブを検査す る上での
ポイン ト、各種検査手法 などについて基本的な
事柄 を紹介す る。特 に、経験年数 の少 ない若手
検査 エ ンジエ アの皆 さんに読 んでいただき、業
般 に多管式 が採用 されてお り、熱交換器 1 基 あ
た りのチ ュ ー ブ本 数 は数千本 に及 ぶ こ と もあ
る。 当社根 岸 製油所 には約 1 , 6 0 0 基の 熱交換器
に約 8 0 万本 の熱交換器チ ュ ー ブが挿入 されて い
務 の参考 になれば幸 いである。
い卜 熱交換器チユープの目視検査
るが 、 これ ら膨大 な熱交換器チ ユー ブの 1 本 で
熱交換器 チ ュ ー ブの検査 は、 日視検査 、破壊
も漏洩 な どの トラブルが発生す る と石油精製 プ
検査 、非破壊検査 に大別 され る。 目視検査 は文
字通 り日で見 て状況 を把 握す る最 も基 本 かつ 重
ラ ン トの安定運転 に影響 を与 える ことか ら、熱
交換器 チ ユー ブの健全性 を確認す ることは石油
精製 プラ ン トの設備管理 を行 う上 で重 要 な責務
要 な検査 であ り、検査器具 を用 い て寸法 な どを
測定す ることも含 まれ る。第 1表 に 目視検査 に
多管式熱交換器 とチユーブバ ン ドル
り)一石油精製装置 の熱交換器チ ユー ブの保全
第 1表 熱 交換器チ ューブ検査 に有効 な検査器具
用 途
器 具
カメラ、筆記具、 ノー ト 汚れ、
腐食状況の記録(報告書用)
マ ーキ ングチ ョー ク
同上 (チューブヘ のマーキ ング用)
ス ク レー パ ー
硬質 ス ケ ールの除去
ワイヤ ー ブラシ
スラ ッジな どの除去
ペ ンライ ト
管端内面 の検査
メジャー (金尺、巻尺)
腐食位置の定量的確認
ー
デブスゲ ジ (片足 、
両足) 腐食深 さの定量的確認
ノギ ス
外径測定
イ ンサ イ ドキャリパ ー
内径測定
型取 ゲ ー ジ
腐食形状 の記録
有効 な検査器具 と用途 を示 した。
シェルア ン ドチ ュ ー ブタイプの熱交換器チ ユ
ー ブバ ン ドル を例 に した 目視検査 ポイ ン トは第
2 図 の通 りであ る。 これ ら検査 ポイ ン トの解説
を以下 に述 べ る。
(2)チ ュ ー ブバ ン ドル清掃後 の確認
汚れ状況 の確認後、 チ ュー ブの内外面 の汚 れ
除去 の 目的でバ ン ドルの清掃 を行 う。 バ ン ドル
の清掃 はウォー ター ジェ ッ トク リーニ ングによ
り行 われるが 、清掃後、確実 に汚 れが 除去 され
て い ることを確認す る。汚れが残存 して い ると、
そ の 後 の 腐 食検査 の 精 度 が 低 下す るだ け で な
く、運転 開始後 に腐食 の原 因 となる。
(3)チ ュー ブの変形
詳細 な検査 の前 にチ ュー ブバ ン ドル全 体 を見
回 してみ る とよい。チ ュー ブ間が他 と異 なる場
合 にはチ ュー ブの変形 が考 え られ る。軽微 な変
形 であれば問題 はないが、顕 著 な場合 にはチ ュ
ー ブが 薄肉 にな っていた り、割 れな どが発生す
る懸念 が あるので注意が必要 である。
(4)チ ュー ブの腐 食 、孔食
バ ン ドル外周 チ ュ ー ブについ て腐食発生状況
を確認す る。腐食 の発生箇所 にはマ ー キ ング し
てお く。全面腐食 の場合 にはノギス によ り外径
測定 し、孔食 な どの局部腐食 の場合 には写真 1
の よ う にデプ ス ゲ ー ジで腐食深 さを汲1定す る。
バ ン ドル外周 チ ュ ー ブに汚れお よび腐食 が顕著
/
け
√
(6)
第 2図
チューブバ ン ドルの 目視検査 のポイン ト
でか つ 、汚れが チ ュ ー ブ間に も認め られる場合
には、 バ ン ドル内部 のチ ュ ー ブの腐食 を考慮 し
て後述す る破壊検査 (抜管半割検 査)や 非破壊
検査 を実施す る。
( 1 ) 汚 れ状況の確認
チ ュー プの腐食 と汚れ の付着や堆積位置 には
関連 がある場合 が 多 い。特 に湿性 塩素 系 の腐食
媒 が存在す る熱交 換器 では、汚れ の堆積下 で腐
食 が加速 され る。従 って 、汚れ の付着や堆積範
ー
囲 を記録 してお く必 要 があ る。そ の際、 チ ュ
ブ外周 のみで な くチ ュ ー ブ間や内面 につい て も
そ の状況 を確認 してお くべ きである。 また ス ラ
ッジな どを採取 して含有す る腐食成分 を分析 す
る ことは、腐食原 因 の推定 や腐食抑制対策 に有
効 である。
26 検 査技術 2004.7
( 左手がテプスゲージ、右手はワイヤーブラシ)
写真 1 テ プスゲージによる腐食深 さの計測
石油精製装置 の熱交換器 チュー プの保全 …6 1
( 5 ) チ ュ ー ブシ ー ト際 の腐食
チ ュー ブシー ト際 は運 転 中にお い て流体が よ
どみや す く、汚 れが付 着 しやす い 。 そ のため 、
第 3 図 の よ うな腐食 が発生 す る ことがあ る。 こ
の よ うな部位 はワイヤ ー ブラシを用 い汚れ を除
去 し目視す る。
ー
( 7 ) イ ンピンジメン トバ ッフル プ レ ト下 の
腐食
シェル側流体 の入 口直下 にはイ ンピンジメ ン
トバ ッフルプ レー トが取 り付 け られて いる。同
プ レー トとチ ュ ー ブ間は運 転 中にお い て流 体 が
よどみやす く、汚 れが堆積 しやす い。 この よ う
な部位 は 同 プ レー トを取 り除 き、 日視 す る。汚
れ堆積 下 での腐食 が顕著 な熱交換器 にあ つては
同 プ レー トを取外 し可能 な構造 として い る例 が
ある。
( 8 ) 管 端部腐食
管端部 には第 5 図 お よび写真 2 の よ うな腐食
が発生す ることがあ り、 これが軽微 であれば問
ー
題 ないが、拡管部付近 まで進 行す る とチ ユ ブ
第 3 図 チ ューブシー ト際の腐食
(6)バ ッフル プ レー ト際の腐食
チ ュー ブシー ト際同様 に目視す るが、第 4図
のような腐食が発生することがあるので注意す
る。 またバ ッフルプレー トの穴径 が拡大 してい
るとチ ューブの振動 やフレッテイングコロージ
ョンの原因 となるので、注意す る。バ ッフルプ
レー ト際 のチ ューブを手 で揺す ってみて過度 に
第 5図 管 端部腐食
動 きがないかを確認す る。
第 4図 バ ッフルプレー ト際の腐食
写真 2 管 端部腐食部分
検査技術
「
ИI…石油精製装置 の熱交換器チ ユー ブの保全
取替 が必 要 となる。 また同部位 にシー ル溶接 な
どを施 工 して い る場合 には、溶接部 の腐食 や割
解説す る。
(1)水 浸U丁
超音波 を肉厚方向へ 回転 しなが ら発信 す る第
6図 の よ うな構造 のセ ンサ ー を、チ ュー ブ長手
れな ども確認す る。
( 9 ) 管 端内面腐食
循環冷却水熱交換器チ ユ ー ブにアル ミナイ ズ
管 を適用 した場合、拡 管部付近 のチ ュー ブ内面
に局部腐食 が発 生す る場合 があ るので 、 日視す
る。
また、その他 の熱交換器 にお いて も、後述す
る破壊検査 ( 抜管半割検査) を 実施す る と管端
部が破損 しデ ー タが 欠落す る場合 があ るので 、
あ らか じめ 目視 して腐食 の有無 を確認 してお く
方向 に引抜 きなが ら肉厚測 定す る。 この機構 に
よ リチ ュー ブのほぼ全長 かつ全周 の 肉厚淑1定が
可能 となってい る。 チ ュ ー プ内面 に汚 れがある
と検査精度 に大 き く影響す ることか ら、検査前
処理 (高圧 の ウォー ター ジェ ッ トクリー ニ ング
な どを適用 )を 慎重 に行 う必要がある。 また こ
の手法 は、検査速度 は遅 い もののチ ュ ー ブの材
質 を選 ばない利点があ る。
とよい 。
( 0 局 部腐 食
チ ュ ー ブ 内面 に設置 した フェル
ー ル 先 端 で腐 食 が進 行 す る場 合 な
セ ンタリング
デバ イス
同軸 ケ ーブル
水送 リチ ュー ブ
ターゲットピ3
ど腐 食位 置 が わか ってい る場 合 に
は 、 イ ンサ イ ドキ ャ リパ ー を用 い
た検査 が 有効 であ る。
D卜
熱交換器チュープの破
壊検査 (抜管半害J検査)
回転 タービ ン
第 6図 水 浸UTセ ンサ ーの構造
チ ュ ー ブ内面腐食やバ ン ドル外
周以外 のチ ュー ブの外面腐食 は 目
視 検査 の みで は確 認 が不 十分 とな る場 合 が あ
る。 この場合 にチ ュ ー ブシー トか ら数本 のチ ュ
ー ブを抜管半割 し腐食 を確認す る。腐食深 さ測
(2) ET
オ ー ス テナイ ト系 ステ ンレス鋼や銅合金 な ど
とい った非磁性 チュ ー ブに適用 で き、検査速度
定 には ノギス やデプス ゲ ー ジを用 いる。チ ュ ー
プを抜管す る位置 はパス毎 に決定す るな ど、 バ
が速 い利点 を持 つ 。腐食 の検 出 は腐食容積 に支
ン ドル全 体 につい て腐食 が評価 で きるよ う配慮
食 の判別が難 しい。 したが って、腐食形状 の確
す る必要が ある。
認 や浪1 定結果 の補正 のため に抜管半割検査 を併
いレ 熱交換器チュープの非破壊検査
配 されるため、深 くて狭 い腐食 と浅 くて広 い腐
用す る場合があ る。
(3)RT
U字 管 な どの水 浸UTセ ンサ ー を挿 入 で きな
抜管半割検査 はチ ュー ブ取替が発 生 し半割 し
たチ ュ ー ブの再使用 がで きない ことか ら、 これ
い場 合 や 、腐 食位 置 が わか ってい る場 合 には
RTが 有効 で あ る。 フ ィル ム をチ ュ ー ブ 間 に差
を回避す る 目的 で非破壊検査 が適用 される。以
下 に一般 的な非破壊検査手法 につい てい くつ か
込 み撮影す るが 、線源 をバ ン ドル外周 にセ ッ ト
す る場合や チ ユー ブ内 に挿入す る場合 もあ る。
28 検 査オ
支術 20047
石油精製装置 の熱交換器チ ューブの保全 …6 1
Dレ 熱交換器タイプ別の検査
を回避す る。 また、ア ル ミナイズ鋼 を採用 して
い る場合 には、局部 的 にア ル ミ層 が消失 した箇
熱交換器 チ ユー ブの検査概要 を把握す るため
に、 シ ェル ア ン ドチ ュー ブタイプを例 に目視 検
所 での電位差 腐食 による局部 腐食 に注意 が必 要
で あ る。そ の他 、管端部腐食 やチ ュー ブ内面 の
査 の着眼点 や 各種 の検査手法 につい て解説 して
拡管部近傍 での局部腐食 に も注意す る。
(3)海 水 クー ラ ー チュー ブの検査
きたが、次 に熱交換 器 タイプ別 の検査 のポイ ン
トについ て解説す る。
(1)空 冷式熱交換器 チュ ー ブの検査
チ ュ ー ブ内面側 の腐食 を確認す る 目的 で 、水
浸 UT、 RT、 抜管 半割検査 な どが 適用 され る。
これ ら手法 につい ての解説 は前述 してい るので
ここでは割愛す る。
一 方、大気 に曝 されて い るチ ュ ー ブ
外面側 に
ー
つい ては、 チ ュ ブに取付 た フインの潰 れが 多
い と冷却効率 に影響す るので 、 フイ ンを起 こす
海水 クー ラー のチ ュー ブには主 として銅合金
が 採 用 され て い る こ とか ら、ETを 適 用 す る 。
銅合金 の採用 に よ リプ ロセス側 (多くの場合 チ
ュー ブ外面側)の 腐食 はあ ま り問題 とはな らな
いが、バ ッフルプ レー ト際 の フレッテ ィ ング コ
ロー ジ ョンには注意が必要 で あ る。そ の他 、 プ
ロセス流体 中 にア ンモ ニ アが含 まれる場 合 には
割 れの原 因 となるので 、必要 に応 じて円 を適用
す る。
な ど して 補修 す る。 また、 フ ィ ンの 無 い 部分
(ベア部)の 外 面腐食 の有無 につ い て 目視 で確
い卜 検査結果の評価
認す る。
(2)循 環冷却水 クー ラー チュー ブの検査
循環冷却水 クー ラー のチ ュー ブには主 として
述 べ て きたが、設備管理 に必 要 な ことは検査 を
炭素銅 (アル ミナイズ鋼 を含 む)が 採用 されて
い る こ とか ら、抜管半割検査が主体 となる。循
環冷却水 クー ラ ー チ ュ ー ブの腐食 は第 7図 (1)の
す るこ とだ けではな く検査 の結果 を解 析 し、チ
ュ ー ブの寿命 を評価す ることであ る。以下 にチ
ュ ー ブの寿命評価 や解析手法例 を紹介す る。
これ まで検査 のポ イ ン トや検査 手法 につい て
よ うに初 期腐食 が顕著 であるこ とが 知 られて い
る。 このため 、 チ ュー ブの使用 開始か ら短 い期
(1)抜 管半割検査結果 によるチュー ブの寿命
間 で抜管半割検査 を実施す る場合 にはこれ を加
抜管半割 したチ ユ ー ブは、 第 8図 の よ うに最
大内面減 肉部 の残 肉厚 と最大外面減 肉部 の残 肉
味 した評価 とす るか 、 この時期 の抜管半割検査
評価
チュー ブ外表面
日日︺ 約雄α盤Ｋ哨
︹
チ ユ ー ブ内表面
12345678910
使用年数 〔
yr〕
第 7図 循 環冷却水 クーラーチューブの腐食
第 8図 抜 管半割チユープの寿命評価
検査技術 "“ 7 29
に￨ …石油精製装置の熱交換器チユーブの保全
厚 を計測 してお く。そ して この 内 の小 さい方 か
ら腐食率 を算 出 し、チ ュー ブの残寿命 を評価 す
る。腐食率 の算 出 にはチ ュー ブの運転期 間 を用
い るが 、 シャッ トダウ ン中 の時間 を含 まないで
一
計算す るのが 般的 で あ る。 なお熱交換器 を運
転 しない シャッ トダウ ン中に腐食 が進 行す るこ
と もあ るので 、そ の場合 の腐食率 の算 出に は注
意が必要 である。
min)<(to―
m in)の 場合、
上 図 にお い て、 (ti―
CR=t (ti―
T
Life=
min)
す る。
CR=CRi+CRo
…
。
(5)
(3)空 冷式熱交換器 チュ ー ブの極 値統計 によ
る解析
空冷式熱交換 器 チ ユ ー ブに水浸UTや 抜 管半
割検査 を適用す る場合、採取 した検査 デ ー タを
極値統計解析 して最小残 肉厚 や最大 減 肉深 さを
(1)
推定す ることは有効 で あ る。 ただ し、極値統計
によるデ ー タの解析 はチユ ー ブの腐食環境 が同
。
・
・
(2)
一 の ものについ て実施すべ きで 、初期凝縮部 や
フ ェル ール先端部 に発生す る腐食 の よ うな局所
..。
min)一 MAT
(ti―
線 の傾 きを腐食率 とするものである。そ して こ
の通 り合算
れ らによ り計算 された腐食率 を(5)式
CR
ここで 、 チ ュー ブの腐食率 :CR(mm/年
チ ュー ブの元厚 :t(mm)
)
チ ュー ブの運転期 間 :T(年 )
チ ュ ー ブの取替 肉厚 :MAT(mm)
チ ュー ブの寿命 :Hfe(年
)
的 な減 肉のデ ー タが含 まれ る場合 には注意 を要
す る。熱交換器 チ ュー ブヘ の極値統計解析手法
の適用 につい ては多 くの文献(3)を
見つけること
がで きるので参考 にされたい。
(2)循 環冷却水 クー ラ ー チュ ー ブの寿命評価
ー
循環冷却水 クー ラーチ ユ ブは抜管半割検 査
ロト おわりに
価 は上述 の方法 を適用すれば よいが、循環冷却
熱交換器 チ ユ ー ブの保全管理 には検査 の注意
点 が い ろいろ とあ る ことを解説 して きたが、そ
水側 の腐食率 の算 出 に際 しては初 期腐食 の影響
を加味す るべ きで 、例 え ば以 下 の よ うな手法 を
の他 に も装置や機器特有 の現象 がある。 ここで
紹介 した内容 を ヒン トに、 また、読者 の皆 さん
採用 して い る場合 もあ るので ここに紹介す る。
す なわち、プ ロセス債1(こ こではチ ュー ブ外面
倶1を例 に とる)か らのチ ユ ー ブの腐食率 は(1)式
の職場 の持 つ ノウハ ウをフルに活用 し、設備管
理 に資 して い ただ きた い と考 える。
を主体 として い るこ とか ら、チ ュー ブの寿命評
同様 に、
CRo=―
t―(饉―
min)
―――一――
T
・
・
・
(3)
ここで 、 チ ュー ブの外面側腐食率 :
しげ く通 う ことをお勧 めす る。
CRo(mm/年 )
一
とする。 方、循環冷却水側 の腐食率 は時間の
1/3乗 に比タメ2)するとして、
CRi=÷
=
× 主三
: ユ ×T ―
:苺
・
・・
(4)
ここで、チ ューブの内面側腐食率 :
CRi(mm/年
<参 考文献>
(1)栗 田工業 「
薬品ハ ン ドブ ック編集委員会」編、栗田工
ハ
ン
ドブック」第 3版 、p181
「
業 薬品
(2)栗 田工業 「
薬品ハ ン ドブ ック編集委員会」編、栗 田工
業 「
薬品ハ ン ドブックJ第 3版 、p.335
(3)日 本材料学会 腐 食防食部門委員会TG「 熱交換器の余
寿命予測」編、「
熱交換器の管理 と余寿命予測」 など
)
とす る。 式 は複雑 で あ るが 、要 す る に1 / 3 乗 曲
30 検 査技af 2004 7.
本稿 の前段 に、 日視検査 は最 も基 本 か つ重要
な検査 で あ る と述 べ たが 、熱交換器 チ ュー ブに
“
限 らず設備管理 に最 も重要 な こ とは 、 現場 で
"こ
とである。そ のため に現場 にあ
もの を見 る
(筆者紹介はP79参照)
超音波反射法によるアンカーボル ト長 さ測定…11)
超音波反射法によるア ンカーボル ト長 さ測定
精度 よく測定するために
谷
」
エ
讐
レ
ク
ト
;1蕊
湘
南
菱
電
蝙￨
彦
具幸
◆◇ はじめに
ボル ト長 さを精 度 よ く沢1 定す る方法 な どにつ い
て述 べ る。
平成 15年11月に国土交通 省 は、道路 における
落橋 防止装置等 のア ンカー ボル ト定着長 さ調査
結果 (超音波法 による長 さ測 定)で 定着不足 が
ある ことが明 らか になった ことか ら、発 生 防止
のため にア ンカー ボル ト全数 に対 して超音波浪1
設計値-20mm
定 を義務付 け、その規格値 を 「
(またはボ ル ト径 )」 とした。そ の際 に、同省 は
「
超音波 パ ルス 反射法 に よるア ンカー ボル ト長
さ測定要領」 (案)を 各地方整備局 な どに通知
し、そ れ に基 づ き超音波測 定 に精通 した第 三者
◆◇ アンカー ボル ト長さ測定要領案概要
超音波 パ ルス反射法 によるア ンカー
前述 の 「
ボル ト長 さ測定要領」 (案)の 内容 は概 略 以下
の通 りで あ る。
本要領 は、既設橋 台 お よび橋脚 を削子しし、落
橋 防止装置 な どを固定す るため に埋 め込 まれた
曲が りの な い ア ンカ ー ボル トの 長 さ (全長 lm
程度以下)を 、超音波 パ ルス反射法 の直接接触
機 関 による測定 を求 めて い る。
一般 に、超 音波法 によって棒状 の ものの長 さ
法 に よって 測定 す る場 合 に適用 す る もので あ
を精度 よ く汲1定す ることは、あ る程度 の超音波
法 に対す る知識 とデジタル超音波探傷器 を用 い
使用機材 として 、探傷器 は 「デジタル表示探
れば容易 と考 え られが ちだが、汲1定を行 う と必
ず しも容易 でない場合が少 な くない。実際、超
音波 でかな り短 く測定 された もの を削孔 して確
認す る と、実測長 はかな り長 い ことがあ った り、
条件 によつては全 く長 さが測定で きてい なか っ
た りす る ことが ある。
以下 に国土 交通省 か ら提示 された測 定要領案
の概 要 を紹介す る とともに、実際 の測定 にあた
って 、 どの よ うな場合 に精度 よ く測定 で きない
か、あるい は全 く測定 で きない場合があ るかな
どを説明 し、 さらに超音波法 によってア ンカー
る。
示 され る機能お よび
傷器」 と し、JIS Z 3060に
性 能 を備 える もの。探触子 は周波数 5MHz、 振
動子 の公称 直径 が 10∼20mm程 度 の 垂直探触子
で 、探傷器 と同様 にJIS Z 3060の
諸条件 を満 た
す もの としてい る。
一 方、測定 に従事す る技術者 は D日
、ll・本非破
レ
壊検査協 会 によって認定 された ベ ル 2以 上 の
超音波検査技術 者 で探傷機器 の取扱 い に精通 し
て い る者 とし、事前調査 と して既存 図面 による
測定対象 ア ンカー ボル トの設計諸元 の確認 を求
めて い る。
更 に測 定方法 や測 定結果 の記録 につい て細 か
検査技術 "餌 7 31
レ￨ …
超音波反射法によるアンカーボルト長さ測定
く規定 して い るが 、 そ の 内容 に つ い て は省 略 す
る。
今 回示 され た測 定 要領 は ( 案) と な ってい る
こ とか ら、今 後現場 で の 適用結 果 を見 なが ら改
正 され て い くこ とになろ うが 、現 時点 で の 一 指
針 を示 して い る もので あ ろ う。
◆◇ 超音波による長さ測定の実際
( 1 ) 測 定方法
超音 波 に よる ア ンカ ー ボル トの定 着 長測 定
写真 1 ア ンカーボル ト長 さ測定状況
は、第 1 図 に示す方法 による。その場合、超音
波探傷器 で はア ンカ ー ボル トの全長 を測定 し、
画面 にD の 数値 が 表示 され る。そ こで 、 コ ンク
リー ト外部 に突 き出 したア ンカー ボル ト部 の長
さh をス ケ ー ル等 で 測定 し、D か らh を 引 い て定
着長 L を 求 め るこ とになる。実際 の現場 にお け
る測定状況 の一例 を写真 1 に 示 した。
代表的 なア ンカー ボル ト先端 は軸 に対 して垂
直 に切 断 されて い る場合 と4 5 °に切 断 されて い
る場合が あ る。 さらに4 5 °に切 断 されて い る場
合 は、せ ん断 されて い る場合 と機械加 工で切 断
して い る場合 とが あ る。
超音波法で うま く測定 で きるため には、
① 探 触子 か らア ンカーボル トに十分 に超音
波が伝達 される こと (アンカーボル トか ら
探触子 に超音波が戻 る場合 も同 じ)、
② ア ンカーボル ト中で超音波が十分 に伝搬
されること、
③ ア ンカーボル トの先端 で十分な反射が得
ア ンカー ボル ト
られることが必 要 となる。 しか し、実際 の
測定 ではこの条件 が必ず しも適正 とは限 ら
ず、十分な精度 でエ コーが得 られない 。エ
コー高 さが極端 に低 い 。確 たるエ コーが得
U i ■議務
一
目□囲圏
‐
翻鍮繭懸
―
由響曲爾
―
由鍮響色
蜃
涎
獣1 _ ` 総
￨ 、 1 磯3 螂
翻
国
デジタル超音波探傷器
第 1図 ア ンカーボル ト長 さ測定法
32
おえこ
蜃1支1に 20047
卿
こと
られなV ヽ
などが起 きる。そ こで以下 に3つ の条件それぞ
れについて詳細 に説明す る。
(2)探 触子 とアンカーボル ト間の超音波伝達
アンカーボル トの頭部 (この場合、外部 に出
てい る部分)は 、せん断加工で切断 されてい る
場合 (これが多 い)と 機械加工で切断 されてい
る場合 がある。
機械加工で切断 されてい る場合 は表面が平滑
でほ とんど問題が無 いが、せん断加工 されてい
超音波反射法によるア ンカーボル ト長 さ測定…椰)
る場合 は、第 2 図 に示す よ うに頭部 に くぼみが
64。 043 6"椰 DATASET =
あ り、極 端 な場 合 はl m m 以 上 の 深 さにな る こ
0"Jll
=58
‖
3=SSE・5
□
とがある。そ の場合 には探触子 か ら超 音波 が十
分 に伝達 されない こ とになる。
lmm以 上の
くぼみの場合 も
第 3図 φ 27丸鋼 (先端45°
)の端面エコー
第 2図 ア ンカー ボル ト頭部 の形状
ボル トに塗装 や メ ッキが な されて い る場合 で
もア ンカー ボル ト自体 の凹 凸が無 ければほ とん
64.OdB 6.1
0.10
1 ・1 1
DATASET 議
目
41
S=230.0
10
ど影響 が無 い。 ただ し、塗装 がは く離 して い る
場合 や何度 も補修塗装が行 われて、そ の厚 さが
数mmに な っ て い る よ うな場合 には超 音波 の伝
達が阻害 される。
この よ うな場合 には、頭部 をデ ィス クサ ンダ
ー等 で切削す るこ とになるが 、最 も注意す るこ
とは軸 に対 して垂直 なるよ うに仕 上 げる ことで
第 4図 φ 12丸鋼 (先端45°
)の 端面エコー
ある。 さらに、仕 上 げ面は平滑 にす る必要があ
るが 、 ラ ップ仕 上 げ等 の細 か い仕 上 げ は不 要 で
あ る。
(3)ア ンカ ーボル ト内 の超 音波伝搬
ア ンカー ボル ト内 での超音波伝搬 では材料 自
D16 03 PEAK
↓
24222mm OFF
体 に よる超 音波 の 減衰 が 問題 にな る こ とは な
い。 しか し、径 の細 い ボル ト、曲が ったボル ト、
途 中で溶接があ るボル ト等 ではア ンカー ボル ト
内 で超音波 の伝搬が 阻害 される場合 がある。
先端 が45°に切 断 され た丸 鋼試験 体 に よる 、
0
第 5図
2
4
6
8
10
D 1 6 ア ン カ ー ボ ル 卜超音波波形 (曲が り0°
)
異な る径 での超音波波形 を第 3図 お よび第 4図
に示す。 図 に示す よ うに、径が小 さ くなる とノ
イズが 大 きくな り、端面か らの エ コー は小 さ く
なる。
一 方、丸鋼で な く異形鉄筋 を
実際 に コンクリ
ー ト部 に挿入 し充填 を
行 う と、端面 か らのエ コ
ー は さらに小 さ くな り、条件 に よってはエ コー
が検 出 されない場合 もある。
異形鉄筋 のア ンカー ボル トを コ ンク リー ト試
験体 に施 工 した場 合 の 、曲が りの有無 による超
音波波形 の差異 を第 5 図 お よび第 6 図 に示 す。
検査技術 2CX14.7 33
に￨…超音波反射法 によるア ンカーボル ト長 さ測定
園
=
mm
が り部
D1610B
100
80ヽ
￨ ボ
:,か
1 消
`-
60)
40'
い
)。
ル ト端面
らのエ コー
失 ￨ :
1‐
20■
0
0
溶接 による継 ぎ足 し
2
4
6
8
10
)
第 6 図 D 1 6 ア ンカーボル 卜超音波波形 ( 曲が り1 0 °
短 いボル トの継 ぎ足 し
図 に示す よ うに、曲が りが無 い場合 は端面 エ
コーが 明瞭 に確認 されるが、曲が りがあ る場合
には曲が り部 か らのエ コーが検 出 され、端面 エ
短 い ボル ト
継 ぎ足 し部
7
図
ア ンカーボル トの継 ぎ足 し
第
コー は消失す る。
ー
ー
検 出 されたエ コ につい ては、端面 エ コ は
単峰 で 明確 な ピー クを持 って い るが 、曲が り部
の エ コー は多峰 で極端 な場合 は複数 の ピー クが
同 じ程度 のエ コー高 さで出現 した。 この ことか
ら、 エ コー の形状 で経験 的 に端面か らのエ コー
か、 曲が り部 か らのエ コーか を判別す ることも
DATASET 澤
78.5」 3
日
S=113.3
43
1 嘔l 1 0
溶接継 ぎ足 し部
か らのエ コー
で きるだ ろ う と考 え られ る。 曲が りの角度 に関
では曲が り部 のエ コーが現 れたが 端
しては、5°
探面エコーは
消失 している
面 エ コー も検 出で きた。そ の ことか ら曲が りの
あ るア ンカー ボル トの測定可能 な範囲 は 曲が り
が 5°
以内程度 の もの と推浪1され る。
実際 の現場淑1定では、何 らか の理 由 によって
ア ンカー ボル トが途 中で継 ぎ足 された もの もあ
った。そ の主 な ものは、 コンクリー ト表面 へ の
ア ンカー ボル トの突 き出 し長 さが不足 して 、 ダ
ブルナ ッ トタト倶1にア ンカー ボル トが出ない ため
(a)継 ぎ足 し有
49.5通 8 1,0
0.￨1
= も'
機
DATASET 菫
日
も= 1 9 S . 1
44
1001
に短 い ネジを挿入 した もの と、径が太 い ために
曲げ るこ とがで きず切断 して曲げて溶接 した も
ので あ る (第 7図 参照)。
この継 ぎ足 しが 行 われた場合 の超音波波形例
を第 8図 お よび第 9図 に示す。図 に示す よ うに、
この ような継 ぎ足 し材 では端面 エ コーが消失 し
て 継 ぎ足 した部 分 か らの エ コー が 検 出 され た
(ただ し、 溶接 に よる継 ぎ足 しが完全溶込 み溶
接 な らこのエ コーが検 出 されない可能性 が大 き
34 検 査技術 20047
い)継 ぎ足 し無
第 8図 溶 接継 ぎ足 しの有無 による超音波波形
超音波反射法によるアンカーボルト長さ測定…b )
45.5dB
6.O
ll.01
鶴意9 1
DATASET 蒸
:=I
S 菫 7 薔. 1 3
キー ナ ッ ト継 ぎ足 し部
: か らのエ ゴー i
の場合 について、端面
実際 に0°の場合 と45°
ー
エコ を測定比較 した例 を第H図 および第12図
の場合 は約500mmの 長 さであるの
に示 した。O°
の場合 はほぼ半分 の長 さの もの
に対 して、45°
である。
(a)継 ぎ足 し有
第11図 先 端形状 0°の場合 の超音波波形
(b)継 ぎ足 し無
第 9図 ボ ル ト継 ぎ足 しの有無 による超音波波形
( 4 ) ア ンカ ーボル ト先端 での反射
ア ンカー ボル トの先 端面 は様 々 な角 度 を有 し
て いる場合がある。ここでは代表的な例 として、
第 1 0 図に示 す よ う に軸 に対 して 0 ( 垂 直) の 場
の場合 につい て 、そ の差異 を説明す る。
合 と4 5 °
先 端 形状
l
o°
ド
ぽ
第 10図 ア ンカー ボル ト先端形状
第 12図 先 端形状 45°の場合 の超音波波形
図に示 したように、端部 までの距離が半分程
度 になってい るにもかかわ らず、端部 か らのエ
検査技術 20047 35
に) …
超音波反射法によるアンカーボルト長さ測定
コー は先端形状 0 °に比 べ 4 5 °の場合 はエ コー高
さが2 5 d B 程 度低 くな ってい る。 また、 エ コー
波 形 も、先 端 形状 0 °の場 合 は最 初 の 波 が 大 き
く出現 し、そ の後 の波 は急激 に減少す る波形 と
なってア ンカー ボル トの長 さも容易 に精度 よく
で は最初 の波 よ り
測定 で きるが、先端形状4 5 °
ー
第 2 波 の方が大 き くな り、最 も大 きな波 をゲ
トで検 出 したのではア ンカー ボル ト長 さ測 定 の
園
V L1000 PEAK
↓
1004 0mm OFF
100
80 1
60
40
20
0'
・
0246810
｀
第14図 looOmm長 さの測定 (最初 のエ コー)
精度がそ の分低下す ることに もなる。
囲
◆◇測定精度について
V L10CX1 2 PEAK =
10562mm OFF
100
(1)測 定精度確保 のための方策
ア ンカ ーボル トの長 さ波1定 は通常縦波垂直探
触子 を用 い て行 われる。 長 さ測定精度 は、先端
が 軸 に対 して垂直 な場合、 ア ンカー ボル トの径
0246
が20mm程 度以 上 大 き く長 さが500mm程 度 まで
な ら、第13図 に示す よ うに比較的精 度 よ く測定
す る こ とが で きる (実測長 さ491mmに
8
10
第15図 1000mm長 さの測定 (最大 のエ コー)
文
寸して
超音波法 による測 定長 さ493mm)。
囚
V LK1491 PEAK
'
49355mm OFF
状が軸 に対 して4 5 °の場合 には、 エ コー が小 さ
くなるだけでな く、 この よ うに多 くの ピー クが
出現 し、かつ最初 の ピー クが ノイ ズ レベ ル と同
100
80'
程度 になるため に、精度 よ く長 さを測 定す るこ
60 :
とが 不可能 となる。
40:
この問題 に対 しての解決策 は、波長 を径 に対
20:
0`
0
246810
第 1 3 図 縦 波垂直探触子 で4 9 1 m m 長 さの測定
しか し、M22で 長 さが1000mm程度 になると、
第 14図に示す ように、かな り小 さな最初 のエ コ
ー を用 い て測定す れば誤差1%未 満 で浪1定で き
るが 、第 15図のように最大のエ コーで長 さ測定
を行 う と実浪1長 さ1000mmに 対 して濃1定長 さ
1056mmと5%を 超 える誤差 とな りうる。
この誤差 は、径が小 さくなるほど、また長 さ
が長 くなるほど大 きくなる。 さらに、先端 の形
36 検 査技af 2004 7
して十分 に小 さ くす ることと、ボ ル トの側面 で
の反射 によるモ ー ド変換 の影響 を回避す ること
と考 え られる。
そ こで 、周 波 数 を2 0 M H z 程 度 に上 げ る と精
度 の 向上が図れ る。 しか し、 ア ンカー ボ ル トで
の超音波 の減衰 の 問題等 で長 いボル トの測 定 は
不可能 となる。
それ に対 して横波垂直探触子 を用 い る と、減
衰 や ア ンカー ボル ト側面 でのモ ー ド変換 の等 の
影響 をあ ま り受 けず にア ンカー ボル ト長 さを測
定す ることがで きる ( 縦波垂直探触子 と横 波垂
直探 触 子 の 超 音波伝 搬 の 違 い を第 1 6 図に示 し
た) 。
超音波反射法によるアンカーボルト長さ測定…け)
振動子
ア ンカーボル ト
振動方向
探触子
超音波 の
伝搬方向
の 比 )も 大 き く、 そ の 測 定 誤 差 も1%未 満程 度
となる 。
一 方 、 コ ン ク リー トに 工 した ア ンカ ー ボ ル
施
トの 測定例 を第 19図 お よび 第 20図 に示 す (こ の
ア ンカ ー ボル トの 定 着 長 は15d程 度 で あ り、全
(a)縦 波垂直探触子
長 は599mm)。
振動子
ア ンカー ボル ト
振動方向
探触子
幾 一 程
講呂
振動子 の
振動方向
園 V D13L599 3
PEAK=
100
80:
60'
第16図 縦 波 と横波の超音波の伝搬
端面エコ■' が
検出 されない
０
０ ０
４
２
ω)横 波垂直探触子
―
:
‐
0246810
体 を同 じ超 音波探傷器 で測定 したに もかかわ ら
ず、図 に示す よ うに、縦波垂 直探触子 の場合 と
は異 な り、1 つ の ピー クの単純 なエ コー とな り、
S/N比
( 近傍 の ノ イ ズの 高 さ と端面 エ コ ー と
第1 9 図 D 1 3 測 定 の超音波波形 ( 縦波垂直探触子)
︰踏′”
そ一 ル、
国
．
ぃ
疇
第 1 3 図お よび第1 4 図、第 1 5 図で使 った もの と
同 じア ンカー ボル トを、横波垂直探触子 で測定
した例 を第 1 7 図お よび第 1 8 図に示す。同 じ試 験
V D13L599 3 PEAK`
602 82mm
oFF
246810
49060mm OFF
第2 0 図 D 1 3 測 定の超音波波形 ( 横波垂直探触子)
図 に示す よ うに、縦波垂直探触子 ではノイズ
と端面 か らのエ コーが 半J別で きなか った。それ
第17図 491mm長
さの測定 (横波垂直探触子)
に対 して横 波垂 直探触 子 では 十分 なS/N比 で
端面 エ コーが検 出 され、 さらに実浪1長さ599mm
に対 して測 定長 さは602mmと
∞
０
８
０
６
０
４
０
２
０
ヽ
園 ´
S L1000 PEAK
=
99967mm OFF
十分 な精 度 で 測
定 を行 うことがで きた。
(2)実 際 に精度 よ く測定 するために
実際 のア ンカー ボル トの長 さ測 定 で 、 どの よ
うな ことに注意 して測 定 を行 えば精度 よ く浪1定
で きるのか につい て述 べ る。
横波垂直探触子 を用 い た場合、 ア ンカ ー ボル
246810
第18図 1000mm長 さの測定 (横波垂直探触子)
ト頭部 の探触子が接触す る面 の状態 によって超
音波 の伝搬 は大 き く影響 を受 ける。具体 的 には
検査オ
支術 20047.
37
ー
幅) …超音波反射法 によるアンカ ボル ト長 さ測定
頭部表 面 の塗膜 や凹凸である。 また、測定感度
自体 も縦波垂 直探 触子 と比 較す る と20dB程 度
卜の 曲が りの可能性 を検討す る (コンク リ
ー ト表面 では垂直 だが 内部 で 曲が っている
の低 くなる場合 もある。
そ のため 、径 の大 きなア ンカー ボル トに関 し
ボル トも少な くない)。
⑥ ア ンカーボル トの径が小 さい場合や長 さ
が径 に比べ て極端 に長 い場合 は横波垂直探
ては、縦波垂直探触子 を用 い て も測定精度がそ
れほ ど落 ちない ことか ら、縦波垂直探触子 を用
触子 を用 い る。
いる方 が作業性等 も考慮 して実用 的な測定 と言
◆◇おわりに
える。
また、周波数 に関 して は、 ア ンカー ボル トが
長 くな る と高 い周波数 では超音波 の減衰 を受 け
る こ とか ら、 よ り低 い周波数 の 選択 が あ るが 、
実際 には波長 とボル ト径 が近 づ くため に精度良
い測定が で きな くな る。極端 な場合 は、5MHz
よ りかえ って端面 エ コーが出な くな る ことがあ
ア ンカーボル トの長 さ波1定は垂直探傷法で比
較的簡単 な方法 と思われがちである。実際、ア
ンカーボル トがそれほ ど長 くな く、
径が大 きく、
ー
い
ンカ
ボル トに曲が りが無 場合 は、使用す
ア
となる。
る超音波測定機器 の選択 さえ誤 らなければ容易
な浪1定と言 える。 しか し、実際 の現場 における
測定 ではボル トの径が小 さい場合 や曲が りがあ
使用す る超音波探傷器 による差異 につい て も
実験 を行 ったが 、感度差 は確認 され た ものの端
面 エ コー の検 出 の有無 に関 しては大 きな差異 は
る場合があ り、容易 な測定でな くなって しまう
ことが あ る。
そ こで、測定す る側 は実際 のア ンカーボル ト
一 方、探触子 に関 して は縦波垂直探
の状 態 を把握 して、信頼 で きる精度良い測定 を
行 うことに勤 め、管理す る側 はそのような測定
る。そのため、使 用す る周波数 は5MHzが 最適
無 か った。
触子 お よび横波 垂直探触子 のい ず れの場合 もア
ンカー ボル トの測定 に最適化 された探触子 と通
が行われているかを確認することが重要である。
常 の探触子 では差異が発生す る。
以上の ことか ら、実際 の測定 で精 度 よ く測定
す るため には、以下 の点 に注意 して測定 を行 う
こ とが薦 め られ る。
① ポ ー タブ ル タイプのデジタル探傷器 を用
い る。
② ア ンカーボル トの長 さ測定 に最適化 され
た周波数5MHz、 振動子径 10mmの 縦波 垂
直探触子 を用 い る (ロックボル ト用 とい う
名称 で市販 されている もの もある)。
③ ア ンカーボル ト先端形状 を予め確認 して
お く。
④ ア ンカーボル トの頭部 の表面状態 に応 じ
てグライ ンダー仕 上 げ を行 う。 その 際、直
角度 と平面 の平滑度 に注意す る。
⑤ 予 想される長さよりかなり短い位置での
エコーが検出された場合は、アンカーボル
38 検 査技術 20047.
筆者紹介】
【
池 ケ谷靖
的 ジヤス ト
技術部長
〒2250012 横 浜市青葉区あ ざみ野南2-4-1
TEL:045-911-5191 FAX:045-911-9245
a@juSt ltd cojp
E―
mail l ikegり
杉 元 幸郎
菱電湘南 エ レク トロニ クス閉
検査計測 シス テ ム部
担 当部長
〒247-0066 神 奈 川県鎌倉市 山崎 25
TEL:0467‐41-6356 FAX:0467-45-4201
E―
md i sugimoto@rsCC COjp
超音波故障診断装置…111
検 査 機器 超音波故障診断装置
・軽量 の簡易型検 出器
社
英 国D e t e c t a i d sの小型
ージーイー 山田
l■
lビ
卓
◆◇ はじめに
英 国D E T E C T A I D S 社 の 簡易型超音波故 障診
断装置 は、小型 ・軽量 で 可搬式 の故障診断装置
である。
電気 機 器 、機械 設備 、 プ ラ ン ト設備 か らは
様 々 なノイズが発生 してい る。 この ノイ ズの う
ち、可 聴範 囲 の打診音 で機械設備 の状態 を判断
す ることもよ く行 われてい る。 しか し、 この方
法 には、 い くつ かの欠 点が あ り、特 に大 きな問
題 は、騒音 の激 しい環境 下で は、診断用 の音 と
騒音 の 区別が難 しい点 で あ った。
DETECTAIDS社
で は 、特 定 の 範 囲 の 超 音 波
を利 用 す る こ とに よ り、 この よ うな問題 点 を解
決 し、 感 度 の 高 い検 出機構 と優 れ た電子 回路 の
写真 l TypC1000を
採 用 に よ り、現 在 世界市場 の 中で最 高 の 感 度 と
使用 した診断
検 出能力 を備 えた装 置 を提 供 して い る。
の 超 音 波故 障診 断装 置 は 、
機器 が発 生 して い る超 音波 ノ イ ズ (950シ リー
ズ で は 、40kHz)を 検 出す るこ とに よ り、機器
の異常箇所 や配 管系統 における リー ク箇所 をつ
② ③
◆◇超音波診断装置の機能
状態監視 システムの構成部品
常設監視 モ ニ タの検 出器
DETECTAIDS社
◆◇超音波診断装置の特長
き とめ ることがで きる。同装置 は、次 の よ うに
●携帯用 、常設用 の両仕様 がそろってい る。
●小型 ・軽量 で携帯 に便利 で ある。
使用 で きる。
●特別 な講習 な しに容易 に取扱 うことがで き
① 携 帯用故障診断装置
る。
検査技術 20047 39
ゆ)…超音波故障診断装置
写真 3 ポ ケ ッ トサ イズのSparkScan
査
⑥ ⑦ ③ ⑨ ⑩ ⑪
写真 2 接 触型プローブを使用 した診断
ギアー、軸受 な どの磨耗、異常診断
防水 シー ル部、密 閉容器 な どの欠陥検査
●
ノイズの レベ ル に対応 して、 最大 1 4 3 d b ま
で感度 を調節 で きる
● 検 出 したノイズ をス ピー カーか ら音 声 とし
て出力 で きる。 また、 メー タ指針 の振 れ と
構造物 の亀裂 な どの調査
高 圧 ケ ー ブルの接続部 の絶縁劣化調査
遮断器、ト ラ ンス に発生す る コロナの調
各種電気機器 の絶縁部 の劣化状況診断
して も表示 で きる。
● 指向性 の高 い高感度 パ ラボ ラ型 集音器 を使
うことによ り、離 れた場所 か らで も診 断 で
◆◇ 超音波診断装置の仕様
きる。
Dctcctaids社
製 の故 障診 断装置 の代 表 的 な製
◆◇ 超音波診断装置 の用途
① 加 圧ガス系統、真空配管系統のリーク調
査
② 新 設配管系統のリーク検査
③ バ ルブシート部における内部リーク調査
④ 燃 料ポンプ供給配管、吸い込み部のリー
品 の仕様 を以下 に示す。
(1)950シ リーズ :可 搬式受信器
●周波数領域 :40KHz+/-1%
●HFゲ イ ン :12ポジシ ヨン(10dbステ ップ)
●可 聴 出 力 :500/900サ イクル (音量調整
可能)
●記録用 出力 :オ シ ロス コー プ/チ ャー ト出
ク調査
⑤ ポ ンプ、配管系統のキャビテーション調
査
40 検 査技術 20047
力
●電
●電
ツカ ドバ ツテ リ
源 :8.6voltニ
ッカ ドバ ッテ リ
源 :8.6voltニ
超音波故障診断装置 …6 )
●ゲイ ン調整 :RF-0、 20、40、60dbステップ
(十/-2db)
AF・0、10、20、30dbステップ
(+/-2db)
TRIM‐0∼ 19db(+/-3db)
●入 力 種 類 : 5 0 ∼2 2 0 0 オーム
●出カチ ヤンネル : 8 回 路 ( 接点)
●出 力 容 量 : 3 A ( 3 0 V D C )
●警報設定 レンジ :
0%∼ 60%FS.
低 トリップー
●RF応
答 :38∼42KHz(十 /-3db)
写 真 4 9 5 0 シ リー ズ
10KHz<40db
100KHz<40db
( 2 ) 丁y p e 1 0 0 0 : 超音波受信器
●周波数領域 : 3 6 K H z ∼ 4 4 K H z
●ゲ イ
●電
:240V40∼ 60Hz
源
120V 40-60Hz
ン : 2 0 d B ∼+ 1 0 o d B ( 1 0 d B ス テ ッ
最大 1 5 W
プ)
●ヘ ッ ドセ ッ ト用可聴帯域 回路 : 音量 調整
音質調整
●記 憶 機 能 : 記録更新機能
●電
: ニ ッカ ドバ ッテ リ
源
単 3電 池 4個
篭「
』
隷6
Typc MS8A
◆◇おわりに
英 国D E T E C T A I D S 社 の 簡易型超音波故 障診
断装置 は、小 型 ・軽量 で持 ち運 び もで き、取扱
の簡単 な故障診断装置 で あ る。広範囲な適用事
( 3 ) T y p e M S 8 A : 多チャンネル受信装置
●入カチ ャンネル : 8 チ ャンネル
例があ り、今後 とも、各種 プラ ン ト、工 場 内設
備 な どの保守点検 ・故障診断へ の活用 が期待 さ
れ る。
(筆者紹介 はP79参 照)
11)…
電磁気的非破壊検査法 に る金属疲労識別装置
1 3 4 2 9‐8 2 5 / 0 4 5畔0 0 / 論
CLS
文/ 」
P0404-13
検 査 機器 電磁気的非破壊検萱法 による
金属疲労識冒u装置
現場 で使 える簡易 なハ ンデ ィタイプの金 属疲 労 モニ タ リング装置
いマエダ 齋藤 雅 彦
◆◇ はじめに
最近 の社会資本 と しての主要 な公共施設が経
年変化 に よ り金属疲労 の事故 を誘発 す る とい う
社会的諸問題 は、景気 の低迷 によ リメ ンテナ ン
ス が不充分 となるこ とが原 因 で 、あ らゆる施設
で発生 してい る。 この様 な状況 を改 善す るため
現場 で容易 に金属疲労 につい てチ ェ ック出来 な
い か と考 え、今 回発表す るハ ンデ ィタイプ金属
疲労識別装置 を開発 し販売す る事 にな つた。
◆◇ 電磁気による金属疲労識別法につして
測定 システムの概略
この識別法 は、金属 の疲労 に伴 う透磁
率及 び導電率 の変化 を利用 して電磁気的
な方法 を用 い て検 出 セ ンサ側 の電圧変化
リフ ァレ ンス信 号
で金 属 内部 の微視 的変化 を測定評価す る
第 1図 測 定原理の説明図
もので あ る。電磁気 セ ンサ を用 い た金 属
疲労識別法 の原理 につい て説明す る。 な
お本浪1 定法 につい ては特許が ある( 注1 ) 。
第 1 図 にお い て 、 コ イ ルL l に 電流 を流 す と
電磁 誘導 に よって コ イルL 2 に 起 電力V 2 が 発 生
ルL2を貫 く磁束 も打 ち消 されて小 さくなる。
金属疲労 などにより、導体内の透磁率や導電
す る。 この 現 象 を相 互 誘導 とい う。L l に よつ
て発生 した磁束が 導体 を貫 くと電磁誘導 によっ
率 が変化す ると、渦電流や磁 束密度が変化す る
ため に 2次 側 の電圧V2が 変化す る事 で 、そ の
変化量 か ら金属疲労 の度合 い を調べ ることが出
て導体 内 に渦電流 が発生す る。 この 渦電流 の方
向 は磁束 を打 ち消す方向に流れ るため に、 コイ
(注 1)特
来 る。
許 については偕成 エ ンジニ アい の基 本特許及 び的 マエ ダの出願 中特許があ ります。
42 検 査技術 20047
電磁気的非破壊検査法 による金属疲労識別装置…ゆ￨
測定 システムの概 略 は、励磁 コ イルを ドライ
ブす るため及 び リファレンスのための信号発 生
部 があ り、浪1定セ ンサ は励磁 コ イル と検 出 コイ
◆◇具体的実施例
( 1 ) 疲 労 試 験 片 に よ るM F D 値 の 実 測 結 果 に
ルによ り構成 されて いる。
また、 リファ レンス信号 は検 出信号 との 関係
性 を求め るため に利用 される。
検 出 コイル に よ り検 出 された信 号 は、疲労 の
度合 い によつて異 なった振 幅 と位相 の成分 を含
んで い るため 、 リフ ァレンス信号 と併 せて演算
ついて
① S 4 5 C 焼 入焼戻材の平板型引張疲労試験
片の測定結果
(リ フ トオ フ :Omm)
処 理 してそ の 結 果 を表 示部 にデ ジ タル表 示 す
金属疲 労澳1定対 象物 は鉄鋼材料 (強磁性体 )
であ るが透磁 率、導電率 の変化 を捉 えて い るた
埋∩﹄Σ
る。
13Q誌
め に鉄鋼材 料 以外 の金 属材料 で も応用展 開がで
きる と考 えてい る。
mm〕
疲労試験片中心からの距離 〔
第 2図 S45Cの 疲労試験結果
なお測 定結 果 のMFD値 は上 記 内容 を簡単 な
デジタル表示 で電磁気代用特性値 として表 して
い る。
また、横浜 国大関根研究室 では本浪1定システ
ムによる疲労損傷度 の測定実験 を行 い 、そ の効
② SKDll焼 入焼戻材の平板型引張疲労試験
片のMFD値 の測定結果
果 が確認 されてい る。
発表論文 「
新型渦流 セ ンサ を用 い た材料 の劣
化損傷程度 の定量 的評価」等 が発 表 されて い る。
:罵ト
145
13■
赫
-20
-10
0
10
20
30
mm〕
疲労試験片中心か らの距離 〔
第 3図 SKDllの 疲労試験結果
―
写真 1 電 磁気 セ ンサ式金属疲労識別装置MFD102B
坂
しヽ
万 甲′
一
―――
:轟
虜
第 4図 平 板疲労試験片の概略図
検査技術 2CX14.7 43
じ) …電磁気的非破壊検査法による金属疲労識別装置
③ S 4 5 C 疲 労試験片 の疲労損傷度 と疲 労荷
重 回数 の 関係
( 疲労試験荷重 回数 によるM F D 値 低 下率 % /
疲労試験片破 断時 のM F D 値 低下率 % ) × 1 0 0 %
を疲労損傷度 ( Φ% ) と 定義 して い る。第 5 図
に示す様 に疲労荷重 回数 が 増 えるに従 つて疲労
損傷度 は大 き くな り疲労破 断時 に1 0 0 % に なる。
z片
( リフ トオフ : o m m 、 応力 : σ= 2 2 7 k g f / 1 1 1 m 2 2 0 H振引張荷重)
:
￨ム疲労損傷度ゆ"F破 労中心部低下率gh∠ 蒸"1噺 嘔 郷11至 聖轡￨る!¨
ⅢI
︹
さ 一２ 堅＄呼ぶ 螺
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
160000
写真 2 60キ ロレール転動疲労試験装置
180000
200000
220000
240000
260000
N〕
疲労荷重回数 〔
% ) と疲労荷重回数の関係図
疲労損傷度 ( Φ
第5 図 S 4 5 C の
( 3 ) 鍛 造金型の鍛造回数 と疲 労損傷度測定例
自動車用鍛造 金型 パ ンチの 鍛造 に よるM F D
値 の変化 の事夕1 、鍛造 回数 と共 に鍛造金型 パ ン
チの先端部 の電磁気特性値が低下す る。
( リフ トオ フ
(2)60キ ロレー ルの表層疲労試験結果
新 品60キ ロ レー ル を ロー ラー による転動疲労
重 で約 15トンを繰返 し加 えた。新 品状態 では低
い汲1定値 が最初 の数百回で急激 に上 昇 し、後 は
徐 々 に測 定値 が 低下 した。 これは初期 に表層部
が摺動荷 重の為 、引張残留応力が発 生 して測 定
値 が 急 上 昇 し、次 に疲労損傷が進行す る と透磁
率 が小 さ くな るため に測定値 は逆 に低下す る も
の と推測 される (第 6図 )。
(リフ トオフ :Omm)
i
1
廻２ Σ
試験 を行 った。荷重 は油圧 シ リ ンダーで垂直荷
185
175
170
165
160
155
150
0
20,000
40,000
60,000
80,000 100,000 120,000140,000
N〕
鋳造回数 〔
第 7図 鍛 造金型 の先端 中心部 の鍛造回数 とMFD値 の 関係
０
７
４
-0回
:
-320回
:
-1,020回 :
０
６
４
０
５
４
０
４
４
。
３
４
０
２
４
０
︲
４
型∩﹄Σ
: ミ
０
０
４
。
９
３
。
８
３
０
７
３
012345678う
10111213●
15161718
治具測定位置No〔2mm間隔〕
6図
第
60キ ロ レールの転動疲労試験結果
44 検 査技術 20047
写真 2 銀 造金型 ―左端が鍛造先端部
電磁気的非破壊検査法による金属疲労識別装置…に￨
◆◇ 今後の展開について
金属疲労損傷度識別装置 は各種業界 の専門家
のご協力 を得 て以上述べ て来た他 にも多 くの測
今後 は更 に現場 で簡易 に使 える金属疲労識別
システム として、現場 のご要望 を受け賜 りなが
ら実用化 のための開発研究 を重ねて行 きたい と
思 い ます。
定事例 を得 てきてい るが、対象部品又 は設備装
置毎 の管理技術上 の問題 と併 せて具体的な測定
方法 ・診断装置 を計画す る事 が重 要 な事 と考 え
られる。
特 に下記 3項 目について どの様 に展開 して行
くかが重要 と考 える。
① 測 定対象 による時系列測定 デー タが必要
◆◇おわりに
本装置 の 開発 に当 って横浜国大 関 根和喜教
授 、神奈川県産業技術総合研究所 、中小企業総
合事業 団 の ご支援 、及 び多 くの専 門家 の御指導
を頂 きま した こ とに心か ら謝意 を表 します。
になる事。
② 現 物 の測定条件 (表面状態、形状効果、
製造経歴等)に よる測定値 の偏 リバ ラツキ
等 の原因を判別 し評価出来 る事。
③ 沢1定目的 に合せて工程 間検査及 び保全管
理検査等 の 目的に応 じた専用測定装置の開
発が必要になる事。
筆者紹介】
【
齋 藤雅 彦
的 マエ ダ
研 究 開発
顧問
〒223-0052 神奈川県大和市深見東 3-17
TEL :046-263-4320 FAX:046-263-3819
E―
mail:m_saitou@maedash cojp
<過 去 の 執筆実績 >
金属材料 第 10巻第 12号 「
強度 ・耐磨耗性 よ りみ た建
設機械用鋼板 」、 中小 企 業総合事 業 団 の委託研 究 に よ
る公 開説 明会 で研 究発表 「
透過型磁 気 セ ンサ式非破壊
検査装置」他
<主 なる業務歴 及 び資格 >
船小松 製作所 で鋳造技術 、検査 、材料試験 、低温鋼
株 式 会社 マ エ ダ
<代 表者名 > 前 田東吉
<本 社住所 >
〒242-0012 神奈 川県大和市深見東3-1-7
TEL :046-263-4320 FAX:046-263-3819
URL:httpti′www macdash cojp
met.orjp
E―
mail:ma9t―
med@aSahi―
<資 本金 >20百 万 円 <年 商 >336百 万 円
<従 業員数 > 30名
<主 要取 引先 >
清水建設い 、輸 アマ ダ、簡 コベ ル コマ テ リアル鋼管 、
戸 田建設l■
l、日立建機印 、
板 及 び高張力鋼 の 開発 、環境管理統括 、無鉛塗料 開発 、
JIS鋳鋼 品 の放射線 透過試験 と等級 分類 のRC小 委員 会
委員、的 日産 コー エ ー環境分析 セ ン タ事 業 の設立。神
奈川県技術 ア ドバ イザ ー、技術士 (金属 )、環境計量士 、
<事 業 内容及 び会社近況 >
省力化装置 は一般 産業用 か ら食器、土木、建設 な ど
幅広 い分野 で設計 か ら製作 まで行 う。油圧 シ リ ンダー
は油圧サ ー ボ シ リ ンダー を始 め特殊 シ リン ダの設計製
一
作 を含 め装 置 まで製作 す る。 方硬 質 ク ロム メ ッキは
一
ー
金型 、 ロ ル、 般機械部 品他 高品質 の厚 メ ッキ を提
環境 カウ ンセ ラー (環境省登録)。
供 して い る。今後 は金 属疲 労識 別装 置 に重点 を置 き拡
販す る。
検査技術 20047 45
￨￨￨￨￨￨￨lh
ゴ
蒻笏舗や
湖l奎
ヽ
麒
‖
￨:圏
墨
房
゛
゛
ヽ
需
軸躍,鞘蠍繭饉開1本
糞
は じめに
従来、半導体実装 の検査技術 は、光学的検査
が主流 であ り、 また半導体実装 の故障解析技術
は 、開封後 の 断面観察 が大半 で あ った 。即 ち、
光学 的 に実装 ハ ンダの形状 を計測す るこ とで 、
ハ ンダ接合 の 良否 を決定 し、 また断面 の光学観
察 によ り、故障 の原 因 を推定す ることが行 われ
て い た。
しか し、実装密度が向上す るにつ れて、光学
的検査 や断面観察等 では、的確 な検査 。故障解
析 が 困難 にな りつ つ あ る 。即 ち、BGA(Ball
Grid Array)やCSP(Chip Scale Packagc)と い
った高密度実装半導体 (第 1図 (a)参
照)の 出現
によ り、ハ ンダ接合面 は、第 1図 (b)に
示す よ う
(b)① 半導体、② ハ ンダボール、③基板
第1図
に、基板 (第 1図 (b)③
)と 半導体裏面 (第 1図
(b)①)と の 間 に挟 まれて しま い 、光学 的検査
は もはや不可能 にな り、 また切 断 による変形や
応 力 に よ り真 の 故 障解析 が 困難 にな りつつ あ
る。
また、BGA、 CSPの 基板 実装 につい ては、鉛
フ リーハ ンダの適用が推進 されて いるが、鉛 フ
リーハ ンダは従来のハ ンダに比 べ て 、機械 的 に
固 い ため変形 による応力がかか りやす く、 また
ハ ン ダボ ー ル 内部 に気泡が発 生 しやす い な ど、
接合信頼性 を確保す ることが 難 しい性 質 を有 し
て い る。 したが って 、光学的 な外観検査装置 だ
46 検 査技術 20047
けで は見 えない実装後 のハ ンダボイ ド検査 や ヒ
ー ル フィレッ ト検査 が不可欠 になってい る。
この よ うな半導体実装 の進展 に対応 して、空
間分解能 が飛躍 的 に向上 し、微小観察 が可 能 で
あ るこ とか ら著 しい進展 を遂 げ て い るのが 、 マ
イク ロ フォー カスX線 装置 に よる非破壊検査技
術 である。本稿 では、高密度実装半導体等 の微
小接合検査 を効率 よ く行 うため に開発 された透
SMX-looo」 を中心 に紹介す る。
視装置 「
マ イクロフォー カスx線 検査 システム…ゆ)
マイクロフォーカス透視装置
SMX… 1000」 について
「
報 として読 み出す ため 、 イメ ー ジ管 に比 べ 構造
が 単純 で コンパ ク トで あ り、 また画像歪が な い
な どの特徴 がある。
SMX_1000は 、BGA、 CSPな どの高密度 パ ッ
ケ ー ジの実装基板 の微小接合部 の非破壊検査 を
効率 よ く行 うため に開発 されたマ イクロ フォー
カスX線 透視装 置 で あ る。 この装 置 の特徴 は 、
デジ タル フラ ッ トパ ネル検 出器 (以下FPDと 略
す)と 密 閉管 タイプのマ イク ロ フ ォー カスx線
また本装置 では、微小接合部 の検査 を効率 よ
く行 える よ う に、倍率 を低 下 させ るこ とな く、
電子基板等 を斜 め に透視す る機能 もあ り、 さら
に光 学外観画像 上 で検査 した い箇所 をマ ウス ク
リックす れば、その箇所 のX線 透視像 を瞬時 に
透視 画像 で観 察 で きるばか りで な く、cTユ ニ
得 られ る機能 な ども装備 されてお り、以下 にこ
れ らについ て述 べ る。
(1)ク リア ー な画像
ッ トの搭載 で 3次 元的解析 も可能 としたこ とで
FPDは 画像歪 が ないの で 、検査対象 の形状 を
管球 との組み合 わせで 、歪 や ム ラの無 い鮮 明な
あ る。写真 1に SMX-1000の 外観 を示す。
忠実 に表現 で き寸 法計測 な どの浪1定精度 も向上
す る。 また従来 の イ メー ジ管 とは異 な り、周辺
の 明 る さが 中央 部分 に比 べ て低 い とい う現 象
(シェー デ ィ ング)も な く、画 素数 もloo万画 素
となった。
さらに空 間情報 のみで な く、画像 の濃度分解
能 も画像 に とつて重要であ る。従来X線 が 透過
しやす い領域 と透過 しに くい領域が混在 したサ
ンプ ル では、同 じX線 条件 です べ ての エ リアを
観察す ることがで きなか った。 これは イ メー ジ
管 の ダイナ ミック レンジが 8ビ ッ ト (256階調)
で あ ったためで ある。FPDで は12ビ ット、4,096
階調 の ダイナ ミック レンジがあるので 、本装置
で は 一 定 のX線 条件 で 取 り込 ん だ 画像 にお い
て、単 に画像 の表示条件明 る さコン トラス トな
どを調整す るだけで、吸収 率 の高 い領域 か ら低
い領域 まで を観察す ることがで きる。
(2)斜 め透視
従来 のX線 検 出器 は イメ ー ジイ ンテ ンシフ ァ
イヤ ー (以下 イメ ー ジ管 と略す)で あ ったが 、
X線 を光 に変換す る複雑 な過程 で信号 のS/Nが
劣化す ることや 画像歪みが生 じる こ と等 で 、改
善 の余地 があ った。 これ に対 して本装置で採用
したFPDは 、入力面 シンチ レー タ直下 に配置 さ
れた各画素 の フ ォ トダイオ ー ドア レイでx線 を
電荷 に変換 し、ト ラ ンジス ター ア レイが 画像情
X線 透視 画像 では照射方 向 の情報が積分 され
て重 なって見 えるので 、ハ ンダボ ー ルの形状 を
一 方向 の
画像 のみか ら正確 に判断す ることが 困
難 で ある場合がある。本装置では検 出器が最大
60度 まで傾斜可能 となっているため、第 2図 (a)
お よび第 2図 (b)に示 されるよ うに、電子基板 を
真 上か ら見 た透視 画像 では不 良が発 見 され ない
サ ンプルにお い て も、60度 方向 の観察 では不 良
箇所 が特定 で きる場合 が あ る。斜 めか らの観察
椰)…マ イクロフォー カスx線 検査 システム
多 くの工夫が盛 り込 まれてい る。第 3図 に本装
置 の操作画面 を示す。
驀 ,半善
讐
暴L
驚‖‖輔ル
雄轟鮭軸111機
θ
(a)傾 斜 な しの透視像
本装置 では光学式CCDカ メ ラカ奮PDの 近傍 に
内蔵 されてお り、検査前 に試料 の外観画像が撮
影 され る。 そ の 画像がX線 透視画像 表示 エ リア
の横 に表示 され、 観察 した い ポ イ ン トにマ ウス
の カー ソル を合 わせ て クリックす るこ とで位置
決 め 、 ス テ ー ジの移動がで きる (第 3図 右上波
線参照)。表 示 され る外観 画像 はズ ー ム で きる
ので正確 な位置決めが可能であ る。
(b)60度傾斜の透視像
第2図
機能 は、単 にハ ンダ接 合部 の みではな く、部品
の形状 によって観察箇所 が他 の部 品 と重 なって
見 づ らい場合 に も有効 であ る。
(3)優 れた操作性
オペ レー タの負荷 を軽減す るため に、ド アの
構造 と して始 めて 2重 のス ライ ド扉 を採用 し、
幅 535mm高 さ400mmの とい う大 きな開口部 を
また本装置では透視画像 が表示 されて い る画
面上で、 カー ソル を移 動 させ マ ウスの 3つ のボ
タ ン を用 い て 、 ス テ ー ジの操作 (xY移 動 、倍
率 の変更、検 出器 の傾動)が 行 える。従来 の よ
うに装 置 の観察窓か らレーザ ーマ ー カー を頼 り
にジ ョイス テ ィ ックで位 置決 め操作 を行 う方法
に比 べ て 、 モ ニ ターの透視画像 に注 目 しなが ら
位置決 め操作がで きるので、 オペ レー タは検査
に専念 で き操作性が向上す る。
さ らに画像 の コ ン トラス トや 明 る さの 調 整
実現 した。 また搭載 で きる基 板 サ イ ズ も400×
も、あ らか じめ見 た い部位 (材質)に よってセ
ッ トされた値 を検査 条件 か ら選択 す ることで最
350mmの 大 きさで あ る。 また 、本装 置 で はで
きるだ け オペ レー タが検査 に専念で きる よ うに
適 な画像 を瞬時 に見 るこ とがで きる。 加 えて、
サ ブ画面表 示 エ リア上 に参照画像 を呼 び出す機
48 検 査技術 20047
マ イクロフォーカスx線 検査 システム…に)
能 によ り (第 3図 右下)、観察時 に過去 の 良品、
不 良品画像 をこの エ リアに表示 させ、参考 に し
なが ら判定 を行 う ことがで きる。
また保 存 した画像 の一 覧表示機能 にお い て画
像 を選択 す る と撮影条件 や ス テ ー ジ位置が 自動
的 に再現 で きる機能 も装備 されて い る。 この機
能 を使 えばオペ レー タが代 わって も同 じ条件 を
簡単 に再現 で きる。
SMX‐ 1000L」 について
大型基板対応 「
S M X - 1 0 0 0 の 特 徴 をそ の ま ま移 植 しつ つ 、
写真 2
6 7 0 m m × 5 7 0 m m ま での 大型基板 が 検査 で きる
S M X - l o o o L 」 ( 写真 2 ) も ライ ンナ ップ
装置 「
に力日わつた。
よ うに工 夫 が されて い る。
ち、開口部が大 きい こと も特徴 のひ とつ で あ り、
ス テ ップ送 り機能 とは別 に、任意位置 の検査
ポイ ン トを登 録 しその後 一 連 の測定箇所 を連 続
して検査 す るこ と も可能である。 同 じ種類 のサ
L サ イ ズ の大型基板 で あ って も装置 へ の 出 し入
ンプル を多数検査 す る場合 に有効 である。第 1
れが極 めて容易 になっている。また、F P D 採 用 に
よって、歪 みが な くダイ
表 にSMX 1000と 10ooLの主 な仕様 を示す。
搬入扉 は標準 タイプ と同様 の 2 枚 扉構造 を持
ナ ミック レンジの広 い画
第 1表 SMX-1000シ
像が得 られ 、斜 め透視 や
リーズの主仕様
S M X - l C X 1 0 ( 標準 )
優 れ た操 作 性 も、sMx_
SMX-1000L(標 準)
装 置
1000と同様 に活用 い ただ
け る よ うにな ってい る 。
さらに、大型 パ レッ トに
搭載 された試料 の一括検
査 に も適用 で きる よ う、
パ レッ ト上 に配置 された
部 品 に対 しては、 ス テ ー
ジを等 間隔 で移 動 させ る
ス テ ップ送 り機能 で作業
の効率 を向上 させ ること
がで きる。 各 ポイ ン トに
お い て待 ち時間や画像 の
仕 様
空間分解能
ス テ ー ジサ イズ
5ミ クロ ン
350× 400mm
積載可能重量
最大5 k g
受光部傾動
最大60度
最大出力
90kv(10w)
フラ ッ トパ ネル検 出器
検 出器
検査視野
保存 もあ らか じめ設 定 で
きるのでオペ レー タはサ
倍率
ンプル画像 を参照 しなが
本体 の大 きさ
ら目視判定 に専念 で きる
装置重量
570× 670mm
2∼ 35mm
約6∼ 158倍
ユ ーテイリテ イー
AC ICXIV∼ lkVA
995 Wl×99αD)×1,285(H)mm
H)mm
1,55000×1,50α
功×1,30α
糸
り500kg
約950kg
検査技術 2Clk14 7 49
bl…マ イクロフオーカスX線 検査 システム
CT撮 影機能
内部構造 の 3 次 元形状 をよ り詳細 に観察す る
場合 には、任意断面 の形状 を非破壊 で観察す る
こ とので きるc T 撮 影 機 能 が 大 変有 効 で あ る 。
このた めS M X _ 1 0 0 0 / 1 0 0 0 L 用 の オ プシ ヨンと
して、V C T ユ ニ ッ トを開発 した。 したが つて 、
この ワ ンタッチ化 されたV C T ユ ニ ッ トを付加す
るこ とに よ り、簡単 にX t t C T 画 像 を得 ることが
可能 となった。
V C T ユ ニ ツ ト外 観 を写 真 3 に 示 す 。試料 は
V C T ユ ニ ツ トによつて、水 平 に保持 され る。 こ
のため 、保持 で きる試料 の大 きさ、重量 に制限
があ り、ガヽ
型の電子部品 のC T 撮 像 に適 して い る。
第4図
つて 任 意 の 断面 が 表 示 で きる よ う にな って お
り、内部 の電極 や セパ レー ターの状況 も明瞭 に
分解 されて い る。
おわ りに
今 まで に記載 した マ イク ロ フ ォー カスX線 透
視装置やCTは 、主 にX線 による形状観察 によ り、
ハ ンダ接合の検査等 を行 うもので あ ったが 、今
後 と も空 間分解 能 を向上 させ て 、透視 やCTに
よる形状観察 を細 密化す ることによ り、更 に一
層 の検査技術 の 向 上が図 られ る もの と思 われ 、
X線 を用 いた非破壊検査 は今後 の高密度実装技
術 の評価手法 として益 々重要 になって くる もの
写真 3
VCTユ ニ ツ ト使用時 は、X線 は下か ら上 に向
かって照射 され 、透過画像 が フラ ッ トパ ネ ル検
出器 で検 出 され、専用 ス テ ー ジで試料 を精密 に
360度 回転 させ る こ とに よ り、 これ らの透視画
像 か ら内部断層像 を再構成す る。 このユニ ッ ト
では 1回 の試料 の 回転 によって複数 の断層像 を
同時 に計算 で きる コ ー ンCTと よばれ る技術 が
採用 され、短時間で 3次 元情報 を構築 で きる よ
うになった。
電解 コンデ ンサ ーの撮影結果 の例 を第 4図 に
示 す。画面上 の カー ソルを移動 させ ることによ
50 検査オ
支術 20047
と思 われる。 なお透視装置等 の詳細 やそ の他 の
応用例 な どは、下記 の弊社 ホ ー ムペ ー ジを参照
下 さい。
〈http:〃
www.Shimadzu.cojp/〉
筆者紹介】
【
開本 亮
m島 津製作 所
分析計 測事業部 NDIビ ジネスユ ニ ッ ト
NDIビ ジネスユ ニ ッ ト統括 マ ネー ジャー
〒604-85H 京 都市 中京 区西 ノ京桑原町 1
TEL i 075-823-1641 FAX:075-823-1685
E―
mail:[email protected]
1梢
踊鰤山輌Ⅲ■≧曇
は じめに
X線 を用いる非破壊検査
電子情 報技術 (IT)の時代 で は 、 イ ン タネ ッ
トを中心 としたデジタル化が進 み、電 子情報 シ
ス テ ムが 急速 に発 展 して い る。 それ とともに、
電子部 品、半 導体 パ ッケ ー ジの 、小型化 、高集
積化 、高性能化 が進 んでい る。 そ の 中 で もLSI
X線 を用 い た非破壊検査 は、半導体 パ ッケ ー
ジにス トレス を加 える ことな く、非接触 で検査
で きる特徴 があ る。検査 手法 は 2次 元 (2D)お
よび 3次 元 (3D)の 画像 を得 られ る もに大 き く
分 け られる。 第 1図 にイメ ー ジング技術 の概念
(Large Scale lntegrated Circuit大
規模集積 回路)
の高集積化、小型化が急速 に進 んでお り、中で
を示す。
もBGA(Ball Grid Array package)や
CSP(Chip
Scalc Package)な
どの 内部構造や半導体 パ ッケ
ー ジのハ ンダボ ー ル と基 のパ ッ ド間の接
板
合部
分 を検査 した い とい う要求 は高 まって い る。 こ
であ る。X線 透視 は 3次 元 の物体形状 を 2次 元
に圧縮す るこ とに相 当 し、X線 透過方 向 の情報
の部分 は外観検査 では不可能 であ り、電気 的な
2Dの 透視画像 を得 る ものが 第 1図 (a)x線透視
が重 なるため、注 目す る画像があ る程度犠牲 に
なるが、効 率 良 く検査 や解析 がで きる特徴 があ
る。 また、広 い領域 を透視 で きるエ リアセ ンサ
検査 で も限界 がある。そ こで 、超音
波 やX線 を利用 して画像化 す る非破
壊検査 法が開発 された。 これ によ り
検査試料 の 内部 まで検査す るこ とが
可能 となった。 現在 、半導体 パ ッケ
ー ジの非破壊検査法 としては
、超音
波 、X線 、 マ イク ロ波及 び赤外線 を
利用す る検査 があるが 、先 に説明 し
たBGAや CSP等 の半導体 パ ッケ ー ジ
の検査 には、X線 を使 用す る検査 が
主流 とな っている。
X線 ビーム形,大
X"当
物体
X線
セ ンサ
画
イ メージング手法
像表示
(a)X線 透視
D
門獨 □□ 靱偽
(b)XttCT
第 1図 X線 イメージング技術
検査技術 20047 51
検査
り)…
半導体、パッケージLSIの
を用 い るので 、一 度 に広 い領域 を透 視 で きる。
3 D の 画 像 を得 る もの が 第 1 図 ( b ) X t t C T
高 X線 管電圧 160kV、 焦点 サ イ ズ最小 2μmの 開
放 ・端 窓型 の マ イク ロ フ ォー カスX線 装置 を使
( C o m p u t e d T o m o g r a p h y )あ
でる。 2 D 画 像 の 欠
点 で あ るX 線 透過方 向 の情報 の重 な りの な い 、
用 す る。 開放型X線 装置 は フイラメ ン トを数百
時間 ご とに交換 す る必要 があ るが 、交換時 のア
ライメ ン ト調整 が不要 なクリックイ ンカソー ド
を使用 し、 また交換後 の ビー ムアライ メ ン トの
連続 した断面画像 で3 D 情報が得 られ る。
マイクロフオー カスX線 検査装置
自動化 によ り性能 を維持 して使用す ることがで
きる よ うに工 夫 して い る。X線 セ ンサ には高解
ー
前 述 の よ うに、半 導体 パ ツケ ジの 高 集積
化 、及 びそれ ら部 品 の 実装 にお け る高密度化 に
ー
対応 す べ く、X線 透視 は マ イク ロ フ ォ カスX
像度、高 コン トラス ト比 の4/2イ ンチ、デ ュ ア
ル ・フ ィー ル ドタイプX線 Ⅱと光学系 、CCDカ
線装置 を利用 した高拡大率 の透視装置 として進
化 して きた。 これ はX線 焦点寸法 lμmか ら数 10
組み
μmの X線 管 とX線 Ⅱ (Imagc lntensiner)を
合 わせ 、XttIIの出 力像 をccDカ メラで撮像 す
る こ とに よ りX線 透視 画像 を得 る もので あ る。
一 般 的 にマ イク ロ フ ォー カスX線 透視検査装置
と呼 ばれてお り、テ レビカメラで撮像す ること
で リア ル タイム に動画像表示 が可能である。
動作 は以下の とお りである。
X線 源 か ら放 射 され たX線 は物体 を透過 し、
X線 像 を形成 してX線 Ⅱへ 入射 す る。X線 Ⅱで は
X線 像 を可 視光像 に変換 し、入力蛍光面 の輝度
を数万倍 に増幅 して出力す る。そ の可視光像 を
パ ーソナル コンピュー タ(以下PCと 表す)に取 り
メラを組 み合 わせ て い る。そ れ によって得 られ
たX線 透視 画像 をPcに 取 り込 みPCモ ニ タ上 に
表示す るシステ ム となって い る。以上 の組 み合
わせ によ り、実測 33 Jp/mm(1組 30/ymの縞)以
上 の解像 度が得 られ、4,000倍以上 の拡大率 で
観察 で きる。
LSIは従 来 の ビング リッ トア レイか らBGAや
バ ンプ (Bump)接 続 にな って きてお リボ ー ル系
BGAで 300μm前 後 、 バ ンプで は、 80μm付 近 の
寸法 で あ る。 コンデ ンサ、抵抗等 も表面実装用
の形状 (SMD)で 、 しか も半 導体 を含 むプ リ ン
ト基板 の両面 に部 品 を実装す る両面実装 が増加
して い る。 BGAを 実装 した プ リ ン ト基板 の 検
査 で は、材料、 プ ロセス 、製造 工 程 で 、以下 に
示す項 目の検査 が必要 になる。
込 み画像処理 しPCモ ニ タ上 に画像 を表示す る。
マ イク ロ フォー カスX線 管 の焦点寸法 が 極 めて
① ボ ールの欠落
② ボ ールブリッジ
小 さい こ とか ら、焦点 ボケが 少 な く、物体 をx
線焦点 に接近 させ ることで、数百か ら数千倍 の
③ ボ ールの変形 (面積 ・真円度)
④ プ リン ト基板 に対する位置ずれ
⑤ デ バ イス側 の接合状態
幾何学的X線 像拡大率 を得 ることがで きる。
このX線 透視像 の うち、CTと して有効 なデ ー
タを用 い て 断面画像 を再 構成す る装置 が 「マ イ
ク ロCT」である。
ー
多方 向透視 マイク ロフ オ カスX線 検査
装置 での検査
⑥ プ リン ト基板側 の接合状態
半導体パ ッケー ジ側、 プリン ト基板側 の接続
状態 については、平面方的 な検査 だけでは必要
な情報が重な りあい、接合部 を見 ることがで き
ない。そ こで、プリン ト基板 に実装 された部品
をい ろいろな方向か ら透視可能 な装置が必要に
なる。
高精度 で高拡大率 を必要 とす る電子部 品や表
面実装 の 内部構造検査 、各種部 品 の検査用 に最
52
検 査才
支術 20047
プリン ト基板 を傾斜 させ斜 め方向か ら検査す
る手段 では、拡大率が低下 し、プリン ト基板 を
半導体、パ ッケージLSIの検査…61
動 か す ことがで きない ので検査方向 が 一 方向な
って しまう。 多方向透視 タイプではプ リ ン ト基
板 を水平 に置 き、斜 めか らx 線 を照射す るこ と
がで きる。 さらに回転機構 には、ス リップ リ ン
グを採用 し高精度 な回転 中心精度で回転 させ る
ことによ り全方位 の検査が視野 を外 さず に検査
す る こ とがで きる。 第 2 図 は実装基板 のB G A
ボ ー ル接 合部 を検査 して い る様 子 を示 して い
る。
基板を回転 //
第 3図 テ ーブル回転時の 自動視野補正
拡大率変更
による視野ずれ
Ｚ
命＝＝←
パツケージ側
接合部
■
r‐―一 一 ___:__は
――― ― /
4 軸 試料
テーブル
「 「
￨
￨
￨
￨
Xtt11傾
斜 による
視野ずれ
プリント
基板側接合部
,1ガ
映像が回転する
′
X線 管
透 視像
第 2 図 ボ ール接合部周辺検査の説明
( 1 ) 視 野 補 正 と干 渉 防 止 に つ い て
被検体 を回転 させ る と通常視野 中心 と回転 中
心が合 って い れば、画像 は視野 中心 をセ ンター
として 円 を描 くよ うに回転す る。視野 中心 とテ
ー ブルの 回転 中心がずれて い る
場合 にはテ ー ブ
ル を回転 させ る と元 々の撮像部が視野か ら外 れ
る。 同様 にXttIIを 傾斜 す る場合 も傾斜 の 向 き
に合 わせ て機構 部 を操 作 す る こ とが 必 要 で あ
る。 この操作 の煩 わ しさを回避す るため に現在
の視野 中心 にある部分が、回転 ・昇 降 ・傾斜 を
行 って も常 に視野 中心 になるよ うに被検体 の位
置 を 自動補 正 して い る。
第 3図 に示 す 回転 角 △θに対 して △X、 △Y
の補正 を回転 角 △θに対 して行 う、 またテ ー ブ
検体 とクロスす る位置が変化す るため この分 も
補正 している。
また、第 5図 に示す ようにXttIIとテーブル
間が近 い場合、X線 Ⅱを傾斜するとxttIIがテー
ブルに干渉す る。 こうした干渉 を防止す るよう
に各軸 の可動
範囲 を自動的
に制 限す る。
この干渉位置
は 、XttHや
テー ブルの位
置や傾斜、各
軸 の動 き、各
軸 の 同時動
︲
線
ヽ
ｘ
常 に視野内 に維 持す るため には、撮像部 の移動
ル を昇降 させ た りXttIIを傾斜 させた りす る場
合 は、第 4図 に示す ようにX線 ビーム中心が被
□︲
と反対向 きにずれ る、そ のため特定 の撮像部 を
第 4 図 テ ーブル昇降 ・I I 傾斜時の自動視野補正
￨).
テ ー ブル
干渉す る
X線 管
第 5図 傾 斜 による干渉
検査技術 20047 53
ー
ИI…半導体、パ ッケ ジLSIの検査
作 、お よび各軸 を動 かす順序 によつて も異 なる
は、 ボ ー ルの欠 け、 ブ リ
条件 での透視画像( a ) で
ため高度 な制御が必要 である。
ッジ、 はんだの過大及 び過少、形状異常 な どを
はんだボ ー ル 1 つ だけ を
(a)の
検査 で きる。( b ) は
( 2 ) 検 査画像例
B G A パ ツケ ー ジを搭載 した実装基板 のx 線 透
視画像 を第 6 図 に示す。
B G A パ ツケ ー ジ全 体 が視 野 に納 まる拡大 率
(a)X線
拡大 した もので ある。 はんだ 内 にあるボイ ドが
よ く識別 で きて い る。 また、( d ) は
(b)と
同一 のは
んだボ ー ル を6 o °
傾 け た角度 か ら撮像 した画像
照射角度0°での透視画像
Ｉ
ト
￨ボ
￨イ
鱚
(b)X線
(C)X線
照射角度0°での透視画像
での透視画像
l d ) X 線 照射角度6 0 °
(e)x線
第 6 図 線 照射角度0 °での透視画像
54
おだ2蜃
l支
″
庁 20047
照射角度0°での疑似立体表示
での疑似立体表示
照射角度6 0 °
半導体、パ ッケージLSIの検査…6)
である。 はんだボールが半導体パ ッケー ジ側お
よびプリン ト基板側 と接続 されてい る面が よ く
観察 で きてい る。
さらに図(C)と
それぞれ(b)と
(d)の「
(e)は
疑似立
体表示」である。疑似立体表示 とは、撮像 した
画像 を数画素ず らして、元 の画像か ら減算す る
ことによって、あたか も立体的に見える画像 を
生みだす機能である。 この表示機能 により変化
が少ない画像域 は、平坦 な画像 になるので、 ボ
( F P D ) を 採用 した モデル をライ ンナ ップ した。
F P D は 、画像 の歪みが な く、 ダイナ ミック レン
ジが広 い とい う特徴 を持 ってい る。従 来X 線 透
過 量 が 大 き く異 な る 実 装 基 板 の パ タ ー ン と
B G A ボ ー ル とを同 一 画像 上 で観 察す る こ とは
難 しか ったが 、 これ らを同時 に検査す ることが
可能 にな った 。 また、全 ての操 作 がP C か ら行
え、 さらに画像 コン トラス ト自動調整機能 の搭
イ ドお よび輪郭 の変化 が大 きい部分 を強調 して
表示す ることがで きる。
最 新 型 マ イ ク ロ フ ォー カ スX線 透視
検査装置
( 1 ) 装 置 の 概要
弊 社 マ イ ク ロ フ ォ ー カ スX 線 透 視 検 査 装 置
( T O S M I C R O N ― S シ リー ズ ) の 仕様 を第 1 表 に 、
外 観 を写真 1 に 示 す 。
T O S M I C R O N ― S シ リー ズ は 、新 開発 の 高 速 、
高精 度試料 テ ー ブル に よ り、検査 時 間 を大 幅 に
短 縮 させ る と と もに、X 線 を可 視 画像 に変換 す
るX 線 検 出 器 に フ ラ ッ トパ ネ ル デ ィ テ ク タ
写 真 l TOSMICRON S4000シ
リー ズ の 外 観
第 1表 垂 直方向透視型 マ イクロ フォー カスX線 検査装置 シリーズの仕様概要
形 式
管電 圧
X線 管
X線 幾何学倍率
検査室
TOSヽ 1lCRON― S40901N
S4090FD
垂直方向透視型
X線 管 管電圧 10∼90kV
管電流 001∼ 02mA
管電 流
焦点寸法
イメー ジング
システム
TOSMICRON―
焦点寸法 5μ m(最 小)
X線 幾何学倍率 68倍
解像 度
検出器
331o/mm以
上
4/2"XttII
FPD(受 光面サ イズ (52×52mm)
モニ タ
17型 カラ ー モ ニ タ
テー ブル寸法
(X)350×(Y)300mm
テ ー ブルス トロ ー ク
シー ル ドボ ックス
装置 の操作
外形寸法 ( 最大)
W× D×H(mm)
(X)350×(Y)300mm
鉛遮蔽 (漏洩線量lμSv/11以
下)
マ ウス操 作
1〔
ЮO× 1050× 1750
質量
り790kg
糸
電源
AC100V
検査技術 20047 55
に￨…半導体、パ ッケージLSIの検査
載 によ り、従来 は複雑 な操作 を必要 とした検査
ポイ ン トの設定や画像 コン トラス ト調整 をワ ン
④ 多 彩な制御 。画像処理ソフトウエア (第
タ ッチで行 うことがで きる よ うになった。
(2)特 徴
1 1 図)
新 開発 の 当社 オ リジナ ル制御 ソフ トウエ
アによ り多様 なニ ー ズ に対応 で きる。
① 高 速、高精度試料 テーブルを搭載 し、検
査時間を短縮 (従来当社比 1/2)
② X線 幾何学倍率最大68倍まで連続可変
③ テ ーブルナ ビ機能 の搭載 により、検査 ポ
イ ン トヘ高速移動
広 い ダイナ ミッ
④ FPD搭 載型 では、12bitの
クレンジと歪のない鮮明 な画像 を実現
cr)搭載 型
⑤ 高 感度XttI.I.(Image lntensi■
ラインナ ップ
ヽ
100μm
⑥ オ プシ ョン装置 の充実 (基板傾斜装置、
2軸 回転装置)
⑦ 多 彩な画像処理機能お よび、業界 トツプ
クラスの操作性
⇔
第 7図 ICボ ンデ ングワイヤ
(3)機 能紹介
① 最 新型 マ イクロ フォー カスX線 発生装置
とセ ンシング技術 により高倍率かつ鮮明 な
X線 透視画像が得 られる。 (第7、 8図 )
② テ ーブルナ ビゲー シ ヨン機能 により、検
査 対象物全体 の 画像 か ら任意の場所 をク
リックするだけで、瞬時に位置合わせが可
能 であ る (第9図 )。
③ FPDの 特徴 を生か し、ダイナ ミックレン
ジが 広 く歪 の な い 画像 が 得 られ る (第10
図 )。 ま た 、
コ ン トラ ス ト
第 8図 チ ップ コンデ ンサ (0603)
.・7
調 整 の 自動 最
適化機能 によ
り、最 適 な画
像 を容 易 に表
示 させ る こ と
がで きる。
(a)テ ー
( b ) X 線 透視画像
14
(C)任
第 9 図 テ ーブルナビゲーション適用例
56 検 査技術 20047
意の場所の拡大画像
半導体、パ ッケージLSIの検査…け}
(a)従 来のX線 条件設定
基板 パ ター ンを見 る条件
(b)FPDに
BGAボ ー ルを見 る条件
よるX線 条件
1条 件 で確認
第10図 FPD画 像の特徴
…
…
…
…
…
Ⅲ
(a)ワ イヤのX線 透視画像
(b)差 分機能
爾 ゆ
￢
>
(d)擬 イ
以カラー
線透視画像
l
→
(a)3D表 示
第11図 テ ー ブルナ ビゲ ー シ ョン適用例
検査技術 20047 57
は)…半導体、パ ッケージLSIの検査
ォー カスX 線 透視装置 であ り、X 線 量子 ノイズ
マイクロC T
マ イク ロC T の 仕様 を第 2 表 に、外 観 の例 を
写真 2 に 示 す。 マ イ ク ロ フ ォー カスX 線 装置 、
セ ンサ部 、 ス キ ヤ ン機構等 はX 線 遮蔽 を施 され
を低減 させ るために画像積分 を行 う。C T は 物
体 の全周方向か らX 線 投影 デ ー タを得 て、画像
再構成処理に よ り断面画像 を得 る。物体 のスキ
ャ ン位置、X 線 投影 の拡大率、X 線 条件等 のス
たX 線 検査 室 内 に収納 さ
一一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一一
一
一
一
一
・
・
・一
な よ うに安全装置 が施 さ
れて い る。
磯罐瑾震
れ 、 どこにで も設置可能
マ イク ロC T は X 線 透視
像 の うち、 C T と して有
効 なデ ー タを用 い て断面
画像 を再 構 成 す る。第 1 2
図 に シス テ ム 構 成 を 示
す。 デ ー タ収集 システ ム
の基 本構成 はマ イク ロ フ
写真 2 マ
イクロCTの 外観
第 2表 マ イクロCTシ ステム仕様
仕様
項目
スキ ャ ンエ リア
Φ200× H300mm
スライス厚
任意寸法指定(min lμm)
スキ ャ ン方 法
ハ ー フス キ ャ ン ( 1 8 0)°
、オ フセ ッ トス キ ヤ ン、
、 フルス キ ャ ン ( 3 6 0)°
マルチスライス ・スキャン、コー ンビー ムスキャン、 オフセ ッ ト ・コー ンビームスキャン
ビュー数
画像 マ トリックス
最大4800ビ ユー
2048× 2048、 1024× 1024、 512× 512
画像表示
1024× 1024画 素
画像再構成演算
64ビ ッ ト
最大透過能力
アル ミニ ウム i150mm 鉄
スキ ャ ン時 間
最短22秒
オー トズ ー ミング、擬似 カラー
ズー ミング : 任意の拡大率 まで画像再構成可能
画像処理機能
:30mm
相当
マルチフレーム表示
統計計算、寸法測定
マ イクロフ ォー カスX線 発生装置
30∼ 225 k V/001∼
イ メ ー ジ ング システ ム
ンチ トリブルフィール ドXttII
9,6,45イ
CCDカ メラ (140万
画素)
テー プ ル
lmA
直径 :Φ 200mm
積載質量 :15kg
テ ー ブルス トロ ー ク
左右動 : 7 5 0 m m
前後動 : 2 0 0 m m
昇降 : 3 0 0 m m
±30°(オプション)
傾斜
X線 フイルタ
厚 さ切替 え可能
X線 検査室
寸法 :2225(W)× 1060(D)×1360mm(H)
質量 :19∞kg
58 検 査技術 2∞47
半導体、パ ッケージLSIの検査 …り)
線検査室 (X線 遮蔽)
回転テーブル
デー タ収集装置
機構 ドライバ
デ イス プ レイ
ディスプレイ
インターフェース
画像再構成
処理部
第 12図 マ イクロCTシ ステム構成図
スキャン準備
システムの校正
スキャン条件指定
スキャンスター ト
X 線 透視/ 画 像積分
デー タ前処理
スキャン平面相当デー タ補間
その他補正
画像再構成
断面画像表示&記 憶
第13図 マ イクロCT動 作 と処理
検査技術 "“ 7 59
検査
110…
半導体、パッケージLSIの
キ ャ ン条件 を決 めた後、 システムの校 正 を行 っ
てか らス キ ャ ンを開始す る。回転 テ ー ブル を回
一
定 ピ ッチの角度毎 にX線 透視
画像 を収集す る。ccDカ メラ内 で アナ ロ グか ら
デ ィジタルデ ー タに変換 して中央制御装置 ヘ デ
転 させ なが ら、
ー タ転送す る。 マ イク ロ フ ォー カスx線 装置 は
ター ゲ ッ トにμmオ ー ダー で 電子 ビー ム を収 東
させ るた め 、
微 小 焦 点寸法 の利 点 が あ る反面 、
い
大 き X線 管電流 を流せ な い 。 したが って 、X
線利用効率 の優 れたス キ ャ ン方式 を採用す るこ
とは マ イ ク ロCTに とって 重 要 な要件 で あ る 。
第 13図にマ イク ロCTの 動作 と処理 の 流 れ を示
す。各投影角度 で得 た透視 デ ー タに対 して様 々
な補正 を行 ってX線 投影 デ ー タを作成す る。 こ
プリント基板
500μ m
写真 3 BGA断
面画像
れ等 の補 正 を前処理 と称 してお り、前処理が完
了 した投 影 デ ー タが で きれ ば 、画像 再構 成処
理、
画像処理、管理等 は通常 のCTと 同様 である。
画 像 再 構 成 は フ イル タ補 正 逆 投 影 法
( F B P I F l l t e r e d B a c k P r a e c t i o用
n )い
をて い る。
三 次元 画像作 成 ・表示 ・計 測 や標 準 的 なC T の
ソフ トウエ ア も共通 に利用 で きる。
マイクロC T で は数m m の デバイスか ら、1 0 0 m m
を越 えるプ リ ン ト基板 まで、 l o o 倍近 い寸法比
の物体 をスキ ャ ン対象 にす るため 、回転 テ ー ブ
ル とセ ンサの位置 を 自由 に設定 で きる連続可変
ジオメ トリを採 用 して い る。これ に よ り物体 の
大 きさや解析 の 目的 によ り自由な画像再構成 エ
リア と分解能 を選択 出来 る。 これ らの工 夫 で 、
数 μm の 空 間分解能 を得 られ る。
写真 3 と 写真 4 に 断面画像 の例 を示す。写真
3 は B G A の 断面 画像例 で 、 ハ ン ダボ ー ルの 直
m で あ る。主 として プ リ ン ト基板側
径 は約 5 0 0 μ
の接続状態 を解析す る場合が多 い。写真 4 は 外
形 寸法 約 5 m m の リチ ウ ムニ 次 電 池 の 断面 画像
例 で 、構 成 要素 の 構 造 に注 目 して い る。い ず れ
も数μm の 空間分解能要求 される。
5mm
写真 4 リ チ ウムニ次 電 池 断面画像
筆者紹介】
【
鶴 祥 司
東芝ITコン トロー ル システムm
CAT事 業部
システム設計 第 1担 当
〒1830043 東 京都府 中市東芝 町南 1番 地
的 東 芝府 中事 業所 #22
TEL :042-333-2574 FAX:042-340-8085
E―mail i [email protected]
60 検 査オ
支術 20047
り,…超音波探傷器 ・システム
日awMike ハ
ンデ ィ超音波探傷器
21.503
/1■lアイ 。エス ・エル
本器はIS09KXll認
定の ドイツエ場 で造 られた、信頼ある超音波探傷器です。
日本向けにЛSの DACと 鉄筋 の圧接部 の検査機能 を追加 し、高所 での作業
を考慮 し、
堅牢で持 ち易いハ ン ドルを採用 しました。
● 1キ ー 1フ ァンクション思想 の扱 い易 い操作 キー。
●防滴構造 で堅牢なアル ミ引 き抜 き材 を使用 したケース (独ボプラ社製)
●画面 の更新 は60Hzと高速で見やす い高視野バ ックライ ト付 LCD。
●周波数帯域 は05∼ 15ル
Hzと 鉄、非鉄、プラステイツクなど十分 カバ ー。
0何 処で も売ってい る市販 の単二電池で 8時 間動作可能。
●斜角探傷時の探触子距離、欠陥深 さ自動計算表示。
●JISDACは 基準線 を書 くと、+6/-6/-12dB線
は 自動描画。
●圧接協会基準 に適 合 した自動検査 ソフ ト内臓。
O測 定 レンジ 3∼ 30∞mm
O 感 度設定 0 ∼ H O d B 0 0 5 / 1 / 2 / 6 / 1 2 d B ス
テ ップ
0 寸 法 2 4 4 幅 ×1 9 6 高×5 3 厚m m
40‐
問い合わせ先/ T E L : 0 7 4 2 ‐
2345
∪RL:http:〃 www.i―sl co.ip
超音波 パ ルサー ・レシーバ ・キット KIPRAD1 /1.lァ
エル
ィ.ェス・
●PCと 繋 いで 、探傷器 になる、 キ ッ トで す。
●探傷 器 の原理 、構造 を理 解 で きる様 、丁寧 な取説。
●難 しい部 分 は実装 済 み の半完 成 キ ッ ト500Vの FETパ ルサ ー が選択
で きます。
●ア ンプの帯域 は 1 0 o M H z を 超 え、 1 0 0 M H z の 探触子 M H z の 探触子 ま
での試験 に使 え ます。
O P C での観 測 の他 、市販 オシ ロス コー プに繋 いで波形観測 で きます。
微細 欠陥検 出 も感度 的 に十 分 です。
●制御 と波形 の取 り込 み はu s B を 通 して行 い ます。
問い合わせ先/TEL:
URL:
超広帯域低周波 UC丁 18U…1
0742-40‐2345
httpyA″ww.i‐sl.co.ip
/1tlアイ 。ェス ・エル
●l K H z ∼ 5 M H z の 超広帯域領域 での高 S N 計 測可能。
●コ ン クリー トで5 0 m の 透過能力が あ ります。
●コ ン ク リー トの大型構造物 ばか り出な く、 スポ ンジ、ケ ー キな ど今
まで超 音波 の対象外 の材料 の検査 も可能です。
●送信 回路 はステ ップ関数型 を使 用 し、D C か ら振 動子 の周波数 まで
の非常 に広 い超音波 を発 生可能です。
●探触子 は内部 に送信 回路 、受信 回路 が組 み込 まれて い るアクテ イブ
UCT12dB装
置 とアクティブ探触子の外観
型 です。
0 さ らに、探触子 内 にはマ イ ク ロ プ ロセ ッサ ーが 組 み込 まれ て い て、
本体 と通信 して最適 な設 定 とす る事 がで きます。
2345
問 い合 わ せ先/ T E L : 0 7 4 2 ‐4 0 ‐
URL:httpノ A″ww.i‐
sl.co lp
62 検 査技術 20047
超音波探傷器 ・システム… 鰺)
丁omoscan Ⅲ
/ア ールディテック ・アジアい
■概要
弊社TomOscall S/Vの
機能を増強し、新 しいコンセプトに基づいた新製品です。
ヘの
ラント
適
用を
中
心
カプ
に
l避
僣
雪
響
鷲緩
籠
讐
綾告
婁
畠
ゴ「
蹴
■特長
0コ ンベ ンシ ョナルuT フ ェー ズ ドアレイuT・ ECTに 対応 し、併用可能で
す (オプション)。
OA/Dコ ンバ ー タ12bit化
、平均処理 ・波形調整のデ イジタル化、イーサネ
ッ ト接続 をlooBASE‐
T対 応 とするなど、処理 の高速化 を図 りました。
●取得 したデー タは、デ ィジタル形式で全て残す ことが可能です。
■仕様
0内 蔵32チヤンネルuT(ベ ー シック)
oフ ェーズ ドァレイ オ プション最大 同時32/128チ ヤンネル
●ECrオ プション loHz∼6MIIz、
4コ イル入力、ア レイ最大64チヤンネル
●リアルタイムA,B,C,D―
scan,TOFDイ メー ジ表示
ー
・
0デ タ コンプレッション機能 (ファイル容量節減)
。デー タ転送速度 5MB毎 秒
。2軸 エ ンコー ダ入力
問 い合 わせ先/ 丁 E L : 0 3 - 5 6 1 4 - 4 3 3 0
URL:httpノ A″ww rd―tech co ip/
Quickscan U丁 /PA
/ア ールディテ ック ・アジアlal
器 経
本 ス
■概要
弊社 の超音波検査 ノウハ ウを、産業 ライ ン向けに特化 させた機種です。マルチ
チ ャンネルu T ・ フェーズ ドア レイu T の メカナイズ ド ・イ ンライ ン検査 の要請 にお
応 えします。
■特長
0 制 御 ・解析 ソフ トQ u i C k v i e w は
、産業用P c w i n d O w s N T 4 0 上で動作 し
とイーサネッ ト接続 します。
●オー プン仕様のため、機器 の増 設が可能です。 またM s ―A c c c s s デ タ ベ
由で較正 ・計測デー タの外部後処理 を迅速に行 えます。
●取得デー タは、デ イジタル形式 で全て残す ことが可能です。
■仕様
●並行 8 チ ヤンネル、最大3 2 チヤンネルu T
●フェーズ ドァレイu T 最 大同時3 2 / 2 5 6 チ ャンネル 6 5 0 k H z ∼2 0 M H z
●寸法計測機能
0 1 チ ャンネル当た り4 つ のゲー ト機能 (
クロナイゼー ション用を含む)
●複数アラーム機能
問 い 合 わ せ 先 //TEL:03-5614-4330
U R L : h t t p : / / w w wt.ercdh‐
.co.jp/
マル チ ス キ ャ ン MS5800U
/ア ールデ ィテ ック ・アジアllAl
■概要
超音波 IRIS、腐食 マ ッピング、ToFDを 含 む超 音波探傷 か ら、渦流 による配管検査 、
渦流 ア レイ表面探傷 をもカバ ー し、各手法 を駆使 した検査 が可能 な、 アー ルデ イテ ック
社最新鋭器の 一 つです。
■特長
O IRIS 標準Cス キ ヤン表 示 (lch、内外径 管 厚)
0簡 単 なソフ ト設定 ウ イザ ー ド (Mullvたw)
●マ ルチチ ャンネル超音波探傷 (バルスエ コー 、 ダンデム、ToFD組 み合わせ 自由)
●TOmOvた wソ フ トウェアか ら継承 した豊富 な解析機能 (MultiVicwWold)
●ソフ トウェアはWindOwsm∞ またはxP上 で動作
■仕様
0 最 大 8 チ ャンネル
●励振電圧3 C I C I V ( 可
変)
●繰 り返 し周波数 2 5 K H z
O LIN、LOG、 LoGDACア ンプ
O A D 変 換 1 2 b i t 最大 1 ∞M H z
●デ ィジタル フ ィル ター
● 2 軸 エ ンコー ダ対応
0 1 / n デ ー タコンプ レッシ ョン可
2∝
B4s
:‰lBλ
号
ご撃ζ
蹂
ネ
なr｀
問 い合 わせ先/ 丁 E L : 0 3 - 5 6 1 4 - 4 3 3 0
URL:http://www.rd‐tech.co.lp/
検査技術 20047.63
に)…超音波探傷器
超音波探傷器 EPOCH 4 Plus
/ア ールデ ィテ ック ・アジアllAl
“
"は
デジタル超音波探傷器パ ナメ トリクス Epoch 4プ ラス 、表示部 にカラー
LCDを 採用 し、さまざまな検査用件 を満たせ る新機能 を備 えました。 さらに、
大量 のデー タ保存容量 を持 ち、高速USBポ ー トにより、PCに 高速デ ー タ転送
が可能にな りました。
超音波探触子駆動 パ ルスは、従来 のスパ イク波 に加 え、矩形波 (半サ イク
ル周波数可変)を 選択使用可能 です。弊社 の実験例では、2MHzの 探触子 にお
いて、矩形波 を使用することにより、スパ イク波 に比べ 、 +20dB以 上の感度
を得 ることがで きます。
■特長
0周 波数可変矩形波パ ルサ ーお よびスパ イクパルサ ー
●各種組 み合わせ可能な狭帯域 フィルター
●大型 カラーLCD
●エ コー間測定
0人 間工学 に基づ く軽量設計 (2 6kg バ ツテ リー込み)
問い合わせ先/ T E L : 0 3 - 5 6 1 4 - 4 3 3 0
URL:http:〃
w ww.rd‐
t ech.co jp/
SONiC-1000iフ ル デ ジタル超 音波探傷器
/栄 進化学い
●送信波 : ス クウェア ウェー ブ ( 矩形波)
0 探 傷周波数 : 1 、2 2 5 、5 、1 0 M H z
ワイ ドバ ン ド (03∼ 15MHz)
ハ イパ ス (3∼20MHz)
●厚 さ測定範 囲 :025∼ 7500mm(鋼 中縦波換算)
025セ グメ ン トDAC
Oパ ワー リ ンク機能 (自動探触手認識機能 と自動 アプ リケ ー シ ヨン設定)
●ユ ーザ ー に優 しい シンプル メニュー
01本 の リチ ウム イオ ンバ ッテ リーで最長 16時 間の長時間動作
●高 コン トラス トバ ックライ ト付 LCD(表 示部965× 71mm)
●サ イズ :L241× W140× D89mm
●重量 :1 81kg(バ ッテ リー装着時)
● リー ズナブル価格 で ご提供
問 い合 わせ先/ 丁 E L : 0 3 - 3 5 7 3 - 4 2 3 5
"ww eishinkagaku.Oo.ip
URL:httpプノ
小型軽量 可 搬型 Cス キャン探傷装置MuⅢScan Minl
●直接接 触 ・水浸 両 用
●標準 測 定範 囲 180mm× 240mm
●モ ー ター駆動 音 の軽 減
● 自由 な表示色 の選択 表示及 び印刷
●複 数個 の 一 括探 傷 機 能 (水浸探 傷 時 )
● 自社 開発 プ ロ グ ラム に よる柔軟 な対 応
●旧 マ ルチス キ ャ ン ・デ ー タ との上 位 互換
●推 奨探 傷 器 SONIC-1200S/1200HR SONIC―
/栄 進化学llAl
WorkStation
問 い合 わせ先/ T E L : 03-3573-4235 (営業音6)
U R L : http:〃
www.eishinkagaku.co lp/
超音 波探 傷 器 シ ステム … 修￨
器
傷
探
波
土日
超
能
機
一
日
同
USN58L/58R
/GF rnspecr′
On recヵ ■OrOgた s
■用途 に応 じた 2つ の画面 タイプ
●USN58L(カ ラーLCDデ イスプレイ)
直射 日光下で も見やす く、鮮明な カラーLCDデ イスプ レイを搭載 し
たモデルです。背面 カラー 4色 、波形 カラー 8色 か ら最適 な表示 カ
ラー を組み合 わせ ることが可 能 です。
●USN58R(高 輝度 ELデ イスプ レイ)
寒冷地 (-20℃ まで)で も使用で き、広 い視野角 と暗 い場所 で もシ
ヤー プで ク リアな高輝度 ELデ イス プ レイを搭載 したモデルです。
(表示分解能 320×240ピクセル)
■特長
●優 れた波形追従性
60Hzの画面 リフレッシュ レー トお よびシングルシ ョッ ト測定方法 に
よ り、アナ ログCRTと 変 わ らない波形追従性 を実現 しました。
●ロー タリー ノブ
左右 にある ロー タリー ノブに よ り素早 い操作 を確保。左 ノブでは、
常 にダイレク トにゲイン調整が可能 です。
●周波数帯域
0.25MHz∼25MHZの 範囲内で 10種類 の周波数帯域 を選択可能。
O SmaiView機能 (58L)
水浸法 な どの検査 にお いて傷情 報 を常 に表示可能。
●MA表 示機能 (58L/R)波形残像機能 (58L)
用途 に応 じて更 に見やす い探傷波形表示 を実現。
■オプション
●Windows用デー タ処理 ソフ ト
●プリンター
●プリンターケー ブル
O SCC-071専
用 ソフ トアクセサ リーポーチ
0リ アル タイム 。/0ケ ーブル同期 ケーブル
●リモ ー トハ ン ドスイ ッチ
●リモ ー トフッ トス イ ッチ
問 い 合 わ せ 先 / G E イ ン ス ペ ク シ ョ ン ・テ ク ノ ロ ジ ー ズ
TEL:03‐ 5704‐3280
URL: httpノ7ヽ
測Ⅵ″GE!nspectionTechnologies.com
高性能・
高分解能超音波探傷器 Krautkramer USN/GE 60
rnspec″
0,Tech■ orog′
es
U S N 6 0 は 高性能 アナ ロ グ探傷器 の性 能 とデ ジ タル探傷器 の パ フ ォーマ ン
ス を兼 ね備 えた、高性能 ・高分解能 ポ ー タブルデ ジ タル探傷器 です。 現場
での検査 に適 したポ ー タブル装 置 として 、 また汎用性 を求め られる システ
ム装置 として も使用で き、幅広 いアプ リケー ションに対応 します。
■特長
0 優 れた表示分解能 : 6 4 0 ×4 8 0 ピクセルの高分解能 カラーL C D を 搭載
●優れた波形追従性 : ア ナ ロ グC R T と 変 わ らない波形追従性 を実現
0 ベ ー ス ライ ンブ レイク機能 : 半 球 に近 い波形表示が可能
●測定範囲 : l m m ∼ 2 7 , 9 4 0 m m の測定範囲 をカバ ー
O Auto CAL機
能 : す ばや く簡単 な校正が可能
●小型軽量 : 寸 法 2 8 2 × 1 7 1 ×1 5 9 m m ( W × H × D ) / 重 量 3 0 k g ( バツ
テ リー含 む)
問 い合 わせ先/ G E イ ンスペ ク シ ョ ン ・テ ク ノロ ジ ー ズ
丁EL:03-5704-3280
URL : http://www.GE!nspectionttechnologies com
`)… 超音波探傷 器 ・
溶接部超音波 自動探傷装置 SmartScanAU丁 23
/船 ジャス ト研究所
全波形収録 タイプの超音波 自動探傷 装置 を コンパ ク トにま とめ ま し
た。小型 ・軽量 を生 か した機動性 に優 れた現場 に最適 な装置 です。 カ
ップ リ ングの優 れ たスキ ャナ と全 波形収録 との効 果 によ り精細 ・明確
な欠陥画像 を表示 します。
■特長
●小 型軽量 ポ ー タブル
●精度 と操作性 の優 れ たXY自 動 スキ ヤナ
●C、 B画 像表示 +Aス コー プ表示
●欠陥 一 覧表示 、妨害 エ コー 除去機能
●垂直探傷 、厚 さ測定 に も使用可能
●三菱電機的 製 UI-23Log版を無改造 で使用
当 : 名取)
問い合わせ先/ T E L : 0 4 2 - 7 3 2 - 9 7 5 1 ( 担
URL:htttp.￨￨ゝww.ny airnet.ne.ip/aut/
超音波欠陥高 さ測 定装置 ポ ー タブル 丁OFD
全姿勢対応
TOFDス キャナ ー
‐画面1よ
合成です●
U卜23専 用 TOFD
プ ログ ラム内蔵
/mジ
ャス ト研究所
欠陥高 さ測定 の ためのT O F D 法 を コ ンパ ク トな システム にま とめ ま
した。操作性 、デ ー タ表示 のいず れ もが取扱 い易 さを達成 して い ます。
■特長
●安価 な価格設定
●小型軽量 ポ ー タブル
●シ ンプルで取扱 い易 い プ ロ グラム
●精度 と操作性 の優 れたスキ ャナ
●画面表示 をB M P フ ァイル化
0 欠 陥高 さデ ー タを一 覧表示 、記憶
●三菱電機的 製U I - 2 3 標準 品 を無改造 で使用
問 い合 わせ先/ 丁 E L : 0 4 2 - 7 3 2 - 9 7 5 1 ( 担 当 : 名 取 )
URL:htttpよヽ ww ny.airnet.ne lp/aut/
超音波実物可視化装置 UWV System… 01
/い ジャス ト研 究所
対象溶接部 か らマ ク ロ試験体 の よ うにサ ンプル を切 り出 し、断面 を
伝搬す る超 音波 を可視 化す る装 置 です。本装置 を使用 して実際 の超音
波 の伝搬 を観察 す る こ とに よ り、新 しい測定方法 の発 案 、探触子 の性
能測定 な どに活用が期待 で きます。
■可視化観 察例 (TOFD)
本手法 は0 発 電設備技術検査協会鶴見試
験研究 セ ンター により特許出願 されてい ます
問 い合 わせ先/ 丁 匡L : 0 4 2 - 7 3 2 - 9 7 5 1 ( 担 当 : 名 取 )
URL:htttp■ヽ ww.ny.airnet.ne ip/aut/
超音波探傷器 シ ステム…●}
RI丁
EC SP…
801 Square Wave Pulser&BR…
er/ソニックスm
640 Broadband Rece市
一● ● ■ 一
■■ ＝
一一一一一一一一一一一一一一一一一一甫
一
＝赫剛饉冊
＝ 一一一一一一翻 Ⅲ
岬渕
判型
で
躙一
一一薄
¨
一︸
一一一
桑ヽ1孟
黙
￨
魏蠍鰤酪薔
1蘇
今 まで 困難 とされ て い た高 周波帯 域 で の 高効 率 送受 信 や 、低 周 波 高減 衰材 料 の 高
効 率送受信 や低周波 高減衰材料 の 高効率超音 波計 測 探 傷 を実現 。
￨ISP-801 Square Wave Pulser
高電 圧 、低 イ ンピー ダ ンス 、高速 ラ イズ& フ ォー ル タイム 、 ス クウェア ウェ ー ブ
超 音波 パ ルサ ー。
。 出力電流値 : 5 0 アンペ ア
0 パ ルス 電圧調節 : - 5 0 V ∼ - 4 C X I V ( m a x 1 2 K X I V )最大
●出カ イ ンピー ダ ンス : 4 Ω O パ ルサ ー 周波数 : 0 4 M H z ∼ 3 0 M H z ( パ ルス 幅 )
●通常 スパ イクパ ルサ ー の高圧 パ ルス を トリガ ー ソー ス と して 同期 可能
0 5 0 k H z ∼5 M H z 仕 様 有 り
●専用 トラ ンス フ ォー マ ー : 1 : 2 、 1 : 3 昇 パ ルサ ー電圧 ( オプ シ ョン)
■口BR-640 Broadband Receiver
広 帯域 、高 ゲ イ ン、低 ノ イ ズ 、高 リニ ア リテ イー 、高速 リカバ リー超 音 波 レシ ー
。周波数帯域 中
●
冨:100KHzヽ 70MHz(3dB)
絶文
寸ナ
曽中
ロゲ イ ン :64dB
●ゲ イ ン調 整範 囲 : - 1 2 d B ∼+ 6 4 d B ( l d B ステ ップ) ● ノイズ フ ィギ ュア6 d B
●ハ イパ ス フ ィ,レター :lookHz、 500kHz、 lMHz
●ロー バ ス フ ィル ター : 3 M H z 、 1 2 M H z
● 入カ イ ンピー ダ ンス : 5 0 0 、 1 0 k Ω
O 専 用 ダイ レクサ ー : パ ルサ ー 漏 洩 入力 を驚 異 的 に減衰 ( オプ シ ョン)
2 8 6 1 ( 営 業 部)
問 い合 わせ先/ 丁 匡L : 0 3 ‐5 3 3 0 ‐
SONⅨ日exSCAN SYSttEM(非
破壊デジタル映像診断システム) /ソ ニックス閉
〕
‐ Mの 基本原理は、未来志向フルデジタル総合非破壊診断プラッ ト
にあ ります。高精度 3次 元 スキ ャナー、高分解能A/D変 換器の搭載、
:進化 を前提 に、広範囲なパルサ レシーバ ・セ ンサーの選択が可能で、
:化し続けるJフ レキシブル ・非破壊 イメー ジ診断システムを目指 し
,TEMは 、従来の超音波Cス キヤン映像診断は もちろん、エ アーセン
支、 レーザ超音波など (非接触)を 使用 したアプリケー ション開発に
支立ちます。
ョン例
ミ 1複 合材等の内部欠陥の検出、材料評価、解析
眸 勝 ■ 9野
:」
離 。ボイ ド検出
ヨさ計測、内部欠陥の検出
I(ビ ームプロファイラー)の 計測
プリケー ションがあ りましたら当社 までご相談下 さい。
一殿でご使用中のGス キャン装置のデー タ処理部 ・制御部のみをso順
Sπ Mに 置 き換えることで最新のデー タ処理が可能になります。
詳細 は当社 までご相談下さい。
問 い合 わせ先/丁 EL:03‐ 5330-2861(営
米国JSR社製コンピュータベイス超音波パルサー ・レシーバ
業部)
/ソ ニ ックスm
卜
コ0日 f:望場ダ宍RデЪ:ダ￨テ
挙 も ツここと `[ビ )ゲ纏冤雪板多決伊 響 傍シヨズ ぞ`。 段
形収集 に必 要 な早 い ライズ タイム、正 確 なパ ルス幅 コン トロー ル 、原信号 を忠
実 に引 き出す受信増幅特性 を持 ってい ます。
■ DPR500の 特長
●コンピュー タベ ィスフルデジタル コン トロー ルパルサ ー レシーバ
0デ ュアルチ ャ ンネルパルサ ー レシーバ (独立 した レシーバ を2ch収納)
●探触子 にマ ッチす る リモ ー トパルサ方式
●5∞/3∞ /50MHzレ シーバ帯域 (-3dB)
072/80dBロ ー ノイズ レシーバ ● コン トロールプログラム標準添付
■ D P R 3 0 0 の 特長
●コ ンピュー タベ イスフルデジタル コン トロールパルサ ー レシーバ
:名Fこ
メ
チ
う
“
警
η
だあヽ
懸 主
幻
鶏絲イ`み
llテッ
ヽ
ヵ
0 35MHz(3dB)レ
シ ー バ 帯 域 ( オプ シ ョンで 5 0 M H z の 可 )
ー
ー
バ
ン
レ
剛
シ
イ
ダ
7[∠
:ス
兵
段
領
t―
%具
ダ
り
懇ン33雅霞
旨
督r貨
「
ー
●コン トロ ルプログラム標準添付
DPR300
問 い合 わせ先/丁 巨L:03-5330‐ 2861(営 業 部 )
検 査 技 術 20037
67
¨超音波探傷器 シ ステム
は)・
UFD-130
/11Al帝通電子研 究所
UFD-130は 、大 きな送信出力と高い受信感度 をもつ同調形受信機を備えた高
感度超音波探傷器で、微小欠陥の検出や減衰の大きい材料の探傷に適 し、また
時間軸 も最大12mと 長 く、特に車軸 ・圧延 ロール等の長尺物の探傷に最適な超
音波探傷器です。
■特長
① 高 出力 ・高感度。
② 大 型高輝度ブラウン管で明るく見易い。
③ プ ラグインタイプで、ゲー トユニ ットやエ レク トロマーカーユニッ ト等
数囲整源法
受 測感 電 外
卸
帥
鯰
輝
④ 仕① ② ③ ④ ⑤
■
の組合せが可能。
記録出力付 で 自動探傷 にも使用で きる。
様
0 5 、 1 、2 、5 、1 0 M H z の 5 周 波
25ヽ-12,000mm
総合90dB (0 5dB× 20、2dB× 20、20dB× 2)
AC100V
190×366× 421mm、 重量約 15kg
問 い合 わせ先/ 丁 E L : 0 4 4 - 7 6 6 - 4 4 1 1 ( 営 業部 )
URL:http■ ヽ ww tensudenshi.ktpc.co.ip
超音波探傷器 UFD-360
/m帝 通電子研究所
UFD-360は使い易さを徹底的に追求 した汎用ポータブルタイプのアナログ超
音波探傷器で、NDIや全構連の講習会や認定試験 にも使用されています。標準
仕様のUFD 360からA、Bス コープ等 フル装備のUFD 360Sまで5タ イプを揃え
て、用途別の選択が可能です。
■特長
① 6イ ンチ高輝度ブラウン管の採用で波形が見易 く、距離振幅特性曲線 も
書き易 く大変便利。
② 大 型ブラウン管の割 りに小 さなボデイで、持運びに便利。
③ 電 源は高直両用で、バ ッテリー 1個で 8時 間使用できるので、出張検査
にも安心。
■仕様 ・性能
① 周 波数帯域 :1∼15MHz
② 測 定 範 囲 :10∼5,000mm(鋼中縦波)
2odB×
、
2dB×
20、
2)
③ 感 度 調 整 : 総合 : 9 o d B ( 0 5 d2B0×
245×
360mm、
重量約6 4 k g
④ 外 形 寸法 :125×
問 い合わせ先/ T E L : 0 4 4 - 7 6 6 - 4 4 1 1 ( 営 業部)
URL:http:〃www.telsudenshi ktpc.co.ip
車軸用高分解能超音波探傷器 UFD― RH4
/m帝 通電子研究所
・
につ れて安 全 の ための保 守点検 作 業 の重 要性 は もとよ り、
鉄 道車 両 は高速 化 が進 7 」
機 器 の性能 、信 頼度 の 向上 が さらに要求 されて い ます。車軸用高分解能超音波探 傷器
U F D R H 4 は 、 なお 一 層使 う人の立場 になって完成 させ た最新 鋭 の超 音波探傷 器 です。
■特長
① 最 小 0 5 d B の減衰器 を内 蔵 し精密 で安定 した感度調 整が で きます。
② 近 接 した欠 陥 の 分離 お よび圧 入 エ コ ー との 判 別 に威 力 を発揮 す る ワ ンタ ッチ
部分拡 大付 き。
③ 大 型 高輝度 ブ ラ ウ ン管 で明 る く見易 い 。 また、視差 の な い J I s 規格 の 内面 目盛
り付 き。
④ C R T 画 面 上 部 にはス ケ ー ル イル ミネ ー シ ョンを 内蔵 、波 形撮 影 の 際 に 目盛 り
をは っ き りと写す こ とが で きます。
⑤ Aス コー プ記録ユニ ッ ト、警報ゲー トユニ ッ 卜は プ ラ グ イ ン 式
⑥ 並 列運転用の外部同期端子付
■仕様 ・性能
① 受 信周波数 :05、 1、2、3、5MHz
② 測 定 範 囲 25∼ 12,000mm(連 続 可 変 )
20、 2dB× 20、 20dB×
2)
③ 感 度 調 整 確ゝ合 :90dB (0 5dB×
④ 外 形 寸 法 205× 475× 425mm、 重 量 約 16kg
( オ プ シ ヨ ン)
問 い合 わせ先/ T E L : 0 4 4 ‐ 7 6 6 - 4 4 1 1 ( 営業 部)
ヽA″w.tensudenshi ktpc.co.ip
URL:httpプ ノ
68 検 査技術 20047
超音波探傷器 ・システム… り)
サーキットスキャン…
Ⅱ(携帯型連続厚さ測定システム)
/新 日本非破壊検査帥
■特長
●ログアンプ方式超音波探傷器 を採用 し、減内部の凹凸及び探傷面 の粗 さの影響
を大幅に改善 してい ます。
o l m m ピ ッチの全探傷波形 デー タを収録する機能により、測定値の解析 と測定値
の信頼性 を向上 しました。
●ホルダーは独 自技術 によ り曲率や測定面の凹凸に追随 し、再現性のある安定 し
たデー タ採取が得 られます。
●ホルダー にエ ンコー ダを搭載 し、測定位置 と肉厚測定値 を連続的に記録 し、A ・
B ・D ス コー プをリアルタイムで表示 します。
●コンポジッ ト探触子 により、測定精度の向上 と高減衰材料 の測定が可能です。
■仕様
●測定 ピッチ
l o m m ビ ッチ ( 固定)
。測定精度
±0 1 m m
● 測定範囲
3 0 0 m m ( 探 触子選定 により)
20mm∼
0 ユ ーテ ィリテ ィー A C 1 0 0 V ま たはD C バ ツテ リー
581‐
1 2 3 5 ( 営業部)
問 い合わせ先/ 丁 E L : 0 9 3 ‐
URL:http://www.shk―
k.co.jp
丁OFD&パ ルス反射法複合システム multl丁OFD―Ⅳ /ダ ィャ電子応用い
■特長
①高速探傷 ・・・検査 コス ト低減の貢献
②欠陥高さの高精度計測 ・・・余寿命評価、破壊力学的評価
③高信頼性 ・・・有害な面状欠陥の見逃 しを除去
④客観性 ・・・リアルタイムDス コープ表示、全生データデジタルメ
モ リー
■構成
Ⅳ本体
①mullTOFD―
レサー (4 ch)
② リモー トパソ
・
ケ
③探傷 信号 ーブル (5m)
④部品1又
納ケース
ホス トPC・ 手動スキヤナ ・専用探触子 ・各種 コン トローラなど、豊
富なオプションもご用意してお りますのでお問い合わせ ください。
問 い合 わせ先/TEL:03-3638-0906
可般式溶接部 自動超音波探傷装置 VOICE― Ⅲ
ヤ
■特長
①本体の超音波探傷器、モータドライバなどを全てを搭載 して一体化。
軽量小型を実現 し、可搬性が向上。
②高い完成度の妨害エコー識別能力と自動判定機能で、探傷結果にオ
ペ レータによる技量差が出ません。
SZ3070、 道路示方書(H14年版))な ど全てに準拠 しま
③関連規格 (Л
す。
④TOFD、 多チャンネルAIЛなどへ増設が可能です。
mm/Fec=高 速ス
⑤高速探傷が可能です。Y軸 スキャン最大速度(12,∞
キャナ使用※)を実現!!
※ 高速対応型スキャナはオプションとなります。
問 い 合 わ せ 先 //丁 EL:03-3638-0906
検査技術 21X147 69
1101…
超音波探傷器 シ ステム
ポータブルフェイズドアレイ超音波探傷装置PAL2
/日 本 クラウ トクレーマーllAl
“
小型
ポ ー タブルフェイ ズ ドア レイ超 音波探傷装 置 PAL2"は 、 フェイズ ドア レイ法 を組み込 んだ 「
ー
軽量」 なフ ェイズ ドア レイ超 音波探傷装置 であ り、あ らゆるフ イ ル ドでの検査 が可能 とな ります。
点距離 等 の ア レイ設定 は、独 自開発 の 高速処理 ソフ トウ
複雑 であ るス キ ャ ン ピッチ 、屈折 角 ,焦 ′
ェア に よつて容 易 に設定 で き、 さ らにア ニ メー シ ョン機能 に よって設定結 果 を事 前 に確認 す る こ と
だつた検査
を可能 に し、超音波探傷 の用途 を格段 に広 げ ます。
がで きます。PALOは 今 まで不可能
■特長
●小 型軽量 (ア レイ ドライバ 本体 :重 量 3 4kg)
●高速処理 (Bス コ ー プ表示 :15Hz以 上可 能)
oユ ー ザ ー フ レン ドリな独 自開発 ソフ トウェア (ア レイ走査模擬 ア ニ メ ー シ ョン機 能)
■基本仕様 (ア レイ ドライバ本体 )
●ス コー プ表示
A/B/C/D/P
●同時使 用 エ レメン ト数 32ch
エ
0 使 用可能 レメン ト数 1 2 8 c h ( 内シ ングル プ ロ ー ブ * 4 c h 使用可 )
O PRF
最大 2 0 K H z
●周波数帯域
05MHzヽ 15MHz
●ゲ イ ン設定
O ∼ 6 0 d B / 0 1 d B ステ ップ
0 ヽ 4 0 d B / O l d B ステ ップ ( D A C と 共用 )
O DAC
40dB/16点
問 い合 わせ先/ T E L : 0 3 ‐ 3 4 6 8 - 4 4 4 1
URL:http:〃 www.krautkramer.co.ip/
α/日本クラウトクレーマーい
マルチチャンネル型自動超音波探傷システムUSI―
マルチチ ャンネル型 自動超音波探傷 システムUSI α は、斜角探傷 、肉圧測定 、TOFDに 対応。弊社
独 自に開発 した機構部 との組み合わせ によ り、様 々な現場 に適応 した探傷 が可能 です。
■特長
0 2CH探 傷 ソフ ト標準装備 、 オプ シ ヨンで肉圧 根1定、TOFElが 適応可能。
●ЛS Z 3070(鋼 溶接 部 の超 音波 自動探傷 方法)に 対応。
●最大 16CHま で拡張 可能 なマルチチ ャンネル システム。
●LOCJア ンプ、林状 エ コー 方式 に よるカ ップ リングチ ェ ックを採 用 (底面 エ コー方式 も可能)
ー トはマ ルチ ピー ク収録 )
OS,B同 期追従 ￨∫
能 な 3ゲ ー ト方式 (Fゲ
●LAN接 続で簡易 セ ッ トア ップ、ユ ニ ッ ト拡張 、長距離転送が可能。
ー
●最大 6軸 の 機構 コ ン トロ ラを搭載 (標準 2軸 、 オプシ ヨン4軸 )
●自走式 をは じめ とす る様 々 な スキ ャナ との組み合わせが可能。
■仕様
チ ャ ン ネ ル 数 :基 本4CH(最 大 16CHま で増設可能)
ト
:S、 F、 Bの 3ゲ ー ト (S、Bの 同時追従可能)
ゲ
ー
周 波 数 帯 域 :05MHz∼ 30MHz HPF:05/1/2/5/10MHz
_方
ー
エ
コ
ェ
コ
早
上勢:識努プ;榊
大
方
式も
つ
努メ
与
ヶ
式は面
サリ
問 い合 わせ先/ T E L : 0 3 - 3 4 6 8 ‐4 4 4 1
URL:http■ l、ww.krautkramer.co.ip/
フルデジタル超音波探傷映像装置 SDS…wln
/日 本 クラウ トクレーマーい
SDS whは最新の超音波探傷技術 と画像処理技術を結晶させた超音波探傷映像化装置で
す。日本クラウ トクレーマーが独自に開発 した最新の高速 ・広帯域超音探傷器HIS 3を搭
載。Windowsによる画像解析 により、さらに使いやす く進化 しました。
■特長
ー
探傷走査中は、リアルタイムでcス コープまたはB、Cス コ プを表示 し、走査終了
ー
ー
後 は独 自の映像処理により解析、評価 を行なうことができます。エコ 高さ、 ビ ム路
程表示に加え弊社独自のMURAI処 理法 (特許 :No 2896385)にて、 2値 化、 2色 、16
カラー表示または多彩 な256階調 カラーグラデーシヨン表示でモニ タ上に表示 され、
1目階調
的とする欠陥映像 をより明確に得ることができます。
1 日応用例
. 超 音波探傷映像化装置による応用範囲は、半導体内部のクラック検出や接着 と剥離の
ー
: 弁別、フアインセラミックス、複合材料などの新素材のボイ ド、デラミネ ション検出、
との接合面の検査などと非
される加工部品の最終検査や異種金属
るいは航空機に使用
￨ あ
.常 に広 くまた成果をあげてお ります。
問 い合 わせ先/ T t t L : 0 3 ‐3 4 6 8 - 4 4 4 1
ww.krautkramer.co.ip/
URL:httpノA″
70 検 査技術 20047
超 音 波探傷 器 シ ス テ ム … 111)
マルチチ ャンネル非接角虫探傷器 AS-2100
/日 本ソナテス トllAl
01チ ャ ンネルか ら16チ ヤ ンネルの非接触超音波探傷 システム
02探 触子非接触 で透過探傷 、 カラーcス コー プ画 像
送信探触子 か ら発 射 された超音波 が空 気 中 を伝播 し、被検査物 を非
接触 で透過 し受信探触子 に受信 され ます。 極 めて高 いエ ネルギ ー を発
生 させ るエ ア ー コ ンタ ク ト探触子 と高利得低 ノイズの超音波増幅装置
で水 ジェ ッ ト並 の大 きいエ ネル ギ ー の伝播 を実現 しま した。 またAS―
2100では 1台で エ ア ー コ ンタ ク ト探触子 、水 ジェ ッ ト探触子 、ド ライ
ロー ラー探触子 の3Wayの 探傷 を行 うこ とが出来 ます。
ハ ニ カム材 、発 泡材 、木材 、石材 、 コンク リー ト、各種金属等
問 い合 わせ先/ 丁 E L : 0 3 ‐3 4 0 9 - 6 5 9 0
∪RL:http://www.seirnitu com/Sonatest
非接触超音波探傷器 D10…562SFA
/日 本ソナテス トm
0 1 探 触子非接触 で厚 さ6 0 m m 以 上 の鉄管 の厚 さを非接 触厚 さ測 定
従 来の 2 探 触子法 で は不可能 だ った片面 か らの精密 厚 さ測定 をエ ア
ー プ レッシ ャー式 1 探 パ ルスエ コー
探触子が実現 しま した。
パ ワー プ リア ンプ、パ ワー レシーバ ー との組 み合 わせ に よ り高 い レ
ベ ル の 底 面 エ コ ー を得 る事 が で きます 。非 接 触 超 音 波探 傷 器 D I O ―
バ ッテ リー作動 です 。
5 6 2 S F A は重 さ2 5 k g 、
●ガス導管、水 道本管 、厚鋼板等 の 各種金属
問 い合 わせ先/ 丁 E L : 0 3 - 3 4 0 9 ‐
6590
∪RL:http:〃www.seimluocom/Sonatest
ドライコンタクト
Box/D10‐
探傷器 D10-2000P‐
562D
/日 本 ソナテス トい
●液体不 要 の超音波探傷 、厚 さ測定
ドライ ロ ー ラー探 触子 と組 み合 わせ て厚 さ6 0 m m 以 上 の鋼板 の厚 さ
測定 を実現 しま した。B l _ B 2 エ コー 間で の精密厚 さ測 定 も可 能 で す。
接触 媒 質 ( 液体 ) を 使用 しなけれ ば液体 の補 充 、後処理 をす る必 要 は
有 りませ ん。 ドライ ロー ラー探触子 は周波数0 . 5 M H z 、l M H z 、 2 M H z 、
5 M H z o D 1 0 - 5 6 2 D は B 6 サ イ ズの ポケ ッ ト探 傷 器 、D I O - 2 0 0 0 P B―o x は
1 ∼ 3 チ ャ ンネルのパ ソコンと組 み 合 わせ て構成 され るポ ー タブル シ
ス テム探傷器 です。
●ゴム、 セ ラ ミック、木材 、 ブ レー キ材料 、複合材料 の剥離 、 ガス
導管 、水 道本管 、厚鋼板等 の厚 さ測 定
問 い合 わせ先/ 丁 E L : 0 3 - 3 4 0 9 ‐
6590
U R L : h t t p : 〃w w w . s e i m l u . c o m / S o n a t e s t
検査技術 20047 71
(1,…超音波探傷器
フェイズ ドア レイ超音波探傷 システ ム X-32
/日 本マテックllAl
■特長
032チ ヤンネルシステム
O Focal Laws 2048種
●バ ッテ リー駆動 充 電式 N i M H 3 時
間動作
劇
:百
肌聖
♀
酬雰
議鱚 `島
:製
ルタ
ム
塩1｀
ァ
リ
イ
禁男
罫:ゝ
鵬ξ
コ
パ
ン
ク
290×
ト
94mm 4kg
言
先
言
1307×
:`Iこ
!1,」
1)s4こ
ぇЮ 0
卜:Ethem∝
/Ю
.名
尾
豪
●
重
屈
翠
宙
0石 油化学工
業 etc
問い合わせ先/ 丁 E L : 0 3 - 3 2 2 1 - 7 5 3 1
URL:http:〃 www matech co.ip
ポータブルデジタル超音波探傷器 エコーグラフ1085/日 本マテック
m
エ コー グラフ1 0 8 5 はポー タブルデジタル探傷器 の中で最高の性能 を有する
1080の
廉価版姉妹機 として開発 された。ほ とんどの性能をその まま引 き継 いで
い るが 、表示画面 に3 2 0 ×2 5 6 ピクセルのE L デ イスプ レイを採用 して奥行 き
2 0 0 m m 、重量 3 7 k g に
小型化 されてい る。 アナ ログ感 覚 で使用 で きる好評の回
転 ジ ヨグ も装備。デジタルでは操作 したい機能が多層段階 メニューで探 しに
くい、使 いに くい との意見が多 いが、1 0 8 5 では設定条件、調整機能 を一 日で
探す ことが可能な機能の リス ト表示 もそのまま採用 されてい る。 この製品の販
売 を期 にD A C カ ー ブ表示 も標準仕様 となった。基準感度 を入力す るだ け
で、 + 6 、 - 6 、- 1 2 d B の合計 4 本 のエ コー高 さ区分線 も自動的 に表示 される。
入力点数 も、最大 H 点 まで可能なため、正確 な距離振幅補正 曲線 を描 くこと
が可能である。デジタルポー タブルでは他 に比較のない4 0 M H z ア ンプを搭載
している。ゲー ト機能 もハ ー ドゲー トの他 にソフ トゲー トも装備 された 2 ゲ
ー ト仕様 である。8 5 2 6 4 V 自動 対応 の電源ユニ ツトを装備 している。高性能機
1 0 8 0 の性能をそのままに、ガヽ
型、低価格で使用で きる ことはユ ーザ ー にとつ
ては嬉 しい新製品である。
7531
問 い合 わせ先/ 丁 E L : 0 3 - 3 2 2 1 ‐
URL:http■ ヽ ww.matech.co.ip
スポ ッ ト溶l 評価 シ ス テ ム
swi…100
/日 本マテックm
swi-lKXlは
新世代 の超音波 システム として、 自動車産業 を中心 とするスポ ッ ト溶
接部 の検査 と評価 を、簡単 かつ高 い信頼性 の もとに実現す るために開発 され ま し
ベ ースの システムです。
た。自動車 メー カー との協力 によ り開発 されたwllldOu/s NI「
s宙-lCXlは
、画期的な性能 を誇 る超音波探傷 システムト1∞ をベ ースにその機能 とアプ
ー
リケ シヨンソフ トを活用 して、スポ ッ ト溶接検査専用機 として製作 されてい ます。
■特長
0コ ンパ ク トで持 ち運 び に便利 なsw卜loO(工 業用 ラ ップ トップ タイプ、 12"
"聟
ハ
の
ン
ウ
ジ
グ
が
類
可
選
択
能
●
発シ
ワ
fiF魔
標
征
蒻
ξ
準
OU"プ
ログラマブル スクウェアパルサー/プ リア ンプ搭載
O Windows T河
のオペ レー ションシステムはマルチ タスク操作、ネ ッ トワー ク
接続 を可能
0ユ ーザーフレンドリーな機能メニュー とダイアログボックスは操作 ミスを解消
●高分解能、高 い画面書 き換 え速度のデジタル画面 は、一定 の検出感度以上
の信号 を自動的に捕 まえて取 り込み、スポ ッ トの厚 さ、パルス数、減衰率
を自動表示
●測定信号画面 と、標準参照画面の 2画 面表示によって簡単に比較確認が可能
問 い合わせ先/ 丁 匡L : 0 3 - 3 2 2 1 - 7 5 3 1
URL:http■ ヽ ww.matech.co.ip
検査技術
超音波探傷器 ・システム… (lJ
日立デジタル超音波探傷器 D丁-3000
/日 立建機ファインテックllD
問 い合 わせ先/ 丁 E L : 03‐5688‐5428
U R L : http://www
日立超音波映像装置 Fine SA丁
hkft.co.jp
/日 立建機 ファインテ ック欄
超音波 による半導体非破壊検査 を確 立 した 日本 ファインテ ックがI「
時代 のニ
ーズ を先取 りして、よ り高精度でスピーディーな検査 ・評価技術 を実現 しました。
■特長
: :昇禽
労
設xibL
軍
選貝
イ
ア
言
斃
普
業
rrЪ
繕
釜
賛
雅
m)
ルタイム3D画
●
ソフ
‐
リア
像表示な どの測定支援
トを完備
超音波 イ ン ライ ン検査装置 U丁ライ ン /日 立建機ファインテックlal
■概要
●インライン用 の 自動判定機能付超音波検査装置です。
●検査品の搬出入、超音波 による検査 ・判定、不合格品へ のマーキ ング、検
査記録の保存等 を自動的 に行 い ます。
■特長
●検査品は弊社が インライン検査用 に開発 した超音波探傷器UST3Cに より、
自動判定 されます。検査条件 は、最大64種類 まで登録可能です。
●外部パ ソコンとのインター フェースが可能です。検査結果 の 自動保存や、
検査デー タのビジュアル化 も可能です。
Oま た、検査品搬出入装置、検査品マ ーキ ング装置、検査 品自動供給装置等
の豊富な周辺 オプシ ヨンもご用意で きます。
■用途
●主 に 自動車関連部 品 にお ける電子 ビー ム溶接 お よび、 ろ う付 け、圧接
加 工 等 の接合不 良検査 、鋳物部 品等 の 内部欠陥検査 等
問 い合 わせ先/ T E L : 0 3 ‐ 5 6 8 8 ‐
5428
URL:http■
ヽww.hkft.co.ip
検査技術 2CX14 7 73
114…超音波探傷器 シ ステム
3D超 音波検 査装 置
!!:彗
銹
/m東 芝
従来 の超音波探傷装置 と比較 して視認性、検出性能 を格段 に向上 さ
せた 「
3 D 超 音波検査装置」 をご紹介 します。 「
酸化膜J 「C F R P の 剥
離」 などこれ まで検出困難 とされていた欠陥の検 出に優れてい ます。
■特長
●当社独 自に開発 した超音波 カメラは、マ トリックス状 に配列 した
圧電素子か ら構成 され、2 M H z / 5 M H z / 1 0 M H z / 2 5 M H z を
取り
128ch、
6 4 c h など
l F iてお
え ります。 また、チ ャンネル数 も2 5 6 c h 、
用途 に応 じた使 い分けに対応可能です。
●超音波 カメラか ら発受信 された数千 ∼数万 の波形 デー タを高速 に
収集、処理可能な並列演算装置 も独 自開発 してお り、高速 に 3 次
元画像化す ることを実現 してい ます。
問い合わせ先/ T E L : 0 3 - 3 4 5 7 - 3 7 9 2
U R L : h t t pハ
プw w . t o s h i b a . c o . j p / e f o t t m a r k e t / c a m
― ゛ ヽ゛
ア ン
タル超 音波探傷器 U卜 25
/菱 電湘南 エ レク トロニ クスい
確 か な性 能 と信頼性 で計測か % 評 価 まで
■特長
0 日 本語 メニ ュー とガイダンス表示 に よる簡単操作
0 6 4 イ ンチ遮光 フ イル タ付 カラーL C D 搭 載
●市販 I C カ ー ドに よる探傷 デ ー タの保存 が可 能
● リチ ウムイオ ン電池搭載
●新 J I S Z 3 0 6 0支
に
寸応
●高度 な演算処理 と多彩 な機能
●様 々 なニ ー ズ に対応可能 なイ ンター フェー ス
問 い合わせ先/ T E L : 0467-45-3411 (営 業第 三 音5)
U R L : http%"ww.rsec.colp
三 菱 デ ジタル超音波探傷器
U卜23
/菱電湘南エレクト
ロニクス
満
U l - 2 3 は 現 場 使 用 に 適 し た 防 滴 防 塵 構 造 を 採 用 し 、 小 型 軽 量 の 堅 牢 ボ デ イで あ る 。 表
示 部 は 視 認 性 の 良 い 6 4 イ ン チ カ ラ ー 液 晶 画 面 。 ま た 、 よ く使 う 機 能 は シ ヨ ー トカ ッ トキ ー
で 楽 々 操 作 。 全 て 日本 語 表 示 で あ り、 操 作 性 が 大 幅 に 向 上 して い る 。
■特長
● RS 232Cイ
ン タ ー フ ェ イ ス に よ り、パ ソ コ ンヘ の デ ー タ 転 送 が 可 育ヒ。
● セ ン トロ ニ ク ス イ ン タ ー フ ェ イ ス に よ り、 事 務 所 で も現 場 で も プ リ ン タ で 印 刷 が 口
"ヒ 。
●現 場 で 探 傷 信 号 の 周 波 数 特 性 の 分 析 が 即 座 に 測 定 可 能 。
● お 客 様 の 要 望 に 合 わ せ た 、 ソ フ トウ ェ ア の バ ー ジ ョ ン ア ンプ が 口̀ 能 。
■ 標 準 ソ フ トウ ェ ア
コ ー プ 機 能 、 ゲ ー ト内 ズ ー ム 機 能 、 探 傷 デ ー タ
周 波 数 分 析 機 能 、 斜 角 演 算 機 能 、 MAス
100件 保 存 、 そ の 他 多 数 機 能 搭 載
■ オ プ シ ョ ン ソ フ トウ ェ ア
鉄 筋 ガ ス 圧 接 部 探 l 3 機能 、 厚 さ測 定 A B C 機 能 、 B モ ー ドス キ ャ ン 機 能 、 ゲ ー ト2 C H 機 能 、
s エ コ ー ト ラ ッ キ ン グ 機 育し、 A S M E S E C V 機
能 、 ハ ー ドウ ェ ア D A C 機 能 、 英 語 表 示 バ ー ジ
ョ ン 、 R S 2 3 2 C 通 信 キ ッ ト、 V G A 出 力 機 能 、 そ の 他
■適用例
鉄 骨 溶 接 部 探 傷 検 査 、鉄 筋 ガ ス圧 接 部 探 傷 検 査 、 トン ネ ル用 ロ ッ クボ ル ト長 さ計 測 、 表
面 きず 内 部 欠 陥 等 の 検 出 、 配 管 内 部腐 食 検 査 、 材 料 物 性 の 測 定 検 査 (音速 測 定 、 減 衰 測
定 等 )、 電 子 ビ ー ム 溶 接 部 探 傷 検 査 、 自動 超 音 波 探 傷 装 置 用 コ アマ シ ン 、 ポ ー タ ブ ル 溶 接 部
自動 超 音 波 探 傷 シ ス テ ム :AUT23 typc01、 そ の 他
*詳 し くは弊 社 ホ ー ム ペ ー ジ を ご覧 卜さい 。
3 4 1 1 ( 営 業第 三 部)
問 い合 わせ先/ 丁 匡L : 0 4 6 7 ‐4 5 ‐
URL:httpノ A″ww.rsec.co.lp
74 検 査技術 20047
セミナー :必ず知っておきたいシリーズ
基 礎 か ら学 ぶ 画 像 処 理 技 術
時 場料員
講
日会受定
=マ シンビジョンの正 しい理解と実務での利用手法 〓
2004年 7月 2日 (金) 10時 20分 ∼ 16時 55分
(東京都港 区芝公園 3-5-8)
機械振興会館 【B3-1】
口
31,500円 (テキ ス ト代 喫茶代含む /税 込)
25名
ジ ョン欄 代表取締役 ]
講
師 :丸 地 二 郎 [FAビ
■セ ミナー プログラム
テーマおよび概要
基礎知識編 :マシンビジョンとその開発に関連 した基礎情報】
【
10:30
12: 10
マ シンビジョン とは何か、その利用範囲 と可能性について確認する。利用度 の高い位置決め、
計測検査を含め、様 々なアプ リケーションの展開を紹介する。事例 として、PC板 用微小 ドリル
( 質疑応答含む)
の刃先検査 システムの開発を通 して、開発のプロセス、困難 さ、そしてその解決方法を探る。
【
技術編 :基本的ツール ・関連技術とシステム構築】
13: 10
14:50
( 質疑応答含む)
カメラ ・レンズ ・照明 。画像処理 ソフ ト・ポー ド等についての基礎的事項を解説りまた PC、
制御装置、機構、センサー、データ通信、ド キュメンテーションなど、マ シンビジョンの利用
において重要事項 となる関連技術について解説する。合わせて基本システ ムの構築手法 につい
て学 ぶ。
実務編 :マシンビジョン技術の実務での利用】
【
15:05
16:45
( 質疑応答含む)
PCB関 連の検査システム)
具体的な事例 17500画素のラインカメラと1軸ステージを利用 した半導体 ・
・
ー
を通して、アプリケ ション開発のステップとその目的 留意点を紹介。また外部の業者を使つて開発す
ー
るケースに於て、発注側と開発を請負う側の双方の視点から、成功のキ ポインロ郵嬌臨 受講者の抱え
る疑問や課題等にも対応 します。
※セ ミナー プ ロ グラム は都合 によ り変更す る こ とがあ ります ので ご了承下 さい。
ジ ョン‖ 代 表 取 締 役
0シ ステム
専門商社にて、汎用機械系 CFD/CAMシ ステムを日本で初めて紹介。1980年よリビジョン
ー
及び ビジョン付きロボット・コン トロ ラの輸入販売を企画。その後、電子回路、LSI・PCBな どエ レ
ク トロニクス関連 CADの輸入販売に携わる。1994年より米国コグネックス社の 日本法人マーケティン
FAビ ジョン腑」代表取締役。
グ部長.2001年 より、工場向けの画像処理専門の受託開発会社 「
■講 師 紹 介
丸
地 二 郎 ( まるち さぶ ろ う) 氏
FAビ
ー
◆ 問 い合 わ せ 先 :日 本 工 業 出版榊 セ ミナ 事 業部 (担当 :中 森 )]田 L03Ⅲ3944Ⅲl181◆
本 社
〒 113‐8610 東
京 1邸文 ,京区 ラ
本駒 辺ゝ6‐3‐26
日本 橋 TEL.03‐ 3808‐ 1021
FAX.03‐
3808‐ 1023
大
TEL.03‐
3944‐ 1181 FAX.03‐
阪 TEL.06‐ 6202‐8218 FAX.06‐
インター ネ ッ トで受講申込受付中
http=〃
w―
― _nikko―
pb_co_jpノ
3944‐6826
6202‐8287
一
里
日
務 セ ミナ ー :技 術者のための問題解決手
計測現 場 の 問題解決
流
〓流量計測をより正確 にするためには何 が必要 か =
50分 ∼16時 30分
日 時 :2004年 7月 9日 (金)9時
8)
会 場 :機 械振興会館 【B3-1】
(東京都港区芝公園 3-5…
ロ
・
受講料 :¥31,500-(テキス ト 副読本 喫茶代含/税 込)
定 員 :25名
講
師 :中 尾 晨 ― 氏 〔(独)産業技術総合研究所〕
■セミナー プログラム
第 １ 部
テーマ
時 間
なぜ トレーサビリティが重要なのか】
【
10:00
第 ２ 部
11:30
トレーサ ビ リテ ィ とは何か/ ト レーサ ビ リテ ィと計量法における検定 との相違/
流量計 の指示値 の信用性/ 校 正 の重要性/ 基 準器検査 ( 器差試験) と 校 正 /
( 質疑応答含)
不確 か さとは何 か/ 国 家標準 : 国 内外 で の整合性
第 ３ 部
５
・ ”
14:00
( 質疑応答含)
14:
他
流量の測定 と精度 ・不確か さ=正 確な計測のために=】
【
12:30
流量計測 の 目的 を明確にす る 。何が知 りたいのか/ な ぜ正 しく測定できないか/
問題 は何 か/ ト レーサ ビリテ ィ制度における不確 か さと計量法 の器差 との違 い/
校 正 作業 と不確 か さの計算方法/ 流 量の種類 他
より正確な流量計測をするための問題解決と事例】
【
16: 15
( 小休憩 ・質疑応答含)
■受講者 が抱 える問題 ・課題 の解決 ( ※受講者質問カー ドに基づ き回答 します)
■事例 : 極 微小流量 。極 大流量 の測定方法/ 流 量計毎 の値 の相違 とその解決/
教本通 りにいかない校 正値 のバ ラつ き 他
※セ ミナ ー プ ログラム は都合 によ り変更す るこ とがあ ります ので ご了承 下 さい。
■講 師 紹 介
中尾 晨 ― ( な かお しんいち) 氏
( 独) 産 業技術 総 合 研究 所 計 測標準研究部門 気体流量標準研究室 室長 工学博 士
1978年工業技術院 計量研究所入所 流量計測研究室勤務。2001年 (独)産業技術総合研究所 へ 出向、流量標
準研究室勤務。現在 に至 る。 専 門分野 :気 体 の流体計測お よび標準設定
主な研究テ ー マ :流 体 の抵抗減少技術/気 体小流量域 の標準設定/小 流量用音速 ノズル の特性評価 等
l181◆
3944Ⅲ
◆問い合わせ先 :日本工業出版榊 セ ミナー事業部 (担当 :中森)側 L03‐
26
本 社 〒 113‐8610 東 京 都 文京 区本 駒 込 6‐3‐
ヽ
1021
FAX.03・
1023
3808‐
3808‐
日月 1犠 TEL.03‐
TEL.03‐ 3944‐1181 FAX.03‐ 3944‐6826
メモ
l反TEL.06‐6202‐8218 FAX.06‐ 6202‐8287
インター ネ ッ トで受講申込受付中
http=〃
w―
― _nikkottpb_co_jpノ
務 セ ミナー :ク リー ンテ クノロジー ヘの ニー ズ シ リー ズ
医薬 品製造 に お ける高活性化 物質 の 封 じ込 め 技術
日 時
2004年 7月 9日 (金)10時
会 場
機械振興会館 【B3-2】
受講料
42,000円
定 員
25名
20分 ∼16時 45分
(東京都港区芝公園 3-5-8)
(1社 2名 以上の場合 1名 あた り 36,750円 、資料代 ・昼食代含/税 込)
(先着順 ・定員とな り次第、締切 らせて頂 きます)
■セミナープログラム
第 １ 部
テーマ
時 間
10:30
11:40
質疑応答含
第 ２ 部
12:40
13:50
質疑応答含
講 師
封じ込め機器の性能評価手法と施設に
《
おける実際の評価》
東 北大 学 鈴 木 治
氏
《無菌製剤での高活性物質封 じ込め
対応事例》
住友製薬 大 槻 陽
氏
・
・
ング会社が中心 とな
イ
■、ルシイリ
製薬会社、機器サフラ
り、封 じ込め機器の標準的な性能評価方法を組め、
・
ISPEか ら力イドとして発表予定である。本講演では
゛
この力イドのアウト
ラ
インと実際の医薬品工場の封 じ込め
性能評価 へ の適用例 を紹介す る。
第 ３ 部
2001年 に完成 させた、高活性成分を含む注射剤 (無 1976年住友化学工業鶴化成品事業部入社、 1979
“
菌製剤)の 製造施設建設 プロジェク トにおける 無 年医薬事業部へ転籍。 1984年住友製薬欄設立 と同
"と
ー
ハ
い う相反する要素の両立に向 時に移籍 し、現在に至る。全て工務部門に在籍。
菌 と ザ ド対応
けた取 り組 み を、事例 を交 え紹介す る。
《
高活性物質を扱う医薬品製造設備の設
計指針とその評価》
14:00
15:10
質疑応答含
゛
ス
日本ファ
インセラミ
ッタ
綺及び 日揮線技術研究所 にてハ
ルスか ら医薬品工場に関わる技術開発 に従事。
イ
対イ
・ ゜
■ングタトフ (SMEPAC)
封 じ込 め評価方法標準化 ワ
゜―
メンハ 。 2004年 3月 よ り現職 。
第 ４ 部
高活性物質を扱 う設備には、作業員の安全確保等と
共に高品質の医薬品製造が求められる。本講演では
日揮が提案 。実践 してきた高活性医薬品製造設備の
設計指針の紹介 と共に、封 じ込め性能の評価手法と
そ の事例 につ いて解説す る。
日揮
石 川 聡
氏
゜ ゛
の製造
シェ
1986年 日揮腑入社`医 薬食品関連フロ
クト
の
設備設計に従事。医療原薬製造設備 基本設計、
・ ゛
゛ ー
ン
シェ
デ ショ
クト
に参加。封
設置後のハリ
等、内外のフロ
じ込 め設 備 の調査 。研 究等 を担 当。
《封 じ込めや無菌製剤のためのアイ
エア レックス 川 J r t 康司 氏
ソレーター技術》
15:20
16:30
質疑応答含
医薬品製造工程において、封 じ込めや無菌製剤 のた
めのアイソレー ター技術の応用が急速に広がってい
る。本講演ではアイソレー ター技術の現状 と展望を、
“
実際 の具体例や新 しいクリーン化設備 RABS"等
エ業開 (現京り)等 を経て 1997年 ●
7レッ
ク
京都セラミ
ッ
ス
ク
腑を設立。その間、国産の無菌及び封 じ込めに
ーを60台以上納入するなど、
″タ
イソ
用い られる各種ア
着実 な実績 と積極的 な開発 を進 めてい る。
を含 めて解説す る。
※セ ミナ ー プ ロ グ ラム は都 合 に よ り変 更す る こ とが あ ります の で ご 了承 下 さい。
◆問 い合わせ先 :日本工業出版船 セ ミナー事業部 (担当 :中森)
本 社
〒 113-8610 東京都文京 区本駒込 6-3-26
日冽卜“6
TEL.03-3808-1021
FAX.03-3808-1023
TEL.03-3944-1181
ヾ働
更 TEL.06-6202-8218
メ
TEL03‐ 3944‐11810
FAX.03-3944-6826
FAX.06-6202-8287
インターネッ トで受講申込受付中
http=〃
w―
w_nikko―
pb_co_jpノ
務 セ ミナ ー :省 エ ネ/省 コス ト化 へ の対
ー
べ
エ
ビ
か
ル
の
ル
今何をす き
省ネギ
=改 正施行後の省エネ法とビルの省エネ対策 ・導入事例 =
時 場 料 員
講
日 会 受 定
平成 1 6 年 7 月 1 6 日 ( 金) 9 : 5 0 ∼
16:40
( 東京都港 区芝公園 3 - 5 - 8 )
機械 振 興会館 【6 F - 6 5 】
3 1 , 5 0 0 円 ( テキ ス ト代 ・喫茶 代含 / 税 込 )
25名
■セ ミナ ープ ログラム
ア
10:00
ー マ
講
《省エネルギー法 改正のポイン トと関連助成制度》
省エネ法の改正の柱である対象業種限定の撤廃/管 理者選任義務例外規定/
11:00
(質疑応答含)
11:10
12:10
(質疑応答0
13:10
14:10
(質疑応答含)
14:20
定期報告書 の義務付け/建 築物に関わる措置についての解説 と対応、さらに関
(質疑応答0
15:30
16:30
省 エネルギーセンター
山田 富美夫 氏
連助成制度 であるエ ネ革税制や各種補助金制度 について詳説す る。
ー
ア ル に お け る省 エ ネ 手 法 の 導 入 事 例 》
《ビ ル の リ ニ ュ
ー
リニュ アルエ事 を行 う動機 が 、老朽化 か ら省エネル ギー ・省 コス トに移行 し
つつ ある。本講演では実際 に施工 され、効果を上げている省エネ手法について 、
高砂熱学 工 業
冨 士原 秀和 氏
最 近 の事 例 を も とに解 説 す る。
《E S C O 事
業における省エネ手法の導入事例》
ESCO事
業における概要 と最近の事業環境動向。同事業における省エネル
ギーの意義、位置づ け。 さらに省エネ保証、ESCO投
資などの契約方法に
オーク・エルシーイー
清水 満 氏
つい て、事例 に基づ き紹介す る。
《ビル 空 調 設 備 の 運 用 管理 に お ける省 エ ネ効 果 》
近年、更なる省エネルギー化 のために、建物竣工後の運用管理における省エネ
15:20
師
実施が重要 となつている。本講演では室温緩和、外気導入制限、駐車場換気削
減など、 ビルの空調設備運用管理による省エネルギー効果について解説する。
゛
ル
キ―
国際省エ
ネ
計画研究所
福 田 光久 氏
《ビル電気設備の運用管理による省エネ改善》
受電契約 の適正化 ・高効率変圧器 (低損失型変圧器)の 採用 ・受電力率の改善 ・
省エネランプヘの交換 ・その他 の改善ノウハ ウなど、電気の省エネルギー (コ
MIHY技 術 コンサルタント
増 田 勝一 氏
ス トダ ウン)に つい て解説す る。
ー
ロ
※セ ミナ プ グラム は都合 に よ り変更す ることがあ ります ので ご了承下 さい。
(質疑応答含)
◆問 い合わせ先 : 日 本 工 業出版腑 セ ミナ ー 事 業部 ( 担当 : 中 森) 丁E L 0 3 - 3 9 4 4 - 1 1 8 1 ◆
本 社
〒 H38610東
京 都 文 京 区本 駒 込 6 3 2 6
日冽ド橋 TEL.03-3808-1021
FAX.03-3808-1023
TEL.03 3944 1181 FAX.0339446826
りヽ風
反TEL.06-6202-8218
イ ンター ネ ッ トで受講 申込受付中
http=//―
ww_nikko―
pb_co_jp/
FAX.06-6202-8287
仲 町英治
大阪工 業大学
向 島 靖 典 (昭和41年5月27日生 ・静 岡県 出身)
新 日本石油精製帥
根岸製油所 工 務技術 グル ー プ
工 学部 バ イオベ ンチ ャー セ ン ター
教授
〒535-8585 大阪市旭 区大宮5-16-1
TEL :06-6954-4773 FAX:06-6957-2134
シエ アス タ ッフ
・
〒235-0006 横浜市磯子 区鳳 町1-1
TEL:045-757-7141 FAX:045-757-7203
E―
mail:[email protected]
E―mail:yasunori [email protected]
槌 谷和義
大 阪工 業大学 大 学 院
バ イオベ ンチ ャー セ ン ター
<過 去 の執筆実績 >
石油精 製 プラ ン ト配管 の設備管理
〒5 3 5 - 8 5 8 5 大阪市旭 区大宮 5 - 1 6 - 1
TEL :06-6954-4784 FAX:06‐ 6957-2134
山田 卓
備 ビー ジー イ ー
E―
mall:[email protected]
営 業部営業課
〒lol_oo31 東京都千代 田区東神 田2-6-7
塩澤 和 章
富山大学
理事 ・副学長
〒930-8555 富山市五福3190
TEL :076-445-6114 FAX:076-445-6006
E―
mail:[email protected]ヽu acjp
:
:
:
ラ ウ ン高橋 ビル6 F
ク
TEL :03-3864-4861 FAX:03-3864-4865
E‐
mail:t―[email protected]
あrJたのご意見をお聞かせください
ふだん思 っていること、感 じてぃること、または情報交換等 あ なたのご意見 なんでも結構 ですので当社 ヘ
お寄せ ください。
◎内容 :0本 誌へ の意見 ● 情報 の呼掛 け、困っていること 0経 験者 か ら若 い人へ の注文、逆 に上司ヘ
の提言 ● 売 りたい、買い たい、譲 る、貸 して下 さい テ クノ俳句 テ クノ川柳 短 歌、写真
(特に技術 に関わ りな くとも結構です)
◎掲載料 :無 料 … 尚、掲載採用文 には薄謝進呈致 します。
◎署名原稿 または匿名希望 も受付 けます。執筆文字数は2∞字前後 として下 さい。
パ ソコン、 ヮー プロ等で作成 し、テキス トファイルにてお送 り下 さい。
◎締切 :毎 月末 日です。順次掲載 を致 します。
◎住所、TELな どご記入の上、E―
mal又 は、FAX・ 郵送 で本誌編集部宛お寄せ下 さい。
■問合 わせ先/日 本工業出版的 編 集部 まで
〒H3-8610 東 京都文京区本駒込6-326 TEL:03‐3944-1181 FAX:03-3944-6826
E―
mail:infOconikkO―
pb cojp
検査技術 20047 79
■解説
oマ イクロサ イズ試験片 を用 いた材料試験
o機 械安全設計原則 について
o HACCPに おける微生物の検査技術
o交 流磁化法 による材料診断装置及びシミュ レー シ ョ
ン
機能付超音波探傷瀞①
■技術 トビックス/建 築 ・土木
o溶 接継手検査へ の高速 自動超音波探傷技術 の適用
■技術 トビックス/交 通
o画 像処理 による車両の揺れの定量化
■技術 トピックス/土 木 ・建築
o韓 国長大橋 の橋梁点検補修用作業車
o材 料組織検査 と集束 イオンビーム加工法
■技術 トピックス/エ ネルギー
o長 距離パ イプライン検査技術
■ シリーズ
oレ ーザ ーによる風の計測
■法規 ・規格
o石 油学会設備維持規格 の紹介
■検査機器
o超音波検査 ツール リ ークデイテクター
■特集/プ ラントメンテナンスに活躍する赤外線サーモグラフイ
oサ ーモグラフイ検査技術の動向
o各社主力製品
■製品 ガイ ド
o設備診断
■本誌編集委員
編集委員長
徳
委 員
″ 石
″ 菱
″
ロ
″ 大
島大学
川島検査計測m
電湘南エレクトロニクス0
イ ド船級協会
成建設m
ン
グ
い
″
り
ラ
:;二
子
フ
イ
満
讚
″ 高 圧ガス保安協会
″ 東 京 ガス0
編 集顧 問 ブ
ト
破壊検査い
■本誌企画委員
JEEア ドバンテックm
ラインラン ドオ
支杉鴻囀
オリンパスい
ー
ア ルディテック ・アジア的
m検 査技術研究所
ジーイー・
インスペクション ・テクノロジーズ
日立エ ンジニア リング的
テスコい
ロイ ド船級協会
日本 クラウ トクレーマーい
いエー ・アンド・デイ
ジャパ ンプローブい
銅管計測い
い帝通電子研究所
マークテックい
い住田光学 ガラス
日本 ソナテス トm
日本 フイジカルアコーステイクス0
非破壊検査粉
日本フェルスターい
栄進化学い
日立建機ファインテック的
識拓
一
寛郵宏麟概知暉該妃
醸神洋椀蒻服林唯鵡知仲
8月 号 予定 目次
阿南 睦 章
阿部 雄 三
オ
直村 努
江原 英 治
岡 賢 冶
小山亜弥子
木野 裕 敏
佐藤 之 敬
椎名 隆
高橋 弘 幸
田中 丈 之
中田 正 明
福田 脩 三
本田 泰 輔
松山 豊
丸山 文 夫
森谷 茂 樹
湯山 茂 徳
吉荒 俊克
渡辺 隆
亘 直 仁
浜崎 義 一
本誌に掲載する著作物 の複製権 lll訳
権 上映権 譲渡権 公衆送
〔
掲載予定報文 は編集部の都合で変更になる事があります。〕
舌し
丁、落丁本は、ご面倒ですが当社までご送付 ください。
送料当社負担にてお取 り替えいたします。
編 集
株式会社力珠 有 します。
信権(送信可能化権を含む)は日本工業出)振
日本著作出版権管理システム委託出版物 >
EWI<帥
本誌 の無断複写 は著作権法上での例外 を除き禁 じられてい ます。
複写 される場合は、そのつど事前 にい 日本著作出版権管理 システ
ム (電詢 338176670、
FAX033815‐
8199)の許諾を得て ください。
東京本社付近図〉
〈
検 査技術編集委員会
本
社
大 阪 営 業 所
日本 橋 事 務 所
中 国 事 務 所
販 売 専 用
振
替
〒 1138610東 京都文京区本駒込 6-3-26
TEL 03(394)11810 FAX 03(3944)6826
h t t p :w〃
w w n i k k op―
b cojp/
mai■
info@nikko pb cojp
c―
TEL 06(6202)8218 FAX 06(6202)8287
TEL 03(3808)1021 FAX 03(3808)1023
T E L ・F A X ( 0 5 9 1 ) 7 8 5 5 6 2 2
TEL 03(3944)8001 FAX 03(3944)0389
至板橋
00HO-6-14874
)
定価2 , 0 0 0 円 ( 本体1 , 9 0 5 円
年間購読料 。年1 2 冊1 9 , 0 0 0 円( 税込)
蔦
至 上 野 不 忍 通 り 至 護 国 寺
鍵客更 日本 工 業 出版 株 式 会 社
都 営 三 田線
「

ダイカストのゲートからの溶湯射出挙動の 観察とシミュレーションとの比較

電波雑音に関する J 規格の制改訂及び解釈別表第十の改正要望について

jsip temp - 同志社大学 情報公開用サーバ

お詫びとお願い 「ポリ湯たんぽ 1.7L CH-17」をご購入された

日本文ダウンロード

外水圧作用時における更生管の安全性評価について

潜熱蓄熱建材を適用したパッシブソーラー住宅における性能評価手法の

シェル型浸透固化処理工法