ある試験体を探触子 5Z20N を用いて超音波探傷したら林状エコーが多く現れ、探傷ができなかった。林状エコーを減らすためには、次のどの探触子を用いて探傷すればよいか。

非破壊検査（NDT）レベル2 UT過去問の解説。カテゴリ：林状エコー対策と探触子の選定

解説

① 林状エコーの正体

• 試験体の中の結晶粒で、超音波が散乱反射する
• 散乱した超音波が探傷面へ戻り、ノイズとして表示される
• 波長が結晶粒の大きさに近いほど、散乱は激しくなる

② 対策は周波数を下げる

• 波長λ ＝ 音速C ÷ 周波数f
• 周波数を下げる → 波長が長くなる → 散乱しにくい
• 5MHz→2MHz で鋼中縦波の波長は約1.2mm→約3.0mm

③ 他の選択肢と、もう一つの対策

• 1番 10C10N：10MHz で周波数が上がる → 逆効果
• 2番 5Q20N・4番 5Z10N：どちらも 5MHz のままで下がらない
• 別解：波数の少ない広帯域探触子（記号の先頭が B）も有効

なぜそうなるのか

林状エコーは、試験体中の結晶粒で散乱反射した超音波が探傷面に戻って受信され、ノイズとして表示されるもの。周波数が高い＝波長が短いほど結晶粒での散乱は激しくなるので、対策は①試験周波数を低くして波長を長くする、②振動の回数（波数）が少ない広帯域探触子を用いて散乱波の重なりを少なくする、の2つ。5Z20N（5MHz）で林状エコーが多く出たのだから、5MHz より低い周波数の探触子を選ぶ。探触子の表示記号は先頭の数字が公称周波数なので、10C10N は 10MHz（さらに高い＝逆効果）、5Q20N と 5Z10N はどちらも 5MHz のままで周波数が下がっていない。2Z20N だけが 2MHz へ下がっており、鋼中縦波の波長は約1.2mm から約3.0mm へ長くなる（λ＝c/f、c≒5900m/s）。振動子の材料記号や直径を変えても周波数が下がらなければ林状エコー対策にはならない点が要点。

まとめ

林状エコー＝結晶粒での散乱反射がノイズになったもの 対策は①周波数を下げて波長を長くする ②広帯域探触子

関連規格：JIS Z 2350（超音波探触子の性能測定方法：探触子の表示方法。UT2テキスト P37 表3.4）／JIS Z 2344（超音波探傷試験方法 通則）／JIS Z 2300（非破壊試験用語：散乱・林状エコー）

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