超音波による壁厚測定は、配管内に媒体がある場合でも正確か？

超音波厚さ計は、超音波パルスの反射原理に基づいて厚さを測定するものです。プローブから送信された超音波パルスが測定対象物を通過して材料の界面に到達すると、そのパルスはプローブに反射されます。そして、材料内を伝播する超音波の時間を正確に測定することで、測定対象となる材料の厚さが決定されます。超音波をその内部で一定の速度で伝播させることができるあらゆる種類の材料に、この原理を用いて測定することができる。 測定値に影響を与える要因：（下記から答えを見つけることができます）（1）ワークの表面粗さが大きすぎるため、プローブと接触面との結合効果が悪くなり、反射エコーが低下し、場合によってはエコー信号が検出されないこともあります。表面の錆については、結合効果が極めて悪い稼働中の機器や配管などは、砂や研磨剤、こすりなどを用いて表面を処理し、粗さを低減することができる。同時に酸化物や塗装層も除去して金属の光沢を現し、プローブと検査対象物が結合剤を介して良好な結合効果を得られるようにする。 （2）ワークの曲率半径が小さすぎる場合、特に細径管の厚み測定時には、一般的に使用されるプローブの表面が平面であるため、曲面との接触が点接触または線接触となり、音響強度の透過率が低くなる（結合が悪い）。小口径専用プローブ（6mm）を使用することで、パイプなどの曲面状の素材をより正確に測定できます。 （3）検出面と底面が平行でないため、音波は底面で散乱し、プローブは底面からの信号を受信できない。 （4）鋳造品やオーステナイト鋼は、組織が不均一であったり結晶粒が粗大だったりするため、超音波が通過する際に重度の散乱減衰が生じる。散乱した超音波は複雑な経路を伝わり、エコーが互いに打ち消し合って表示されないことがある。周波数が低い粗粒用プローブ（2.5MHz）を使用できます。 （5）プローブの接触面にはある程度の摩耗がある。一般的な厚さ測定プローブの表面はアクリル樹脂でできており、長期にわたって使用すると表面の粗さが増し、感度が低下して表示が正しくなくなることがあります。500番のサンドペーパーを使って研磨し、滑らかにして平行度を確保できます。依然として不安定な場合は、プローブの交換を検討してください。 （6）測定対象物の裏面に多数の腐食穴がある。測定対象物の反対側に錆や腐食によるくぼみがあるため、音波が減衰し、読み取り値が不規則に変動し、極端な場合には読み取り値が得られないこともある。 （7）測定対象物（例えばパイプ）内に堆積物がある場合、その堆積物とワークの音響インピーダンスに大きな差がないとき、厚さ計の表示値は壁厚に堆積物の厚さが加算されたものとなる。 （8）材料の内部に欠陥（介在物、層間など）がある場合、表示値は公称厚さの約70％となり、このとき超音波探傷器を用いてさらに欠陥を検出することができる。 （9）温度の影響。一般的な固体材料において、音速は温度が上昇するにつれて低下する。実験データによると、高温状態の材料では温度が100℃上昇するごとに、音速は1％減少する。高温で運用されている機器では、よくこのような状況に遭遇します。高温専用プローブ（300～600℃）を使用し、通常のプローブは絶対に使用してはいけません。 （10）積層材料、複合（非均質）材料。結合されていない積層材料を測定することは不可能である。なぜなら、超音波は結合されていない空間を透過できず、また複合（不均質）材料内では一様に伝播しないからである。多層の材料で覆われて作られた装置（尿素高圧装置など）の場合、厚さ測定には特に注意が必要であり、厚さ計の表示値はプローブが接している層のみの厚さを示すに過ぎません。 （12）結合剤の影響。カップリング剤は、プローブと検査対象物の間の空気を排除し、超音波が効果的に試料内部に届いて検査を行えるようにするものです。種類や使用方法を間違えると、誤差が生じたりカップリングマークが点滅したりして、測定できなくなります。使用状況に応じて適切な種類を選ぶため、滑らかな材料の表面で使用する場合は、低粘度のカップリング剤を使用できます；粗い表面、垂直な表面、および上面で使用する場合は、粘度の高いカップリング剤を使用すべきです。高温のワークには、高温用のカップリング剤を使用すべきです。次に、結合剤は適量を使用し、均一に塗布する必要があります。一般的には被測定材料の表面に塗布しますが、測定温度が高い場合はプローブに塗布すべきです。 （13）音速の選択が間違っている。ワークを測定する前に、材料の種類に応じて音速を事前に設定するか、または標準ブロックを用いて音速を逆算する。ある材料で計測器を校正した後（一般的には鋼製の試験片が使用される）、別の材料を測定すると、誤った結果が得られる。測定前には必ず材料を正しく識別し、適切な音速を選択する必要があります。 （14）応力の影響。稼働中の機器や配管の大部分には応力が存在し、固体材料の応力状態は音速に一定の影響を与える。応力の方向が伝播方向と一致している場合、応力が圧縮応力であれば、その応力によって部材の弾性が増し、音速が速くなる；逆に、応力が引張応力の場合、音速は低下する。応力と波の伝播方向が一致しない場合、振動過程において粒子の振動軌跡は応力の影響を受け、波の伝播方向がずれる。資料によると、一般的に応力が増加すると、音速はゆっくりと上昇する。 （15）金属表面の酸化物や塗装層の影響。金属表面に生成される密な酸化物や塗装の防食層は、基材と密接に結合しており明確な界面はないが、2つの物質内での音速の伝播速度は異なるため誤差が生じ、また被覆層の厚さによっても誤差の大きさは変わる