非破壊検査（NDT）完全ガイド：主要8手法と産業用途

非破壊検査（NDT）とは？

非破壊検査（NDT）は、材料、部品、構造物、システムの特性を、特性差異や溶接欠陥、不連続を評価するために、オリジナル部品を損傷させることなく検査・分析する技術です。NDTは非破壊試験（NDE）、非破壊検査（NDI）、非破壊評価（NDE）とも呼ばれます。

現場では、NDTは非破壊検査手法、検査ツール、さらには非破壊検査分野全体を指す包括的用語としてよく使用されます。

本記事の主眼である商業用途、およびFlyabilityでの業務において、NDTの目的は重要インフラが適切に維持管理され、大惨事を回避することです。

NDT手法は通常、石油精製所で使用されるボイラーの弱点検査のような産業用途に関連付けられますが、医療用途が実際には最も一般的な用途の一部です。

例えば、妊婦が胎児の健康を確認するために超音波検査を受けることはNDTユースケースであり、怪我の詳細を知るためのX線やMRIも同様です。

ただし、NDTが必ずしも特殊ツールやツール自体を必要としないことも重要です。

例えば、産業現場で検査員が圧力容器の外観を目視で確認することは、ボイラーを損傷せずに状態データを収集しているためNDTに分類されます。一方で、超音波センサーのような高度なツールを用いて特定材料や資産の欠陥を探すこともNDTと呼ばれます。

具体的なユースケースに関わらず、すべての例に共通する根本的な共通項は、非侵襲的な方法でのデータ収集です。

破壊試験 vs 非破壊検査

先に進む前に、テスト対象材料を変質させたり、損傷させたり、破壊したりする試験方法があることを明確にしておきます。

これらの方法の使用を破壊試験と呼びます。

破壊試験では、材料の一部を削り取って分析したり、現場で何らかの形で変質させたりします。

主な例：

• マクロ組織試験。 溶接材料の小さな断面を研磨・腐食して検査します。
• 引張試験。 緊張試験とも呼ばれ、制御された引張力を試験片に加えて反応を見る破壊試験技術です。特定荷重・条件での試験や、材料の破壊点試験に使用されます。
• 3点曲げ試験。 試験片（クーポン）を取り、3点で規定角度まで曲げて材料の健全性と柔軟性（延性）を検査します。

NDT規格と標準

NDT技術はあらゆる種類の検査に使用できます。しかし、ボイラーや圧力容器のような資産の最も重要なNDT検査では、適切に維持管理されない場合に信じられないほど危険です。

これらの資産の適切な維持管理が、近くで働く人々（原子力発電所では距離を置いても）の安全にとって非常に重要であるため、ほとんどの国では検査実施時に企業が遵守すべき特定の検査コードと標準を法律で定めています。

これらの標準とコードは通常、特定ガイドラインに従った定期検査を要求します. 最大リスクを呈する資産のほとんどでは、これらの検査は認定検査員によって実施され、正式な検査機関で働く認定立会人の承認が必要です。

NDT標準とコードの作成で世界で最も一般的に遵守されている組織：

• API（米国石油協会）
• ASME（米国機械学会）
• ASTM（米国材料試験協会）
• ASNT（米国非破壊検査学会）
• COFREND（フランス非破壊検査研究委員会）
• CSAグループ（カナダ標準協会）
• CGSB（カナダ一般標準委員会）

なぜNDTを使用するのか？

世界中の多くの企業がNDTを使用する主な理由：

• コスト削減。 最も明確な答えは、NDTが破壊試験より魅力的である理由は、検査対象材料や物体が検査を無傷で生き延びられるため、コストとリソースを節約できるからです。
• 安全性。 放射線透過試験を除くほぼすべてのNDT技術が人体に無害であるため、NDTは魅力的です。
• 効率性。 NDT手法は資産の徹底的かつ比較的迅速な評価を可能にし、現場での継続的な安全性と性能確保に不可欠です。
• 精度。 NDT手法は正確で予測可能であることが実証されており、人員の安全と設備の長寿命化を目的としたメンテナンス手順で求められる品質です。

「非破壊検査は適切に運営される施設の生命線です。NDT技術と再現性のある結果は、経験と誠実さを持つ高度に訓練された技術者に依存します。産業NDT手法と結果解釈は認定プロフェッショナルによって実施されます。

技術者は特定のNDT手法で認定されている必要があるだけでなく、データ収集に使用される機器の操作方法も知る必要があります。機器の能力と限界を理解することが、合否判定の差を生みます。」

最も一般的な8つのNDT手法

NDTには様々なタイプのデータ収集に使用される複数の技術があり、それぞれ固有のツール、トレーニング、準備を必要とします。

これらの技術の一部は物体の完全な体積検査を可能にし、他は表面検査のみ可能です。同様に、一部のNDT手法は使用材料タイプによって成功度合いが異なり、磁粒探傷（MT）のように特定材料（磁化可能な材料）でのみ機能する技術もあります。

最も一般的に使用される8つのNDT技術：

1. 目視検査（VT）
2. 超音波探傷（UT）
3. 放射線透過試験（RT）
4. 渦流探傷（ET）
5. 磁粒探傷（MT）
6. 音響放射試験（AE）
7. 浸透探傷（PT）
8. リーク試験（LT）

1. 目視検査（VT）

定義：目視非破壊検査は、材料の状態に関する視覚データを収集する行為です。目視検査は、材料や物体を一切変化させずに検査する最も基本的な方法です。

目視検査の実施方法：

目視検査は肉眼で、検査員が材料や資産を視覚的にレビューすることで実施できます。屋内目視検査では、検査員が懐中電灯を使用して被検査物体に深みを与えます。目視検査はRVI（遠隔目視検査）ツール、例えば検査カメラを使用して実施することもできます。カメラを配置するために、NDT検査員はロボットやドローンを使用したり、単純にロープから吊るしたりします。

2. 超音波探傷（UT）

定義：超音波非破壊検査は、材料の特性変化を特定するために高周波音波を材料に伝搬させるプロセスです。

超音波探傷の実施方法：

一般的に、超音波探傷は音波を用いて材料表面に生じた欠陥や不完全性を検出します。

最も一般的な超音波探傷手法の一つはパルスエコー法です。この技術では、検査員が材料に音波を導入し、材料表面の不完全性によって生成されるエコー（音波反射）を受信器で受信して測定します。

その他の超音波探傷タイプ：

1. フェーズドアレイ超音波探傷（PAUT）
2. 自動超音波探傷（AUT）
3. 飛行時間回折法（TOFD）

3. 放射線透過試験（RT）

定義：放射線非破壊検査は、ガンマ線またはX線を材料に照射して不完全性を特定する行為です。

放射線透過試験NDTの実施方法：

放射線透過試験では、放射性同位体またはX線発生装置からの放射線を被検査材料を通してフィルムやその他の検出器に照射します。検出器からの読み取り値はシャドウグラフを作成し、検査材料の内部側面を明らかにします。

放射線透過試験は、肉眼では検出困難な材料の密度変化などを明らかにできます。

4. 渦流探傷（電磁探傷）（ET）

定義：渦流非破壊検査は、材料を取り巻く磁場における電流（渦流）の強さを測定し、材料についての判断（欠陥位置など）を行う電磁試験の一種です。

渦流探傷の実施方法：

渦流探傷を実施するには、検査員が導電性材料を取り巻く磁場内の渦流の流れを調べ、材料の欠陥や不完全性によって引き起こされる中断を特定します。

5. 磁粒探傷（MT）

定義：磁粒非破壊検査は、材料内の磁場の流れの乱れを調べることで材料の不完全性を特定する行為です。

磁粒探傷の実施方法：

磁粒探傷を使用するには、検査員が磁化しやすい材料に磁場を誘導します。磁場誘導後、材料表面を鉄粉で覆い、磁場の流れの乱れを可視化します。これらの乱れが材料内の不完全性の位置を示す視覚的指標となります。

6. 音響放射試験（AE）

定義：音響放射非破壊検査は、音響放射を用いて材料の可能性のある欠陥と不完全性を特定する行為です。

音響放射試験の実施方法：

音響放射試験を実施する検査員は、材料の欠陥によって引き起こされる音響エネルギーのバースト、すなわち音響放射を検査します。強度、位置、到達時間を調べることで、材料内の可能性のある欠陥についての情報を明らかにできます。

7. 浸透探傷（PT）

定義： 浸透探傷非破壊検査は、液体で材料をコーティングし、液体の途切れを探すことで材料の不完全性を特定するプロセスです。

浸透探傷の実施方法：

浸透試験を実施する検査員は、まず被検査材料を可視または蛍光染料を含む溶液でコーティングします。検査員はその後、材料表面から余分な溶液を除去しながら、材料表面を「破る」欠陥に溶液を残留させます。

その後、検査員は現像剤を用いて欠陥から溶液を引き出し、紫外線で不完全性を可視化します（蛍光染料の場合）。通常染料の場合、浸透剤と現像剤のコントラストで色が現れます。

8. リーク試験（LT）

定義： リーク非破壊検査は、容器や構造物の漏れを調べることで、その中の欠陥を特定するプロセスです。

リーク試験の実施方法：

検査員は、圧力計による測定、石鹸泡試験、電子聴診装置などを用いて容器内の漏れを検出できます。

非破壊検査はどこで使用される？

NDTをどの程度広く定義するかによりますが、視覚検査（形式的か非公式かを問わず）がほぼすべての職場で何らかの形で行われるため、世界のほぼすべての産業で使用されていると言えます。

ただし、APIやASMEなど前述の組織によって規定されるように、NDTを必要とし、その使用のための形式化されたプロセスを持つ特定産業があります。

これらの産業には：

• 石油・ガス
• 発電
• 化学
• 鉱業
• 航空宇宙
• 自動車
• 海事
• 鉱業（重複）

ドローンがNDTにどのように役立つか

過去数年間、カメラ搭載ドローンがNDTで視覚データ収集に用いられる一般的なツールとなっています。

技術的制限により、長らくドローンは検査員の補完的な視覚データ提供に留まり、検査員が自ら視覚データを物理的に収集することを置き換えることはできませんでした。

しかし、ドローン技術が向上するにつれ、検査員はドローンをRVIツールとしてますます活用できるようになり、場合によっては視覚データを手動収集する必要を完全に置き換えられるようになりました。

現在ドローンがNDTで役立つ2つの主な方法：

安全性

検査員が視覚データ収集のために危険な空間に入る必要をなくすことで、ドローンは職場の安全性向上に貢献します。

送電線や鉄塔などの屋外資産検査では、ドローンで視覚データを収集することで、人が物理的に空中にいる時間を短縮できます。

圧力容器やボイラーなどの屋内資産検査では、Elios 2のようなドローンで視覚データを収集することで、検査員が密閉空間に入る必要がなくなり、リスク曝露を大幅に削減できます。

コスト削減

ドローンは屋内・屋外両シナリオで企業のROI改善に貢献しますが、特に屋内検査で削減効果が顕著です。

プロフェッショナル屋内ドローンを使用して検査員を送り込まず視覚データを収集することで、足場の組み立て・撤去コストを削減し、それに伴うダウンタイムを短縮でき、場合によっては1〜2日短縮可能です。

よくある質問

非破壊検査とは？

非破壊検査（NDT）は、材料、部品、アセンブリを不連続や特性差異について検査、試験、評価するプロセスで、部品やシステムの実用性を損なわずに行います。つまり、検査や試験完了後も部品は使用可能です。

NDTの意味は？

NDTはNon-Destructive Testing（非破壊検査）の略です。検査員が材料、システム、コンポーネントを永久的に変質させることなく評価しデータ収集できる検査手法の総称です。

NDTは何に使用される？

非破壊検査（NDT）は、業界が材料、部品、構造物、システムの特性を、特性差異や溶接欠陥、不連続について評価するための試験・分析技術で、オリジナル部品を損傷させずに行います。

NDTは良いキャリア？

NDTは石油・ガス、航空宇宙、エネルギー、電力、原子力、輸送など非常に幅広い産業で使用され、職業機会は実質的に無限大です。NDTキャリアは極めてダイナミックで、最新トレーニングの継続が必須です。

非破壊検査の種類は？

最も一般的な8つのNDT手法

• 目視NDT（VT）
• 超音波NDT（UT）
• 放射線透過NDT（RT）
• 渦流NDT（ET）
• 磁粒NDT（MT）
• 音響放射NDT（AE）
• 染色浸透NDT（PT）
• リーク試験（LT）

破壊試験の3手法は？

最も一般的な破壊試験手法は、過酷環境試験、腐食試験、破壊・力学試験です。

なぜ非破壊検査が使用される？

使用される部品や材料が損傷や欠陥なく、人員による使用に適していることを確認するために非破壊検査が実施されます。試験結果は、部品が修理必要か、運転に安全かを示します。

破壊試験と非破壊検査の違いは？

破壊試験は、試験対象試料を損傷させることで実施されます。対照的に、非破壊検査（NDT）では、試験対象物は物理的損傷を受けず、試験後も活動運転で使用可能です。

非破壊検査はどう行う？

現在のNDT手法には、音響放射試験（AE）、電磁試験（ET）、レーザー試験法（LM）、リーク試験（LT）、磁束漏れ試験（MFL）、浸透探傷（PT）、磁粒探傷（MT）、中性子放射線透過試験（NR）、放射線透過試験（RT）、熱/赤外線試験（IR）があります。

破壊試験（DT）の意味は？

破壊試験（DT）は、特定材料を破壊する試験を適用し、強度、靭性、柔軟性、硬度などの物理的特性（機械的特性）を決定する客観的分析形態です。

破壊試験の例は？

引張試験、曲げ試験、シャルピー衝撃試験、ペリーニ落下重量試験、剥離試験、クラッシュ試験、圧力試験、破壊試験など、様々な破壊試験手法が含まれます。

なぜ超音波探傷が使用される？

超音波探傷（UT）は、音波を用いて部品や材料の亀裂と欠陥を検出する非破壊試験手法です。パイプ肉厚測定など、材料厚さの測定にも使用できます。

硬さ試験は非破壊？

硬さ試験は、材料や溶接の外表面で実施可能な比較的シンプルで安価な非破壊試験です。欠陥発見には通常適しませんが、溶接や熱処理で材料や溶接が過度に脆くなっていないことを示せます。

破壊試験はどう行う？

破壊試験は、様々な荷重条件下で材料を破壊に至らしめることで実施されます。破壊試験手法は、引張強度、降伏強度、硬度、衝撃靭性、伸びなどの材料機械的特性を求めるために使用されます。

超音波溶接試験はどう機能する？

代替エネルギー向け超音波溶接試験

• 超音波厚さ計が高周波超音波エネルギービームを部品または材料に送信
• 超音波ビームが部品または材料の全体を貫通
• その後、ゲージから2つの可聴信号が発生し、検査員に警告

破壊的手法とは？

破壊的手法は、大量生産される特定製品の物理的特性を決定するために通常使用されます。これにより、製品が市場に出る前にどれだけ耐久性があるかを知ることができます。