ステンレス鋼チューブの非破壊検査：渦電流探傷（ET）と超音波探傷（UT）の選択

ステンレス鋼管の場合、表面および近表面の欠陥（ピンホール、折り目、短い縦方向亀裂など）を高速で連続検出するには、渦電流探傷（ET）が最も適しています。一方、管壁厚さの確認や内部・層状の欠陥検出には、超音波探傷（UT）が用いられます。さらに水圧試験により、完成した管材が所定の内圧に耐えられるかを最終的に確認します。実際には、単一の検査方法のみを採用することはほとんどありません。例えばASTM A312規格では、製造業者が各管材に対して非破壊電気試験（ET）または水圧試験のいずれかを選択できることを定めており、多くの高品質要求仕様では、ETと水圧試験に加えてUTも併用することが求められます。浙江温強ステンレス鋼有限公司では、製品形状、受入基準、および使用リスクに応じて、最適な検査手法を選定しています。

渦電流探傷の原理
渦電流探傷法では、コイルに電流を流して管の壁面に循環電流（渦電流）を誘起させます。この渦電流が欠陥によって遮断または歪められると、コイルのインピーダンスが変化し、その変化が検出信号として現れます。誘起された磁場は表面で最も強く、深さとともに急減衰する「表皮効果」を示すため、渦電流探傷法は本質的に表面および近表面の検査手法です。オーステナイト系ステンレス鋼（例：304／304L、316／316L）は非磁性であるため、全周コイル方式の渦電流探傷は高ライン速度でも安定して実施できます。この特性から、ASTM A249、A269、A213規格で製造される小～中径の管材に対して、100％オンライン検査に適しています。
感度は人工的な基準試料に対して設定されます。当社では、穴の開いたまたは切り欠きのある校正用チューブを用意し、ノイズフロアを明確かつ再現性よく上回る信号が得られるまで機器を調整します。代表的な基準反射体としては、貫通穴（一般的には直径0.8 mm、あるいは規格の表に定められた寸法）や、管壁厚さの所定パーセンテージで形成された縦方向・横方向の切り欠きがあります。基準値以上の指示が出た場合、該当部品は不合格とされたり、さらに詳細な検査が行われます。渦電流探傷（ET）は迅速・非接触・再現性に優れていますが、深部の内部欠陥のサイズ評価には信頼性が低く、また強磁性材料や heavily cold-worked material（高度に冷間加工された材料）では、磁気飽和処理を施さない限り検出が困難です。

超音波探傷（UT）の原理
超音波探傷検査（UT）では、通常2～15MHzの高周波音波を、音響結合剤（コウプランツ）を介して被検査物の壁面に送り込みます。対向壁面からの反射波で壁厚を測定し、内部の不連続部（欠陥）からのエコーでその位置を特定します。角度ビームせん断波UTは、縦方向および横方向の亀裂、層状分離（ラミネーション）、非金属介在物などを検出できます。また、渦電流検査（ET）とは異なり、欠陥の深さや壁厚方向への延長長さも推定可能です。特に肉厚のシームレス鋼管やデュプレックス鋼2205、スーパー・デュプレックス鋼2507では、壁面の健全性と内部品質が使用寿命を左右するため、UTが主な体積検査法として採用されることが多いです。
UTは寸法管理にも活用されます。製造工程中における連続的な超音波壁厚監視により、製品が工場を出荷する前に偏心や局所的な肉薄を検知できます。ただし、UTは音響結合剤と比較的良好な表面状態を必要とし、また粗粒構造の鋳造品や加工度の高い材料では結晶粒界による音波散乱が生じるため、代表試料を用いた手法の妥当性確認を事前に実施する必要があります。

水圧試験およびASTM A312規格による選択
水圧試験では、各長さの管に水を充填し、所定の圧力まで加圧した後、少なくとも5秒間（ASTM A312では一般的な最低保持時間）その圧力を保持します。作業者はこの間に漏れや圧力低下がないかを観察します。この試験は、圧力保持境界の合格・不合格を判定するものであり、欠陥の検出を目的としていません。ASTM A312では、製造者が水圧試験の代わりに非破壊電気試験（ET）を実施すること、あるいは両方を併用することを認めていますが、その場合、検査証明書には実際に実施された試験方法を明記する必要があります。購入者が漏れのないことを証明するデータと欠陥検出を求める場合には、当社では水圧試験に加えてETまたは超音波探傷試験（UT）を併用し、すべての試験パラメーターをEN 10204 3.1または3.2形式の材質試験証明書に記録します。

製品形状別適用範囲
小径・薄肉溶接管および高精度鋼管では、通常、高速直列渦電流探傷（ET）と静水圧試験を併用します。毛細管チューブのように表面品質が極めて重要な製品では、ETに加え、目視検査および寸法検査を実施します。厚肉無縫鋼管では、体積的な内部欠陥検出のために超音波探傷（UT）が主に用いられます。ASTM A249またはA928規格で製造された溶接鋼管の溶接部は、融合線の検査を目的としてUTまたは放射線検査（RT）が行われ、さらに表面検査としてETが実施されます。塩化物環境で使用されるデュプレックス鋼およびスーパー・デュプレックス鋼製品では、点食や応力腐食割れのリスクが高いため、壁厚部の健全性確認にUTが採用されることが一般的です。

B 根拠のある検査計画の策定
信頼性の高い検査計画は、まず適用される規格および受入等級を明確に定め、その後、各欠陥モードに対応する検査手法を段階的に組み合わせていきます。表面欠陥には渦電流探傷（ET）、内部欠陥や肉厚に関する評価には超音波探傷（UT）、圧力保持性能の確認には水圧試験をそれぞれ適用します。参照用標準試料はトレーサビリティが確保されていなければならず、検査装置の校正は毎シフト開始時および作業中断後の再開時に必ず確認しなければなりません。検査担当者は、公認された資格認定制度に基づき適切な資格を有している必要があります。また、検査結果は各溶製ロット番号および材長ごとにアーカイブされることが求められます。
文強社では、陽極材質識別（PMI）、化学分析・機械的試験、水圧試験、非破壊検査（NDT）をカバーする自社検査ラボを運営しており、検査業務は一切外部委託せず、また臨機応変な対応も行いません。発注書には検査方法を明示してください。具体的には、基準反射体、受入基準値、および渦電流探傷（ET）、超音波探傷（UT）、水圧試験のいずれか、あるいはそれらの組み合わせを明記してください。こうした明確な指示があれば、よくある紛争——たとえば「非破壊電気試験」とだけ記載された検査証明書で、感度に関する記述が一切ない——を未然に防ぐことができます。

実用ガイド
表面欠陥の検出精度、高速検査、および薄肉管の100％検査カバレッジが最も重要である場合は、渦電流探傷（ET）を選択してください。管壁厚さの確認、内部欠陥の検出、または溶接部の詳細評価が受入判定の根拠となる場合は、超音波探傷（UT）を選択してください。圧力耐性の文書による証明が必要な用途では、水圧試験を必ず実施してください。特に二相ステンレス鋼製や高圧用配管など、安全性が極めて重要な場合、最も確実な仕様は、表面検査法、体積検査法、および耐圧証明試験の3種類を組み合わせ、それぞれに明文化された受入基準を設定し、3.1または3.2証明書に記録することです。検査方法は、慣習ではなく、想定される破損メカニズムに応じて選定すべきであり、そのようにすることで、検査は実際に価値あるものとなります。

よく 聞かれる 質問
Q：ASTM A312規格において、渦電流探傷（ET）は水圧試験に代わって使用できますか？
A：はい。A312規格では、製造者が水圧試験の代わりに渦電流探傷などの非破壊電気試験を実施することが認められています。ただし、証明書には実施した試験の種類を明記する必要があります。また、多くの購入者は、より確実な品質保証を目的として、両方の試験を併用することを指定しています。
Q: なぜ厚肉管およびデュプレックス管には超音波検査（UT）が推奨されるのですか？
A: 超音波検査は管の全壁厚を対象に検査を行い、壁厚を確認するとともに、渦電流検査では信頼性の高いサイズ評価が困難な内部欠陥や層状欠陥も検出できます。これは、特に壁の健全性が使用寿命を左右する場合において極めて重要です。

NDTによる検査済みステンレス鋼管（EN 10204 3.1／3.2準拠の完全な品質証明書付き）については、浙江温州強ステンレス鋼有限公司（電話番号：＋86 577 8922 2595）までお問い合わせください。 https://www.chinawqsteel.com/