市場の圧力により、チューブメーカーは厳格な品質基準を遵守しながら生産性を向上させる方法を見つける必要に迫られており、最適な検査方法とサポートシステムを選択することがこれまで以上に重要になっています。多くのチューブメーカーは最終検査に頼っていますが、多くの場合、メーカーは製造プロセスのさらに上流で検査を実施し、欠陥のある材料やプロセスを早期に検出しています。これにより、不良品の削減だけでなく、欠陥材料の処理に関連するコストも削減されます。このアプローチは最終的に収益性の向上につながります。これらの理由から、工場に非破壊検査（NDT）システムを導入することは、経済的に理にかなっています。
材料の種類、直径、肉厚、加工速度、溶接または成形方法など、多くの要因が最適な試験方法を決定します。これらの要因は、使用する検査方法における特徴の選択にも影響を与えます。
渦電流探傷試験（ET）は、多くの配管用途で使用されています。これは比較的低コストの試験であり、通常0.250インチまでの肉厚の薄肉配管に使用できます。磁性材料と非磁性材料の両方に適しています。
センサーまたはテストコイルは、大きく分けてラップアラウンド型とタンジェンシャル型の2種類に分類されます。ラップアラウンド型コイルはチューブの断面全体を検査するのに対し、タンジェンシャル型コイルは溶接部分のみを検査します。
ラップアラウンドコイルは、溶接部だけでなく、入ってくるストリップ全体の欠陥を検出します。また、直径2インチ未満のサイズの検査に効果的です。パッドのずれにも寛容です。大きな欠点は、入ってくるストリップをミルに通す際に、テストコイルに通すための追加の手順と注意が必要になることです。また、テストコイルが直径にぴったりとフィットしている場合、溶接不良によってチューブが開き、テストコイルが損傷する可能性があります。
接線コイルは、チューブの円周のごく一部を検査します。大径用途では、一般的に、巻き付けコイルではなく接線コイルを使用すると、信号対雑音比（背景の静的信号に対するテスト信号の強度の尺度）が向上します。また、接線コイルはねじ山を必要とせず、工場外での校正も容易です。欠点は、溶接部しか検査できないことです。大径パイプに適しており、溶接位置が適切に制御されていれば、小径にも使用できます。
どちらのコイルタイプでも、断続的な不連続性を検査できます。欠陥検査（ボイド検査または不一致検査とも呼ばれます）は、溶接部を母材の隣接部分と継続的に比較し、不連続性によって引き起こされる小さな変化に敏感です。ピンホールやジャンプ溶接などの短い欠陥を検出するのに最適で、ほとんどの圧延機アプリケーションで使用される主要な方法です。
2番目のテストである絶対法では、多くの欠陥が見つかりました。この最も単純な形式のETでは、オペレーターが良質な材料上でシステムを電子的にバランスさせる必要があります。一般的な連続的な変化を検出することに加えて、壁の厚さの変化も検出します。
これら2つのET法を用いることは、特に面倒なことではありません。装置にこれらの方法が備わっていれば、1つのテストコイルで同時に使用できます。
最後に、テスターの物理的な位置が重要です。周囲温度やミルの振動（チューブに伝わる）などの特性は、配置に影響を与える可能性があります。テストコイルをはんだ付けボックスの近くに配置すると、はんだ付けプロセスに関する情報をオペレーターがすぐに得ることができます。ただし、耐熱センサーまたは追加の冷却が必要になる場合があります。テストコイルをミルの端の近くに配置すると、サイジングまたはシェイピングプロセスによって発生した欠陥を検出できます。ただし、この位置ではセンサーが切断システムに近くなるため、切断またはせん断中の振動を検出する可能性が高くなり、誤検出の可能性が高くなります。
超音波探傷試験（UT）は、電気エネルギーのパルスを用いて高周波の音エネルギーに変換します。これらの音波は、水やミルクーラントなどの媒体を通して試験対象材料に伝達されます。音には方向性があり、センサーの向きによって、システムが欠陥を探しているのか、肉厚を測定しているのかが決まります。一連のトランスデューサーによって溶接部の輪郭を作成できます。UT法は、管の肉厚に制限されません。
UTプロセスを測定ツールとして使用するには、オペレーターはトランスデューサをチューブに対して垂直になるように配置する必要があります。音波はチューブの外径（OD）から入り、内径（ID）で反射してトランスデューサに戻ります。システムは、音波が外径から内径まで伝わる時間である飛行時間を測定し、その時間を厚さの測定値に変換します。工場の条件によっては、このセットアップで±0.001インチの精度で肉厚を測定できます。
材料の欠陥を検出するために、オペレーターはトランスデューサーを斜めの角度に配置します。音波は外径から入り、内径に伝わり、外径に反射して壁に沿って伝わります。溶接の不連続部によって音波が反射され、同じ経路でセンサーに戻ります。センサーは音波を電気エネルギーに変換し、欠陥の位置を示す視覚的な表示を作成します。信号は欠陥ゲートも通過し、オペレーターに通知するアラームを作動させるか、欠陥の位置をマーキングする塗装システムを作動させます。
UTシステムは、単一のトランスデューサ（または複数の単結晶トランスデューサ）またはフェーズドアレイ・トランスデューサを使用することができます。
従来の超音波探傷検査では、1つまたは複数の単結晶トランスデューサが使用されます。センサーの数は、予想される欠陥の長さ、ライン速度、その他の検査要件によって異なります。
フェーズドアレイ超音波探傷装置は、本体内に複数のトランスデューサ素子を使用します。制御システムは、トランスデューサ素子の位置を変えることなく音波を電子的に制御し、溶接領域をスキャンします。このシステムは、欠陥の検出、肉厚の測定、溶接部の洗浄状態の変化の監視など、さまざまな動作を実行できます。これらの検査および測定モードは、ほぼ同時に実行できます。重要な点として、フェーズドアレイ方式では、アレイが従来の固定位置センサよりも広い領域をカバーできるため、溶接時のドリフトをある程度許容できます。
3つ目の非破壊検査法である磁気漏洩検査（MFL）は、大径で肉厚の磁性パイプの検査に使用されます。石油・ガス用途に最適です。
MFLは、チューブまたはチューブ壁を通過する強力な直流磁場を使用します。磁場強度は完全飽和に近づき、磁化力の増加が磁束密度の著しい増加につながらなくなります。磁力線が材料の欠陥に遭遇すると、結果として生じる磁束の歪みにより、表面から磁束が噴出したり、泡状になったりすることがあります。
磁場を通過する単純な巻線プローブで、このような気泡を検出できます。他の磁気誘導アプリケーションと同様に、このシステムでは、検査対象の材料とプローブ間の相対運動が必要です。この運動は、磁石とプローブアセンブリをチューブまたはパイプの円周に沿って回転させることで実現されます。処理速度を向上させるために、このセットアップでは追加のプローブ（これも1つのアレイ）または複数のアレイを使用します。
回転式MFLユニットは、縦方向または横方向の欠陥を検出できます。違いは、磁化構造の向きとプローブの設計にあります。どちらの場合も、信号フィルタが欠陥の検出と内径と外径の位置の区別を処理します。
MFLはETと類似しており、両者は互いに補完し合う関係にあります。ETは肉厚が0.250インチ未満の製品に適しており、MFLはそれ以上の肉厚の製品に使用されます。
MFLがUTよりも優れている点の1つは、理想的とは言えない欠陥を検出できることです。例えば、MFLはらせん状の欠陥を容易に検出できます。このような斜め方向の欠陥はUTでも検出できますが、想定される角度に合わせて特定の設定が必要です。
このトピックについてもっと詳しく知りたいですか？製造業者協会（FMA）がさらに詳しい情報を提供しています。著者であるフィル・マインツィンガー氏とウィリアム・ホフマン氏が、これらのプロセスの原理、機器の選択肢、セットアップ、使用方法について、終日情報とガイダンスを提供します。会議は11月10日にイリノイ州エルジン（シカゴ近郊）にあるFMA本部で開催されました。オンラインおよび対面での参加登録を受け付けています。詳細はこちらをご覧ください。
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