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作成日 10.13
クレーン部品におけるUTとMTの比較：非破壊検査方法の理解
クレーン部品におけるUTとMT：非破壊検査方法の理解
はじめに
非破壊検査（一般的にNDTと略される）は、完成品を損傷することなく重要なクレーン部品を評価するために広く使用されています。
クレーンフック、ホイール、シーブ、シャフト、ドラム、溶接構造物などに対して、顧客はしばしば以下のような要件を指定します：
- UT
- MT
- 硬さ試験
- 材料証明書
- 熱処理記録
しかし、UTとMTはしばしば誤解されています。
一部の購買担当者は、超音波探傷試験が磁粉探傷試験よりも単に「高レベル」な検査であると想定しています。
これは正しくありません。
UTとMTは、異なる種類および位置の不連続部を特定するために設計された、異なる検査方法です。
簡単に言えば：
- UT（超音波探傷試験）は、主に内部の不連続部を検査するために使用されます。
- MT（磁粉探傷試験）は、主に強磁性材料の表面および表面近傍の不連続部を特定するために使用されます。
どちらの方法も、もう一方を完全に代替することはできません。
正しい検査方法は、部品、材料、製造段階、懸念される欠陥の種類、図面の要求事項、および適用される合否判定基準によって異なります。
この記事では、UTとMTの違い、およびそれらをクレーンフック、クレーン車輪、シーブ、ドラム、その他のクレーン構成部品にどのように適用できるかについて説明します。
1. 非破壊検査とは何か？
非破壊検査とは、材料、溶接部、鍛造品、または完成部品を切断したり意図的に損傷したりすることなく評価するために使用される検査方法のグループです。
NDTは、通常の目視検査では確認できない可能性のある不連続部を特定するのに役立ちます。
コンポーネントおよびプロジェクトの要件に応じて、NDTは以下を検査するために使用される場合があります：
- 原材料
- 鍛造品
- 溶接部
- 機械加工面
- 熱処理領域
- 完成部品
異なるNDT方法は、異なる検査目的に適しています。
UTとMTは2つの一般的な方法ですが、それらは完全に異なる仕組みで動作します。
2. UTとは何か？
UTは超音波探傷試験（Ultrasonic Testing）の略です。
材料に導入された高周波音波を使用します。
音波が部品内を伝播するとき、材料構造の変化や内部の不連続部が音エネルギーの一部をプローブに反射させることがあります。
検査員はこれらの信号を分析して、材料の内部状態を評価します。
UTは一般的に以下に使用されます：
- 鍛造品
- 厚い鋼材セクション
- シャフト
- クレーン車輪
- フック鍛造品
- 鍛造リング
- 特定の溶接部
- その他の適切な鋼製部品
その主な利点は、表面下の領域を評価できることです。
3. UTで検出できるものは何か？
材料、形状、検査技術、欠陥の向き、および試験感度に応じて、UTは以下のような内部不連続部の特定に役立つ場合があります：
- 内部亀裂
- ラミネーション
- 適切な溶接検査における融合不良
- 介在物
- 空洞
- その他の内部反射体
ただし、UTがあらゆる可能性のある欠陥を発見できると説明すべきではありません。
検査感度は多くの要因に依存します。以下を含みます：
- プローブの選択
- 検査方向
- 表面状態
- 部品の形状
- 結晶粒度
- 欠陥の方向性
- 校正
- 合格基準
超音波ビームに対して配向が不適切な不連続部は、検出がより困難になる場合があります。
このため、検査手順は検査方法自体と同じくらい重要です。
4. MTとは何か？
MTは磁粉探傷試験（Magnetic Particle Testing）の略で、一般にMPIとも呼ばれます。
この方法は強磁性材料に使用されます。
部品を磁化し、検査面に磁性粒子を適用します。
表面または表面近傍の不連続部が磁場を妨害すると、磁束漏洩が発生する可能性があります。
粒子はこの領域に集まり、検査員が評価できる指示を生成します。
MTは一般的に以下に使用されます：
- 鍛造クレーンフック
- クレーンホイール
- シャフト
- 鍛造シーブリング
- 機械加工されたロープ溝
- 溶接鋼構造物
- その他の強磁性クレーン部品
5. MTで検出できるものは何か？
MTは特に以下の識別に有用です：
- 表面割れ
- 表面近傍の割れ
- 研削割れ
- 鍛造に関連する表面不連続部
- 熱処理割れ
- 一部の溶接に関連する表面または表面近傍の不連続部
不連続部が表面に近い場合に特に有効です。
ただし、MTは超音波探傷検査と同じように深部内部領域を検査することを目的としたものではありません。
これが、UTとMTが交換可能ではなく相補的である理由です。
6. UTとMT：主な違い
項目 | UT – 超音波探傷検査 | MT – 磁粉探傷試験 |
主な検査領域 | 内部材料 | 表面および表面近傍 |
一般的な用途 | 鍛造品、厚肉部材、一部の溶接部 | 強磁性表面 |
材料の制限 | 多くの適切な固体材料に適用可能 | 強磁性材料が必要 |
主な目的 | 内部不連続部の評価 | 表面/表面近傍の不連続部の評価 |
表面状態 | プローブ接触面は信頼性の高い音波伝達を可能にしなければならない | 表面は信頼性の高い磁粉探傷検査を可能にしなければならない |
それは他の方法を代替できるか？ | No | いいえ |
典型的なクレーン部品 | フック、ホイール、シャフト、鍛造リング、指定がある場合はドラム/溶接部 | Hooks, wheels, sheave grooves, shafts, welds when specified |
正しい方法は、検査が必要な領域によって異なります。
7. UTが単純にMTより「優れている」わけではない理由
最もよくある誤解の一つは：
「UTを実施すれば、MTは不要である。」
これは正しくありません。
例えば、超音波検査は鍛造クレーンフックの許容可能な内部品質を示す場合があります。
しかし、小さな表面亀裂は、MTなどの別の適切な方法で特定する必要がある場合があります。
逆もまた真です。
磁粉探傷検査では表面割れが検出されない場合でも、材料内部のより深い位置に内部不連続部が存在する可能性があります。
したがって：
UTが主に答えるのは：コンポーネント内部で何が起きているか？
MTが主に答えるのは：表面または表面近くに関連する不連続部があるか？
重要なコンポーネントについては、設計および検査計画に応じて、異なる段階で両方の方法が指定される場合があります。
8. 鍛造クレーンフックのUT
クレーンフックは重要な荷重支持コンポーネントです。
鍛造フックの場合、鍛造品の内部品質を評価するためにUTを指定することがある。
図面または顧客要件に応じて、指定された製造段階で検査を実施することがある。
考えられる目的には、部品がさらなる生産のために受け入れられる前に、鍛造品の関連する内部不連続部を確認することが含まれる。
しかし、UTのみではフック品質のすべての側面を評価することはできない。
完全なフック品質計画では、以下を別途扱うことがある：
- 材料
- 鍛造
- 熱処理
- 寸法
- 表面状態
- 硬さ
- NDT
- 最終検査
正確な検査範囲はプロジェクト要件に従う必要があります。
9. 鍛造クレーンフックに対するMT
MTは、鍛造クレーンフックのアクセス可能な領域を検査し、表面または表面近傍の不連続部を検出するために使用されることがあります。
検査可能な箇所には以下が含まれる場合があります：
- フック本体
- フックサドル
- 喉部領域
- フックヘッド
- 機械加工された遷移領域
- その他の指定された重要表面
MTのタイミングは製造計画によって異なります。
例えば、特定の機械加工や熱処理作業の後に磁粉探傷検査を要求するプロジェクトもあります。
ただし、これは図面、仕様書、または合意された検査手順によって定義されなければなりません。
すべてのフックがまったく同じMTシーケンスを受けると想定すべきではありません。
10. フックがUTとMTの両方を必要とする理由
UTとMTは異なる品質リスクに対処できます。
例えば：
- UTは内部の鍛造品質を評価する場合があります。
- MTは表面および表面近傍の状態を評価する場合があります。
したがって、顧客は同じフックに対して両方の方法を指定する場合があります。
これは最初の試験が不十分であったことを意味するものではありません。
これは2つの方法が異なる検査目的を持っていることを意味します。
鍛造クレーンホイールは、超音波検査のもう一つの一般的な適用例です。
鍛造クレーンホイールは、超音波検査のもう一つの一般的な適用例です。
ホイールには比較的厚い鍛造セクションが含まれる場合があります。
UTは鍛造品内部の不連続部を評価するのに有用です。
プロジェクトによって、検査は以下のような領域に焦点を当てることがあります：
- リム
- ハブ
- 遷移領域
- その他の指定されたセクション
検査手順は、ホイールの形状および確実に検査できる領域を考慮する必要があります。
したがって、UT要件は単に「UT必須」以上のものを定義すべきです。
検査範囲と合否判定基準も重要です。
12. クレーンホイールのMT
MTは、強磁性体のクレーンホイールにおける表面および表面近傍の不連続部を評価するために使用できます。
製造段階およびプロジェクト要件に応じて、検査対象領域には以下が含まれる場合があります：
- 踏面
- フランジ
- ハブ
- 機械加工面
- 熱処理面
例えば、特定の熱処理または機械加工工程の後、関連する割れが発生していないことを確認するために表面検査が必要となる場合があります。
これもまた、プロジェクトの検査計画に依存します。
13. クレーンシーブのUTおよびMT
クレーンシーブは、以下のようないくつかの構造で製造することができます：
- 熱間圧延シーブ
- リング鍛造シーブ
- ダブルウェブ製シーブ
- その他のカスタム構造
検査方法は実際の構造に適合させる必要があります。
リング鍛造シーブの場合、鍛造外輪に対してUTを指定することがあります。
必要に応じて、アクセス可能な表面領域にMTを使用することがあります。
製シーブの場合、溶接検査要件は継手設計および技術仕様に従って別途決定する必要があります。
実際にどの部分を検査するかを定義せずに、シーブに単純に「UT + MT」を割り当てるべきではありません。
14. ロープ溝焼入れ前のMT
一部のクレーンシーブプロジェクトでは、溝焼入れ前にロープ溝に磁粉探傷検査を実施することがあります。
これは重要なプロセスステップとなることがあります。
目的は、溝が次の熱処理工程を受ける前に関連する表面および表面近傍の状態を検査することです。
これは硬さ試験とは異なります。
2つの検査は異なる問いに答えます：
MT：
関連する表面または表面近傍の不連続部はありますか？
硬さ試験：
硬化処理後、材料は要求された硬度に達しましたか？
一方が他方を代替することはできません。
プロジェクトで硬化後の検査も必要な場合は、それを別途指定する必要があります。
15. なぜ熱処理が検査計画を変えるのか
熱処理は部品の最終状態に影響を与える可能性があります。
以下のようなプロセス：
- 焼入れ焼戻し
- 局部焼入れ
- 高周波焼入れ
- その他の熱処理
材料特性を変化させ、製造上の問題を引き起こしたり、明らかにしたりする可能性があります。
このため、検査のタイミングが重要です。
考えられる検査段階には以下が含まれます：
- 熱処理前
- 熱処理後
- 粗加工後
- 最終加工後
- 局部焼入れ後
正しい順序は、コンポーネントと技術要件によって異なります。
すべてのクレーン部品に適した単一のNDT順序は存在しません。
16. 鍛造シーブリングのUT
リング鍛造シーブの場合、必要に応じて外輪を超音波検査することができる。
その目的は、鍛造リングが最終的な製作シーブの一部となる前に、内部品質を評価することであり得る。
これは、その後の溶接、機械加工、および組立により、一部の領域の検査が困難になる可能性があるため、有用である。
ただし、正確なUT段階および合否判定要件は、製造検査計画において定めるべきである。
17. シーブロープ溝のMT
ロープ溝は、シーブとワイヤロープの間の重要な接触領域です。
MTが指定されている場合、溝検査を使用して表面または表面近傍の不連続部を確認することができます。
これは、後続の溝硬化処理の前に特に有用です。
表面準備は重要です。
溝は、意味のある検査に適した状態でなければなりません。
重度の汚染、スケール、または不適切なコーティングは検査品質を低下させる可能性があります。
18. クレーンドラム溶接部のUT
クレーンドラムはしばしば製作溶接構造を使用します。
Depending on the design and project requirements, ultrasonic inspection may be specified for certain welds, such as:
- 長手方向のドラムシェル溶接部
- フランジ溶接部
- その他の指定された完全溶込み溶接または重要溶接部
UTは、表面からは確認できない可能性のある溶接部の内部不連続部を評価するのに役立ちます。
ただし、すべてのドラム溶接部が自動的に超音波探傷検査を必要とするわけではありません。
検査方法は以下に適合する必要があります：
- 溶接タイプ
- 継手形状
- 材料の厚さ
- 図面要件
- 適用仕様
19. 溶接クレーンドラム部品のMT
該当する場合、MTは強磁性溶接構造物にも使用され、関連する表面または表面近傍の不連続部を評価することがある。
これは溶接UTとは異なる検査目的である。
例：
- UTは溶接部内部の体積を検査することがあります。
- MTは指定領域の表面状態を検査することがあります。
この2つの方法は重複として記載すべきではありません。
20. 溶接検査は寸法検査ではない
この区別は重要です。
クレーンドラムの溶接部はUTに合格する場合があります。
それは以下を意味しません：
- ドラムの寸法は自動的に正確です。
- ロープ溝のピッチは正確です。
- シャフトのアライメントは正確です。
- フランジ寸法は正確です。
- 機械加工面は図面に適合しています。
NDTは指定された材料または溶接部の状態を評価します。
寸法検査は形状を評価する。
両方が必要な場合もありますが、それぞれ異なる目的を果たします。
21. NDTは材料証明書と同じではない
もう一つのよくある誤解は、NDT報告書と材料証明書が同じことを証明するというものです。
そうではありません。
材料証明書は以下のような情報を提供する場合があります：
- 材料グレード
- 化学組成
- 機械的性質
- ヒート番号
- 証明書に応じたその他の材料データ
NDT報告書は、材料またはコンポーネントに対して実施された特定の検査を記録するものです。
これには以下が含まれる場合があります：
- コンポーネントの識別
- 検査方法
- 11. 鍛造クレーンホイールのUT
- 検査領域
- 合格基準
- 検査結果
- 検査員情報
したがって：
材料証明書 = 材料に関する情報。
NDT報告書 = 特定の検査に関する情報。
一方を他方の代替として使用すべきではありません。
22. 「UT合格」は部品に欠陥がないことを意味するのか？
いいえ。
この文言は慎重に理解されるべきです。
UT結果が良好であるとは、検査対象の部品または領域が、定義された検査条件下で規定の合否判定基準を満たしたことを意味します。
部品が理論上、あらゆる微視的な欠陥から自由であることを意味するものではありません。
結果は以下に依存します：
- 検査領域
- 検査技術
- 校正
- 感度
- 形状
- アクセシビリティ
- 合格基準
したがって、専門的な表現は次のようになるべきである：
検査領域は指定されたUT合格基準を満たしていた。
次のようにではなく：
この部品には内部欠陥が全くない。
同じ原則がMTにも当てはまる。
23. 「MT合格」とは実際に何を意味するのか？
許容できるMT結果とは、検査された表面または領域が指定された磁粉探傷試験基準を満たしたことを意味する。
それは以下を意味するものではない：
- コンポーネント全体に内部的な不連続性はありません。
- UTは不要です。
- 材料の化学成分は正しいです。
- 熱処理は正しいです。
- 寸法は正しいです。
各検査は、それが評価するように設計された特性のみを検証します。
24. 合格基準が重要な理由
購買依頼に「UT required」または「MT required」と単に書くだけでは不十分な場合があります。
製造業者はまた、以下を理解する必要があります：
- どの部品を検査する必要がありますか？
- どの表面または体積ですか？
- どの製造段階で？
- どの手順または仕様に従って？
- どのような合格基準が適用されますか？
- 正式な報告書は必要ですか？
異なる合格基準では、同じ指示に対して異なる検査結果が生じる可能性があります。
したがって、検査要件は理想的には見積もりと生産の前に定義されるべきです。
25. 機械加工の前か後か、どちらで検査するか？
これは検査の目的によって異なります。
最終機械加工前
より早い段階での検査は、追加の機械加工コストが発生する前に不適切な材料を特定するのに役立つ場合があります。
機械加工後
機械加工により最終的な重要表面が露出し、スケールが除去されるため、特定の表面検査がより有意義になる場合があります。
一部の部品では、両方の段階が異なる目的を持つ場合があります。
したがって、正しい順序は製造プロセスに従って定義されるべきです。
26. 熱処理前または後の検査？
繰り返しますが、普遍的な答えはありません。
熱処理前の検査では、熱処理前の状態を評価することがあります。
熱処理後の検査は、プロセスに関連して発生した、またはプロセス後に現れた関連する不連続部を特定することを目的とすることがあります。
一部のプロジェクトでは、両方の段階で検査が必要な場合があります。
技術図面と検査計画が順序を決定するべきです。
27. 表面状態とMT
MTの性能は、部分的に表面状態に依存します。
検査領域は、信頼性の高い検査に適している必要があります。
考えられる問題は以下の通りです：
- 重度の錆
- Thick scale
- 油汚染
- 粗い表面
- 厚い塗装
- Surface damage
表面準備は、該当する検査手順に従う必要があります。
このため、塗装のタイミングも必要な表面NDTと調整する必要があります。
28. 表面状態とUT
UTはまた、適切な検査条件を必要とします。
プローブは音響エネルギーを材料内に送信できる必要があります。
これにはしばしば以下が必要です：
- Suitable contact surface
- カップラント
- アクセス可能な走査領域
- 適切なプローブ
- 信頼性の高い校正
非常に粗い形状やアクセス制限は、超音波検査をより困難にする可能性があります。
したがって、コンポーネントの設計と検査のアクセス性は併せて考慮する必要があります。
29. 作業者の資格が重要
NDTは単に自動的に合否結果を出す機械ではありません。
検査の品質は以下に大きく依存する：
- 検査手順
- 設備
- 校正
- 作業者の力量
- 適応症の解釈
- 文書化
重要なプロジェクトでは、顧客仕様により有資格のNDT要員と文書化された検査手順が要求される場合があります。
これらの要件は生産前に確認する必要があります。
30. 異なるクレーン部品に対する典型的なNDTの考え方
鍛造クレーンフック
仕様に応じた検査アプローチの例：
- 内部鍛造状態に対するUT
- 選択された表面および表面近傍領域に対するMT
鍛造クレーン車輪
考えられる検査アプローチ：
- 内部鍛造セクションのUT
- 指定された機械加工面または熱処理面のMT
リング鍛造シーブ
考えられる検査アプローチ：
- 鍛造外輪に対するUT
- 溝またはその他の指定表面に対するMT
溶接クレーンドラム
考えられる検査アプローチ：
- 指定された内部溶接部検査に対するUT
- 必要に応じて、指定された表面溶接部検査に対するMT
これらは検査ロジックの例であり、すべての製品に対する必須の検査計画ではありません。
31. 一般的なNDT購買ミス
よくある間違いは以下の通りです：
- UTが自動的にMTより優れていると仮定すること
- MTが深部の内部欠陥を検出できると仮定すること
- UTがすべての表面検査を代替できると仮定すること
- 方法を指定せずに「NDT」を要求すること
- 検査範囲を定義しないこと
- 製造段階を定義しないこと
- 合否判定基準を提供しないこと
- NDT報告書と材料証明書を混同すること
- 製品品質のあらゆる側面を証明する1つの許容可能な試験を想定している
- 事前に検査要件を含めずに、生産後に報告書を要求する
これらの問題は、技術的な誤解、追加コスト、生産遅延を引き起こす可能性があります。
32. 買い手がNDTを依頼する際に指定すべき事項は何か？
クレーン部品の問い合わせを送る際に、有用な情報には以下が含まれます：
- 部品名
- 材質
- 図面
- 数量
- 必要なNDT方法
- 検査場所
- 検査段階
- 適用される技術仕様
- 合否判定基準
- 報告要件
- 第三者検査が必要かどうか
- 特別なマーキングまたはトレーサビリティ要件
顧客がどのNDT方法が適切か分からない場合、まず意図する検査目的を明確にすべきである。
例えば：
「鍛造ホイールの内部検査が必要です。」
と単に書くよりもはるかに有用である：
「NDTが必要です。」
33. NDTは生産前に計画されるべきである
検査要件は以下に影響を与える可能性がある：
- 製造順序
- 表面準備
- 熱処理
- 機械加工代
- 検査アクセス
- 生産リードタイム
- コスト
このため、NDTは部品が完成した後に追加するのではなく、技術レビューの段階で定義するのが理想的です。
例えば、最終コーティングで既に覆われた表面は、後からMT検査が要求された場合、追加の準備が必要になることがあります。
同様に、最適なUTアクセスは最終組立て前に存在する場合があります。
検査順序を事前に計画することで、不要な手直しを避けることができます。
34. NDTおよびトレーサビリティ
カスタマイズされたクレーン部品の場合、検査記録は実際のコンポーネントに明確に紐付けられるとより有用です。
プロジェクト要件に応じて、トレーサビリティには以下が含まれる場合があります：
- 図面番号
- コンポーネント番号
- ヒート番号
- 生産ロット
- 検査報告書番号
- 材料証明書
- 熱処理記録
必要なトレーサビリティのレベルは、顧客の品質要件に応じて定義されるべきです。
35. WEILINK CRANE製カスタマイズクレーン部品のNDT
WEILINK CRANEは、お客様の図面と技術要件に従って、カスタマイズされたクレーンフック、ホイール、シーブ、ドラム、フックブロック、その他のクレーン部品を製造しています。
非破壊検査を必要とするプロジェクトでは、確認された製造および検査要件に従って、UT、MT、またはその他の指定された検査を手配することができます。
実際の検査方法、場所、段階、合否判定基準、および必要な文書は、生産前に確認する必要があります。
これは、検査が一般的な品質ラベルとして扱われるのではなく、プロジェクトの技術的目的に適合することを確実にするのに役立ちます。
結論
UTとMTはどちらも、クレーン部品の製造に使用される重要な非破壊検査方法です。
しかし、それらは互換性がありません。
UTは主に内部の不連続部を評価するために使用されます。
MTは主に強磁性材料の表面および表面近傍の不連続部を評価するために使用されます。
クレーンフック、ホイール、シーブ、ドラム、シャフト、その他の部品については、正しい方法は材料、形状、製造段階、懸念される欠陥の種類、および技術仕様によって異なります。
UTまたはMT検査の成功は、部品の考えられるすべての品質特性が検証されたことを意味するものではありません。
NDTは、適切な材料管理、熱処理、寸法検査、製造記録、およびその他のプロジェクト固有の品質要件と組み合わせるべきです。
最も重要な原則はシンプルです：
欠陥の位置と検査目的に応じて検査方法を選択してください—どの方法がより高度に聞こえるかによってではなく。
WEILINK CRANEは、お客様の図面および確認済みの技術仕様に基づき、カスタマイズされたクレーン部品の製造およびプロジェクト固有の検査要件に対応しています。
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