用途

スクライブマークの有無や、ラップスプライスジョイントのファスナーホールで発生する亀裂の有無を確認するための、航空機アルミニウム表面のフェーズドアレイ検査。

背景

超音波フェーズドアレイ装置ユーザーにはビームステアリング機能はおなじみで、生成されるすべてのビームは異なる屈折角度を有し、すべてが同一の垂直平面内に含まれます。 ただし、試験によっては、別の方法でステアリング機能を使用し、ビームを横方向にステアリングします。 これを行う場合、屈折角度は固定したまま、ビームのスキュー角が変化します。 このプローブとウェッジの構成は、航空機のラップスプライスジョイント部スキンの下層面検査など、一部の用途で非常に役立ちます。 検出される典型的な欠陥は、ファスナーホールから伸びる亀裂や、航空機胴体のスクライブマークです。 この技法は、亀裂がオフアングルの場合（ビーム方向に対して亀裂面が垂直ではない場合）に、大きな利点があります。

フェーズドアレイプローブを横構成で取り付けたOmniScan

ラテラルスキャンの利点は、ビームを横方向に集束できることです。 ビームを横方向に集束すると、（ファスナーホールなどの）外形形状からのエコーと亀裂からのエコーの判別が明確になります。 S-スキャンイメージの使用は、オペレーターの分析に役立ちます。

機器

• OmniScan MX 16:128あるいは32:128
• 下部のファスナー列に沿って亀裂を検出するためのマルチグループ機能（強く推奨）。 使用可能な2つの構成を次に示します。

a. 最初のビーム構成は、0度のスキュー角でのラテラル（横方向）リニアスキャンと、-15～15度のスキュー角でのセクタースキャンを組み合わせたものです。 このスキャンはプローブの中心にある素子16個のアパーチャー（開口幅）によって生成されます。

ラテラルリニアスキャン（赤線）とラテラルスキュースキャン（青線）

亀裂があるラップスプライスジョイントの画像（肉厚1mm（0.039インチ））

最初の構成で亀裂検出を示すOmniScanの印刷画面。ラテラルリニアスキャン（左）とラテラルスキュースキャン（右）

b. 2番目のビーム構成は、下図に示すように、異なるスキュー角に設定された3つのラテラルリニアスキャンを組み合わせたものです。 例では、スキュー角15度のスキャンで亀裂が強く検出されています。 例は、斜め方向の亀裂を検出する場合にスキュー角が重要であることを明確に示しています。

3つのラテラルリニアスキャンから成る構成（赤線）

2つ目の構成で亀裂検出を示すOmniScanの印刷画面。-15度（左）、 0度（中）、 +15度（右）

2. 航空機外翼下部表面パネル検査
この下部表面パネル検査は、航空機外翼の上面層と下面層にある亀裂の検出に使用します。 この亀裂はファスナーの周囲にある場合とファスナーから離れている場合とがあります。

この検査では、屈折角度45度の横波でスキュー角0度のラテラルリニアスキャンを1回だけ使用します。

外翼下部表面パネルの検査

この構成で手前側と反対側のノッチ検出を示すOmniScanの印刷画面。

結論

ラテラルスキャン構成は、高い感度でファスナー内の亀裂を検出する可能性があることを示しています。 長さ1mm（0.039インチ）程度の小さい亀裂を非常に優れたSN比で検出できます。 異なるスキュー角を使用することで、斜めの亀裂の検出が最適化されます。 このプローブとウェッジの構成は他の多くの用途に使用できるため、あらゆる検査技法の開発時にこの構成を検討評価してください。