用途
セラミック製ディーゼル微粒子フィルター内部のクラック検出。

背景
セラミック製微粒子フィルターの使用は、ディーゼルエンジン（特に、トラックやバス用のディーゼルエンジン）の排気から環境を破壊する、すすなどの微粒子を取り除く方法として、認知されています。 これらのフィルターは、直径100 mmから300 mm（4インチから12インチ）、高さ150 mmから350 mm（6インチから14インチ）の大きな円筒形 をしています。 一般的に、菫青石、シリコンカーバイド、またはセラミックを細かなハニカム状にしたものです。 圧力をかけて高温の排気を多孔性フィルターに通すことで、すす微粒子がハネカム内のチャンネルの表面で集められ、その後、熱により分解または酸化されます。

複雑なセラミック構造には、製造時、取り扱い時、または使用時にクラックが入る可能性があり、その結果、環境とエンジンの両方に害を及ぼしかねない性能低下や故障が発生します。 超音波検査は、セラミックフィルター（新品、中古）内部のクラックを迅速に非破壊で検出できます。 この技術では、一般的に円筒の一方の端にだけアクセスする必要があります。

機器
この検査は、従来の探傷器やフェーズドアレイ機器のどちらでも行えます。Epochシリーズの探傷器（Epoch LTC、Epoch XT、Epoch 1000）は、A601S-RBまたはV601-RB（500 KHz）などの低周波接触型探触子とともに使用できます。 この探触子の表面にはやわらかいポリマー膜が付けられていて、取り除きにくい液体カプラントを使用しなくても、フィルターに音響エネルギーをカップリングできます。 先進のフィルターオプション（Epoch XTで利用可能、Epoch 1000では標準搭載）は、機器の低周波応答を改善するので、大きなフィルターを検査する場合のS/N比の改善に役立ちます。 フェーズドアレイ検査は、OmniscanまたはEpoch 1000と1.5 MHzプローブ（1.5L16-A4 など）を用いて実施できます。

手順
手でしっかりと圧力をかけて、探触子をフィルターの端にカップリングさせます。 板波として伝わる高周波の音響エネルギーは、セラミック製ハニカム部を通過し、不連続部分がなければ、反対側の端で反射します。 端面に平行なクラックがある場合、ディスプレイ上でフィルターの反対側の端を表す位置より前にエコーが受信されます。 端面に対して傾いたクラックがある場合、直接の反射はありませんが、反対側の端からのエコーがなくなります。

以下は、Epoch XTと探触子A601S-SBを用いた例です。左図の画面は、ダメージのないフィルターからの典型的なエコーパターンを表示しています。 波形の左側に見られるエコーは出ていくパルス音の反響を示し、右側に見られるエコーは反対側の端からの反射を示しています。 赤色のゲートマークの中央部に目立ったエコーはありません。 右図の画面は、端面に平行なクラックが2つあるフィルターからのエコーパターンを表示しています。クラックは、反対側までの長さの約4分の1の位置に1つ、約2分の1の位置にもう1つあります。 波形の右側に見られた大きなピークは、音響エネルギーが反対側の端から反射されないので消えています。2つのクラックに対応した2つの新たなピークが現れています。 探触子の位置ををフィルター表面上で必要なだけ変更して、他の位置のクラックを確認することができます。

フィルターのタイプに合わせた機器設定を、既知で状態の良い設定用標準試験片を使用して確立する必要があります。標準試験片は、反対側の端からのエコーを最適化するために使用します。 正常なフィルターからのエコーパターンを確認しておくことで、トレーニングを受けたオペレーターであれば、内部クラックに対応するエコーの変化を迅速かつ正確に識別することができます。

フェーズドアレイ検査

フェーズドアレイを使用すると、セクタースキャンまたはリニアスキャンによりフィルターの断面画像を得ることができます。 これにより、オペレーターは欠陥を可視化できます。 大きなアレイプローブと専用の固定治具を使用した自動検査も行えます。 詳細については、オリンパスNDTまでお問い合わせください。