9.5 高温探傷
超音波探傷の大半は通常の環境温度で実施されますが、高温材料の検査が必要となる場合もあります。高温の金属タンクやパイプを休止することなく検査する必要がある加工業界などです。 従来型の超音波探触子は、約50°C（125° F）までの温度に耐えられます。 それより高い温度では、熱膨張による内部剥離により最終的に探触子の破損に至ります。 したがって、対象試験材料が約50°C（125° F）よりも高温の場合は、高温用探触子と特殊な検査手法を採用する必要があります。
探触子とウェッジ
垂直探傷に関して、高温二振動子型探触子の最も一般的な用途は腐食検査です。 高温二振動子型探触子はまた、平板や棒鋼の垂直探傷やタンクやパイプ内の層状欠陥の検出など、多くのケースにも使用できます。 小さい部品や薄い部品の場合、特殊な高温用遅延材付き探触子もよく使用されます。
斜角探傷でも高温用ウェッジを使用できます。 高温用ウェッジを標準的な探触子とともに使用すると、断熱効果があります。 重要な点として、あらゆる高温のウェッジにおいて、温度が上がるにつれてウェッジ材内の音速は低下するため、金属内の屈折角はウェッジの温度が上がるにつれて大きくなることに留意してください。 所定の検査でこれが問題になる場合は、実際の運用温度での屈折角を検証する必要があります。 実用上の問題として、検査中に温度が変動すると、実際の屈折角を正確に判断することは難しくなります。
材料特性
すべての材料内の音速は温度によって変動し、材料の温度が高くなると低速になります。 鉄鋼の場合、音速は温度の55°C（100° F）の変動ごとに約1%変動します。 （正確な値は合金によって異なります。） プラスチックやその他のポリマーの場合この変動ははるかに大きく、融点まで55°C（100° F）の変動ごとに50%に達する可能性があります。 材料についての温度/音速のプロットが入手できない場合は、実際の検査温度で検査材料のサンプルに対して音速の校正を行う必要があります。
同様に、すべての材料において、音響の減衰は温度とともに大きくなります。 一般的な細粒炭素鋼合金内では、室温と500°C（930° F）の5 MHzでの減衰の差は、音波経路の片道100 mmにつき12 dB超（50 mmの往復路程に相当）です。 この影響により、高温で長い音波経路を検査する際には厚さ計のゲインを著しく増加させて使用する必要があり、室温で設定したDAC（距離振幅補正）曲線、またはTVG（Time Varied Gain）プログラムの調整も必要となります。 この影響は金属やセラミックスよりもプラスチック内ではるかに顕著です。
以下の例は、12.5 mm（0.500インチ）の鉄鋼片を300° C（570° F）に熱した場合の音速/伝搬時間と減衰の変化を示しています。 パルス伝搬時間が4.37 uSから4.59 uSに増加し、エコー振幅を同等にするために追加で18.2 dBのゲインが必要です。 伝搬時間の変化は、オペレーターが高温試験体に対して音速を再校正しない場合の約+5%または0.63 mmI（0.025インチ）の測定誤差を表すことになります。
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| 室温、ゲイン24.5 dB | 300° C、ゲイン42.7 dB |
カプラント（接触媒質）
プロピレングリコール、グリセリン、超音波用ジェルなどの一般的な超音波カプラントは、約100°C（200° F）よりも高温の表面で使用すると短時間で蒸発します。 そのため、高温での超音波検査には、燃焼または有毒ガスの発生のない、安定した液状またはペースト状を保つように特別に形成された接触媒質が必要です。 このようなカプラントは多くの供給元から入手できます。
デューティサイクル
すべての標準的な高温用探触子とウェッジは、デューティサイクルを考慮して設計されています。 断熱されていても、非常に高温の表面に長く接触していれば熱が大いに蓄積し、内部温度が十分高くなれば、最終的に探触子の永久的な損傷につながります。 表面接触はできるだけ短時間とし、その後に空冷時間を設ける必要があります。 接触時間と冷却時間の割合は、所定の探触子の規定温度範囲の上限ではより重大になります。 原則として、探触子の外側のケースが素手でしっかりと触れることができないくらい高温の場合、探触子の内部温度は破損の可能性のある温度に達しているため、検査を継続する前に探触子を冷却する必要があります。
高温下における超音波探傷の詳細は、高温下における超音波検査を参照してください。
