【がんばれ建設】NO 1311【建設技術】「6種類の非破壊検査を知る」

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がんばれ建設
~建設業専門の業績アップの秘策~
作者;ハタ コンサルタント株式会社 降 籏 達 生
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■2019年4月16日

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いつもありがとうございます。
ハタ コンサルタント株式会社 降籏達生(ふるはたたつお)です。

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今日の一言
「現場に適切な診断方法を理解しよう」
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「6種類の非破壊検査を知る」
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耐震工事や維持補修工事が増えています。
これら工事が増えると調査時に非破壊検査が必要となります。
その際非破壊検査専門会社に依頼するのでしょうが、施工管理
技術者として、その基本を理解しておく必要があります。

今回は、非破壊検査に用いる6つの技術を解説します。

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●赤外線/浅い位置にある空隙や剥離を見抜く

 可視光と比べて長い波長を持つ電磁波。
工業製品やインフラの検査に広く使われる。
物体の表面温度が高くなるほど、放射する赤外線のエネルギー
は大きくなる。
この性質を利用して遠隔で温度分布を測るのが
「サーモグラフィー法」。
コンクリートの場合、表面から約5cm以内の浅い位置にある空隙
や剥離などを見抜ける。
このほか、波長が比較的短い近赤外線を照射して、その反射波
から物質の成分や濃度を分析する「分光法」もインフラ点検で
採用が増えている。

主な対象:ひび割れ、剥離、亀裂

●弾性波/空隙やひび割れを深い所まで探る

 地震波や音波、衝撃波など、物質の中を伝わる振動を表面
から入力。
その反射波の速度や振幅などをセンサーで計測し、解析結果
から内部の空隙やひび割れを検出する。
検査範囲が局所的である一方、深い所まで探れる特徴を持つ。
コンクリートの場合、超音波法ならば厚さ1.5m程度、ハンマー
などで表面を打撃する衝撃弾性波法ならば同5m程度まで探査
できる。
鉄筋の影響を受けやすく、弾性波が鉄筋に伝播すると測定精度
が下がる。

主な対象:ひび割れ深さ、空隙、剥離、グラウト未充填

●光ファイバー/構造物内部のひずみを計測

 センサーの役割を果たす光ファイバーを構造物の施工時に
あらかじめ埋め込んでおき、損傷があるかどうかを定期的に
モニタリングする手法。
光ファイバーとは、光が伝わる極めて細いガラス繊維のこと。
構造物から伝わる力や温度変化などによってわずかに伸び縮み
する性質を持つ。
ファイバーに光を入射して、反射時間の変化などからひずみを
計測する。
構造物の内部で起こった変化を定量的に評価できるのが特徴だ。
壊れやすいため、取り付けには注意が必要。

主な対象:鋼材ひずみ、温度変化、腐食

●X線/コンクリート内部の鉄筋を可視化

 医療分野のレントゲン写真の“インフラ版”と言えるX線透過法。
構造物を挟んで対面に専用フィルムや電子センサーを設置した
状態でX線を透過させると、コンクリート内部の鉄筋などの位置
を画像で見ることができる。
十分な透過能力を発揮するには大掛かりなX線発生装置が必要で、
機器の小型軽量化が課題となっている。
X線ビームのエネルギーが一定以上の場合は遮蔽の措置や原子力
規制委員会の許可、資格者の立ち会いなどを要する。

主な対象:鉄筋位置・かぶり、鋼材破断、グラウト未充填

●レーダー探査/埋設物や空洞を広範囲に調べる

 表面から電磁波を入射し、反射信号を取得して解析する手法。
異なる物性の境界面で反射する電磁波の性質を利用して、
コンクリートの空隙や土の中にある埋設物を探る。
電磁波の受発信装置やそれを積んだ車を移動させながら、一度に
広範囲を測るのが得意。
高周波の電磁波を使うほど詳細な探査ができるが、測定できる
深度が浅くなる。
コンクリート用に使う小型の装置だと、探査深度は最大1m程度。
車でけん引する大型の装置ならば、最大3m程度の深さまで測れる。

主な対象:空洞、鉄筋位置・かぶり、埋設管

●中性子/水分の検出や鋼材内部の透視に

 水素やリチウムなどの軽元素を含む物質に対する感度が高い
中性子線。
これを照射することで、コンクリート中の水分を検出する研究
が進んでいる。
実際の構造物の点検に適用した例は世界でもまだなく、実用化
が期待される。
X線と比べて金属に対する透過性が高く、鋼材の内部も透視できる。

主な対象:水、空隙、塩分
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初期調査では、遠隔地から「赤外線」による検査や、ハンマー
による「弾性波」探査、「レーダー」を車に乗せて広範囲で
測定することで、診断することができます。
身体にたとえると人間ドックです。

一方、光ファイバーを予め埋め込んだり、X線や中性子を利用
すると精密な診断ができます。
身体にたとえると精密検査です。

これらを組み合わせて調査、診断をすることで、構造物の
詳細な調査をすることができます。
6つの非破壊検査の長所短所を知ることが必要です。

長谷川 瑤子著 日経 xTECH/日経コンストラクション
2018年3月12日号を一部参考にしました

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