浸透探傷、超音波探傷と続けてきた鋼の探傷シリーズに、少し毛色の違う一員が加わります。渦流探傷試験（かりゅうたんしょうしけん）——電気の渦で、きずを探す検査です。
この検査には、仲間たちにない切り札があります。塗膜の上から、探傷できること。塗装を剥がさず、触れもせず、コイルをかざすだけで表層の亀裂を捉える。しかもその原理は、実は毎日の台所で働いているある調理器具と、まったく同じです。ここでは、渦電流という現象の正体から、きずが「電気信号」になるしくみ、表層専門である理由、利点と欠点、そして鋼床版という橋の難所での活躍までを、基礎から解説します。
渦流探傷試験とは——電気の渦で、表層を探る
渦流探傷試験とは、交流を流したコイルを試験体に近づけたとき、電磁気の作用によって試験体に発生する渦電流（うずでんりゅう）が、欠陥の影響で変化することを利用して、表層部のきずを検出する非破壊検査です。英語のEddy Current Testingから、ET（イーティー）と略されます。渦電流探傷試験とも呼ばれます。
対象は、表層部のきず。つまり、表面と、そのごく浅い直下です。そして適用できる相手は、電気を通す材料——鉄鋼はもちろん、磁石に付かないアルミやチタンのような非鉄金属まで、導電性の材料なら幅広く探傷できます。磁石の付く・付かないではなく、電気を通すか通さないか。それがこの検査の線引きです。
原理①——コイルが起こす「電気の渦」
まず、渦電流とは何かから始めましょう。
コイル（電線をぐるぐる巻いたもの）に交流を流すと、コイルの周りには、向きを高速で入れ替え続ける磁界が生まれます。この揺れ動く磁界を金属にかざすと、電磁誘導という現象によって、金属の表面に、ぐるぐると回る同心円状の電流がひとりでに湧き上がります。これが渦電流。英語のeddy（エディ）は川の渦のことで、金属の表面に電気の渦が巻く様子から、その名が付きました。
実はこの現象、多くの家庭の台所で毎日働いています。IH調理器です。IHのコイルが作る交流磁界が、鍋の底に渦電流を起こし、その電流が金属の抵抗で熱に変わって、鍋そのものが発熱する——火を使わずに鍋が熱くなるからくりは、渦電流そのものです。IHは渦電流で「加熱」し、渦流探傷は渦電流の「乱れ」を読む。同じ現象の、二つの使い道なのです。
原理②——きずは、渦の流れに置かれた岩
では、その渦でどうやってきずを見つけるのか。
金属の表面に湧いた渦電流は、健全な場所では、同心円を描いてなめらかに流れています。ところが、その流れ道に亀裂があると、電流は亀裂を横切れません。川の流れに岩を置いたときのように、渦は乱れ、きずを迂回して流れることになります。
この乱れが、コイルに跳ね返ってきます。渦電流は、それ自身も磁界を作っており、その磁界はコイルに影響を返しています。渦が乱れれば、渦の作る磁界が変わり、コイルの電気的な状態——インピーダンス（交流の流れにくさ）が変化する。つまり、金属側で起きたきずの影響が、かざしているコイル側の電気信号の変化として観測できるのです。触れてもいない金属の中の異変を、手元のコイルが感じ取る——電磁気ならではの、遠隔の診察です。
検査では、この信号の変化を渦流探傷器の画面で読み取り、きずの有無を判定します。表面のきずだけでなく、ごく浅い直下の欠陥まで、探触子を走らせながら高速に検査できます。
最大の切り札——塗膜の上から探傷できる
さて、渦流探傷の最大の売りが、これです。塗膜の上から探傷できること。
これまで見てきた探傷法を思い出してください。浸透探傷（PT）は、きずの口に浸透液を染み込ませる検査ですから、塗膜がきずを覆っていては始まりません。磁粉探傷（MT）も、磁粉を鋼材の表面に付けて模様を描かせる以上、基本的に塗膜を除去してからの検査です。つまりどちらも、探傷の前に塗装を剥がし、終わったら塗り直すという、手間とコストがもれなく付いてきます。
渦流探傷は違います。コイルが起こす磁界は、電気を通さない塗膜を素通りして、その下の鋼材に渦電流を起こします。塗膜は、電磁気にとって「ないも同然」なのです。だから、塗装をまとったままの鋼材に、コイルをかざすだけで探傷が始められる。塗膜除去も、再塗装も要りません。しかも非接触で、前処理はほとんど不要、検査は高速。「疑わしい溶接部が多数あるが、全部の塗装を剥がすわけにはいかない」という現場で、まず渦流探傷で広くあたりを付ける——スクリーニングの主役にうってつけの性格です。
表皮効果——渦は、深く潜れない
一方で、渦流探傷には原理に刻まれた明確な限界があります。内部損傷は測定できないことです。その理由が、表皮効果（ひょうひこうか）と呼ばれる性質です。
交流によって金属に生じる渦電流は、表面近くに集中し、深くなるほど急激に弱まっていきます。渦電流の密度が表面の37%まで減る深さは標準浸透深さと呼ばれ、検査に使う周波数や、材料の性質（導電率・透磁率）で決まります。周波数を高くするほど、渦はより表面に集中して感度は上がりますが、そのぶん深くへは届かない。つまり渦流探傷は、生まれつきの「表層専門医」なのです。
深部のきずは、音でジグザグと潜り込める超音波探傷（UT）の領分。表層の渦流探傷と、内部の超音波探傷は、得意な深さで役割を分け合う関係にあります。
【超音波探傷試験（UT）とは？｜音のエコーで鋼の中の亀裂を見つけるしくみを解説】 https://hashiwatashi.com/ultrasonic-testing/
利点と欠点——速さと引き換えの、読みの難しさ
利点を整理しましょう。第一に、部材表面の損傷を、塗膜の上から検出できること。第二に、磁性材料の鋼管・鋼棒・鋼線などに対して、検査方法が簡易で、亀裂の検出に優れること。形の整った棒や管とコイルは相性がよく、製造ラインで製品を次々と通しながら全数検査する、といった自動化・高速化にも向いています。非接触ゆえに探触子も対象も傷まず、薬剤も磁粉も使いません。
欠点は、信号の気むずかしさです。渦電流は、きずだけでなく、試験体の形状や材質、コイルの大きさ、コイルと表面の距離によっても変化します。部材の縁に近づけば信号が乱れ、材質のむらもノイズになる。画面に現れた信号の変化が、はたして亀裂なのか、それ以外の要因なのか——その見きわめには、熟練と経験が求められます。そして先ほどのとおり、内部損傷は測定できません。
橋での使いどころ——鋼床版Uリブと、被覆の中
橋の世界で渦流探傷が呼ばれる代表的な現場が、鋼床版（こうしょうばん）です。
鋼床版は、鋼の板そのものを橋の床とする構造で、裏側にはUリブと呼ばれる補強材が延々と溶接されています。車輪の荷重を直接受け続けるこの溶接部は、疲労亀裂の名所。しかも溶接線は長大で、当然すべて塗装されています。怪しい範囲の塗膜をすべて剥がして探傷するのは、現実的ではありません。ここで、塗膜の上から走らせる渦流探傷が生きるのです。コイルのプローブで溶接部をなぞりながら広く探し、信号の出た箇所に絞って、塗膜を剥がした精査や他の探傷で確定する——広さの渦流と、確かさの精査という二段構えです。
さらに、この「覆いの上から診られる」性質は、応用の芽を広げています。被覆材に包まれた橋梁ケーブルや、地面ぎわで腐食しやすい鋼管の照明柱など、覆いを外せない鋼材の腐食による減肉を、渦電流の変化で捉えようという技術開発も進められています。見えないところを、剥がさずに診る——渦流探傷の切り札は、探傷の枠を超えて役割を広げつつあるのです。
【鋼橋の点検・補修・補強｜鋼材の損傷の種類と防食・補強の方法】 https://hashiwatashi.com/steel-bridge-maintenance/
探傷ファミリーの中での立ち位置
ここまでに登場した探傷法たちと並べて、守備範囲を一望しておきましょう。
| 試験 | 主な守備範囲 | 塗膜の扱い | 検出のしかた |
|---|---|---|---|
| 浸透探傷（PT） | 表面に開口したきず | 除去が必要 | 浸透液の色であぶり出す |
| 磁粉探傷（MT） | 表面と表面直下のきず | 基本的に除去が必要 | 磁粉の模様で描き出す |
| 渦流探傷（ET） | 表層部のきず | 塗膜の上から探傷できる | コイルの電気信号の変化で読む |
| 超音波探傷（UT） | 内部のきず | 接触媒質を介して当てる | 音のエコーで聴き取る |
色のPT、磁気のMT、電気のET、音のUT。それぞれ使う物理も、得意な深さも、段取りも違います。だからこそ、どれか一つが万能なのではなく、現場の条件——きずの想定される深さ、塗膜の有無、対象の形——に応じて選び、組み合わせるのが探傷の実務です。
【非破壊検査とは？｜壊さずに橋の中を診る11の方法を解説】 https://hashiwatashi.com/non-destructive-testing/
まとめ
この記事では、渦流探傷試験（ET）を解説しました。
渦流探傷試験とは、交流を流したコイルが金属の表層に起こす渦電流の乱れを、コイル側の電気信号の変化として捉え、表層部のきずを検出する非破壊検査です。原理はIH調理器と同じ電磁誘導。塗膜を素通りして鋼材に渦を起こせるため、塗装を剥がさずに探傷できるという、他にない切り札を持ちます。一方で、表皮効果ゆえに渦は深く潜れず、内部は診られません。信号の読みには熟練が要りますが、非接触・高速・前処理いらずの身軽さは、鋼床版Uリブのような「広くて、塗られていて、怪しい」現場で、まさに本領を発揮します。
台所で鍋を温めている、あの見えない渦が、橋の上では亀裂を探す目になっている。電磁気という物理の懐の深さと、それを検査に仕立てた工夫——渦流探傷は、科学の応用の妙を教えてくれる一員として、探傷ファミリーに欠かせない存在なのです。
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