音響共鳴技術(おんきょうきょうめいぎじゅつ、、ART)は、(DNV)が過去20年にわたり開発してきた音響検査技術である。ARTは「半波共鳴」という現象を利用しており、適切に励起された共鳴対象物(パイプラインの壁など)は、その厚さに固有の特定周波数で縦方向の共鳴を示す。対象素材における音速を把握していれば、この半波共鳴周波数を用いて対象物の厚さを算出することが可能である。

ART(音響共鳴技術)は、従来の超音波検査(UT)とは異なる。どちらも音響に基づいた非破壊検査の一種ではあるが、ARTは一般的に、より低い周波数を用い、かつ広い帯域幅(ワイドバンド)を持つという特徴がある。これにより、液体の接触媒質(カプラント)を必要とせず、ガス環境下での使用が可能となった。

デット・ノルスケ・ベリタスは、世界各地の陸上水道管における本技術の使用ライセンスをブレイヴォル・インスペクション・テクノロジーズ社(Breivoll Inspection Technologies AS)に供与している。ブレイヴォル社は、コーティングの有無にかかわらず、金属製水道管の腐食状態や劣化状況を評価する上での本技術の有効性を実証してきた。同社は2008年以来、主要な送水管に進入して検査を行う手法の開発に成功しており、その市場における世界的リーダーとなっている。

ARTは、Gassco社が所有するコールスト(Kårstø)施設での現場試験においても使用されている。

2012年、DNVのART事業は子会社であるハーフウェーブ(HalfWave)社として分社化され、シェル・テクノロジー・ベンチャーズ、シェブロン・テクノロジー・ベンチャーズ、およびエナジー・ベンチャーズからの投資を通じてさらなる開発が進められた。

2020年、ハーフウェーブ社はプレビアン(Previan)社に買収された。プレビアン社はこの技術を、インライン検査(ILI)ソリューションを担うNDTグローバル社と、海底用途を担うTSCサブシー(TSC Subsea)社の2つの事業部門で共有した。

TSCサブシー社は、複数の非破壊検査(NDT)技術を駆使した海底検査ロボットの開発において長い歴史を持っている。合併以来、ART技術には大幅な改良が加えられてきた。その結果、音響共鳴技術は、100mm(4インチ)を超える海底の厚い減衰被覆(コーティング)を貫通できることが証明されている。

TSCサブシー社は、自社の「アルテミス(Artemis)」ソリューションを用いたARTの展開に成功しており、水深3,000m(10,000フィート)までの海底パイプライン、フローライン、およびフレキシブル・リジッドライザーの検査を行っている。

では、手動によるART(音響共鳴検査)で生じうる主観性を排除するため、多くの企業が人工知能(AI)を活用した検査能力の研究を進めている。AIモデルを用いて周波数スペクトログラム上のすべてのプロットを行い、各物体のスペクトログラム同士を比較することで、AIは材料の極めてわずかな変化をも特定することが可能である。航空宇宙や軍事といった産業においては、微小な異常の見落としが悲劇的な結末を招きかねないため、こうした異常を特定するAIの能力は極めて重要である。RESONIKS社などの企業は、構造欠陥の特定に特化して高度な学習を積んだ特定のAIモデルについて、特許取得に向けた取り組みを行っている。

主な特徴 超音波検査よりも低い周波数を使用 気体および液体の両方で有効(すなわち、液体の接触媒質を必要としない) 多層メディアの特性評価が可能(例:コーティングされたパイプライン) コーティングを貫通しての検査が可能 金属表面(内側および外側)の減肉測定が可能

RUV(共鳴超音波振動法) 密接に関連する技術として、固体構造物内の亀裂の有無を、公称上は同一で亀裂のない構造物と比較した際の共鳴周波数、帯域幅、および共鳴振幅の違いによって検出する手法がある。RUV(Resonance Ultrasonic Vibrations)と呼ばれるこの技術は、サウスフロリダ大学、ウルトラソニック・テクノロジーズ社(米国フロリダ州)、およびイソフォトン社(スペイン)の研究グループによって、太陽光発電産業向けに開発された。この手法は、未加工および加工済みのシリコンウェハー、さらには完成した太陽電池において、ミリ単位の亀裂をウェハー1枚あたり2秒未満という短時間で検出することが可能である。

脚注

出典