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管内伝播マイクロ波を用いた配管探傷技術(クラックレーダ-)の開発

Research Project

Project/Area Number 14J04906
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Nuclear engineering
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

佐々木 幸太  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords長尺配管探傷 / マイクロ波減衰量推定 / き裂探傷評価 / 電磁場分布評価 / き裂探傷性評価 / マイクロ波プローブ / 最適化手法確立 / 任意口径配管適用 / 長尺配管適用 / マイクロ波減衰
Outline of Annual Research Achievements

原子力プラント等における複雑かつ長大な配管系を迅速かつ効率的に検査する技術として、マイクロ波を用いた配管広域一括探傷技術(クラックレーダー)が提唱されている。本研究は、実機適用に向けた手法の高度化及びその普遍化による当該技術の実現を目的とする。本年度は、長尺配管適用のための伝播マイクロ波の減衰量推定手法の確立およびき裂に対する検査精度の評価、実配管を使用した検証試験を実施した。
マイクロ波減衰量推定手法の確立については、前年度検討より長尺体系における管内マイクロ波減衰量の口径依存性を実験的に評価した。本年度は配管材質の依存性および壁面粗さの影響評価を実施した。材質依存性評価では、真鍮管とSUS製管を用いた実験より、導電率の低い場合には減肉からの反射信号強度が低下し、壁面における導体損失が増大するという理論式との整合を確認した。続いて、減衰推定手法の更なる高度化のため、管表面粗さの影響評価を行った。マイクロ波周波数帯においては表皮深さが極めて小さいため、配管壁面上の粗さが減衰へ影響する可能性がある。そこで、管入口周辺の表面粗さを測定し、表面粗さを考慮した減衰量推定値と実験結果の比較を行った。結果より、実験値と推定値の良好な一致を獲得し、以て当該検査手法における検出信号の伝播距離に対する信号強度減弱量を推定する手法を開発した。さらに、開発した減衰評価手法を用いて単一直管を用いたき裂に対する検出性を評価した。これまではフランジ接続により長尺体系を模擬していたが、き裂からの信号強度はフランジ接続部と同等であるため、検出性の定量的な評価が困難であった。単一直管における試験では、接続部からの信号がないため周・軸方向それぞれのき裂に対して定量的なS/N比を評価可能であり、以て検出範囲の評価が可能であることが確認された。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2017 2016 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Journal Article] Demonstration of the Applicability of Nondestructive Microwave Testing to the Long-Range Inspection of Inner-Surface Cracks in Tubes2017

    • Author(s)
      Kota Sasaki, Takuya Katagiri, Noritaka Yusa, Hidetoshi Hashizume
    • Journal Title

      Materials Transactions

      Volume: 58 Pages: 692-696

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Optimized microwave excitation probe for general application in NDT of wall thinning in metal pipes of arbitrary diameter2015

    • Author(s)
      Kota Sasaki, Linsheng Liu, Noritaka Yusa, Hidetoshi Hashizume
    • Journal Title

      NDT&E International

      Volume: 70 Pages: 53-59

    • DOI

      10.1016/j.ndteint.2014.12.004

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Modeling of TE mode transducer for nondestructive testing of defects inside a metal pipe using microwaves2016

    • Author(s)
      Kota Sasaki, Takuya Katagiri, Noritaka Yusa, Hidetoshi Hashizume
    • Organizer
      19th World conference on Non-Destructive Testing
    • Place of Presentation
      Munich, Germany
    • Year and Date
      2016-06-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Applicability on Nondestructive Testing Using Microwave to a Bent Pipe2015

    • Author(s)
      Kota Sasaki, Noritaka Yusa, Hidetoshi Hashizume
    • Organizer
      Twelfth International Conference on Flow Dynamics
    • Place of Presentation
      仙台国際センター、宮城
    • Year and Date
      2015-10-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DEVELOPMENT OF THE SIDED-INCIDENCE METHOD IN NONDESTRUCTIVE TESTING USING MICROWAVE FOR WALL THINNING INSIDE A METAL PIPE2015

    • Author(s)
      Kota Sasaki, Noritaka Yusa, Hidetoshi Hashizume
    • Organizer
      The 20th International Workshop on Electromagnetic Nondestructive Evaluation
    • Place of Presentation
      片平さくらホール、宮城
    • Year and Date
      2015-09-21
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Applicability Evaluation of Non-destructive Testing Using Microwaves for Crack on the Inner Surface of Metal Pipes2015

    • Author(s)
      Kota Sasaki, Noritaka Yusa, Takashi Wakai, Hidetoshi Hashizume
    • Organizer
      The 17th International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台国際会議センター、兵庫
    • Year and Date
      2015-09-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis on Propagation Losses inside a Metal in Nondestructive Tessting Using Microwave for Wall Thinning2015

    • Author(s)
      Kota Sasaki, Noritaka Yusa, Hidetoshi Hashizume
    • Organizer
      XVIII International Symposium on Theoretical Electrical Engineering
    • Place of Presentation
      Kolobrzeg, Poland
    • Year and Date
      2015-06-07
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluation of the Applicability of Efficient Nondestructive Testing Using Microwave for Wall Thinning Inside a Long-range Metal Pipe2014

    • Author(s)
      Kota Sasaki, Noritaka Yusa, Hidetoshi Hashizume
    • Organizer
      The 2nd International Conference on Maintenance Science and Technology
    • Place of Presentation
      兵庫県神戸市 神戸大学百年記念館
    • Year and Date
      2014-11-02 – 2014-11-05
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Development on Microwave Nondestructive Testing of a Wall Thinning inside a Pipe by Optimizing the Frequency Range of Incident Microwaves2014

    • Author(s)
      Kota Sasaki, Noritaka Yusa, Hidetoshi Hashizume
    • Organizer
      Eleventh International Conference on Flow Dynamics
    • Place of Presentation
      宮城県仙台市 仙台国際センター
    • Year and Date
      2014-10-08 – 2014-10-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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