き裂閉口への超音波応答の解明と非破壊定量評価手法の構築

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06555024
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 坂 真澄 東北大学, 工学部, 教授 (20158918)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古村 一朗 (株)東芝, 重電技術研究所 金属材料・強度技術開発部, 主幹(研究職) ; 阿部 博之 東北大学, 総長 (00005266)
• Keywords: 非破壊評価 / 閉口き裂 / 超音波探傷 / 逆問題解析 / 疲労き裂 / 簡易評価 / 底面エコー音圧 / 自動計測

Research Abstract

本研究は,閉じたき裂の寸法を正確に非破壊評価し,重ねて閉じ具合の非破壊計測をも可能にする超音波探傷手法の開発を目的とした試験研究である。本年度は,以下の項目に関する研究を行った。
1.斜角深傷に基づくき裂端の超音波応答による閉口き裂の非破壊定量評価 本研究者らは,昨年度までにき裂の超音波応答において,試験片に垂直に超音波を入射した垂直深傷に比べて,超音波の入射と受信を一つの探触子で行う1探触子を用いて超音波を斜めに入射する斜角探傷の方が検出感度が良好であることを見い出してた。これらの結果を踏まえて,本年度は,斜角探傷における超音波の入射角とき裂深さに係わるエコー音圧の関係を明らかにして,斜角探傷によるき裂の深さの非破壊定量評価およびき裂の閉じ具合の非破壊計測が可能であることを明示した。
微小閉口き裂の斜角探傷による非破壊評価 1探触子による斜角探傷は垂直探傷に比べて,閉口き裂の計測感度が向上することを踏まえて,機器・構造物の健全性評価に必要不可欠な微小き裂の斜角探傷による非破壊評価手法を検討した。微小き裂を模擬するために幅35mm,長さ230mm,厚さ30mmのAISI304ステンレス鋼製試験片に,放電加工により幅0.1mm,深さ1mmと3mmの2種類のスリットを導入した。この模擬微小き裂に対して直径6.4mm,周波数5MHzの探触子を用いて,斜角探傷により超音波の応答を解析した結果,き裂の深さと超音波の反射および屈折の間に相関関係があり,本手法により微小閉口き裂の非破壊評価が可能であることが判明した。

Research Products

• [Publications] M. Saka (D. Hirota, H. Abe, I. Komura): "Closely Coupled Probes for DCPD Technique and Its Application to NDE of a 3-D Surface Crack" The First US-Japan Symposium on Advances in NDT Proceeding Book. 248-253 (1996)
• [Publications] M. Saka (D. Hirota and H. Abe): "Enhancement of Sensitivity of the Potential Drop Technique for Sizing a Crack by Using Closely Coupled Probes" Proc. 14th World conf. on NDT. 3. 1659-1662 (1996)
• [Publications] M. Saka (S. Reaz Ahmed): "Toward a Sensitive Detection and Sizing Method of Small Cracks by Ultrasonics" Proc. of International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics. (発表予定). (1997)
• [Publications] 坂 真澄: "き裂検出手法と非破壊検査" 日本機械学会講習会教材破壊力学入門-安全性と信頼性確保のための基礎技術-. 96-34. 101-107 (1996)