2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of A New In-service Non-destructive Evaluation Method of Multiple-site Small Cracks by Using Multi-microprobe DC Potential Method
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16K06052
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
中曽根 祐司 東京理科大学, 工学部機械工学科, 教授 (10266918)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 寿命予測 / 微小分布き裂 / 直流電位差法 / マルチマイクロプローブ / 高温低サイクル疲労 / クリープ / 非破壊検査 / 確率・統計的取扱い |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ほぼ本年度の研究計画通りに研究が進められ，昨年度に引続き高い温度域(923K)でのSUS316L鋼製中実および中空丸棒試験片の低サイクル疲労ならびに中実丸棒のクリープ損傷過程に本研究で開発した方法を適用し，開発したマルチマイクロプローブ電位差法による新しい劣化・損傷のその場非破壊検出・評価法を適用し，その適用可能性を示すとともに，各温度域・各損傷形態における破壊機構の相違を明らかにした．
(1) 中実および中空丸棒試験片の高温低サイクル疲労損傷過程の相違を明らかにした．中空丸棒試験片では，丸棒の内外両表面が高温環境に暴露されたにも関わらず，中実よりも発生するき裂の数が少なかった．そのため，電位差の変動係数(σV)の疲労寿命比(N/Nf)に対する変化(σV-N/Nf関係)は，中空の方が中実よりも小さかった．その結果，σV-N/Nf関係の折曲り点が高寿命比側に現れ，中実に比べて予測能が低下した．
(2) 中実試験片のクリープ損傷過程の試験温度による損傷・破壊機構の相違を明らかにし，この破壊機構の相違により寿命予測法に影響が出ることが明らかとなった．すなわち，低温(873K)のクリープでは，微小き裂の発生が少なく，くびれによる断面積の減少によって破壊が生じることが多く，少数派の大きなき裂によるばらつきはあまり大きくならないため，くびれ部における電位差の減少，すなわち，電位差の平均μVの増加が顕著となるため，μV-N/Nf関係の折曲り点が0.9Nfにより明瞭に現れ，σV-N/Nfではなく，μV-N/Nf関係により寿命予測が可能となった．これに反して，高温(948K)クリープでは，くびれ部を含む試験片全体でき裂の発生数が多くなり，少数派の大きなき裂も現れるため，寿命後期でσV，μVのどちらも急激に増加するため，σV-N/Nf，μV-N/Nf，どちらの関係を使っても寿命予測は可能となった．
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