A study on development of a probe that eliminates the effects of coating film thickness

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K06907
• Research Institution: Japan Coast Guard Academy (Center for Research in International Marine Policy)
• Principal Investigator: 前田 正広 海上保安大学校(国際海洋政策研究センター), 国際海洋政策研究センター, 准教授 (70173713)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉川 孝男 九州大学, 工学研究院, 教授 (50380572) [Withdrawn] ; 藤 公博 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (80790716)
• Project Period (FY): 2016-10-21 – 2019-03-31
• Keywords: 超音波探傷 / 塗膜 / シミュレーション

Outline of Annual Research Achievements

船舶など構造物の安全性を確保するためには，溶接部などに存在する欠陥を探傷し，有害なものは取り除く必要がある。船舶の定期点検時などでは，塗装がされている状態での探傷が必要となるが，塗膜面からの探傷は困難なため塗膜を取り除いて探傷することになり，多大の労力が必要となる。実用面では，塗膜を除去せずに探傷することが効率的であり，塗膜のある状態で超音波探傷を精度良く行える計測技術を構築することは有用である。
塗膜がない場合，塗膜がある場合の超音波探傷試験の計測波形を数値シミュレーションで再現することを可能とした。塗膜がある場合には，超音波が塗膜内で複数回反射し，反射波と透過波との間に干渉が生じるだけでなく，探触子と塗膜および塗膜と試験体との界面で縦波から横波，横波から縦波へのモード変換が複数回生じ，横波と縦波の伝播速度の違いからそれぞれの波の間で干渉が生じ，より複雑な波形となること数値計算で確認した。
今年度は，塗膜がエコー高さに及ぼす影響を補正する方法について検討を行った。まず塗膜が無い場合の底面エコー高さを対比試験片のエコー高さから求め，塗膜が無い場合の内欠陥と底面からのエコー高さの比を計測（計算）する。塗膜がある場合の内部欠陥と底面からのエコー高さの比は，塗膜が無い場合と同じとなり，塗膜を除去した場合の欠陥からのエコー高さが求められる。また，塗膜厚さおよび塗膜のインピーダンス評価についても，これらをパラメータとして計算結果をもとにニューラルネットワークを用いて計測波形から逆解析する手法を構築した。