船体構造における腐食疲労き裂進展下限速度の解明

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K04594
• Research Institution: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• Principal Investigator: 林原 仁志 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (20511588)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 腐食疲労 / き裂進展 / 応力腐食

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、低ΔK領域、特に進展速度の下限界値PGRを実験的に決定することにある。腐食疲労き裂の進展速度が応力拡大係数（K値）範囲ΔKに依存する大速度領域と比較して、低ΔK領域における一定速度に近いき裂進展挙動は、実験上の制約から、定量的な面では正確に評価されてこなかった。一方で、実船の荷重履歴を考えると、後者の低K値範囲領域における下限界進展速度の値が、船体構造の腐食疲労寿命を解析する上で重要となる。低K値範囲領域における下限界進展速度を明らかにすることで、船体構造における腐食衰耗との競合現象をより正確に解析できるようになり、より実際に即した長期寿命予測が実現できる。
今年度は、マルチターミナル電位差法の腐食疲労き裂計測への適用性を検証した。試験片形状を再現した有限要素解析により、き裂長さの変化を最も高感度に検出できる電極の配置、個数を決定し、電圧計の計測精度からき裂長さ検出精度を決定することを目指す。今年度は、マルチターミナル電位差法に関する詳細な文献調査、電極配置の検討及び一部の解析を実施したところである。
海水環境で腐食疲労試験を行うための実験系について、一低温に保った腐食を循環させた状態での腐食疲労試験が可能な装置を構築すると共に、スリットから予き裂を発生させることの出来る条件を検討した。
鋼のき裂先端の腐食環境について、文献により調査し低pH環境及び海水環境の比較を行った。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

き裂進展をモニタリングする方法について、想定する手法の詳細な設定及び効果検証に時間を要しているため。

Strategy for Future Research Activity

き裂進展をモニタリングする方法の検証を早期に完了させ、腐食疲労試験を開始することで研究課題を遂行する。

Causes of Carryover

き裂進展をモニタリングする手法について、その検証及び詳細な仕様の決定が遅れており、「マルチターミナル電位差計測システム」の調達に遅れが生じている。平成31年度は、前述システムの仕様決定及び調達を行うと共に、研究計画にそって、試験片の調達を実施していく。