船体構造における腐食疲労き裂進展下限速度の解明

2019 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の検証について、文献調査結果を基に、感度等への影響を把握するための電気伝導FEM解析を継続している。き裂長さの変化に対し、電極位置の取り付け誤差や、温度変化、溶液の濃度変化、計測機の確度が、寸法評価精度に及ぼす影響を調査している。
海水環境で腐食疲労試験を行うための実験系について、スリットから予き裂を発生させることの出来る条件を実験により見いだすと共に、き裂発生に必要な見かけの応力拡大係数として整理している。
鋼の腐食液中での溶解挙動について、液中のイオン分析を試行する等の予備検討を実施し、液の流速が腐食速度に及ぼす影響についても実験により比較検討を行っている。

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引き続き時間を要しており、この検証作業後に実験を開始する必要があるため。

Strategy for Future Research Activity

FEM解析方法の工夫等により、検証作業を更に効率化することとしている。

Causes of Carryover

き裂進展モニタリング装置の詳細仕様策定に必要な検証作業が依然続いている為であり、本年度早期にこれを完了させ、装置を調達する。加えて、試験に必要な試験片及び消耗品を調達する。