2014 Fiscal Year Research-status Report
配管減肉での超音波ガイド波の伝搬挙動解明と減肉形状推定法の提案
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25420021
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
西野 秀郎 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (50316890)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 超音波計測 / 非破壊検査 / ガイド波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ガスや液体物の輸送に利用されている莫大な数の配管を，安心安全に維持するために，減肉や劣化の早期発見が必須である。これらの欠陥検出には，超音波による方法が有用だが，一度の検査範囲が狭く(超音波で一カ所あたり数cm2の範囲)非効率な点が問題である。本件の超音波ガイド波(以下，ガイド波)は，配管の長手方向に長距離伝搬する超音波で，一度の送受信で広い範囲の欠陥検出を効率的に実施できる。広域検査性が高く実検査に利用されているが，波動論的に未解明の部分も多く，欠陥サイジングなどの定量性の改善が本研究でのテーマである。
本研究代表者は，ガイド波を用いた配管の欠陥のサイジングの研究に置いて，軸対称欠陥においては数学モデルによって欠陥形状の推定を可能とする方法の提案を行ってきている。本研究では，これを高度化することをその目的としている。すなわち，一般的な欠陥として３次元（配管の長手方向，肉厚深さ方向，円周方向）に任意に存在する欠陥を想定し，その波動論的な挙動を解明し，その結果の考察により欠陥形状の推定方法の構築を目指すものである。
前年度までに，円周方向に部分的に欠陥が存在すると軸方向伝搬のT(0,1)モードガイド波がモード変換により円周方向伝搬のガイド波である円周SH波が発生することを確認した。
本年度は，この円周SH波が欠陥の円周幅により共鳴を発生させることを確認し，共鳴周波数と欠陥の円周幅の関係を求めた。また，理論モデルを構築しその原理確認を試みている。以上，ガイド波による欠陥の円周方向分布を計測できる見込みを得ることが出来た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究は，配管に形成された欠陥の３次元形状を推定することを目的としている。本研究前に原理的に確立されていた軸方向と肉厚横行の分布に加え，本研究では円周方向のサイジングが課題である。円周方向に部分的に欠陥があると特殊な波動現象として円周SH波が励起されることを昨年までに，実験とシミュレーションと理論推定から確認している。
本年度は，上記の円周SH波が円周方向の欠陥サイズに依存して共鳴することを実験で示すことが出来た。この事実から共鳴周波数を測定することで，円周方向の欠陥サイズを推定できる可能性を示せた。この知見はオリジナルで重要な知見である。さらに共鳴周波数と欠陥サイズの関係を，数学モデルで解明することを実施し，概ね良好な結果を得ている状態である。
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| Strategy for Future Research Activity |
欠陥部で発生する円周SH波が，欠陥幅に依存した特定の周波数を持って共鳴することを新たな知見として昨年度までに確認している。欠陥幅と共鳴周波数の関係性を合理的に理解できれば，欠陥の定量法を確立することが出来る。今後はこれらのメカニズム解明が重要な研究推進方策となる。
これまでのデータは，条件数が２つと少なく，これを増やすことが重要である。管の大きさを50Aだけでなく100Aで実施すること。欠陥サイズを増やして実施したい。また数学モデルとの比較をじゅうぶんに行い，隠れた現象の把握に努めたい。
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| Causes of Carryover |
３月に納品となる物品があり，支払いが完了していないため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
４月中に支払いが完了する予定。
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Research Products
(3 results)
