塗膜厚さの影響を排除する超音波探触子の開発に関する研究

• 研究課題/領域番号: 16K06907
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 船舶海洋工学
• 研究機関: 海上保安大学校(国際海洋政策研究センター) (2017-2018); 九州大学 (2016)
• 研究代表者: 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)
• 研究分担者: 吉川 孝男 九州大学, 工学研究院, 教授 (50380572) ; 藤 公博 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (80790716)
• 研究期間 (年度): 2016-10-21 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 超音波探傷 / シミュレーション / 塗膜 / 数値シミュレーション

研究成果の概要

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。また，欠陥からのエコー高さが塗膜厚さにより非線形に変化する原因は，超音波の塗膜内での反射波と透過波との干渉によるものだけでなく，塗膜と試験体との界面で生じるモード変換による超音波の干渉が生じるためであることを明らかにした。
次に，塗膜がエコー高さに及ぼす影響を除去する方法を提案した。さらに，ニューラルネットワークを適用して計測波形から欠陥の大きさを推定する手法を構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

塗膜上から探傷する場合の欠陥性状の正確な評価技術の構築を目指し，塗膜厚さの影響を排除することができる超音波探傷技術について検討し，構造物の供用中，定期検査時にも超音波探傷試験が容易に適用できるようにして，欠陥の同定精度の向上に寄与しようとするものである。現在，超音波探傷試験で行なわれている多くの労力と費用を要する塗膜を剥離して超音波探傷を実施し，再塗装する工程が不要となり，超音波探傷時の大幅なコストダウンが期待でき，構造物の安全性向上に寄与できると考える。