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交流磁界を使用した石油製油所内の加熱炉鋼管表裏面浸炭深さ同時検査法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K01299
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 社会システム工学・安全システム
研究機関大分大学

研究代表者

後藤 雄治  大分大学, 理工学部, 准教授 (00373184)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード石油精製プラント / 加熱炉鋼管 / 表裏面浸炭深さ / 交流磁界 / 三次元非線形磁界解析 / 表裏面浸炭 / 加熱炉鋼管表裏面浸炭深さ / 浸炭深さ検査 / 電磁気センサ
研究成果の概要

石油プラントの加熱炉の鋼管は、高温環境で長年使用されているため、表裏面に浸炭が生じる。これらの浸炭深さが増加すると鋼管が突然破断し、大きな事故が発生する可能性がある。この事故を防ぐためには、鋼管の表裏面に生じている浸炭深さを把握することが重要である。本研究では、1つの電磁センサーを使用して2種類の励磁周波数を鋼管に印加させて表裏面に生じている浸炭深さを検出する電磁気検査手法を提案した。ここでは3次元非線形電磁界解析を使用して磁束密度の現象評価を行った。本研究を通して、浸炭層の透磁率と導電率の電磁気特性差を利用することで、鋼管の表裏両方の浸炭深さの検査が可能であることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

東日本大震災以降、日本では原子力発電所の使用が制限され、火力発電所とその原料供給のための石油製油所の稼動率が一気に高まった。石油製油所は、大震災以前は生産が縮小傾向であったため、中には老朽化が激しく、十分な設備更新が行われないままフル稼働を余儀なくされている製油所も多くある。特に製油所内の加熱炉鋼管の浸炭に伴う破裂事故が近年急増しており、非破壊検査法の開発が強く求められている。しかし、この加熱炉鋼管の浸炭度合いを非破壊で検査できる手法は無い。本研究では、加熱炉鋼管に生じている浸炭度合いを高速かつ簡便に診断する新しい電磁非破壊検査技術の開発を行い、石油製油所の事故を未然に防ぐ事を目的としている。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] Electromagnetic Inspection Method of Carburization Depth Inside and Outside of Heating Furnace Steel Tube2019

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshioka, T. Marumoto and Y.Gotoh
    • 雑誌名

      International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics

      巻: 59 ページ: 1283-1290

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proposal of Evaluation Method of Opposite Side Depth on Steel Plate Using Magnetic Field of Square Wave on Direct Current Bias2019

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshioka, E. Kuboyama and Y. Gotoh
    • 雑誌名

      International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics

      巻: 59 ページ: 1393-1400

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proposal of Thickness Inspection Method of Opposite Side Nickel Layer on Nickel-Coated Steel Plate using Pulsed Magnetic Field2019

    • 著者名/発表者名
      Y.Gotoh and M.Tohara
    • 雑誌名

      Sensors and Materials

      巻: 31 ページ: 3033-3040

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electromagnetic Inspection Method of Carburization Depth Inside and Outside of Heating Furnace Steel Tube2019

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshioka,T. Marumoto, and Y.Gotoh
    • 雑誌名

      International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics

      巻: 掲載決定

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 直流バイアスを加えた矩形波交流磁界を使用する球状黒鉛鋳鉄板の裏面欠陥試験法2018

    • 著者名/発表者名
      後藤雄治、久保山瑛基
    • 雑誌名

      鋳造工学

      巻: 90 ページ: 124-129

    • NAID

      130006601930

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 直流バイアスを加えた矩形波交流磁界を使用する球状黒鉛鋳鉄板の裏面欠陥試験法の提案2018

    • 著者名/発表者名
      後藤雄治, 久保山瑛基
    • 雑誌名

      鋳造工学

      巻: 90 ページ: 124-129

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proposal of Electromagnetic Inspection of Opposite Side Defect in Steel using 3-D Nonlinear FEM Taking Account of Minor loop and Residual Magnetism2017

    • 著者名/発表者名
      S.Yoshioka, T. Tujigou and Y.Gotoh
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 53 ページ: 6201304-6201304

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Slack Inspection Method of High Tension Bolt using Electromagnetic Field without Influence of Lift-off Between Bolt Head and Inspection Sensor2017

    • 著者名/発表者名
      Y.Gotoh and N.Shigematsu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 53 ページ: 2500804-2500804

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Gastric Tube Monitoring System for Clinical Applications2017

    • 著者名/発表者名
      T. Sasayama, Y. Gotoh and K. Enpuku
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 53 ページ: 8109104-8109104

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proposal of Thickness Measurement Method of Steel Plate with High Lift-Off using Pulsed Magnetic Field2017

    • 著者名/発表者名
      S.Yoshioka and Y.Gotoh
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 53 ページ: 4400404-4400404

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Inspection method of opposite-side defect in steel plate using synthetic magnetic field of two kinds of frequency2019

    • 著者名/発表者名
      A.Fujii and Y.Gotoh
    • 学会等名
      International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electromagnetic inspection for defect of ferromagnetic tube using rectangular wave with DC bias2019

    • 著者名/発表者名
      M.Tohara and Y.Gotoh
    • 学会等名
      International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detecting method of hardened depth in surface hardened steel by magnetic field on steel2019

    • 著者名/発表者名
      Y.Gotoh, S.Onita, T.Horino, and Y.Misaka
    • 学会等名
      IEEE International Magnetics Conferece
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Slack Inspection Method of High Tension Bolt using Electromagnetic Field without Influence of Lift-off Between Bolt Head and Inspection Sensor2017

    • 著者名/発表者名
      Y.Gotoh, N.Shigematsu and T.Yamaguchi
    • 学会等名
      IEEE International Magnetics Conferece
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Proposal of thickness measurement method of steel plate with high Lift-Off using pulsed magnetic field2017

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshioka, K. Shimamoto and Y.Gotoh
    • 学会等名
      IEEE International Magnetics Conferece
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Proposal of evaluation method of opposite side depth on steel plate using magnetic field of square wave on direct current bias2017

    • 著者名/発表者名
      S.Yoshioka, E. Kuboyama and Y.Gotoh
    • 学会等名
      International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electromagnetic Inspection Method of Carburization Depth Inside and Outside of Heating Furnace Steel Tube2017

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshioka, T. Marumoto and Y.Gotoh
    • 学会等名
      International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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