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2次元フェーズドアレイ探触子による高精度非破壊評価と鋼床版リブ交差部への適用

研究課題

研究課題/領域番号 18K04329
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分22020:構造工学および地震工学関連
研究機関東京都市大学

研究代表者

白旗 弘実  東京都市大学, 建築都市デザイン学部, 教授 (40298013)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード鋼床版 / 疲労き裂 / 超音波探傷 / フェーズドアレイ探傷 / マトリクスフェーズドアレイ探触子 / フェーズドアレイ超音波 / 塗膜 / フェーズドアレイ / マトリクス探触子 / マトリクス配置探触子 / 超音波探傷試験 / フェーズドアレイ探触子 / マトリクスアレイ
研究成果の概要

当研究は鋼床版縦リブ横リブ交差部に発生する疲労き裂をマトリクスフェーズドアレイ超音波探傷により検出し,精度よく寸法を評価することを目的としている.検討では第一に,現況のフェーズドアレイ超音波探傷器での使用ができるマトリクスフェーズドアレイの素子配列を検討した.第二には,防食のために鋼構造物に施される塗装の塗膜厚の超音波探傷に対する影響を調べた.一般的に考えられる塗膜厚さ300μm程度では,感度に対する影響がそれほどないことが確認された.第三には,上向き探傷可能なスキャナを開発した.第四には,マトリクスフェーズドアレイ探傷波形を用いた開口合成法による欠陥再構成法を構築した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

マトリクスフェーズドアレイ探傷はフェーズドアレイ探傷の中でも素子を2次元に並べたものであり,コンセプトは知られていたが,実際の適用は1次元配置のリニアフェーズドアレイほど普及していない.本研究ではマトリクスフェーズドアレイの現場での適用を目指す点で意義があるものと思われる.探傷器で励振できる素子数も制限が多い.探傷条件の設定に関して1次元から2次元配列と次元が増えるので,操作,設定が非常に難しくなる.収録する波形データ量も増加するので処理が複雑となる.本研究ではマトリクスフェーズドアレイの設定システムの開発,画像化システムを開発しており,今後の普及において役割を果たせたものと考えている.

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022 2021 2018

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Development of phased array ultrasonic test system for detection of fatigue crack of rib-to-deck weld of orthotropic steel deck system2018

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Shirahata
    • 雑誌名

      Maintenance, Safety, Risk, Management and Life-Cycle Performance of Bridges

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 2次元フェーズドアレイによる鋼床版Uリブ溶接部の超音波検査2018

    • 著者名/発表者名
      白旗弘実
    • 雑誌名

      検査技術

      巻: 23 ページ: 20-27

    • NAID

      40021640902

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 面外ガセット溶接部に生じる疲労き裂の塗膜からの超音波探傷による検出2022

    • 著者名/発表者名
      陳遡洋,白旗弘実,平山繁幸,内田大介,永田恵袈
    • 学会等名
      土木学会第77回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Applicability of 2D ultrasonic phased array nondestructive test for fatigue crack of orthotropic steel deck2021

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Shirahata
    • 学会等名
      Bridge Maintenance, Safety, Management, Life-Cycle Sustainability and Innovations
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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