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2019 年度 実績報告書

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
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
研究実績の概要

平成31年度は、実際の石油精製プラントで使用されている加熱炉鋼管での検証実験を行い、実用化における検討を行った。
実際に20年以上に渡り石油精製プラントで使用されてきた加熱炉鋼管の一部を切り出し、断面マクロ試験で表裏面浸炭深さが予め把握できている浸炭鋼管を準備し、本研究で提案した電磁気検査手法を用いて、検査精度の確認を行った。実物の浸炭鋼管は、人工的に短時間で作製した浸炭鋼管とは炭素の浸透過程が異なり、また炭素以外の物質の混入や錆、腐食、減肉等の物質・形状・形態変化が生じている。そこで、これら様々な変化にも影響を受けず、表裏面浸炭深さを検査できる検査条件を、検証実験を中心に実施した。特に、実現場での検査において、最終的な目標値である±0.5mmの検査精度が達成できるかについての検討を行った。なお本研究で得られた知見をまとめて以下に示す。
(1)500Hzを印加した場合、浸炭層は生層に比べ電磁気特性が低いため、表面浸炭深さの増加と共に鋼管表面に漏れる磁束も増加することが分かった。15Hzを印加した場合、鋼管内の裏面浸炭の増加と共に生層と鋼管表面に分布する磁束も増加するため、裏面浸炭深さの測定が可能であることが分かった。したがって表裏面浸炭深さは、鋼管表面に漏洩する磁束の変化率で評価できることが分かった。
(2)本提案手法は2種類の周波数500Hz、15Hzを交互に使用することで表裏面浸炭深さが推定できる可能性がある。しかし、本手法は磁気ヨーク材の両足間の平均的な磁束密度を漏洩磁束として検出し、表裏面浸炭深さに関連付けているため、鋼管軸方向において浸炭深さが著しく変化している場合は、推定誤差が大きくなると考えられる。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2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

    • 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

    • 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

    • 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
    • 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
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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