研究課題
試験鋼管の磁化曲線と導電率の測定各種発電プラントに使用されている鋼管は、部分的に透磁率や導電率の不均一性が生じている。ここでは最適な検査センサの設計を行うため、試験鋼管内の透磁率がどの程度、不均一性を有するのか測定を行った。その結果、今回使用したSUS430鋼では、初透磁率は最大で±21%のバラツキがあるものの、H=500A/m以上の磁界を加えると、均一化される事が分かった。同様に、ダブルブリッジ低抵抗測定回路で導電率がどの程度ばらつくかの測定も行った。この結果、最大で±1%程度の導電率のバラツキが存在する事が理解できた。三次元有限要素法による電磁界解析鋼管(外径25φ、管厚1.5mm)の初透磁率や導電率の不均一性全てを考慮に入れた三次元有限要素法の交流非線形渦電流磁界解析の開発を行い、鋼管の外面欠陥検査が可能になる電磁気センサの開発を行った。その結果、60Hz、5Aの交流磁界を使用することで、鋼管の外面に作製したスリット状の基準欠陥(幅2mm、深さ0.5mm)を鋼管内面から検出できる事が分かった。また、数値解析値と実験値は8%以内の誤差で一致する結果が得られた。またこの磁化条件を使用すれば、初透磁率や導電率のバラツキに影響される事無く探傷できる事を実験と解析の両者で確認する事ができた。鋼管の外側にアルミ製の冷却フィンがある鋼管に関するへの適用各種発電ブラントの熱交換器に使用されている伝熱鋼管には、鋼管内の流体を空冷するために鋼管の外面にアルミ製の冷却用フィンが圧着されているものがある。その鋼管の外面欠陥や腐食検査に本探傷試験法が適用可能であるのかについて、数値解析で検討を行った。その結果、同様の励磁条件(60Hz、5A)で精度良く検出が可能となることを確かめた。
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Electromagnetic Nondestructive Evaluation (掲載決定)
IEEE Transactions on Magnetics Vol.43,No.4
ページ: 1733-1736
電気学会 127巻、11号
ページ: 727-730
