| 研究課題/領域番号 |
20K05007
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| 研究機関 | 大分大学 |
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研究代表者 |
後藤 雄治 大分大学, 理工学部, 教授 (00373184)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 伝熱鋼管 / 外面欠陥 / 電磁気センサ / マイナーループ磁化曲線 / 渦電流 / 直流バイアス交流磁界 / 熱交換器 |
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| 研究実績の概要 |
火力発電所や石油精製等の熱交換器内に使用されている鋼管(STB340SC鋼管)の外面欠陥が探傷できる内挿型電磁気センサの開発を行うため、本年度は電磁気センサの形状や検査条件の検討について、前年度から開発を行っている三次元電磁界解析と検証実験よる基礎的検討を実施した。電磁界解析には、試験鋼管(STB340SC)のヒステリシス磁化曲線の実測データーと導電率の値を使用して計算を行った。特に本手法では直流バイアス矩形波交流磁界を使用するため、鋼管内の磁気特性はマイナーループ磁化特性を示す。そのため、この非線形磁気計算が行えるプレイモデルでのプログラム開発を昨年度より継続して実施し、実用的な解析が行えるようになった。そこで、この解析アルゴリズムを使用して、電磁界解析上で鋼管の外面欠陥の探傷が行える磁化条件を選定した。さらに、その解析結果を踏まえ、解析と同条件下での電磁気センサや実験装置を構築し、基礎的な検証実験も実施した。その結果、解析とほぼ同感度で外面欠陥が検出できる成果を得る事ができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は電磁気センサの形状や検査条件の選定を、昨年度より継続して開発している三次元非線形電磁界解析で検討を行い、またその解析結果を参考にして電磁気センサの試作を行い、検証実験を実施する予定としていた。これらの項目を概ね実施できたと共に、電磁界解析により、本提案検査手法の現象解明も行えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度では、基礎的な検証実験によって基準となる鋼管の外面欠陥を検知できる実証を得た。本年度の研究成果をベースとして今後は様々な欠陥形状に対する検証実験を繰り返し、より最適な探傷条件を導く。その後、実際のプラントで数十年使用され、自然欠陥が生じている本物の熱交換器鋼管を使用して実証実験を行う。また実用的な直流バイアス矩形波交流電流を発生する電源システムの開発を行う。
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