| 研究課題/領域番号 |
20K14970
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| 研究機関 | 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所 |
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研究代表者 |
笛木 隆太郎 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (80846056)
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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 | アルミニウム合金 / 溶接 / 疲労 / ピーニング |
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| 研究実績の概要 |
液化天然ガス（LNG）の輸送に用いられているLNG船のタンクには高い信頼性が要求され、定期検査では、疲労き裂等の欠陥が生じやすい溶接部を中心に非破壊検査が実施されている。しかし、非破壊検査には検出限界があり、一般的な非破壊検査では深さ1 mm以下の表面欠陥は検出されない場合が多い。とくに、LNG球形タンクで使用されているアルミニウム合金は欠陥感受性が高く、小さな欠陥により疲労強度が大幅に低下する。
本研究では、アルミニウム合金の突合せ溶接継手を対象に、NPの施工による欠陥の無害化挙動を実験的に解明することを目的とする。非破壊検査で発見されない欠陥を無害化することにより、タンクの損傷発生率を大きく低下させることが可能になるものと期待される。
令和2年度は、突合せ溶接継手の製作、ニードルピーニング（NP）条件の検討を行った。
本研究で使用する溶接継手は、意図せぬ箇所からの疲労破壊が生じないよう、無欠陥であることが必要となる。そこで、溶接欠陥が生じないような溶接条件および溶接方法を試行錯誤を繰り返すことにより決定した。当該溶接条件で溶接施工を行い、溶接継手の製作が完了した。また、圧縮残留応力が十分に導入されるようなNP施工条件を種々のNP条件での施工とＸ線による残留応力測定を繰り返すことにより決定した。
令和3年度は、NP施工による溶接継手の疲労強度向上効果、表面欠陥が疲労強度に及ぼす影響、表面欠陥を有する溶接継手のNP施工による疲労強度向上効果を解明すべく、令和2年度に製作した溶接継手を使用して実験を主に研究を推進していく予定である。
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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
令和2年度は、突合せ溶接継手の製作、ニードルピーニング（NP）条件の検討を行った。アルミニウム合金は欠陥感受性が高く、炭素鋼に比べ、小さな欠陥で疲労強度が大幅に低下する。よって、意図せぬ疲労破壊が生じないよう、研究で使用する溶接継手は無欠陥である必要がある。そこで、溶接欠陥が生じない溶接条件および溶接方法を試行錯誤を繰り返すことにより決定した。当該溶接条件で溶接施工を行い、溶接継手の製作が完了した。また、圧縮残留応力が十分に導入されるようなNP施工条件を施工とX線による残留応力測定を繰り返すことにより決定した。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度は、NP施工による溶接継手の疲労強度向上効果、表面欠陥が疲労強度に及ぼす影響、表面欠陥を有する溶接継手のNP施工による疲労強度向上効果を解明すべく、令和2年度に製作した溶接継手を使用して実験を主に研究を推進していく予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初の計画で予定していた人工欠陥の導入を令和2年度内に行わなかったため、次年度使用額が発生した。未使用額については、令和3年度に人工欠陥の導入を行うための費用として使用する予定である。
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