2022 年度研究成果報告書

ニードルピーニングによるアルミニウム合金溶接止端部に生じた疲労き裂の無害化

研究課題

PDF

研究課題/領域番号	20K14970
研究種目	若手研究
配分区分	基金
審査区分	小区分24020:船舶海洋工学関連
研究機関	国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所
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)
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード	ニードルピーニング / アルミニウム合金 / 溶接継手 / 金属疲労 / 欠陥の無害化 / 疲労試験
研究成果の概要	液化天然ガス（LNG）の輸送に用いられているLNG運搬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、深さ1 mm以下の表面欠陥は検出されない場合が多い。本研究では、LNG球形タンクで使用されているアルミニウム合金A5083-O材の突合せ溶接継手について、溶接止端部にニードルピーニング(NP)を施工することにより、疲労強度が11％改善されるとともに、疲労強度を44％低下させる深さ1mmのき裂状表面欠陥が疲労強度上無害化されることを実験により明らかにした。
自由記述の分野	破壊力学
研究成果の学術的意義や社会的意義	圧力容器等の定期検査では、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、深さ1 mm以下の表面欠陥は検出されない場合が多い。本研究において、アルミニウム合金A5083P-O材の突合せ溶接継手の止端部にニードルピーニング(NP)を施工することにより、疲労強度が11％改善されるとともに、疲労強度を44％低下させる深さ1mmのき裂状表面欠陥が疲労強度上無害化されることが明らかとなった。この結果は、非破壊検査で検出されにくい欠陥をNP施工により無害化可能であることを示しており、タンクの損傷率低下に貢献する知見となりうるものと期待される。