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2013 年度 実績報告書

高速磁化過程に着目した非線形渦電流法による高クロム鋼のクリープ損傷に伴う組織評価

研究課題

研究課題/領域番号 23360421
研究機関東北大学

研究代表者

内一 哲哉  東北大学, 流体科学研究所, 准教授 (70313038)

研究分担者 高木 敏行  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (20197065)
三木 寛之  東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 准教授 (80325943)
高屋 茂  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 次世代原子力システム研究開発部門, 研究副主幹 (80421585)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード非破壊評価 / 高クロム鋼 / クリープ損傷 / 動的磁化過程
研究概要

高速増殖炉をはじめとする次世代原子炉の開発では、60年や80年といった長期の設計寿命を目指しており、運転開始後の実機材料の非破壊試験による健全性評価が求められている。本研究では、高速増殖炉の実証炉JSFRの構造材の改良9Cr-1Mo鋼のクリープ損傷に伴う金属組織の変化を非線形渦電流法に基づいて非破壊で評価する手法の有効性の検証をめざす。クリープ強度に密接に関連する転位構造と析出物を定量的に評価するために、高速磁化過程における周波数応答と組織の間の関係について原理を含めて明らかにする。さらに明らかになった関係に基づいて、申請者が提案する非線形渦電流法を用いた金属組織の非破壊評価の可能性を示す。このために、平成25年度は以下の項目について検討を行い、成果を得た。
1. 磁気応答のモデル化の検討
平成23年度、平成24年度に実施した磁気応答モデルの改良を行った。具体的には、モデルの改良や精度を高めるために必要なクリープ損傷状態の試験片を作製した。これらの試験片の渦電流・磁化分離測定を行い、かつ数値シミュレーションコードを用いて、組織パラメータ(転位、サブグレイン、析出物)と磁化及び渦電流の周波数依存性について明らかした。さらに実験結果との比較により、磁気応答のメカニズムを解明すると共に、磁気応答モデルを構築した。
2. 非線形渦電流法によるクリープ損傷の非破壊評価
非線形渦電流法により試験片の測定を行うとともに、上記の磁気応答モデルに基づいた数値誌シミュレーションを実施し、比較を行った。クリープ損傷による劣化状態の推定に関して、最適なプローブ構造と試験周波数を明らかにし、評価精度、ノイズに対するロバスト性を明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (2件)

すべて その他

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] Evaluation of Creep Damage of High Cr Ferritic Steels by Magnetic Nondestructive Testing Methods

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Uchimoto, Toshiyuki Takagi
    • 学会等名
      International Workshop on Flow Dynamics related to Energy, Aerospace and Material Processing
    • 発表場所
      KTH, Stockholm, Sweden
  • [学会発表] 改良9Cr-1Mo鋼のクリープ損傷の電磁非破壊評価の数値電磁解析による検討

    • 著者名/発表者名
      松本 貴則, 内一 哲哉, 高木 敏行, 高屋 茂
    • 学会等名
      安全・安心な社会を築く先進材料・非破壊計測技術 次世代高温環境センサ研究会 合同シンポジウム
    • 発表場所
      東京都三鷹市、宇宙航空研究開発機構

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公開日: 2015-05-28  

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