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2015 年度 実績報告書

配管減肉での超音波ガイド波の伝搬挙動解明と減肉形状推定法の提案

研究課題

研究課題/領域番号 25420021
研究機関徳島大学

研究代表者

西野 秀郎  徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (50316890)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード非破壊検査 / 超音波計測 / ガイド波
研究実績の概要

ガスや液体物の輸送に利用されている莫大な数の配管を,安心安全に維持するために,減肉や劣化の早期発見が必須である。これらの欠陥検出には,超音波による方法が有用だが,一度の検査範囲が狭く(超音波で一カ所あたり数cm2の範囲)非効率な点が問題である。本件の超音波ガイド波(以下,ガイド波)は,配管の長手方向に長距離伝搬する超音波で,一度の送受信で広い範囲の欠陥検出を効率的に実施できる。広域検査性が高く実検査に利用されているが,波動論的に未解明の部分も多く,欠陥サイジングなどの定量性の改善が本研究でのテーマである。本研究では,ガイド波を用いて配管の欠陥のサイジングを可能とすることを目的に実施し,以下の成果を得ている。
1,軸対称欠陥においては数学モデルによって欠陥形状の推定を可能とする方法の提案を行ってきていたが,本研究によりその成果を高度化し,査読付き原著論文JJAPにまとめた。欠陥での反射が特性音響インピーダンスにより,その定量性が決定されることを示し,検証し,任意形状の欠陥では,その形状に合わせて反射率を積分することで欠陥全体としての反射率を得ることに成功している。さらに多周波の反射係数を取得することで,検出信号から欠陥形状を推定する方法を示している。
2,非軸対称欠陥では,欠陥部で発生する円周SH板波の存在を理論的に証明した。さらに円周SH板波の共鳴周波数が欠陥の円周方向幅に依存することを示し,欠陥の3次元形状の推定法確立の方向性を示すことが出来た。
3,当初の予定では,直管における欠陥検出能力の評価を行う予定であったが,本研究ではエルボ管における検出性の評価を行った。数値シミュレーションにより事前に周波数別の欠陥検出感度が異なることを理解した上で欠陥検出を行うことで,エルボ管においても直管と同程度以上の感度で検出が行えることを示した。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Frequency dependence of the defect sensitivity of guided wave testing for efficient defect detection at pipe elbows2016

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Yamamoto, Takashi Furukawa and Hideo Nishino
    • 雑誌名

      Materials Transactions

      巻: 57 ページ: 397-403

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2015319

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wall thickness measurement using resonant phenomena of circumferential Lamb waves generated by plural transducer elements located evenly on girth2016

    • 著者名/発表者名
      Hideo Nishino, Kodai Iwata and Masashi Ishikawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 ページ: in press

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An investigation of reflection coefficient of the T(0,1) mode guided waves at axisymmetric defects and inverse problem analyses for estimations of defect shapes2015

    • 著者名/発表者名
      Hideo Nishino
    • 雑誌名

      Materials Transactions

      巻: 56 ページ: 120-128

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2014331

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Influence of the dimensions of an elbow on defect sensitivity of guided wave testing at an elbow part2015

    • 著者名/発表者名
      Yamamotoh Toshihiro, Furukawa Takashi and Hideo Nishino
    • 学会等名
      Proceedings of 11th International Conference on Nondestructive Evaluation
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 年月日
      2015-05-12 – 2015-05-21
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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