2001 Fiscal Year Annual Research Report
超高周波交流電位差法によるコーティング単結晶超合金の微小き裂損傷検出法の開発
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12650101
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
坂根 政男 立命館大学, 理工学部, 教授 (20111130)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
日下 貴之 立命館大学, 理工学部, 助教授 (10309099)
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| Keywords | 交流電位差 / 内部欠陥検出 / 損傷評価 / 超合金 / 有限要素法解析 / 動電磁場 / 非破壊検査 / コーティング |
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| Research Abstract |
ガスタービン翼は耐食性および耐熱性を向上させるために,表面にMCrAlYをコーティングして使用されている、しかし、ときによっては翼とコーティングとの間に剥離が生じ,このことが翼の信頼性を著しく損ねる、このような剥離現象は外観検査からでは発見できない.今年度においては、表面から発見することが出来ない内部欠陥を交流電位差法の表皮効果を利用して検出するための研究を実施した.
SUS304ステンレス鋼の角柱試験片(幅5mm,高さ10mm)に直径0.5mmの貫通円孔を種々の深さに設け、試験片の表面から100Hz〜5kHzの正弦波交流を通電し,各周波数での交流電位差を測定した、貫通円孔の深さによって,交流電位差上昇の周波数依存性が異なることが明らかになった、予め,円孔深さと上記周波数依存性をデータベース化しておけば、円孔の深さを交流電位差の周波数依存性を通じて,検出できることが明らかになった.
欠陥の大きさ検出方法を開発するため,円孔の直径を0.5mm,1.0mm,1.5mmおよび2.0mmの4種類について上記と同様の交流電位差の検出実験を行った.欠陥の大きさは交流電位差の最大電位として検出できることが明らかとなった.これらのことから,交流電位差法での最大電位および検出電位の周波数依存性から,表面から観察することが出来ない内部欠陥に対して、その大きさと深さを検出することが出来ることが明らかになった.
これらの実験結果の妥当性を確認するため,周波数応答の調和動電磁場有限要素法解析を実施した.解析結果は実験結果とは電位差の絶対値ではやや差が大きかったが,欠陥から離れた点での電位差比で無次元化した電位差比では,解析結果と実験結果とは良好に一致し,実験結果の妥当性が証明された.
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