高周波超音波を用いた鋼管内面の劣化度評価に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650616
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 山田 大彦 東北大学, 未来科学技術共同センター, 教授 (90005471)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤本 勝茂 福島大学, 経済学部, 助教授 (50271888) ; 植松 康 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60151833)
• Keywords: 鋼管 / 腐食 / 非破壊検査 / 高周波超音波 / 波形解析 / 劣化度評価

Research Abstract

本研究は、鋼管或いは溶融亜鉛めっき鋼管内部の腐食劣化状況について、より高い分解能を持つ高周波超音波パルス入力に対するエコー波を分析することにより、非破壊検査が可能であることを明らかにするために行われている基礎研究である。
今年度は、初年度であり、備品として高性能超音波パルサーレシーバー、センサーとして発振周波数30MHzのセンサーを購入した。より低周波数のセンサー3種、FFT機能付きディジタルオシロスコープ,表面粗さ計及び1μm精度マイクロメーターは、借用または現有のものとした。
試験体は、V形溝が多数並列する面状粗度試験体及びV形溝が1〜5本並列する線状粗度試験体とした。試験体材質は、加工条件よりS50Cである。厚さは、公称8.0mm及び25.0mmである。V形溝は、0.2φワイヤー放電加工技術により形成されている。公称粗さ(ピッチμm×深さμm)は、300×80,500×250,700×400の3種類である。
面状粗度による試験結果より次の性状が明らかになった。
(1)超音波試験によって測定される厚さの変化は、いずれの祖度についても、溝深さの平均値と見なすことができる。
(2)厚さの変化は、高周波センサーを用いてより精度よく計測できる。
(3)祖度に応じた粗さの違いは、エコー波の波形変化と密接に関係している。
(4)エコー波のFFT解析より、ピーク周波数は粗度に対応する。
線状粗度については、以上の性質を保存しながら、溝数が減少すると共に出力が低下する現象が認められた。波形解析には、高エネルギーパルスの発振が有効である。
次年度(最終年度)では、以上の新しい知見を発展させ、ブラスト加工技術による粗度試験体及び人工腐食による粗度試験体を用い、解析すると共に、実用化に向けたシステムの検討を進めたい。