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荒 克之*; 海老根 典也
電気学会マグネティックス研究会資料 (MAG-01-55), p.1 - 6, 2001/03
原子炉圧力容器の経年劣化とその磁気的な手法による非破壊計測評価について述べ、それを実現していくうえで重要な課題の一つである「磁気問いかけ」で材料のヒシテリシス磁化特性を同定するという困難な問題を「磁気測定」と「磁界解析」との関係で議論し、それにかかわる研究開発課題についてレビューした。原子炉圧力容器は強磁性を示す低合金鋼で作られており、長期間の供用中に中性子の照射を受け機械的特性が劣化するとともに、その磁気的特性も変化する。そこで圧力容器鋼の磁気的特性の変化を非破壊的に測定し、その結果から圧力容器の材質劣化を評価しようとするのが磁気問いかけ法であり、そこでは磁界解析の支援が必要となる。
荒 克之*; 海老根 典也
電気学会マグネティックス研究会資料 (MAG-00-182), p.23 - 31, 2000/09
原子炉構造体の経年変化の非破壊計測評価の研究の現状を原研及び日本AEW学会の活動を中心にレビューした。原研では、原子炉圧力容器鋼の磁気的性質と機械的性質に良い相関があることに基づき、磁気問いかけ法が提案され、関連して圧力容器肉盛溶接部厚さ測定法、増分透磁率測定法が研究されている。また、日本AEM学会では、ラウンドロビン試験により、人工的に劣化させた鋼材のヒステリシス磁化特性、バルクハウゼン雑音測定などを行い、有効性を確認している。
海老根 典也; 鈴木 雅秀; 荒 克之*
電気学会マグネティックス研究会資料 (MAG-00-195), p.45 - 48, 2000/09
原子炉圧力容器鋼の機械的特性の劣化を非破壊的に評価できる手法として、増分透磁率の変化曲線を用いる磁気的測定法の有効性を示すため実施した試験結果について報告する。直流のバイアス磁界を加えながら微小磁界を重畳させたトロイダル型試料鋼材の誘導電圧は増分透磁率とみなせ、これは、保磁力近傍で明瞭なピークを示し、ピーク間隔は、保磁力と非常によい相関がある。また保磁力と最大磁率はともに機械的特性ともよい相関がある。この結果に基づき、実用上有用な鋼板について非破壊計測を平面コイルと磁気ヨークを用いて実施した。その結果、本測定法は、試料鋼板の磁気特性及び機械的特性を反映することがわかり、有用な測定手法となると考えられる。
海老根 典也; 荒 克之
電気学会マグネティックス研究会資料MAG-98-198, p.29 - 33, 1998/11
強磁性構造用鋼材の材質変化を磁気的に測定するために、平面コイルを用いた実験を行った。供試鋼材は、原子炉圧力容器用鋼(A533B)とマルテンサイト系ステンレス鋼(SUS410)である。1次・2次の構成とした平面コイルを、磁気ヨークの磁極直下に配置した。鋼材に磁気ヨークで直流バイアス磁界をかけながら、平面コイルの1次側で三角波の小さな磁界変動を与えた。その結果、平面コイルの2次側の出力電圧は鋼材の違いによる磁気特性変化を反映し、機械的特性と良い相関があることがわかった。この手法は、鋼材の材質変化の測定手法として応用できる可能性がある。
海老根 典也; 荒 克之
MAG-96-265, 0, p.11 - 24, 1996/12
筆者らは先に原子炉圧力容器の経年劣化を非破壊的に計測評価する方法として、「磁気問かけ法」を提案した。その可能性について、これまで、いくつかの実験と計算機シミュレーションを通して検討を進めてきた。これらの結果をふまえて、磁気問かけ法の妥当性と今後の研究課題を検討した。磁気問かけ法は圧力容器低合金鋼の保磁力を非破壊的に計測し、それより経年劣化(照射硬化・ぜい化)を評価するものである。そこで、圧力容器鋼材の磁気特性と機械特性の相関を調べた結果、保磁力および透磁率は機械的硬さおよび引張り強度との間に良い相関があることがわかった。また、圧力容器厚さ方向の保磁力分布計測にはサイズの異なる2つの磁気ヨークを用いることで計測できる可能性が確認された。肉盛り溶接部の厚さは、磁気問かけ法の実施過程で非破壊的に計測できることが計算機シミュレーション実験で確認できた。
荒 克之; 坂佐井 馨
MAG-96-35, 0, p.185 - 197, 1996/02
生体磁界計測における逆問題は解を一意に定めることが本質的に不能であることを、マックスウェルの電磁界方程式より解き明かし、逆問題を解くためには先験的知識の導入による磁界源モデルをどう定めるかが重要であることを説いた。そこで、逆問題を解くためには、磁界計測系をどのように構成するか、そして質の良いデータをどう選ぶかについて検討するため、磁界源である電流と計測値である磁界とを結びつける空間伝達関数の概念を導入し、その空間周波数特性を求めた。これよりマルチチャンネル磁界計測システムの空間サンプリングの条件をシャノンのサンプリング定理より求め、グラジオメータ(空間微分型マグネトメータ)による空間分解能の向上の理論的根拠を示した。
海老根 典也; 竹内 信次郎*; 荒 克之
MAG-96-73, 0, p.73 - 82, 1996/00
蒸気発生器伝熱細管の探傷検査に広く使われている細管内挿のボビンコイル型プローブは、円周方向の傷割れに対して検出感度が悪いという欠点があった。そこで、傷の方向性によらず感度がよく探傷可能なプローブの開発を目的として、探傷プローブの形状を励起コイルによる磁場分布を基に検討し、平行四辺形平面コイルを用いる方法を提案した。原理は、平面コイルを用いて励起磁界を発生させ、欠陥による磁束の乱れ成分を差動型磁束検出コイルで検出する方法である。プローブは、平行四辺形平面励磁コイルと欠陥による励磁磁界の乱れを検出する誘導コイルで構成される。それを用いて、平板の模擬非貫通欠陥に関して探傷試験を行った結果、縦、横のスリット欠陥のいずれでも検出できた。また、穴欠陥についても、直径0.5mmの穴まで検出することができた。
海老根 典也; 橘田 和泰*; 荒 克之; 中島 伸也; A.Gilanyi*; 上坂 充*; 宮 健三*
MAG-95-138, 0, p.61 - 68, 1995/11
原子炉圧力容器の非破壊劣化計測法に関して、著者らは、中性子照射による材料の機械的特性の変化を磁気特性の変化との関連から求める「磁気問いかけ法」の研究を進めている。本稿では、材料の機械的特性と磁気的特性の関連について材質の変化からみた根拠をのべるとともに、磁気特性を用いた鋼材の非破壊評価の可能性を調べるため、熱処理により機械的特性の異なる試料を材性し、機械的特性と磁気特性の関係を調べた。測定試料としては、原子炉圧力容器鋼A533B鋼およびSUS410鋼を用いた。測定の結果両鋼材とも硬度と磁気特性には非常によい相関があり、磁気特性を用いた非破壊的劣化評価の可能性があることがわかった。
荒 克之; 坂佐井 馨; 岸本 牧; 海老根 典也; 中島 伸也
MAG-94-24, p.43 - 52, 1994/03
原子炉圧力容器劣化を非破壊的に測定する方法として磁気問いかけ法(MIM)を提案したが、この方法においては圧力容器肉盛り溶接部の厚さを事前に知っておかなければならない。この厚さを非破壊的に測定する方法を提案し、その方法の有効性をシミュレーション計算により明らかにした。圧力容器に磁気ヨークを取りつけて磁化したときの磁気ヨーク近くの圧力容器表面磁界分布を測定する。その分布の中央値および半値巾を求めると、励磁電流で正規化した中央値および半値巾は、圧力容器の透磁率に無関係に、肉盛り溶接部の厚さによってのみ定まることがわかった。したがって、逆にこの正規化中央値または半値巾を測定することによって肉盛り溶接部の厚さを知ることができる。
海老根 典也; 竹内 信次郎*; 荒 克之; 中島 伸也
電気学会マグネティックス研究会資料; MAG-94-76, 0, p.9 - 20, 1994/00
SG細管の探傷に用いられている渦流探傷法の課題のひとつに検出精度の欠陥方向依存性があり、この対策として乱れ磁束検出型渦流探傷法が提案されている。そこに用いられている正方形平面コイルは特定領域では小さい欠陥の検出感度が悪いという技術的課題があった。そこで、本報では、磁場分布測定から正方形平面コイルの特定領域での感度低下原因を探るとともに、その解決策として新たに菱形平面コイルを提案し、その磁場分布測定から磁束検出コイルの最適設計条件を探った。その結果、磁束検出コイルは、菱形平面コイルの上部と下部の励磁磁場の強い付近、および菱形平面コイルの中間部に配置すればよいことがわかった。
坂佐井 馨; 岸本 牧; 荒 克之
MAG-92-82, p.61 - 66, 1992/03
完全反磁性体を用いた磁気ダイポールの指向性検出方法について検討し、完全反磁性体としてBi系高温超電導体を使った実験を行った。実験では、半径方向に細いスリットを入れたドーナツ状の試料を積み重ね、ダイポールとして模擬した微小磁石をその下方で移動させて試料の中央穴に浸入する磁束をホール素子で測定した。その結果、ダイポールとセンサの向きが一致する点付近では、センサの実効的な感度が増大することがわかった。これは試料の反磁性的性質によって、ダイポールの磁束が試料の中央穴に集められるからである。また、感度が最も増大する位置は、ダイポールとセンサが最も近い位置ではなく、ある程度離れた点であることもわかった。このことは、磁束源を無侵襲で測定しなければならない生体磁界計測等においては好都合である。
坂佐井 馨; 荒 克之
MAG-91-159, p.43 - 54, 1991/08
磁界計測における空間分解能について、フーリエ変換法によって逆問題を解く場合について考察した。3次元の問題を1次元の問題として考察したことにより、直観的な理解が可能となった。その結果、信号源推定の空間分解能は、伝達関数や磁界測定値のフーリエ変換の周波数特性等によって、著しく左右されることが分った。これは多チャンネル計測における空間メッシュの最適化の指標となるものである。