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陳 振茂
JNC TN9400 2000-021, 104 Pages, 2000/03
JNC-TN9400-2000-021.pdf:5.21MB
本報告書はJNCにおいて行われた2年間のポストドクター研究の成果を取りまとめたものである。本研究は磁性及び非磁性の構造物を対象に電磁非破壊検査法の向上または新規開発を目指して、渦電流探傷法を用いた自然き裂の形状再構成及び損傷誘起磁化現象の解明と非破壊検査への応用に関する研究を実施した。渦電流検査法の向上には自然き裂の形状を再構成するアプローチを提案し、理想化したき裂モデルに対して再構成を行うことによってその有効性を実証した。自然磁化に関する研究では損傷誘起磁化と損傷の相関の解明及び弱磁性体のSUS304構造物の非破壊検査への適用妥当性を試験手法で評価した。また、測定した磁束漏洩信号から材料内部の磁化分布(損傷の状態と相関する)を再構成するために、最適化手法及びウェーブレットを用いた手法を提案し、実際に測定したデータの逆解析を行った。解析した結果はコロイド法によって計測した磁化に分布と定性的によく一致し、提案手法の有効性を確認した。
陳 振茂
JNC TN9400 99-009, 39 Pages, 1998/12
本報告書では、渦電流探傷信号に基づいて接触のあるき裂の再構成手法を提案・検証した。まず、自然き裂を離散化するために2種類のき裂モデルを提案し、それに基づいてき裂によるECT信号及びその勾配を高速且つ高精度的に計算する手法を開発した。更に上記順問題の高速ソロバー及びモデル化した自然き裂に基づき、最適化手法の共役勾配法を改良し、異なる種類のき裂パラメ-タを同時に逆推定することに成功した。具体的に矩形き裂に対して再構成を行った結果、2種類のき裂モデル共に接触のあるき裂の再構成に有効であることを実証した。但し、接触がき裂の境界部に限った2番目のモデルはより効率よく再構成することができると判った。本研究の結果は、表面き裂の非破壊検査技術の向上に貢献することが期待できる。
永井 桂一; 荒 邦章; 軍司 稔
PNC TN9410 97-087, 142 Pages, 1997/07
高速原型炉「もんじゅ」の蒸気発生器(SG)伝熱管の渦電流探傷(ECT)による供用期間中検査(ISI)では、検査データの評価作業の迅速化や効率化及び容易化を図るために、計算機を用いたオフラインデータ解析処理を計画している。このオフラインデータ解析処理は、検査信号の位相と振幅をもとに設定したベクトルウィンドウと呼ばれる信号パターンに比較させ、一定の条件に当てはめることによって検査信号の分類や欠陥信号の識別を行うものであり、検査信号を精度良く分類することが要求される。このため、解析ソフトの倫理演算条件をパラメーターとした解析を行い、分類精度が最も良好となる条件を設定した。また、実機の探傷データを用いた解析も行い、設定した条件の有効性の検証や実機探傷データの整備構築を図った。主な成果は以下の通りである。(1)オフライン解析処理条件の設定支持板部についてはほぼ全数の支持板信号の自動分類が可能な条件を設定することができ、溶接部とベンド部については、自動分類可能な信号の数が最も多くなる倫理演算条件を設定することができた。(2)解析処理条件の検証「もんじゅ」の供用前検査(PSI)データ用に設定した解析条件は、信号発生要因の総数に対し約80
85%の要因数をオフライン解析処理によって自動分類可能であり、手動解析機能との併用によって全ての信号発生要因を分類することが可能であった。また、設定した解析条件は、実機のISIデータの解析評価に充分適用できる見通しを得た。(3)データベースの整備「もんじゅ」SG伝熱管のPSIデータを対象に、設定した条件を用いて解析処理を行った結果、ISI時の信号評価を行う上で基本となる信号発生要因とその発生位置及び信号波形等の基礎データを整備構築することができた。
海老根 典也; 竹内 信次郎*; 荒 克之
Electromagnetic Nondestructive Evalution, 0, p.223 - 230, 1997/00
渦電流探傷法はPWRのSG伝熱細管の検査に使用されているが、円周方向の傷に対して感度が低いことが問題とされ、いくつかの機関で問題解決のための研究開発が行われている。筆者らは、平行四辺形型の励振コイルとその周辺に信号検出用の差動コイル群を配置した新しい渦電流探傷プローブを提案し、その開発試験を進めている。平行四辺形の斜めに走る側辺部では斜め方向の渦電流が形成されるため、円周方向およびタテ方向の傷のいずれに対しても感応し、かつ傷検出に対する空間的な死角を有さない。試作試験の結果、円周方向及びタテ方向傷に対して共に検出感度を有し、また直径0.5mmの微小傷に対しても十分な検出感度を有することがわかった。また、励振周波数を20kHz程度に低くすることで、外面傷に対しても検出感度を有することがわかった。
海老根 典也; 竹内 信次郎*; 荒 克之
日本応用磁気学会誌, 20, p.633 - 636, 1996/00
傷の方向によらず探傷可能なプローブの開発を目的として、励磁磁界の乱れを誘導コイルで検出する乱れ磁束検出型電流探傷法に基づき、6連の平行四辺形平面コイルで励磁コイルを構成した探傷プローブを用いて、平板の模擬非貫通欠陥に関して探傷試験を行った。その結果、内面欠陥については深さ0.15mmの直径0.5mmの穴まで検出することができた。また、外面欠陥については、縦欠陥、横欠陥のいずれでも穴の場合と同じ深さの欠陥を検出できた。
海老根 典也; 竹内 信次郎*; 荒 克之
電気学会論文誌,A, 115(10), p.999 - 1006, 1995/10
ボビンコイル型渦電流探傷プローブは、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。そのため、傷によって乱される磁束の乱れ成分のみを効果的に検出する乱れ磁束検出型渦電流探傷法に基づき、励磁コイルの磁界分布を踏まえた探傷プローブの構成を検討した。そして傷の方向性によらず探傷可能なプローブとして磁束検出用差動コイル群と励磁用平行四辺形平面コイルから構成される平行四辺形探傷プローブと提案し試作したプローブを用いて探傷実験を行った。その結果、スリット傷の長手方向がプローブの走査方向に対して縦、横のいずれの場合にも検出が可能であること、また直径0.5mmの貫通穴に対しても有効な探傷能力を有することが確認できた。このことから、本プローブの探傷能力は傷の方向に左右されず、かつ小さい穴傷から大きなスリット傷に至るまで有効であることが分かった。
海老根 典也; 竹内 信次郎*; 荒 克之
MAG-95-77, 0, p.39 - 46, 1995/06
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。そこで著者らは、傷の方向性によらず探傷可能なプローブの開発を目的として、乱れ磁束検出型渦電流法を提案し平行四辺形平面コイルを用いて欠陥による励磁磁界の乱れを誘導コイルで検出する方法の有用性について既に報告した。本報告では6連の平行四辺形平面コイルで励磁コイルを構成した探傷プローブを用いて、平板の模擬非貫通欠陥に関して渦電流探傷試験を行った結果について検討した。その結果、内面欠陥については、深さ0.15mmの直径0.5mmの穴まで検出することができた。また外面欠陥については、深さ0.3mmの直径1mmの穴まで検出が可能であった。スリットについては、縦欠陥、横欠陥のいずれの場合でも穴と同じ深さの欠陥を検出できた。
海老根 典也; 荒 克之; 中島 伸也; 竹内 信次郎*; 原 邦彦*
日本応用磁気学会誌, 19, p.497 - 500, 1995/00
従来の蒸気発生器細管の渦電流探傷に用いられているプローブは欠陥の方向によっては検出感度が悪いという欠点があった。そこで、全方向の欠陥に対して検出が可能な方法として乱れ磁束検出型渦電流探傷法の原理を考案し、そのフィージビリティ実験を行った。本方法は、探傷プローブによって作られる磁界の空間分布の対称性が欠陥によって乱されることに着目し、その乱れによる磁束成分のみを効果的に検出するものである。この原理に基づき、平面コイルを用いた探傷プローブを試作し実験を行なったところ、欠陥とプローブの相対位置により明らかに出力が変化し、欠陥の形状および方向の違いによっても出力が変化した。このことから本方法による欠陥探傷が可能であることがわかった。
海老根 典也; 竹内 信次郎*; 荒 克之; 中島 伸也
MAG-94-225, 0, 8 Pages, 1994/12
蒸気発生器伝熱細管の探傷において、傷の方向によらないで検出が期待できる方法として、乱れ磁束型渦電流探傷法を提案しており、正方形平面コイルや菱形平面コイルを用いた実験では有効性を確認している。本実験では、その方法をさらに改良し、2連の平行四辺形平面コイルで励磁コイルを形成し,走査方向に直行するコイルの前方部と後方部および隣接する平面コイルの斜め部分に75巻-75巻の差動検出コイルを配置して構成したプローブで探傷を行った。その結果、スリット傷の探傷では、縦、横、斜め方向のいずれも探傷できたことから、本プローブは、傷の方向によらず検出できることがわかった。そして、本プローブを基本素子として多数接続して全体のプローブを構成すれば、乱れ磁束成分をまんべんなく検出することが可能であり、傷に対する不感領域を無くすることが可能である。
荒 克之; 海老根 典也; 竹内 信次郎*; 原 邦彦*
MAG-93-96, p.11 - 22, 1993/06
従来の渦電流探傷法では被探傷金属材料中の欠陥や傷による渦電流の乱れを探傷コイルのインピーダンス変化としてとらえる方法が利用されている。このため、別途に比較用コイルが必要となるなどの不便があった。そこで、比較用コイルを不要とする新しい探傷法を開発するため、乱れ磁束検出型渦電流探傷法を考案し、そのフィージビリティ実験を行った。本方法は、探傷プロブによって作られる磁界の空間分布が対称的となり、その対称性が欠陥や傷によって乱されることに着目し、その乱れ成分のみを検出するための磁束センサを探傷プローブ内に内蔵させるものである。この方法の有効性を確認するための基礎実験を試みたところ、0.5
0.2mmの穴径の変化に対して、磁束センサの出力電圧の変化が確認できた。
大和田 功; 西野 泰治
JAERI-M 86-106, 42 Pages, 1986/07
原研・東海研究所の燃料試験施設はハルデン リアクター プロジェクトによる渦電流探傷試験に関する第2回ラウンド ロビン計画に参加した。本計画においては、数個の人工欠陥が附加された2本のジルカロイ管の試料が測定のため与えられた。与えられた人工欠陥の軸方向、円周方向、型状および大きさを解明する為に、渦電流探傷試験により測定された信号を、標準試料の明白な欠陥と比較する事によって解析を行なった。その結果、測定によって14個の欠陥が決定された。更に、欠陥の位置、型状および相対的な大きさも同様に判明した。本報告書は、これらの渦電流探傷試験結果について記述する。
大岡 紀一; 露崎 典平; 岡本 芳三
日本機械学会誌, 89(812), p.750 - 755, 1986/00
非破壊試験法(Non Destructive Testing以下NDT法と称する)とは、機器構造物を構成する素材の購入、部品の製造及び使用などの過程において存在、発生する各種の欠陥を、変形及び破壊を加えることなく調べる方法であり、あらかじめ定められた基準に従って、構造物の使用の可否の判定を行う方法である。最近における機械システムは、構成する部品要素が巨大化し複雑化しており、その一連の機器の健全性を確保し品質保証の程度を確認し把握するためには、NDT法が極めて重要な役割りを担うことになる。本稿では、NDT法の現状と動向について、最近の成果をおりまぜながら説明を行なった。
鎌田 裕; 金沢 勝雄; 佐藤 邦雄; 本間 隆
火力原子力発電, 35(2), p.111 - 121, 1984/00
過去の軽水炉の運転経験から明らかな通り、原子炉の運転に伴って原子炉圧力容器に生ずる欠陥の大部分は内表面のオーステナイトステンレス肉盛溶接部に生ずるクラックである。ISIではこれらのクラックの検出は超音波法で行われているが、クラックか否か判断に迷うケースが生じ易く、またクラックを検出した方法でクラック深さを評価しようとすると精度が良くないという難点がある。これらの難点を軽減させる方法として、PWRを対象とし、渦電流法の併用を考え、渦電流法の適用性に関する確認試験、並びにクラック深さの各種評価法の相互比較試験をJPDR圧力容器の自然クラック等を利用して実施した。その結果、渦電流法は原子炉圧力容器の内表面クラックの検出に使用できることが確認できた。また、クラックの深さ評価では回折波を捕らえる超音波法及び渦電流法が精度良好であった。
山口 智彦; Mihalache, O.
not registered
【課題】配管に加工痕が形成されていた場合であっても、加工痕の影響を低減し、微小欠陥を的確に検出することができる渦電流探傷用プローブ及び渦電流探傷装置を提供する。 【解決手段】渦電流探傷用プローブ1Bは、間接磁場を利用した渦電流探傷系4を備える。渦電流探傷系4は、第1の磁性体コア群5を有し、第1の中心軸O1に沿って並列して配置された一対の検出コイル群41A、41Bと、第2の磁性体コア6A、6Bを有し、第1の中心軸O1に沿って一対の検出コイル群41A、41Bの軸方向外側に配置された励磁コイル40A、40Bとを備える。第1の磁性体コア群5は、複数の第2の中心軸O2に沿って配置されているとともに、複数の検出コイル41A、41Bの軸方向外側に対して第1のコア長さL5だけ長く配置されており、第1のコア長さL5は、複数の検出コイル41A、41Bの軸方向のコイル長さL6よりも長く構成されている。
山口 智彦; Mihalache, O.
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【課題】配管の内面及び外面に形成された微小欠陥や欠陥形状を的確に検出することができる渦電流探傷用プローブを提供する。 【解決手段】渦電流探傷用プローブ1は、本体2の第1の中心軸O1に沿って、直接磁場を利用した第1の渦電流探傷系3と、間接磁場を利用した第2の渦電流探傷系4とを備える。第1の渦電流探傷系3は、第1の中心軸O2と平行な軸方向に並列して配置された一対の励磁兼検出コイル30A、30Bを備え、第2の渦電流探傷系4は、一対の励磁兼検出コイル30A、30Bの軸方向外側にそれぞれ配置された一対の検出コイル群41A、41Bと、一対の検出コイル群41A、41Bの軸方向外側にそれぞれ配置された一対の励磁コイル40A、40Bとを備え、一対の検出コイル群40A、40Bの各々は、第1の中心軸1を中心として周方向に所定の間隔でそれぞれ配置された複数の検出コイル400A、400Bにより構成されている。
