渦電流探傷法を用いた多方向走査によるき裂形状診断
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カテゴリ: 第3回
.緒言
原子力発電プラントの高経年化に伴いステンレス鋼 等に発生する応力腐食割れ(Stress Corrosion Crack; CC)のサイジングが重要な問題となってきている。シ -ラウド等、金属構造物の表面・表層欠陥の検査技術 こしては電磁現象を利用した非破壊検査技術である過 電流探傷試験(Eddy Current Testing; ECT)がある。ECT査データから逆問題解析を実行し欠陥の定量評価を 行う場合、検査環境を模擬した順問題を繰り返し解く 要がある。これまでに単一き裂のイメージをデータ ゴースに蓄積し、これらを合成した仮想イメージから 三時間で逆問題を解く計算アルゴリズムを提言した[1]。 しかしながら現場での検査においては、き裂に対して 出プローブの走査方向を制御することは困難である 島合が多い。本研究では、検査プローブがき裂に対し 任意の走査方向をもつ場合に適用可能なシミュレー の開発を行う。
2. シミュレータを用いたき裂形状同定
順問題解析では単一矩形き裂を想定し、き裂の端点 ○位置座標(x, , x,)および長さ、深さのパラメータをベ コトルqで表現する。き裂形状同定における逆問題解 行の流れを Fig.2 に示す。シミュレータによる順問題解連絡先:小島史男、〒657-8501 兵庫県神戸市灘区六甲台 町 1-1 、神戸大学大学院自然科学研究科、電話: 078-803-6493、e-mail:kojima@cs.kobe-u.ac.jp万結果 AZ() と測定データ AZ との比較を行い、出力 自乗誤差11E () = JAZ(9) - z/ 12 (1) 最小になるように、き裂パラメータqを調整する。Fig. 1 The shape of a crackMeasurement DataA Zaaknown crack shape?Eddy current testingMeasurement Data AZUnknown crack shape ? -Eddy current testingCrack parameters0ModeOutput AZI)simulatorLazadEvaluation process E, et) = min Jazta) - azdOptimal solutionFig.2 Inverse analysis using model based approachFig.2 において ECT シミュレータはマクスウェルの方 程式に A-Q 法を用い、有限要素・境界要素併用法を 適用することで、以下のような有限次元の線形システ ムで記述できる[2]。(PI+ ja() +1x1/2)} - 12007 (2) (17) Ja 200)+1K/22) - {20} ce)1900/07/28ここで10, J. } は励磁コイルの各周波数と強度である。 また、{A,,, } は磁気ベクトルポテンシャルおよび電 気スカラーポテンシャルの時間積分に相当する数値解 である。入力ベクトルFはJによって決まる。受信コ イルの誘起電圧は、補間マトリクス [C]によって以下 の式で近似できる。1900/01/10(450, J.) =ICH 2018-01
“ “渦電流探傷法を用いた多方向走査によるき裂形状診断“ “小島 史男,Fumio KOJIMA,池田 拓也,Takuya IKEDA,Doung Nguyen
原子力発電プラントの高経年化に伴いステンレス鋼 等に発生する応力腐食割れ(Stress Corrosion Crack; CC)のサイジングが重要な問題となってきている。シ -ラウド等、金属構造物の表面・表層欠陥の検査技術 こしては電磁現象を利用した非破壊検査技術である過 電流探傷試験(Eddy Current Testing; ECT)がある。ECT査データから逆問題解析を実行し欠陥の定量評価を 行う場合、検査環境を模擬した順問題を繰り返し解く 要がある。これまでに単一き裂のイメージをデータ ゴースに蓄積し、これらを合成した仮想イメージから 三時間で逆問題を解く計算アルゴリズムを提言した[1]。 しかしながら現場での検査においては、き裂に対して 出プローブの走査方向を制御することは困難である 島合が多い。本研究では、検査プローブがき裂に対し 任意の走査方向をもつ場合に適用可能なシミュレー の開発を行う。
2. シミュレータを用いたき裂形状同定
順問題解析では単一矩形き裂を想定し、き裂の端点 ○位置座標(x, , x,)および長さ、深さのパラメータをベ コトルqで表現する。き裂形状同定における逆問題解 行の流れを Fig.2 に示す。シミュレータによる順問題解連絡先:小島史男、〒657-8501 兵庫県神戸市灘区六甲台 町 1-1 、神戸大学大学院自然科学研究科、電話: 078-803-6493、e-mail:kojima@cs.kobe-u.ac.jp万結果 AZ() と測定データ AZ との比較を行い、出力 自乗誤差11E () = JAZ(9) - z/ 12 (1) 最小になるように、き裂パラメータqを調整する。Fig. 1 The shape of a crackMeasurement DataA Zaaknown crack shape?Eddy current testingMeasurement Data AZUnknown crack shape ? -Eddy current testingCrack parameters0ModeOutput AZI)simulatorLazadEvaluation process E, et) = min Jazta) - azdOptimal solutionFig.2 Inverse analysis using model based approachFig.2 において ECT シミュレータはマクスウェルの方 程式に A-Q 法を用い、有限要素・境界要素併用法を 適用することで、以下のような有限次元の線形システ ムで記述できる[2]。(PI+ ja() +1x1/2)} - 12007 (2) (17) Ja 200)+1K/22) - {20} ce)1900/07/28ここで10, J. } は励磁コイルの各周波数と強度である。 また、{A,,, } は磁気ベクトルポテンシャルおよび電 気スカラーポテンシャルの時間積分に相当する数値解 である。入力ベクトルFはJによって決まる。受信コ イルの誘起電圧は、補間マトリクス [C]によって以下 の式で近似できる。1900/01/10(450, J.) =ICH 2018-01
“ “渦電流探傷法を用いた多方向走査によるき裂形状診断“ “小島 史男,Fumio KOJIMA,池田 拓也,Takuya IKEDA,Doung Nguyen