走査ホール素子マグネトメトリを用いた電力用丸棒鋼材の非破壊磁気診断

扫描霍尔磁力法对电力圆钢进行无损磁诊断

• 批准号: 17656095
• 负责人: 太田 昭男
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17656095/
• 关键词: ホール素子; マグネトメトリ; 電力用鋼材; 非破壊診断; 残留磁場; 漏洩磁束; 材料劣化; 材料欠陥; 走査ホール素子法; 亀裂進展性

平成17年度から平成18年度にわたり、走査ホール素子マグネトメトリを用いた電力用丸棒鋼材の非破壊磁気診断に関する研究を実施し、以下の成果を得た。丸棒鋼材の表面磁場垂直成分を、静的条件下(外部磁場ゼロ)で回転角θ及び長手座標Xの関数として計測・可視化し、X-θ座標軸上に磁気イメージとして表現する走査ホール素子マグネトメトリを製作した。これを用いて、SM400B丸棒鋼材の疲労進展が磁気イメージに及ぼす影響を研究した。疲労付加は軸荷重疲労試験と回転荷重疲労試験により行い、疲労状態の異なる2系列の試料を得たが、疲労進展に伴う磁気イメージの変化には試験方法の違いに拘らず強い類似性が確認された。初期状態の磁気イメージは横縞的な模様になるが、疲労の進展に伴って横縞的な模様から縦縞的な模様に変化し、加えて自発磁場の値も著しく低下することが判明した。光学顕微鏡による観測結果より、疲労付加試料の表面には円周方向に沿って多数のすべり線が観測されたため、この磁気イメージの変化はすべり線からの漏洩磁束に起因するものと考えられる。さらなる疲労付加により疲労亀裂が発生すると、亀裂部分からの漏洩磁束の影響によりその付近で等磁線の集中が生じる。しかし亀裂周辺の激しい磁場変化を除けば、全体的には亀裂発生に至る前のすべり線からの漏洩磁束の影響を残す磁場分布の特徴が依然として残っている。本研究により、疲労損傷の進展に伴い磁気イメージに顕著な変化が生じることが判明し、微細構造と磁気イメージとの間には何らかの相関性が示唆される。とくに、疲労損傷に伴うすべり線からの漏洩磁束の影響により初期状態の磁気イメージが変化すること、また亀裂が発生すると亀裂周辺からの漏洩磁束により等磁線の局所集中が生じることなどが判明した。亀裂発生前の予兆診断を可能にするためには、疲労損傷度と磁気イメージとの間の定量的な関係の構築が今後の課題となる。本研究のように、鋼材表面の磁気イメージを用いた非破壊診断の研究は国内外を問わず寡聞に等しく、鋼材の高信頼性の確保と社会保全に向けて材料科学分野に新地平を開拓できる可能性がある。

Pp.47-53 17 year か ら pp.47-53 18 year に わ た り, walkthroughs ホ ー ル element child マ グ ネ ト メ ト リ を with い た electric steel の on pill sticks not broken 壊 magnetic 気 diagnosis に masato す る research を be し shi, the following の を た. Pill bar steel の surface vertical composition を, under the condition of static magnetic field (external magnetic field ゼ ロ) で planning back Angle theta and hand び long coordinates X の masato number と し て metering visualization し, X-ray theta on coordinate axis に magnetic 気 イ メ ー ジ と し て performance す る walkthrough ホ ー ル element child マ グ ネ ト メ ト リ を making し た. Youdaoplaceholder0 れを studies on the progress of <s:1> fatigue and labor of SM400B shot and bar steel, が magnetic properties が メ ジに ジに ジに and the influence of ぼす on を た. Exhausted 労 plus は axial load fatigue 労 test planning と back load fatigue 労 test に よ り line い の 労 state and different な る 2 series is の try material を た が 労 and develops に う magnetic 気 イ メ ー ジ の variations change に は test method の violations い に detained ら ず strong い similarity が confirm さ れ た. Initial state の magnetic 気 イ メ ー ジ は horizontal stripe exactly others な に な る が 労 and の develops に っ て horizontal stripe exactly others な か ら 縦 stripe exactly others な に - し, plus え て since の 発 magnetic field numerical も the し く low す る こ と が.at し た. Optical 顕 micromirror に よ る 観 measurement results よ り 労 pay and add try の material surface に は に has drifted back towards &yen; weeks direction along the っ て most の す べ り line が 観 measuring さ れ た た め, こ の magnetic 気 イ メ ー ジ の variations change は す べ り line か ら の cause leakage magnetic beam に す る も の と exam え ら れ る. さ ら な る exhausted 労 plus に よ り exhausted 労 growing crack が 発 raw す る と, growing crack part か ら の leakage magnetic beam の influence に よ り そ の paying nearly で magnetic line の concentrated が raw じ る. し か し growing crack weeks 辺 の excitation し い magnetic field variations change を except け ば, all に は growing crack 発 raw に to る の before す べ り line か ら の leakage magnetic beam の effects を residual す magnetic field distribution の 徴 が still と し て residual っ て い る. This study に よ り の 労 injury and develops に い magnetic 気 イ メ ー ジ に 顕 the な variations change が raw じ る こ と が.at し, fine structure と magnetic 気 イ メ ー ジ と の に between what は ら か masato sex が の phase in stopping さ れ る. と く に 労 damage and に with う す べ り line か ら の leakage magnetic beam の influence に よ り initial state の magnetic 気 イ メ ー ジ が variations change す る こ と, ま た growing crack が 発 raw す る と growing crack weeks 辺 か ら の leakage magnetic beam に よ り magnetic line の bureau concentrated が raw じ る こ と な ど が.at し た. Growing crack 発 の to mega diagnosis may を に す る た め に は 労 and any と magnetic 気 イ メ ー ジ と の の between quantitative な masato is の build が と の subject in the future な る. This study の よ う の に, steel surface magnetic 気 イ メ ー ジ を with い た and broken 壊 diagnostic の research at home and abroad は を asked わ ず oligonucleotides に smell etc し く, steel の high letter 頼 の と social security に to け て materials science division に new horizon を pioneering で き る possibility が あ る.

项目成果

走査型ホール素子法による材料の欠陥検出技術

采用扫描霍尔元件法的材料缺陷检测技术

• 发表时间: 2005
• 期刊: J.Soc.Mat.Sci.Japan 「材料」 54巻7号
• 作者: 森久史;藤本浩之;太田昭男
• 通讯作者: 太田昭男

Non-destructive evaluation of round rods of Low-carbon steel SM400B using a scanning Hall-sensor microscope

使用扫描霍尔传感器显微镜对低碳钢 SM400B 圆棒进行无损评估

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proc.of 12th Annual Int.Conf.on Composites/nano Engineering (Aug. 1-6, 2005, Tenerife)(Ed.David Hui) Session 9d (MAGNETIC 6) No.7
• 作者: 森久史;藤本浩之;太田昭男;A.Oota
• 通讯作者: A.Oota

走査ホール素子マグネトメトリを用いたステンレス鋼の非破壊検査

使用扫描霍尔元件磁力测量法对不锈钢进行无损检测

• 发表时间: 2006
• 期刊: 平成18年度電気学会全国大会論文集 [2]
• 作者: 吉田祐一;石井徹;太田昭男;小林大輔;鍵谷幸生
• 通讯作者: 鍵谷幸生

走査ホール素子マグネトメトリを用いたSUS304鋼のき裂進展性の評価

使用扫描霍尔元件磁力测定法评估 SUS304 钢中的裂纹扩展

• 发表时间: 2005
• 期刊: 平成17年度電気関係学会東海支部連合大会講演論文集
• 作者: 吉田祐一;石井徹;太田昭男;小林大輔;鍵谷幸生
• 通讯作者: 鍵谷幸生

新技術・新製品トピックス : 残留磁束密度変化の検出による応力場の評価

新技术/新产品主题：通过检测剩余磁通密度的变化来评估应力场

• 发表时间: 2006
• 期刊: 「材料」 (J. Soc. Mat. Sci., Japan) 55巻8号
• 作者: 森久史;藤本浩之;辻村太郎;太田昭男
• 通讯作者: 太田昭男