High resolution imaging of stress corrosion cracking by a confocal subharmonic ultrasonic phased array

共焦分谐波超声相控阵对应力腐蚀裂纹进行高分辨率成像

• 批准号: 21246105
• 负责人: YAMANAKA Kazushi
• 金额: $ 28.54万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21246105/
• 关键词: 非破壊評価; 非線形超音波; 閉じたき裂; フェーズドアレイ; 応力腐食割れ; 非線形; サブハーモニック; き裂; アレイ

To ensure the safety and reliability of structures such as nuclear power plants, it is necessary to detect closed crack by nonlinear ultrasound. Though the novel imaging method, subharmonic phased array for crack evaluation (SPACE)is a practical solution, the lateral resolution was not high enough. In this research, we developed confocal SPACE with a single array transducer which can transmit a large amplitude focused wave and detect scattered wave using a single array sensor. We then succeeded to image an SCC in a heat affected zone (HAZ)of type 304 stainless steel specimen, formed in high temperature pressurized water, and succeeded in visualizing the closed crack tip in subharmonic image with high selectivity, irrespective of strong linear scattering at grain boundary. We also succeeded in 2D simulation of these waves. This result will significantly contribute to improve the safety and reliability of nuclear power plants.

为了保证核电站等结构的安全可靠，有必要利用非线性超声检测闭合裂纹。虽然基于次谐波相控阵的裂纹评估成像方法（SPACE）是一种实用的成像方法，但横向分辨率不够高。在本研究中，我们开发了单阵列换能器共聚焦空间，该换能器可以传输大振幅聚焦波，并使用单阵列传感器检测散射波。然后，我们成功地在高温加压水中形成的304型不锈钢试样的热影响区（HAZ）对SCC进行了成像，并成功地以高选择性的亚谐波图像显示了闭合裂纹尖端，而不考虑晶界处的强线性散射。我们还成功地对这些波进行了二维模拟。这一结果将对提高核电站的安全性和可靠性作出重大贡献。

项目成果

単一アレイのサブハーモニック超音波フェーズドアレイSPACEの開発とステンレス鋼溶接部の閉じた応力腐食割れの高選択性映像化

单次谐波超声相控阵 SPACE 的开发和不锈钢焊缝闭合应力腐蚀裂纹的高选择性成像

• 发表时间: 2011
• 期刊: 非破壊検査
• 作者: 小原良和;堀之内聡;新宅洋平;柴崎亮;山口雄一;田上稔;山中一司
• 通讯作者: 山中一司

サブハーモニック超音波フェーズドアレイSPACEによる閉じたき裂の進展モニタリング

使用分谐波超声相控阵 SPACE 监测闭合裂纹扩展

• 发表时间: 2009
• 作者: 橋本真琴;小原良和;遠藤宏明;新宅洋平;山中一司
• 通讯作者: 山中一司

閉じたき裂の高精度計測のための送信用LiNbO_3単結晶アレイの試作

用于闭合裂纹高精度测量的传输用LiNbO_3单晶阵列原型

• 发表时间: 2009
• 作者: 遠藤宏明;小原良和;橋本真琴;新宅洋平;山中一司
• 通讯作者: 山中一司

サブハーモニック超音波フェーズドアレイによる金属材料溶接部の閉じた応力腐食割れの評価

使用分谐波超声相控阵评估金属材料焊缝中的闭合应力腐蚀开裂

• 发表时间: 2012
• 作者: 堀之内聡;池内雅子;新宅洋平;大内彬寛;神納健太郎;村井智;小原良和;山中一司
• 通讯作者: 山中一司

Advancend Ultrasonic Measurement for Safe and Secure Society

先进的超声波测量促进安全可靠的社会

• 发表时间: 2011
• 作者: Yoshikazu Ohara;Kazushi Yamanaka
• 通讯作者: Kazushi Yamanaka