超音波探傷板波法による鋼橋に生じる疲労き裂の検出と長期監視システムの構築

鋼橋の部材が交差する部分において,疲労き裂の発生が問題となっている.疲労き裂の検出手法としては,これまでは目視が主であったが,一つの橋だけでも検査箇所は多いということ,目視では客観性に欠けるなどの問題点がある.検出手法として超音波探傷試験が取り入れられつつある.鋼の音響異方性は,超音波探傷試験を行う際に問題となるものの一つである.超音波波動は鋼材中では弾性波として伝播していく.伝播速度や伝播方向に影響を与えるのが弾性係数である.音響異方性が強い場合,超音波探傷試験結果はセンサの公称の仕様とはまったく異なった結果を示すことになる.鋼の音響異方性は圧延時の冷却速度や圧下率の影響を受けるといわれている.この過程を考慮すると板厚方向の弾性係数などの特性は変化していることが考えられる.実験により板厚方向の弾性係数の変化を調べた.試験体として,音響異方性の高い板と比較的低い板を用意した.板の厚さは40mmである.板厚方向に板を切削した試験片を作成した.各試験片に対して,音速を計測した.弾性波動伝播速度は物体の密度の影響も受ける.試験片の密度も計測した.実験の結果,密度は板厚方向でそれほど変化しないことが認められた.また,音速は板表面に近いほど音速が速くなる傾向が見られた.圧延の影響を調べるために,鋼の結晶を板厚方向の変化を考慮しながら,顕微鏡で観察した.その結果,板表面近傍では結晶が扁平に近いという結果が得られた.

鋼橋の部材が交差する部分において,疲労き裂の発生が問題となっている.疲労き裂の検出手法としては,これまでは目視が主であったが,一つの橋だけでも検査箇所は多いということ,目視では客観性に欠けるなどの問題点がある.検出手法として超音波探傷試験が取り入れられつつある.鋼の音響異方性は,超音波探傷試験を行う際に問題となるものの一つである.超音波波動は鋼材中では弾性波として伝播していく.伝播速度や伝播方向に影響を与えるのが弾性係数である.音響異方性が強い場合,超音波探傷試験結果はセンサの公称の仕様とはまったく異なった結果を示すことになる.鋼の音響異方性は圧延時の冷却速度や圧下率の影響を受けるといわれている.この過程を考慮すると板厚方向の弾性係数などの特性は変化していることが考えられる.実験により板厚方向の弾性係数の変化を調べた.試験体として,音響異方性の高い板と比較的低い板を用意した.板の厚さは40mmである.板厚方向に板を切削した試験片を作成した.各試験片に対して,音速を計測した.弾性波動伝播速度は物体の密度の影響も受ける.試験片の密度も計測した.実験の結果,密度は板厚方向でそれほど変化しないことが認められた.また,音速は板表面に近いほど音速が速くなる傾向が見られた.圧延の影響を調べるために,鋼の結晶を板厚方向の変化を考慮しながら,顕微鏡で観察した.その結果,板表面近傍では結晶が扁平に近いという結果が得られた.