高度電磁気特性非破壊評価システムの開発

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本研究では,高度電磁気特性非破壊評価システム開発に向けて,本システムに必要な基礎技術に対して研究を行った。その際に,焼入れされた鉄鋼材の磁気特性に着目し,焼入れ深さや度合いの非破壊評価技術の開発を行った。まず,焼入れされた鉄鋼材のBHループの形状に着目し,深さ方向の磁気特性と硬度の関係を明らかにした。さらに,低い周波数から高い周波数の磁気特性を利用することで,焼入れ深さや度合いの評価が可能であることを示した。次に,周波数を変化させ,磁束の浸透深さをコントロールすることで,深さ方向の磁気特性に関する情報を得るため,周波数探査技術の開発を行った。周波数探査技術として,周波数掃引励磁スペクトログラム法を提案し,その有用性を示した。また,焼入れされた鉄鋼材の磁気特性を評価するために,磁気センサを開発した。本センサを用いることで,焼入れされた鉄鋼材の透磁率,保磁力や磁気損失などの磁気特性を評価することが可能となった。さらに,周波数掃引励磁スペクトログラム法を組み合わせることによって,磁気特性の値をスペクトログラム化でき,焼入れ領域や深さの推定が可能となった。さらに,非破壊材料評価技術の応用として,配管の減肉評価を行った。まず,基本モデル磁気センサを用いて,従来の磁束密度のみの測定だけでなく,磁界強度も測定し減肉評価を行った。その結果,磁界強度を評価することで減肉の有無に対して大きな変化が得られ減肉評価に有効であることを示した。本研究において,周波数探査技術や磁気特性の評価技術を用いることで,焼入れ深さや度合いの非破壊評価が可能であることを示した。これらの技術は,製造後の鉄鋼製品の保守検査として劣化,損傷評価や寿命予測などの材質評価にも用いることもでき,産業界の幅広い分野に応用できる。