Evaluation of thickness reduction of a high-temperature pipe by an inspection system using guided wave travelling into a pipe with a long waveguide under normal temperature

利用导波在常温下进入长波导管道的检测系统评估高温管道的减薄情况

• 批准号: 22K03817
• 负责人: 村山 理一
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Fukuoka Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03817/
• 关键词: 非破壊検査; 高温パイプ; ガイド波; 導波体; 電磁超音波探触子; 減肉

申請研究では、500℃程度の高温配管のエルボー部の減肉状況について、特に破裂直前の1mm以下の肉厚を確実にモニターできることを目標としている。その為に、2022年度については、透過、反射信号同時検出型－長い導波体によるパイプ軸方向伝搬ガイド波送受信システムを試作し、減肉が進むと主要なLモード－ガイド波の内、L(0,1)モードが音速が急変することを実験的に確認する計画であった。その計画に対して、(1)透過、反射信号同時検出型－長い導波体によるパイプ軸方向伝搬ガイド波送受信システムを試作した。(2)まずは充分な検出感度を有するPZT型探触子を導波体端部に設置し評価を実施した。しかしながら、周波数、パイプ肉厚による音速依存性を検出できなかった。原因を調査するために受信信号波形の周波数解析をおこなったところQ値（半値幅／中心周波数）が約6で広範囲に周波数帯域が広り、そのために音速依存性が検出できなかったと判断した。(3)改めてまずは送信部のみをSH板波用電磁超音波探触子(EMAT)に変更し、実験を実施した。この場合の周波数帯域の広がりはQ値（半値幅／中心周波数）で約3であった。その結果、肉厚が薄くなるにしたがって音速が低下する傾向が若干ではあるが検出できた。(4)次に送受信部をSH板波用電磁超音波探触子(EMAT)に変更し、同様の評価試験を実施した。この場合の周波数帯域の広がりはQ値（半値幅／中心周波数）で約0.5であった。この場合、検出感度がかなり低下し、透過信号の検出はかなり難しくなったが、音速依存性は、解析ソフトによる予想値とほぼ一致する急変する結果が得られた。すなわち、本研究の狙いであるL(0,1)モードーガイド波による減肉評価の可能性を示すことができたが、安定計測のためにSH板波電磁超音波探触子の感度向上と部分減肉で音速依存性を評価する必要が有ることが今後の課題である。

Application for research on the reduction of thickness of pipes at high temperatures of 500 ° C, especially before cracking, and the reduction of thickness of pipes below 1mm For the year 2022, we will test and reduce the number of incoming and outgoing waves in L (0,1) mode and confirm the number of incoming and outgoing waves in L(0,1) mode. (1) The transmission and reflection signals are detected simultaneously in a type-long waveguide, and the transmission and reception signals in the axial direction are tested. (2)PZT-type probes with sufficient sensitivity are set up at the end of the waveguide. The dependence of sound speed on frequency, frequency and thickness is discussed. The reason for this investigation is that the number of cycles of the received signal waveform is about 6, and the frequency of the cycle is about 6. The frequency of the received signal depends on the speed of sound. (3)The electromagnetic ultrasonic probe (EMAT) is used to change the frequency of the transmission part and the frequency of the transmission part. In this case, the frequency band is about Q (half-amplitude/center frequency). As a result, the thickness of the flesh is thin and the speed of sound is low. (4)Next, the electromagnetic ultrasonic probe (EMAT) for the transmission and reception part of SH plate wave is changed, and the same evaluation test is carried out. In this case, the frequency band is about 0.5 In this case, the detection sensitivity is low, the transmission signal is difficult to detect, the sound speed dependence is high, the analytical solution is high, and the result is high. L(0,1) is a necessary part of this study to evaluate the sensitivity of plate wave electromagnetic ultrasonic probes.