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

超声波检测法检测钢桥疲劳裂纹及长期监测系统的构建

基本信息

批准号：
16760379
负责人：
白旗弘実
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Musashi Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

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.

在钢桥成员相交的地区，疲劳裂纹是一个问题。到目前为止，视觉检查是检测疲劳裂纹的主要方法，但是存在一些问题，例如，仅一座桥梁有很多检查点，并且缺乏客观性。超声波测试被用作检测方法。钢的声学各向异性是进行超声波测试时出现的问题之一。超声波在钢材材料中传播为弹性波。弹性模量会影响传播速度和传播方向。当声学各向异性较强时，超声波测试的结果将显示与传感器的名义规格的完全不同。据说钢的声学各向异性受到滚动过程中的冷却速率和降低速率的影响。考虑到测量程度，人们认为诸如板厚方向上的弹性模量之类的特性发生了变化。我们研究了板块厚度方向上弹性模量的变化。我们准备了一个具有高声各向异性和相对较低的声板的测试标本。板的厚度为40毫米。通过在板厚度方向上切割板来制备样品。对于每个标本，测量声音的速度。弹性波传播速度也受物体密度的影响。还测量了样品的密度。实验表明，密度在板厚方向上没有太大变化。此外，随着声速接近板表面，声音的速度趋于增加。为了研究滚动的效果，在显微镜下观察了钢晶体，同时考虑了板厚方向的变化。结果，发现晶体靠近板表面。