管内伝播マイクロ波を用いた配管探傷技術（クラックレーダ－）の開発

开发利用管道传播微波的管道探伤技术（裂纹雷达）

• 批准号: 14J04906
• 负责人: 佐々木 幸太
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J04906/
• 关键词: 長尺配管探傷; マイクロ波減衰量推定; き裂探傷評価; 電磁場分布評価; き裂探傷性評価; マイクロ波プローブ; 最適化手法確立; 任意口径配管適用; 長尺配管適用; マイクロ波減衰

原子力プラント等における複雑かつ長大な配管系を迅速かつ効率的に検査する技術として、マイクロ波を用いた配管広域一括探傷技術（クラックレーダー）が提唱されている。本研究は、実機適用に向けた手法の高度化及びその普遍化による当該技術の実現を目的とする。本年度は、長尺配管適用のための伝播マイクロ波の減衰量推定手法の確立およびき裂に対する検査精度の評価、実配管を使用した検証試験を実施した。マイクロ波減衰量推定手法の確立については、前年度検討より長尺体系における管内マイクロ波減衰量の口径依存性を実験的に評価した。本年度は配管材質の依存性および壁面粗さの影響評価を実施した。材質依存性評価では、真鍮管とSUS製管を用いた実験より、導電率の低い場合には減肉からの反射信号強度が低下し、壁面における導体損失が増大するという理論式との整合を確認した。続いて、減衰推定手法の更なる高度化のため、管表面粗さの影響評価を行った。マイクロ波周波数帯においては表皮深さが極めて小さいため、配管壁面上の粗さが減衰へ影響する可能性がある。そこで、管入口周辺の表面粗さを測定し、表面粗さを考慮した減衰量推定値と実験結果の比較を行った。結果より、実験値と推定値の良好な一致を獲得し、以て当該検査手法における検出信号の伝播距離に対する信号強度減弱量を推定する手法を開発した。さらに、開発した減衰評価手法を用いて単一直管を用いたき裂に対する検出性を評価した。これまではフランジ接続により長尺体系を模擬していたが、き裂からの信号強度はフランジ接続部と同等であるため、検出性の定量的な評価が困難であった。単一直管における試験では、接続部からの信号がないため周・軸方向それぞれのき裂に対して定量的なS/N比を評価可能であり、以て検出範囲の評価が可能であることが確認された。

作为用于快速且高效地检查核电站等中复杂且长的管道系统的技术，已经提出了使用微波的广域管道探伤技术（裂纹雷达）。本研究的目的是通过提高方法的复杂性并使其在实际应用中具有普遍性来实现该技术。今年，我们建立了适用于长管道的传播微波衰减量的估算方法，评估了裂纹的检查精度，并使用实际管道进行了验证试验。关于微波衰减估计方法的建立，我们根据前一年的研究，通过实验评估了长系统中管道中微波衰减的直径依赖性。今年，我们评估了管道材料的依赖性和壁粗糙度的影响。在材料依赖性评估中，使用黄铜管和SUS管的实验证实了与理论公式的一致性，即当电导率较低时，由于变薄而导致的反射信号强度降低，并且壁上的导体损耗增加。接下来，为了进一步改进衰减估计方法，我们评估了管表面粗糙度的影响。由于在微波频段趋肤深度极小，管壁表面的粗糙度可能会影响衰减。因此，我们测量了管道入口周围的表面粗糙度，并将考虑表面粗糙度的估计衰减量与实验结果进行了比较。从结果来看，我们在实验值和估计值之间获得了很好的一致性，并开发了一种在检查方法中估计信号强度相对于检测到的信号的传播距离的衰减量的方法。此外，使用开发的衰减评估方法评估了使用单个直管的裂纹检测能力。到目前为止，长系统都是使用法兰连接来模拟的，但由于裂纹的信号强度与法兰连接处的信号强度相当，因此对可检测性进行定量评估一直很困难。在对单个直管进行测试时，由于没有来自连接的信号，因此可以定量评估周向和轴向裂纹的信噪比，从而可以评估检测范围。 。

项目成果

Evaluation of the Applicability of Efficient Nondestructive Testing Using Microwave for Wall Thinning Inside a Long-range Metal Pipe

微波高效无损检测对长距离金属管道内壁减薄的适用性评估

• 发表时间: 2014
• 作者: Kota Sasaki;Noritaka Yusa;Hidetoshi Hashizume
• 通讯作者: Hidetoshi Hashizume

Optimized microwave excitation probe for general application in NDT of wall thinning in metal pipes of arbitrary diameter

• DOI: 10.1016/j.ndteint.2014.12.004
• 发表时间: 2015-03-01
• 期刊: NDT & E INTERNATIONAL
• 影响因子: 4.2
• 作者: Sasaki, Kota;Liu, Linsheng;Hashizume, Hidetoshi
• 通讯作者: Hashizume, Hidetoshi