報告書番号

Q04016

タイトル（和文）

超音波探傷試験による厚肉配管溶接部の非破壊評価 - 第3報： 欠陥性状判別法の検証とTOFD法とフェーズドアレイ法のシミュレーション手法の開発-

タイトル（英文）

Use of Ultrasonic Nondestructive Evaluation of Cracking in Thick-walled Piping― Part 3: Validation of defect characterization approach and development of finite element modeling of the TOFD and phase array techniques ―

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

年々経年化が進む火力発電所のボイラでは，溶接部の熱影響部細粒域のタイプⅣき裂といった内在き裂が問題となっている．超音波探傷試験は，発生初期段階のき裂を検出する有効な手法の1つである．現在の超音波探傷試験の技術は，ラスタースキャンを要するパルスエコー法から，近年実用化されたTOFD法や，現在適用が検討されているフェーズドアレイ法に及ぶ．電中研では，TOFD法 およびフェーズドアレイ法を同時に用いることができる超音波探傷装置を開発し，高精度な欠陥寸法および性状を評価するための欠陥性状判別手法を提案している． 本研究では，まず，高温蒸気配管を想定した内在欠陥を有する円筒溶接試験体を製作し，この試験体に対してTOFD法およびフェーズドアレイ法を適用した．得られた非破壊試験結果に提案手法を適用し，提案手法の有効性を確認した．次に，TOFD法およびフェーズドアレイ法における超音波伝搬挙動を可視化し，受信信号を予測するための有限要素法に基づくシミュレーション手法を開発した．

概要 （英文）

Cracking in welded high-energy piping in fossil power plants has been a potential problem for over 20 years. Ultrasonic examination is one technique that helps detect cracking at stages early enough to implement corrective measures. Current ultrasonic methods range from traditional pulse echo techniques, which require a traditional raster scan, to recent Time of Flight Diffraction (TOFD) and phased array techniques. These cutting-edge methods continue to improve, both in terms of cost and the amount of quality information. CRIEPI has developed the development of an ultrasonic inspection system and the applicability of the TOFD and phase array techniques to the detection and sizing of cracking, and has proposed the concept of a defect characterization approach in welded high-energy piping. This report discusses the validation of the proposed approach by applying inspection results of a pipe-shaped welded specimen simulating welded high-energy piping, and the development of finite element models of the TOFD and phase array techniques to visualize the relative wave propagation behaviors and to predict receiving signals.

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